收藏本站   | English

2019年全球電力報告

来源:庞名立 供稿 日期:2019-07-25 浏览量:

電力跟經濟發展和人類生活的重要性就不花筆墨了。本文信息量大,直奔主題,免得浪費時間。

本報告分爲兩大部分:非再生能源發電(燃煤發電、燃油發電、燃氣發電和核能發電)和再生能源發電。本報告收集並整理了最新數據來描述全球電力發展的概貌。

請注意,文中許多地方標注有英文名稱,不是玩弄筆墨,這是告訴您可以通過它來查詢更多的信息,甚至可以找到相應的網站。當然,全文挨個閱讀沒有必要,還是來個分類,您好直切主題。有些不恰當之處或缺乏數據之處也有,敬請包涵。

 

前十位國家電力生産量

人均能源消費和電力消費

全球電力生産結構

世界上最大的20座發電站

1、 非再生能源發電:

非再生能源發電比例變化

燃煤發電

燃油發電

燃氣發電

核能發電

2、 再生能源發電:

      再生能源發電的比例

水力發電

風電場發電

太陽能發電

     電力單位換算

 

                                前十位國家電力生産量                                            

根据《BP Statistical Review of World Energy June 2019》的报告,2018年电力产量仅比2017年增加3.7%。中国是世界上电力生产最多的而且是增幅最大的国家,2018年发电量达7111.8TWh,比2017年增加了7.7%,占世界总量的26.7%;而美国虽然有所增加,2018年发电量为4460.8TWh,比去年增加了3.7%,占全球总量的16.8%。


 人均能源消費和電力消費                                       

人均能源消費量和人均耗電量在一定程度上反映一個國家或地區經濟發展水平和人民生活水平。根據美國中央情報局2016年的數據,人均能源消費量和人均耗電量最多的國家是冰島和列支敦士登。雖然中國電力産量居世界首位,但人均能源消耗量居世界第63位。


                                 全球電力生産結構                                                        

电力生产结构是指电力来自一次能源的比例,以%表示。根据REN21(Renewable Energy Policy Network for the 21st Century)2012~2019年的报告汇集成表。

2018年可再生能源發電继续走强。据估计,全球安装了181GW(吉瓦、千兆瓦),略高于2017年的新增量,总装机容量增长超过8%。经过多年的稳定增长,该比率年内新增产能持平,全球可再生能源总容量约为2378 GW。2018年底增加约100 GW太陽能光伏,又是一次可再生能源装机容量的领先者。太陽能光伏发电的增加占新可再生能源的55%。其次是风力发电(28%)和水力發電(11%)。连续第四年增加可再生能源發電量超过了化石燃料的净安装量和核容量之和。

2018年水力發電仍然霸占再生能源發電的主导地位,占再生能源發電的15.8/26.2=60.3%,其次是风力发电5.5/26.2=21.0%、太陽能光伏2.4/26.2=9.2%和生物质发电2.2/26.2=8.4%。2018年底再生能源發電量足以供应全球发电量的26.2%。


   世界上最大的20座發電站                               

目前,世界上最大的发电站是中国三峡水电站,该发电站采用了32台弗兰西斯水轮机(Francis turbines),每台功率700MW,另外还有两台50MW涡轮机发电,装机容量共计22500MW。它是世界上最大的核电站——日本柏崎刈羽核电站(Kashiwazaki-Kariwa,7965MW)的两倍多。2017年正在建设的中国白鹤滩水电站(Baihetan Dam,16000MW)和巴西贝罗蒙特大坝(Belo Monte Dam,11233MW),都无法跟三峡水电站的装机容量比拟。

尽管三峡水电站难以抗衡,但有拟建的刚果英戈大坝(Grand Inga Dam),设计的装机容量达39000MW,将超过所有的发电站的装机容量,包括三峡大坝。另外一个拟建发电站——俄罗斯勘察加半岛品仁纳湾潮汐电站( Penzhin Tidal Power Plant),装机容量达87100MW,也超过了三峡水电站。

在世界上前20位发电站中,中国水力發電占有5席,均为水力發電。水力發電和核能發電均属清洁能源发电,独霸前20强,化石燃料发电的地位逐步降低。

非再生能源發電

                                    非再生能源發電比例變化                                                         

電力是現代社會生産和生活的重要物質基礎。隨著各國工業化的發展,人類對電力的需求年年增長。能否提供大量廉價而優質、可靠的電力,直接關系國家經濟發展的進程。

电力可来自非再生能源發電和再生能源發電。表中2010~2015年数据来自国际能源署(IEA)《Key world energy statistics》报告的数据,而2016~2018年《BP Statistical Review of World Energy June 2018-2019》的数据。

化石燃料发电仍然占据主导地位,其中以燃煤發電为主,其次是燃氣發電,而燃油發電份额很小。2018年非再生能源發電占全球发电总量的74.3%,比2017年减少了0.7%;而再生能源發電上升到25.7%。

 燃煤發電                                                          

由于燃煤發電价廉,一直居高位,2011年占全球发电总量的9144/22126= 41.3%,到2018年回落速度缓慢,仍然保持在10100.5/26614.8= 38.0%。2018年最大的燃煤發電生产国是中国,占全球燃煤發電总量的4732.4/10100.5= 46.9%;其次是美国,占总量的1245.8/10100.5= 12.3%,比往年逐步回落。



燃煤發電仍然霸占全球电力生产的主导地位,主要生产国是中国,居第一位却是中国台湾地区—台中发电厂。另外一种燃煤發電是泥炭发电,所占比例较小。泥炭(Peat)是煤的前身,是煤化程度最低的煤。泥炭是由动植物遗骸,主要是植物残体,受到微生物和介质作用,经过分解和合成的变化而形成的一种有机物质。泥炭发电主要在欧洲国家如俄罗斯、芬兰、爱尔兰等。

  燃油發電                                                          

燃油發電在化石燃料发电份额中不占重要地位,而且逐步在降低。2018年仅占全球发电总量的802.8/26614.8=3.0%,比去年870.0/25676.6=3.4%减少了0.4%。燃油發電最多的国家是沙特阿拉伯,占燃油發電总量的150.6/802.8= 18.6%,其次是日本,占60.0/802.8= 7.5%。

燃油發電可分为燃料油(Fuel oil)发电和油页岩(Oil shale)发电两种,但其总体规模比燃煤电站和燃氣發電都小。虽然世界上最大的燃料油电站是在沙特阿拉伯的舒艾拜发电及海水淡化厂,但是利用燃油發電最多的国家是日本。

页岩油与致密油的概念不要混淆。从油页岩提炼出来的石油称为页岩油。媒体上经常出现页岩油字样,不是从油页岩提炼的,而是从页岩层经过分段水力压裂开采出来的轻质原油,在学术上称为致密油(tight oil)。美国的“页岩革命”所提到的页岩油实际上指致密油,一种轻质原油。

油页岩(oil shale) 或称干酪根页岩(kerogen shale),是一种富含有机质、具有微细层理、可以燃烧的细粒沉积岩。油页岩中绝大部分有机质是不溶于普通有机溶剂的成油物质,俗称“油母”。因此,又称为“油母页岩”。油页岩的含油量一般为4~20%,有的高达30%,可以直接提炼石油。   

    表中油页岩电站所使用的燃料不是页岩油,而是油页岩。

 燃氣發電                                                          

燃氣發電是指利用天然气产生电力。燃烧天然气把水变成蒸汽,再用蒸汽推动汽轮机带动发电机运转而发电,属于一般的火力发电,其效率较低。天然气联合循环发电则是将天然气燃烧时产生的高温烟气,推动燃气轮机,进行一级发电,然后再利用燃气轮机排出的高温烟气加热水,产生蒸汽推动汽轮机,进行二级发电。这就是联合循环发电,效率较高。

由于燃燒天然氣熱效率高,排放的汙染物又較其它燃料少,因此被認爲是最清潔的發電燃料。目前天然氣聯合循環發電的技術已相當成熟。已進入商業運作,且規模很大。

天然气发电厂运行灵活,机组启动快,既可基荷发电,也可以调峰发电,便于接近负荷中心,提高供电可靠性,并减少送变电工程量;但是天然气发电项目承担的经济风险要高于燃煤發電厂项目,特别是液化天然气发电成本高,一般要大大高于燃煤电站,因而天然气发电厂多用于调峰。

燃氣發電发展较快,主要是美国。由于美国页岩气开发成功,助长了燃氣發電的增长。2017年美国天然气产量有57%来自页岩气(参见《2019年世界天然气全记錄》)。2018年美国燃氣發電占全球燃氣發電总量的1578.5/6182.8=25.5%,占全球发电总量的1578.5/26614.8=5.9%。

俄罗斯本身具有丰富的天然气资源,适合于燃氣發電,但居第二位。日本利用进口的液化天然气助力燃氣發電的增长,燃氣發電的增长又刺激了全球天然气液化工业的增长,居第三位。值得注意的是中国2016年燃氣發電进入全球第6位,开始增长势头。



燃氣發電量最多的国家是美国、其次是俄罗斯,但是燃氣發電站最多的是日本,日本早在20世紀70年代就開始利用進口的液化天然氣(LNG)發電。

   核能發電                                                    

核能發電是用铀制成的核燃料在“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生器内产生蒸汽,蒸汽推动汽轮机带动发电机一起旋转而发电,并通过电网输送给消费者。

根据《World Nuclear Association 2019年7月》的报告,全球核能發電在逐步增长,2018年核能發電量达到2563TWh,比2017年2519 TWh增加了1.7%,人均核電用電量爲10.3%。

美国是世界上核能發電量最多的国家,2019年7月有97座核反应堆,2018年生产808.0TWh,占全球核能發電量总量的808/2563=31.5%,其次是法国为395.9/2563=15.4%;而德国、英国则处于停滞发展阶段。

表中“%e”表示核能發電占发电总量的百分率。全球核能發電占全球发电总量的10.3%,其中法国高达71.7%。


中国核能發電进展较快,已经跃居全球第三位,但是2018年核能發電占发电总量仅为4.2%,高于2017年,但远低于全球平均值10.3%,差距仍然很大。论核能發電的发展速度,中国发展最快,在建的核反应堆最多,达13座。拟建的有43座。这是其他国家无法相比的。


世界上最大的核電站是日本柏崎刈羽核電站,裝機容量爲7965MW,但2011年已經停工。值得注意的是韓國核電站進展很快,前十位核電站就占有4席,把美國和日本都摔到後面。



再生能源發電

                              再生能源發電的比例                                                         

再生能源發電指水力發電、风电场、生物质发电、光伏发电、地热发电、聚热发电和海洋能发电等,它是电力发展的重要方向。

根据BP 2019年的报告,2018年全球再生能源發電占全球总发电量的平均数为25.7%。超过平均数的国家有个特点:水力發電特别多的国家如巴西、加拿大;利用风力发电和光伏特别多的国家如意大利、西班牙、德国等,而富产化石燃料的国家如美国、俄罗斯就比较低。

2018年中国再生能源發電得力于水力發電、风力发电和光伏,其发电量为1850.6TWh,占本国的26.0%,占世界再生能源發電总量的1850.6/6827.3=27%;远强于美国。美国再生能源發電量为760.5 TWh,占美国发电总量的17.0%,占世界再生能源發電总量的760.5/6827.3=11.1%。美国页岩革命成功,拖延了再生能源发展的后腿。从下表可以看出,美国无论是风能、太陽能或其他再生能源都低于中国的发展水平。

  水力發電                                                    

水力發電(Hydropower)是利用工程措施将天然水能转换为電能的过程,也是水能利用的基本方式。优点是不消耗燃料,不污染环境,水能可由降水不断补充,机电设备简单,操作灵活方便。但一般投资大,施工期长,有时还会造成一定的淹没损失。水力發電常与防洪、灌溉、航运等相结合,进行综合利用。

根据《International Hydropower Association,iha(国际水力發電协会)》2019年的报道,2018年水力發電总装机容量为1292GW,中国为352GW,占总量的352/1292=27.2%。



根据BP 2019的报告,中国水力發電量居世界之首,2018年占全球水力發電量的1202.4/4193.1=28.7%;其次为加拿大、巴西。发展最快的要算越南,比去年增加13%。

水力發電分为四种类型:常规水电站、抽水蓄能電站、徑流式水電站和潮汐能电站,其中常规水电站占主导地位。

1、常規水電站(Conventional Hydroelectric Power Stations

常规水电站是利用天然河流、湖泊等水能的发电站。世界上最大的水力發電站是在中国的三峡发电站(Three Gorges Dam),装机容量达22500MW。

世界上最高的大壩在中國雅砻江上流的錦屏-I大壩(Jinping-I Dam),混凝土高拱壩,壩高305米,2013年建成。2020年最高的大壩將是大渡河上的雙江口大壩(Shuangjiangkou Dam),壩高312米。

世界上最大的壩體是巴基斯坦塔貝拉大壩(Tarbela Dam),1976年建成,構築物高達143米,體積爲153百萬立方米,裝機容量3478MW。

世界上儲水量最多的大壩是津巴布韋和贊比西的贊比西河上的卡裏巴大壩(Kariba Dam),其次爲俄羅斯安加拉河上的布拉茨克大壩(Bratsk Dam)和加納沃爾特湖的阿科松博壩(Akosombo Dam)。我國丹江口大壩(Danjiangkou Dam)居第20位。

2、抽水蓄能電站Pumped Storage Power Station

抽水蓄能電站一般利用電力系統多余的電量(汛期、假期或後半夜低谷電量),將下水庫的水抽到上水庫儲存;在系統負荷高峰時,將上水庫的水放下,由水輪機驅動水輪發電機發電。具有調峰填谷的雙重作用,是電力系統最理想的調峰電源。此外,它還可以調頻、調相、調壓和作爲備用,對保障電網的安全優質運行和提高系統經濟性具有重大作用。

抽水蓄能電站本身不産生電能,而是在電網中起協調發電與供電矛盾的作用;在短時間負荷高峰時調峰作用巨大;啓動及出力變化快,可保證電網的供電可靠性,提高電網的供電質量。

世界上第一座抽水蓄能电站是瑞士于1879年建成的勒顿抽水蓄能电站。当今世界上最大的抽水蓄能电站是美国巴斯康蒂抽水蓄能电站,装机容量达3003MW,其次为中国惠州抽水蓄能电站,装机容量为2448 MW,广东抽水蓄能水电站(Guangdong Pumped Storage Power Station),裝機容量爲2400MW。



3、徑流式水電站run-of-the-river hydroelectric power station

徑流式水電站,又稱“無調節水電站”。水電站的出力完全取決于河川徑流量的大小,對天然水流(河川徑流)無調節能力。爲了充分發揮設備的效益,徑流式水電站多在負荷曲線的基荷部分工作。無調節水庫的電站稱爲徑流式水電站。此種水電站按照河道多年平均流量及所可能獲得的水頭進行裝機容量選擇。

世界上最大的径流式水电站是美国约瑟夫酋长大坝(Chief Joseph Dam),装机容量为2620MW。

4、潮汐能電站 (Tidal Power Stations)

潮汐能電站是利用海水周期性漲落運動中所具有的能量來發電的發電站,其水位差表現爲勢能,其潮流的速度表現爲動能。這兩種能量都可以利用,是一種可再生能源。

世界上最大的潮汐电站是韩国始华湖潮汐电站(Sihwa Lake Tidal Power Station),装机容量为254MW。中国最大的潮汐电站是江厦潮汐电站(Jiangxia Tidal Power Station ),装机容量仅为3.9MW。

擬建中的俄羅斯勘察加半島品仁納灣潮汐電站( Penzhin Tidal Power Plant),裝機容量達87100MW,年發電量可達200TWh,將成爲世界上最大的潮汐電站。

   風電場發電                                                  

    风电场(Wind Farm),又称“风力发电场”。由一批风力发电机组或风力发电机组群组成的电站。通常按照风电场址的主导风向和地形,将机组排成阵列,尽量减少相互间的尾流影响。风电场可以安装在陆地上,也可以安装在海洋上。

風力發電的成本接近天然氣發電,是目前較經濟的再生能源之一。海上風能比陸上多40%的産能,但裝置成本比陸地高60%,並且風險高。盡管如此,與成本昂貴的光伏發電比較,發電量大的離岸風力發電仍然顯示出優越性。

 

根据REN21 2019年的报告,风轮机主要被西欧国家占领,达47%;而中国风轮机制造商占全球份额的29.7%

 

根据BP 2019年的报告,2018年全球风电场年增长12.6%,发电量为1170.0TWh,其中发电量最多的国家是中国,中国于2016年超过美国,年增长24.1%,发电量为286.1 TWh,占全球总量的366/1270.0=28.8%。

 

 風電場可以設置在陸地,也可以安置在海面上。陸地上最大的風電場是中國甘肅酒泉風電基地,而海洋最大的風電場在英國倫敦陣列。

    太陽能發電                                              

    太陽能發電(Solar Power)是将太陽能转换成電能。其基本途径有两种:

⑴ 光发电(Photovoltaics ,PV),即光伏发电。将太陽能电池组合在一起,大小规模根据需要而定,可独立发电,也可并网发电。使用较广的一种装置是“太阳电池板”(由很多光电池串联、并联而组成的阵列),可产生若干瓦以至千瓦级的功率。

⑵ 热发电(Solar thermal,CSP),即太陽能热发电。主要是把太阳的能量聚集在一起,产生高温来驱动汽轮机发电。热发电的方法较多。有用反射镜群把太陽能聚集到离地面数米或更高处的锅炉上,产生蒸汽驱动汽轮机发电的;有利用海面被太阳晒热,水温升高,而深海数十米或百米处的海水温度低,以液氨为工质组成热力系统发电的,称为“太陽能海水温差发电”。

太陽能热发电所占份额很小,光伏是太陽能發電主要形式。光伏指射線能量的直接轉換。在實際應用中通常指太陽能電能的转换,即太陽能光伏。

根据REN21 2019年的统计,2018年全球光伏装机容量增加了100 GW,装机容量达到505 GW。

根据BP 2019的报告,2018年全球太陽能發電占全球发电总量的584.8/26614.8=2.2%,占再生能源發電总量的584.8/6827.3=8.6%,其份額較少,但進展較快。

太陽能發電最多的国家是中国和德国,占全球太陽能發電总量的177.5/584.8=30.4%,而美国居第二位。

太陽能聚光发电(Concentrated solar thermal)是依靠聚光集热转换成热能再转换成電能进行发电。太陽能热发电由集热、输热、储热、热交换系统和汽轮发电机组成。太陽能集热系统有碟式聚光系统、槽式聚光系统和塔式聚光系统三种类型。太陽能發電站投资大,技术尚不成熟,目前还未大规模投入商业运行。

    電力的國際貿易                                                         

能源的國際貿易是多樣化的:原煤與焦炭、石油及産品、管輸天然氣與液化天然氣,並由此産生的電力都能夠參與國際貿易。

在能源貿易中,只有天然氣和電力必須通過網絡貿易,即天然氣通過管道到戶,電力經由電線路到戶。

天然氣和電力有很大區別:

1、天然气只能在油气田生产,而除了水力發電以外,电力生产方式多种并产地多处。

2、天然氣能夠被其它燃料所替代,而電力則不能。

3、天然氣管道跨國線路數千公裏,而電力線僅與鄰國相連。

4、天然氣國際貿易量很大,可達産量的30%,而電力國際貿易量僅爲1~2%之間。

根据世界气体协会(IGU)发布的《Natural Gas:The Energy for today and future 2017》的报告中,讲述能源输送的损失,100份天然气到用户可以获得92份,而100份电力来源,输送到用户,只能获得32份。

根据《Global Energy Statistical Yearbook》的统计,电力净进口国家主要是意大利、美国和巴西。电力净出口国主要是加拿大、法国和巴拉圭。每年电力进出口可参考网站:https://yearbook.enerdata.net中的電力部分,有Trade部分。


上一篇:《BP 世界能源展望 2019年(中文版)》下一篇: 2019年《BP 世界能源统计年鉴》中文版

<form id="47sgsd"></form>

<address id="47sgsd"><listing id="47sgsd"><meter id="47sgsd"></meter></listing></address>

        <em id="47sgsd"></em>

        <form id="47sgsd"></form>