1.1 世界家庭能源消费现状

能源可以推动经济发展、促进社会进步以及保障人类基本福利,但过量的能源消费也不可避免地加剧了气候变化并导致环境污染,因此能源消费成为当下国际社会广泛关注的焦点(IEA,2022)。一方面,家庭能源消费作为能源消费的主要部门之一,与人类生活的诸多方面息息相关,居民通过能源消费维持生存、开展生活与生产活动,极大地提高和改善了人类生活品质。随着社会经济发展和居民生活水平提升,家庭部门的能源消费逐渐成为能源消费的主要增长点(陆莹莹 等,2008)。国际能源署(International Energy Agency,IEA)数据显示,2020年世界范围内家庭部门的电力消费占当年总电力消费的27.59%,仅次于工业用电(41.68%)(IEA,2020)(见图1-1)。由此可见,家庭部门能源消费的重要性不断凸显。另一方面,随着家庭部门能源消费的重要性不断提升,家庭部门的节能与减排问题也受到更为广泛的关注,并可能会影响能源可持续发展战略大局(丁永霞,2017;丁永霞 等,2020)。随着居民对电力等高品质能源及其设备的多样性需求不断增加,家庭的能源消费行为逐渐由生存型消费转变为发展型消费,导致家庭能源消费产生的碳排放总量逐年增长(魏楚 等,2018),并进一步加速了全球变暖(刘明辉 等,2022)。与2010年相比,2020年俄罗斯、巴基斯坦和中国的家庭能源碳排放增长率分别为67.54%、53.85%和13.42%(IEA,2020)。家庭部门的能源消费亟须开展绿色低碳的科学引导(谢晗进 等,2020)。另外,世界上仍有大量人口无法获取清洁能源。预计到2030年,全球仍有25.2亿人无法获取清洁能源,其生活用能仍以传统生物质能为主(Verma et al.,2021)。因此,如何实现家庭能源消费结构优化升级与现代清洁能源全面覆盖是家庭能源消费领域研究的关键话题。

图1-1 2020年世界电力消费在不同部门中的占比

(数据来源:国际能源署 https://www.iea.org/)

近年来,全球极端天气频发、新冠病毒感染疫情(以下简称“疫情”)冲击、俄乌冲突等多重危机给全球能源系统带来了叠加冲击,能源供应不足、能源价格高涨等问题不断涌现,全球能源系统遭受了前所未有的危机,给人类的可持续发展进程带来了巨大挑战,也对家庭部门的能源消费造成了冲击(IEA,2022)。首先,气候变化导致的极端天气频发,使得全球温带和热带气候区居民对制冷设备和能源的需求增加,进一步加剧了温室气体的排放,甚至造成电力供应短缺(丁仲礼,2021;Davis et al.,2015)。由于夏季长时间处于高温天气,与1990年相比,2018年全球制冷需求增长了三倍以上(Bezerra et al.,2021),部分地区居民因无法支付高额能源账单或电力供给不足而无法获取满足基本生存所需的能源。其次,世界各国在应对疫情过程中实行的封控措施,导致在疫情暴发初期全球经济放缓;与2019年相比,2020年第一季度全球能源消费下降了3.8%(Abdeen et al.,2021),但是在此期间,居民室内活动时间延长,家庭能源需求反而在疫情期间大幅增长。一些研究发现,疫情阻碍了全球清洁能源转型和能源效率提升的进程(Ravindra et al.,2021;Carfora et al.,2022;Li,2022),进而造成家庭能源供给缺口进一步扩大。最后,由于地缘政治冲突引发世界能源危机,高涨的能源价格增加了家庭能源消费负担。一方面,俄乌冲突导致油价上涨,直接增加了家庭能源消费成本,大部分国家家庭能源成本增幅为51.1%~176.1%,导致家庭能源可支付能力锐减,同时生活必需品成本也随之增加,家庭可支付能力下降,最终挤兑了家庭能源消费(Guan et al.,2023)。另一方面,俄罗斯对欧洲的天然气出口量大幅削减,同时欧盟承诺将逐渐淘汰从俄罗斯进口天然气的能源供给模式,导致亚欧市场的液化天然气价格飙升。2022年1月至3月,亚洲天然气价格平均上涨近2.6倍(IEA,2022)。能源市场价格上涨最终将导致能源支出增加,进一步挤兑家庭其他类型消费,或者抑制居民的能源消费,使得更多家庭陷入能源贫困危机。

一方面,家庭能源消费是满足人类社会生存、生活和发展的最基本消费类型;另一方面,家庭能源消费所带来的碳排放及环境污染等问题,进一步凸显了该话题的重要性。特别是当今世界正处于百年未有之大变局,各国家庭能源政策分化加剧,不协调问题突出,加速了家庭能源消费行为与结构的巨大转变。为了实现联合国可持续发展目标(SDG7),即确保人人享有可支付的、稳定的、可持续的现代化能源,应与切实提升家庭能源福利水平、及时响应气候行动(SDG13)相协同,通过系统研究家庭能源消费,进而实现家庭能源消费转型升级。

家庭能源消费除具备上述重要性与时效性之外,其在全球范围内还存在较为复杂的表现形式。由于世界各国在社会经济发展、自然资源禀赋与科技水平等方面存在差异,家庭能源消费结构与用能模式在不同国家也各具特色。图1-2展示了2016—2021年世界六大洲人均一次能源一次能源,即天然能源,如煤炭、石油、天然气。的消费量。其中,北美洲、大洋洲与欧洲聚集了社会经济水平相对较高的国家和地区,其人均一次能源消费量为世界人均一次能源消费量的1.9倍及以上,图1-2证实了以上三大洲的人均能源消费在疫情暴发初期呈显著下降趋势。相较而言,亚洲、南美洲与非洲的人均一次能源消费量低于世界平均水平。其中,非洲人均一次能源消费量最低,约占世界平均水平的20%。类似地,在全球不同发展水平的国家中,不同经济体之间的人均一次能源消费量差距也较大。高收入国家的家庭部门能源消费占比较高,例如英国和法国2020年的家庭能源消费分别占本国能源总消费的32%和35%。新兴经济体国家的家庭能源消费相对较低,然而增速较快,例如中国和巴西2020年的家庭能源消费占比分别为16%和12%(IEA,2020);与2019年相比,两国家庭电力消费增速分别高达7.13%和4.40%。2020年家庭部门的电力消费增速在加拿大、意大利和法国仅为1.69%、0.10%和0.04(IEA,2020)。低收入国家特别是撒哈拉以南的非洲国家,其人均一次能源消费量处于世界最低水平。

图1-2 2016—2021年世界六大洲人均一次能源消费量

(数据来源:英国石油公司世界能源统计评论https://www.bp.com/;美国能源信息署的国际能源数据https://www.eia.gov/)

此外,在家庭用能结构上,发达国家以天然气等清洁燃料为主,而发展中国家多以煤炭等传统的污染能源为主。国际能源署数据显示,2020年英国、法国家庭部门的煤炭消费量仅占天然气消费量的0.4%和0.2%;然而同年印度、南非家庭部门的煤炭消费量却是天然气消费量的2倍及以上(IEA,2020)。除社会经济发展决定家庭能源消费的表现形式外,能源禀赋也在居民能源消费水平上发挥了举足轻重的作用,如阿拉伯半岛的居民能源消费水平甚至高于欧洲地区居民,其中一个原因是该地区能源供给充足,家庭部门具备充分能源韧性。因此,发达国家和地区的家庭能源消费需要提倡低碳节能;欠发达国家和地区需要加大力度满足家庭基本生活所需的清洁能源供应,降低能源使用成本,从而促进世界范围内居民的能源公平,缩小能源福利差距。

家庭能源消费水平除了用能源消费量与消费金额衡量,还可以用碳排放量评估。2020年,全球家庭部门的二氧化碳排放量占全球二氧化碳排放总量的17%(Yu et al.,2021)。随着城市化进程加快,发展中国家的家庭能源消费逐渐成为二氧化碳排放的主要来源(Balezentis,2020)。因此,能源转型与增加低碳能源消费对降低家庭部门的碳排放量增速有重要作用。图1-3展示了2021年部分国家人均低碳能源消费量由高到低的排序情况:瑞典、法国和美国等高收入国家的人均低碳能源消费量较高,其中瑞典高达43 599千瓦时。相反,印度、巴基斯坦和菲律宾等发展中国家的人均低碳能源消费量处于末端,其中菲律宾人均低碳能源消费量仅为瑞典的1%。中国人均低碳能源消费量在2021年达到5 308千瓦时,与低碳能源消费量高的发达国家仍有较大差距。因此,在家庭能源消费基本需求得到满足的基础上,有关部门应着力提高家庭能源消费清洁度,增加对低碳能源的投资力度,有助于降低家庭部门碳排放量,进而助力“碳达峰”“碳中和”目标实现。

图1-3 2021年部分国家人均低碳能源消费量

(数据来源:英国石油公司世界能源统计评论https://www.bp.com/)