石油和煤炭：能源替代及其不久将结束

图1显示了自1965年以来按燃料类型对全球总能源消耗的年度贡献百分比。我对它进行了绘图，以查看其中是否包含任何有关世界能源市场的隐藏信息，这些信息已经引起了我的注意（本文中用于构建所有图表的数据均来自《 BP 2014统计评论》）：

图1：按燃料类型对全球能源消耗的贡献百分比

乍一看，没有什么新鲜的。石油贡献在1973年达到顶峰，此后一直呈下降趋势。1965年至1977年间，煤炭的贡献迅速下降，但随后趋于平缓，2002年之后开始卷土重来。天然气在2002年之前缓慢建立了市场份额，但此后一直稳定下来。水电的贡献几乎没有改变，直到1985年核电才得以发展，但是在开始衰落之前就被夷为平地，其他可再生能源（风能，太阳能等）几乎没有脱离零线。

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然后我注意到一个有趣的功能。石油和煤炭的百分比贡献倾向于朝相反的方向移动。煤炭下降，石油上升。石油下跌，煤炭上涨。石油走平，煤炭也走平。但是，无论是石油还是煤炭，都与第三主要能源天然气没有明确的总体关系。暗示是石油和煤炭已经相互替代，用煤替代石油或用石油替代煤炭可能取决于当时的市场状况，但天然气基本上不受影响。

让我们更仔细地看一下。

一个简单的油煤关系测试是将两者加在一起。如果一个人定期替换另一个人，那么两者之和应该使我们接近一条直线。它的确或多或少。

图2：石油和煤炭的捐款总和

另一种方法是比较煤炭和石油在全球能源结构中所占百分比的一阶垂直导数，尽管这听起来很复杂，但实际上仅是计算石油和煤炭百分比每年变化多少并作图的问题。 。图3显示了结果：

图3：石油与煤炭相比，年度贡献百分比变化

现在，我们将煤翻转过来，使其以与石油相同的方式运动，并添加一个XY散点图。匹配不是完美的，但是年百分比变化显然是相关的，并且相关程度很高（R = -0.84）：

图4：石油与煤炭相比，年度贡献百分比变化（倒数）

但是，天然气和石油对全球能源结构的贡献百分比的年度变化与曲线是否上下颠倒无关（R = 0.00）：

图5：石油与天然气的贡献百分比的年度变化

但是，天然气和煤之间的逆相关性很弱（R = -0.49）（请注意，煤又被反转了）：

图6：天然气与煤炭的贡献百分比的年度变化（倒数）

当我们将煤与石油和天然气的总和进行比较时，我们得到了一个特别接近的匹配项（R = -0.94，R squared = 0.88，煤再一次反转）。趋势线的梯度接近1：1的事实进一步表明，一种MTOE煤有效地抵消了100万吨的石油，反之亦然：

图7：石油与天然气对比煤炭的百分比贡献年度变化（倒数）

这些结果的含义是什么？

基本上，它们向我们展示的是在满足不断增长的全球能源需求方面的高度灵活性，可以随着市场条件的变化以石油批发替代煤炭或以煤炭批发替代石油。（这种替代主要发生在发电中；除非我们返回蒸汽火车和燃煤轮船，否则煤炭不能替代运输中的石油）。自1965年（1980年，1981年，1982年和2009年）以来的四年中，全球能源消耗均在增长，而煤炭和石油或多或少可互换地用于满足不断增长的能源需求，或者至少一部分未被满足在过去的49年中如图8所示，1979年之前石油占主导地位，1979年至1983年煤炭占主导地位，1983年至1988年之间的荣誉大致相同，1988年至2002年间石油重新获得领先地位，自2002年以来，很大程度上归功于中国，煤炭占了上风：

图8：石油与煤炭相比，每年贡献的“新”能源

煤炭和石油之间的波动也很大。在1965年至1979年之间，石油为世界贡献了超过1500 MTOE的“新”能源，而煤炭仅占其中的四分之一。1979年至1989年之间，煤炭未添加约400 MTOE，而石油实际上未添加。在1989年至2002年之间，石油添加了约600 MTOE，大约是煤炭的六倍；自2002年以来，煤炭添加了约1400 MTOE，大约是石油的三倍。

关于促使石油从煤炭转向煤炭再回升的原因，显然是至少在2000年之前的石油价格（图9）。当石油便宜时，新能源主要来自石油。它不是主要来自煤炭。中国燃煤发电的迅速发展使2000年以后的情况变得复杂，但趋势是相同的。

图9：与石油价格相比，煤炭和石油“新能源”逐年增加

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然而，尽管过去49年间煤炭和石油之间发生了巨大的波动，但全球经济仍在继续增长，并且没有人用尽能源，这表明a）只要有很长的一段时期，世界对能源的获取形式就无动于衷它得到了； b）增长对石油供应的连续性的敏感性并不像人们想象的那样。但是，有理由认为这些条件可能不再适用，因为大规模的煤/油替代需要大量的燃油发电能力，而现在剩下的很少（现在的石油发电量不到发电量的5％）。与1973年的25％相比）。因此，正如Euan Mearns在社论评论中指出的那样，“下一次石油冲击可能是一个大问题。”

最后一个问题是为什么石油和煤炭的消耗应该如此紧密地联系而天然气的消耗却不是。这很可能是交通便利的结果。石油或煤炭几乎可以随时随地大量运输，并且在市场条件变化时可以轻松地重定向到其他地方。气不能或至少目前不能。

罗杰·安德鲁斯（Roger Andrews）

资料来源：www.euanmearns.com