重磅!2015年全球電力報告


  電力是利用發電動力裝置將化石燃料(煤、石油、天然氣)的熱能、水能、核能以及太陽能、風能、地熱能、海洋能等轉換為電能。

  目前主要的發電方式有火力(煤、石油或天然氣)發電、水力發電、核能發電等,其特點是:電能的生產和消費過程,是在同一時間內進行的,不能大量儲存。其他能源發電方式雖然有多種,但規模都不大。這三種發電形式所占的份額因各國能源資源的構成不同而異。但隨著新能源發電技術的進展,集中式發電將逐步走向分布式發電。

  發電效率是指原動機輸出能源與輸入能源的比值,用百分數表示。發電效率因發電方式不同而各有差異。一般的火力發電效率只有30%左右,熱電聯產可達65%~70%,而冷熱電三聯產可達80%以上。

發電效率圖示
  本報告根據BP(世界能源統計評述)、 CIA(美國中央情報局)、 IEA(國際能源署)、 REN21(21世紀可再生能源政策網路)、 WB(世界銀行)、EIA(美國能源情報署)等最新報告匯集而成,以告訴讀者目前全球電力生產和消費的狀況。

  為了縮短篇幅,本文各表格所選國家僅列出前十位。

  電力消費量
  根據BP公司《世界能源統計評述》,從2009年至2.14年的六年間,電力消費增加了17%,而中國增加了52%,美國只增加4%。由於中國的經濟快速發展,在2011年發電量已經超過美國,成為世界上最大的電力生產國(見表1)。

  電力人均消費量
  根據美國中央情報局《世界統計年鑒》報導的各國電力消費。中國人均電力消費量高於世界平均水平,但美國比中國高出3倍半(見表2)。人均電力消費最多的國家是冰島、挪威和加拿大(見表3)。表中「排序」是按照電力消費總量排序的。

  人均電力消費計算依據下列公式:
  人均電力(W)= 電力消費總量(MWh/yr)×1 000 000/(365.25×24)/人口數
  = 電力消費總量(MWh/yr)×114.077116/人口數

  全球電力生產來源
  BP公司《世界能源統計評述》明確指出,在全球一次能源消費中增長速度最快的是原煤,而不是天然氣。

  根據國際能源署(IEA)的《關鍵能源數據統計》明顯看出,燃煤發電一直保持在40%左右,燃油發電逐年降低,而燃氣發電維持在21%左右(見表4)。

  雖然表4(以及表7~14)所列的2013年數據,似乎有點老,卻是在《2015年關鍵能源數據統計》報告的,算是最新的了。



  全球電力生產結構
  根據REN21的2015年的報告,2014年再生能源發電新增容量超過燃煤發電和燃氣發電新增容量的總和。

  2014 年,可再生能源在世界各個區域都有顯著增長,約59%的全球淨電力新增裝機來自可再生能源。風電、太陽能光伏發電和水電在其中占絕對優勢。截止到2014年底,全球發電裝機中可再生能源約占27.7%,足以滿足全球電力需求的22.8%左右。

  波動性可再生能源在一些國家正逐漸達到高比例滲透。與之呼應,相關的政策制定者們也正在要求公共電力公司進一步優化其商業模式及電網基礎設施。在澳大利亞、歐洲、日本及北美地區,居民型「產銷者」(生產並消費自發電力的用戶)的數量均有大幅度增長。2014 年,全球主要的企業及機構實質承諾購買可再生能源電力或投資自有可再生能源發電容量。

  截止2014年全球再生能源發電占電力總量的22.8%,其中水力發電最高,占16.6%。



  各國電力生產結構
  電力生產結構是根據各國所處的地理位置和國際貿易所決定的。根據WB報告2011年電力生產的來源,全球仍以燃煤發電為主,中國最多,燃煤發電占79%,而法國則以核能發電為主,占發電總量的79.4%,俄羅斯以燃氣發電為主,占49.3%。



  化石燃料生產電力前十位國家
  根據國際能源署(IEA)的《關鍵能源數據統計》,將化石燃料發電分為燃煤發電、燃油發電和燃氣發電。很明顯看出,中國燃煤發電占全球總量的42%左右,其次為美國,僅占全球總量的18%左右。



  燃油發電在化石燃料發電中,其比例較低。日本燃油發電居世界之首,約占16%,其次為沙烏地阿拉伯。



  燃氣發電發展較快,主要是美國。2014年6月有篇文章「11張圖解釋美國能源體系(11maps that explain the US energy system)」,說明美國頁巖油氣井達63000口以上。美國頁巖氣開發成功,助長了燃氣發電的增長。俄羅斯本身具有豐富的天然氣資源,適合於燃氣發電,但居第二位。日本利用進口的液化天然氣助力燃氣發電的增長,燃氣發電的增長又刺激了全球天然氣液化工業的增長。



  將表4、6、7、8中的「世界總計」部分匯集成表9。可以看出非化石燃料(大型水力發電+核能發電+再生能源發電)發電百分率逐年提高。

  全球發電總量—(燃煤發電+燃油發電+燃氣發電)=非化石燃料發電
  (非化石燃料發電/全球發電總量)×100 = 非化石燃料發電的百分率%



  世界各地電力生產
  經濟合作與發展組織(全稱:Organization for Economic Co-operation and Development ,簡稱:OECD)是全球34個市場經濟國家組成的政府間國際組織,總部設在巴黎米埃特堡。

  OECD包括:澳大利亞、奧地利、比利時、加拿大、智利、捷克、丹麥、愛沙尼亞、芬蘭、法國、德國、希臘、匈牙利、冰島、愛爾蘭、以色列、義大利、日本、韓國、盧森堡、墨西哥、荷蘭、紐西蘭、挪威、波蘭、葡萄牙、斯洛伐克、斯洛文尼亞、西班牙、瑞典、瑞士、土耳其、英國、美國。

  根據國際能源署(IEA)的《關鍵能源數據統計》,OECD電力生產的百分率最高,但逐年降低,其原因是非OECD國家,特別是中國,電力生產增加。



  世界各地電力貿易
  相比於石油國際貿易來說,電力國際貿易量少得多。根據國際能源署(IEA)的《關鍵能源數據統計》,電力淨進口國家主要是義大利、美國和巴西(見表11)。電力淨出口國主要是加拿大、法國和巴拉圭(見表12)。




  全球電力消費利用
  根據國際能源署(IEA)的《關鍵能源數據統計》,電力主要應用於工業、其次是運輸以及其他。其他包括農業、商業、公用事業、民用和非特殊用途。



  各種發電方式的成本
  根據REN21的報告繪制成圖。可以看出,目前傳統的燃煤發電、大型水力發電、天然氣循環發電、陸上風電場等發電成本較低。太陽能聚熱發電成本最高。



  圖中說明:
  (1)IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)即整體煤氣化聯合循環發電系統,是將煤氣化技術和高效的聯合循環相結合的先進動力系統。它由兩大部分組成,即煤的氣化與淨化部分和燃氣-蒸汽聯合循環發電部分。IGCC技術把潔淨的煤氣化技術與高效的燃氣──蒸汽聯合循環發電系統結合起來,既有高發電效率,又有極好的環保性能,是一種有發展前景的潔淨煤發電技術。在目前技術水平下,IGCC發電的淨效率可達43%~45%,今後可望達到更高。而污染物的排放量僅為常規燃煤電站的1/10,脫硫效率可達99%,二氧化硫排放在25mg/Nm3左右,遠低於排放標準1200mg/Nm3,氮氧化物排放只有常規電站的15%~20%,耗水只有常規電站的1/2~1/3,對於環境保護具有重大意義。

  (2)CC(Combined Cycle)聯合循環的縮寫。

  (3)CCS(Carbon Capture and Storage)碳捕集與封存 。是穩定大氣溫室氣體濃度的減緩行動組合中的一種選擇方案。 CCS具有減少整體減緩成本以及增加做到溫室氣體減排靈活性的潛力。

  2014年中國電力數據
  根據美國中央情報局(CIA)報導,中國電力生產與消費參見表15。中國電力依靠化石燃料生產,主要是燃煤發電,占總裝機容量的67.3%,但是全球按一次能源消費的百分率排序居119位,美國(73.5%)、英國(70.7%)、阿爾及利亞(98%)、巴林島(99.9%)、文萊(100%)、德國(45.7%)、歐盟(50.5%)、科威特(100%)、韓國(69.6%)、伊朗(85.6%)等等的燃煤發電在該國的發電來源的比例都高於中國。

  單位換算: 1 trillion kWh=1000 TWh ;1 billion kWh=1 TWh(本文來源:金銀島專欄特約作者龐名立)


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