數據丨2017年全球傳統能源電力報告

【無所不能 文丨龐名立】現代地球人跟電力戚戚相關。停一會電，好像整個地球不運轉了，經濟發展也停止。顯然，電力是現代社會生產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，直接關係國家經濟發展的進程。

電能不能大量儲存，因此電能生產的特點是生產與消費具有同時性。為了保證供電的連續性與可靠性，電力總是集中地進行生產，並通過輸變電系統在廣闊的地域內把眾多的發電廠和各類用戶連接成電力系統，以加強相互調節。

不能籠統地把電力視為清潔能源，要看其來源。電力來自一次能源如水力發電、核能發電和再生能源發電，這種電力屬於一次能源，是綠色能源，即清潔能源；現代電力多數仍然從化石燃料生產，如燃煤發電、燃油發電和燃氣發電，這種電力屬於二次能源。這種電力在使用時很清潔，但是在生產過程仍然大量排放二氧化碳，會增強全球大氣暖化，並大量排放污染物，造成大氣霧霾，這種二次電力仍然不是清潔的。

世界上最大的電站是水力發電站，其次是核電站；而燃煤和燃氣電站生產的電力遠不如水力發電。中國水力發電在電力供應中最為突出，居世界領先地位。水力發電和核能發電均屬清潔能源發電，而燃氣和燃煤等化石燃料發電，屬於火力發電。

電力的來源是多元（種類）化和多源（渠道）化的，以保障國家能源供應安全。電力除了水力發電以外，可以在任何地方生產，因此，電力的國家之間的貿易只有1～2%之間，遠低於石油和天然氣貿易。另外，儘管光伏發展很快，全球光伏發電也僅占發電總量的1.5%；我國光伏居全球首位，但由於佔地面積大，光伏發電占再生能源發電的3.3%，而約佔我國發電總量的0.8%。

本報告收集了最新數據來描述全球電力發展的概貌，但要注意，這類數據比現實要慢些，甚至慢得多，但本報告仍然是最新最及時的了。

本報告常出現的電力單位換算為：1 TWh（太瓦小時）=1 000 GWh（吉瓦小時）=1 000 000MWh（兆瓦）=1 000 000 000 kWh（千瓦小時）

世界各國電力消費

2016年全球經濟依舊疲軟，一次能源消費增幅僅為1%，必定影響電力生產。根據《BP世界能源統計年鑒2017年6月》的報告，2016年電力產量僅比去年增加2.2%，遠比往年6～8%低。中國是世界上電力生產最多的國家，佔世界總量的24.8%，2016年增幅為5.4%，但比去年增幅2.9%有所增加；而美國經濟不景氣，減低了0.2%。

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。本數據來自維基百科，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斯登。雖然中國電力產量居世界首位，但人均量居世界第64位。

全球電力生產結構

電力生產結構是指電力來自一次能源的比例，以%表示。根據《REN21再生能源全球狀態報告》2015～2017年的報告彙集成表。全球總發電量數據來自《BP 世界能源統計年鑒2017年6月》。

截止2016年全球再生能源發電占電力總量的24.5%，其中水力發電最高，佔16.6%，其次是風電場佔4.0%、生物質發電佔2.0%和光伏發電佔1.5%。

世界上最大的20座發電站

世界上最大的電站是水力發電站，佔據主導地位，中國溪洛渡大壩和糯扎渡大壩已經沖入圈內。其次是核電站；燃煤和燃氣為最次。中國水力發電在電力供應中最為突出，居世界領先地位。水力發電和核能發電均屬清潔能源發電，而天然氣和煤等化石燃料發電，屬於火力發電。

化石燃料生產電力

化石燃料生產電力的數據來自國際能源署《IEA關鍵能源數據統計》報告的數據。雖然數據報道截止到2014年，看似較遲緩，實際是《IEA關鍵能源數據統計2016》及2012～2015年報告的數據，已經夠新的了。

化石燃料發電以燃煤發電為主，其次是燃氣發電。2010年化石燃料發電佔全球發電總量的67.4%，到2014年仍然保持在66.7%，但有所回落；而清潔能源發電逐年上升。

燃煤發電一直居高位，2010年佔全球發電總量的8698/21431= 40.6%，到2014年不見回落，仍然保持在9707/23816= 40.8%。2014年最大的燃煤發電生產國是中國，占燃煤發電總量的4115/9707= 42.4%，其次是美國，佔總量的1713/9707= 17.6%。

燃油發電占化石燃料發電份額較少，2014年僅佔全球發電總量的1204/23816= 5.1%。燃油發電最多的國家是沙烏地阿拉伯，占燃油發電總量的152/1023= 14.9%，其次是日本，佔116/1023= 11.3%。

燃氣發電發展較快，主要是美國。有篇文章「11張圖解釋美國能源體系（11maps that explain theUS energy system）」，說明美國頁岩油氣井達63000口以上。美國頁岩氣開發成功，助長了燃氣發電的增長。2016年美國天然氣產量有60%來自頁岩氣。美國燃氣發電佔全球燃氣發電總量的1161/5155=22.5%，佔全球發電總量的1161/23816=4.9%。

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，居第三位。

世界上最大的燃煤電站

燃煤發電佔全球電力生產的主導地位，主要生產國是中國，居第一位是中國台灣台中發電廠。另外一種燃煤發電是泥炭發電，所佔比例較小。泥炭是煤的前身，是煤化程度最低的煤。泥炭是由動植物遺骸，主要是植物殘體，受到微生物和介質作用，經過分解和合成的變化而形成的一種有機物質。泥炭發電主要在俄羅斯、芬蘭、愛爾蘭等國家。

世界上最大的燃油電站

燃油發電可分為燃料油電站和頁岩油電站兩種，但其總體規模比燃煤電站小。世界上最大的燃料油電站是在沙烏地阿拉伯的舒艾拜發電及海水淡化廠。

頁岩油與緻密油的概念不要混淆。媒體上經常出現頁岩油字樣，不是從油頁岩提煉的，而是從頁岩層經過分段水力壓裂開採出來的輕質原油，在學術上稱為緻密油。

油頁岩(oil shale)或稱乾酪根頁岩（kerogen shale），是一種富含有機質、具有微細層理、可以燃燒的細粒沉積岩。油頁岩中絕大部分有機質是不溶於普通有機溶劑的成油物質，俗稱「油母」。因此，又稱為「油母頁岩」。油頁岩的含油量一般為4～20%，有的高達30%，可以直接提鍊石油。

表中油頁岩電站所使用的燃料不是頁岩油，而是油頁岩。

世界上最大的燃氣電站

天然氣發電是指利用天然氣產生電力。燃燒天然氣把水變成蒸汽，再用蒸汽推動汽輪機帶動發電機運轉而發電，屬於一般的火力發電，其效率較低。天然氣聯合循環發電則是將天然氣燃燒時產生的高溫煙氣，推動燃氣輪機，進行一級發電，然後再利用燃氣輪機排出的高溫煙氣加熱水，產生蒸汽推動汽輪機，進行二級發電。這就是聯合循環發電，效率較高。

由於燃燒天然氣熱效率高，排放的污染物又較其它燃料少，因此被認為是化石燃料中最清潔的發電燃料。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。

天然氣發電廠運行靈活，機組啟動快，既可基荷發電，也可以調峰發電，便於接近負荷中心，提高供電可靠性，並減少送變電工程量；但是天然氣發電項目承擔的經濟風險要高於燃煤發電廠項目，特別是液化天然氣發電成本高，一般要大大高於燃煤電站，因而天然氣發電廠多用於調峰。

天然氣在電力生產中的利用起步較晚，而且在20世紀90年代前，工業發達國家如美國和歐洲共同體一直把天然氣視為珍貴能源，限制天然氣用於發電，因此天然氣在發電業中的比例並不大。隨著天然氣可采儲量快速增長，來源可靠，這些國家紛紛解除限制天然氣發電的禁令，特別是聯合循環發電和熱電聯產技術的進步，既給公用事業公司提供大型天然氣發電設備，又給分散式發電系統提供高效、緊湊、規模廣泛和環境相容好的發電技術與設備。預計世界電力生產中的天然氣消費量將逐年上升。根據美國能源情報署的估計見表。

燃氣發電最多的國家是日本，但最大的燃氣電站是俄羅斯蘇爾古特-2電站，裝機容量達5597MW。

核能發電

核能發電是用鈾製成的核燃料在「反應堆」的設備內發生裂變而產生大量熱能，再用處於高壓力下的水把熱能帶出，在蒸汽發生器內產生蒸汽，蒸汽推動汽輪機帶動發電機一起旋轉而發電，並通過電網輸送給消費者。

根據《BP世界能源統計年2017年6月》的報告，全球核能發電在逐步增長，2016年增長了1.3%，其中中國排序為全球第三，次於美國和法國，但是發展最快，2016年增長24.5%。德國逐年減少，2016年減少了8%，儘管日本核能發電有所抬頭，但力道很小，僅佔全球總量的0.7%。

世界上最大的核電站是日本柏崎刈羽核電站，裝機容量為7965MW，但已停工。

【無所不能專欄作家，龐名立，曾在中國計量科學院（北京）和中石油（四川）工作。著有多本石油和天然氣書籍。】

本文僅代表作者觀點，不代表無所不能的立場和觀點。封面圖來自視覺中國。

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