【能源结构】

糊涂虫

2014年世界各国一次能源消费结构大盘点

人类使用的能源来自太阳。在地球形成之初，太阳早就把核燃料和地热埋在地壳内。太阳办事很公道，阳光普洒大地，不偏不倚。在阳光的沐浴下，万物繁茂生长，代代相传。生物体死亡的遗骸埋藏在地下，经过亿万年生成化石燃料。人们不辞劳苦地从地下开采生物史约36亿年(地球史约46亿年)积累的煤、石油和天然气，也就是说，我们使用的化石燃料都是来源于太阳。太阳无时不刻给地球输送太阳能、海洋能、风能、生物质能等，地球从太阳那里无私地获得能源，但是地球发生地质变动、板块漂移，再加上人类财产私有化，发生掠夺和战争，形成了阶级，产生了国家。国家就把所占地盘的能源占为己有，于是世界各国的能源利用状况差异极大，2014年构成了表1这种情况。

一次能源消费结构是指原油、原煤、天然气、核能、水力发电和再生能源等商品消费量在一个国家或地区的比例，用百分率表示。

能源研究通常看BP公司每年发布的《Statistical Review of World Energy》，2015年为第64版。表1是根据表“Consumption by fuel”的数据进行了简单又费时的计算得出来的。这张是最新最近的了。

表1 2014年世界各国一次能源消费结构(表中Mtoe表示百万吨油当量)

说实话，看数据很烦人，密密麻麻不知道讲些啥?要注意，研究能源必须看数据，否则看问题容易跑调。譬如您可以看见许多能够改变世界能源格局的资料：页岩气、页岩油(致密油)、油砂、光伏发电，甚至有煤制气，实际上谁都没有哪种能力。又如红极一时的杰里米?里夫金著《第三次工业革命?新经济模式如何改变世界》， 主导思想是“把每一栋楼房转变成住房和微型发电厂”，不要集中式发电，显然不实际的。人均使用能源不是常数，随着科学进步而不断增加，楼宇式发电不足以提供电能。

世界那么大，很想去看看，实际办不到，细细品味这张表，会有不少体会：

⑴ 世界上哪种一次能源发展得最快?是原煤，您会感到意外吧!现在把BP历年的数据汇总一下，得出表2。石油称霸的时代在逐步消失，动摇石油霸主地位的，不是再生能源又是煤，反戈一击。尽管中国煤在一次能源消费中比例在逐年降低，但仍然抵挡不住全球煤在一次能源消费中的比例增加。估计过五六年，煤将超过原油。

表2 世界一次能源消费结构

⑵ 中美能源有得一拼，从2009年起，中国一次能源消费量已经超过美国，2014年继续拉大距离。许多人有种误解，认为美国再生能源发展比中国强，错了。从表1数据可以看出，全球再生能源已经占一次总能源的6.8+2.5=9.3%，中国占8.1+1.8=9.9%，而美国仅占2.6+2.8=5.4%。

⑶ 中国水力发电首屈一指，2014年占世界水力发电总量的27.4%，居世界第一，将来也不会有国家动摇中国的地位，但是中国并不“绿”，水力发电仅占一次能源消费的8.1%，现在把水力发电大于20%的国家排个队，见表3，挪威居然高达66.2%，也就是说，挪威主要靠水力发电来维持国家的经济发展，水力发电的发展抵消了碳排放量，使得这些国家变“绿”。

表3 2014年水力发电占一次能源消费最多的国家

⑷ 东亚国家缺乏天然气资源，中国也不例外。美国靠页岩气开采获得成功，拉动了国内天然气消费，而中国依靠进口天然气拉动消费。尽管中美两国拉动方式不同，但是天然气在一次能源消费中的比例是增加最快的，但是全球并没有增加，见表2。换句话说，把21世纪称为天然气时代不合适。

⑸ 您看见表1的数据，可以发现21世纪化石燃料(煤、石油和天然气)仍然占据主导地位。从表2计算出，2005年全球清洁能源(核能+再生能源)占12.3%，到2014年13.7%，发展速度还不如煤的反弹速度快。

化石燃料开采到一定时期，当产量不足以提供给人类的需求时，再生能源随之补充。再生能源的特点是分散性、间歇性，因此，必然产生区域性能源网络(district energy networks)。在区域性能源网络内，有各种能源供热供电，如热电联产、分布式光伏、小型风电场、垃圾发电、地热发电、小水电等等，当再生能源发电接入电网后，新技术将会不断涌现，微网、储能、智能用电管理等应运而生。现代的区域性能源系统将会大幅度地减少一次能源的消费。从表1的数据看出，尽管化石燃料仍然占据主导地位，区域性能源网络必须开始着手试点。

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2015年全球电力报告

来源：作者 庞名立 日期：2015-12-29 浏览量：307

电力是利用发电动力装置将化石燃料（煤、石油、天然气）的热能、水能、核能以及太阳能、风能、地热能、海洋能等转换为电能。

目前主要的发电方式有火力（煤、石油或天然气）发电、水力发电、核能发电等，其特点是：电能的生产和消费过程，是在同一时间内进行的，不能大量储存。其他能源发电方式虽然有多种，但规模都不大。这三种发电形式所占的份额因各国能源资源的构成不同而异。但随着新能源发电技术的进展，集中式发电将逐步走向分布式发电。

发电效率是指原动机输出能源与输入能源的比值，用百分数表示。发电效率因发电方式不同而各有差异。一般的火力发电效率只有30%左右，热电联产可达65%～70%，而冷热电三联产可达80%以上。

发电效率图示

本报告根据BP（世界能源统计评述）、 CIA（美国中央情报局）、 IEA(国际能源署)、 REN21(21世纪可再生能源政策网络)、 WB(世界银行)、EIA（美国能源情报署）等最新报告汇集而成，以告诉读者目前全球电力生产和消费的状况。

为了缩短篇幅，本文各表格所选国家仅列出前十位。

电力消费量

根据BP公司《世界能源统计评述》，从2009年至2.14年的六年间，电力消费增加了17%，而中国增加了52%，美国只增加4%。由于中国的经济快速发展，在2011年发电量已经超过美国，成为世界上最大的电力生产国（见表1）。

电力人均消费量                                                            

根据美国中央情报局《世界统计年鉴》报道的各国电力消费。中国人均电力消费量高于世界平均水平，但美国比中国高出3倍半（见表2）。人均电力消费最多的国家是冰岛、挪威和加拿大（见表3）。表中“排序”是按照电力消费总量排序的。

人均电力消费计算依据下列公式：

人均电力（W）= 电力消费总量（MWh/yr）×1 000 000/(365.25×24)/人口数

= 电力消费总量（MWh/yr）×114.077116/人口数

全球电力生产来源                                                          

BP公司《世界能源统计评述》明确指出，在全球一次能源消费中增长速度最快的是原煤，而不是天然气。

根据国际能源署（IEA）的《关键能源数据统计》明显看出，燃煤发电一直保持在40%左右，燃油发电逐年降低，而燃气发电维持在21%左右（见表4）。

虽然表4（以及表7～14）所列的2013年数据，似乎有点老，却是在《2015年关键能源数据统计》报告的，算是最新的了。

全球电力生产结构                                                         

根据REN21的2015年的报告，2014年再生能源发电新增容量超过燃煤发电和燃气发电新增容量的总和。

2014 年，可再生能源在世界各个区域都有显著增长，约59%的全球净电力新增装机来自可再生能源。风电、太阳能光伏发电和水电在其中占绝对优势。截止到2014年底，全球发电装机中可再生能源约占27.7%，足以满足全球电力需求的22.8%左右。

波动性可再生能源在一些国家正逐渐达到高比例渗透。与之呼应，相关的政策制定者们也正在要求公共电力公司进一步优化其商业模式及电网基础设施。在澳大利亚、欧洲、日本及北美地区，居民型“产销者”（生产并消费自发电力的用户）的数量均有大幅度增长。2014 年，全球主要的企业及机构实质承诺购买可再生能源电力或投资自有可再生能源发电容量。

截止2014年全球再生能源发电占电力总量的22.8%，其中水力发电最高，占16.6%。

各国电力生产结构                                                         

电力生产结构是根据各国所处的地理位置和国际贸易所决定的。根据WB报告2011年电力生产的来源，全球仍以燃煤发电为主，中国最多，燃煤发电占79%，而法国则以核能发电为主，占发电总量的79.4%，俄罗斯以燃气发电为主，占49.3%。

化石燃料生产电力前十位国家                                                          

根据国际能源署（IEA）的《关键能源数据统计》，将化石燃料发电分为燃煤发电、燃油发电和燃气发电。很明显看出，中国燃煤发电占全球总量的42%左右，其次为美国，仅占全球总量的18%左右。

燃油发电在化石燃料发电中，其比例较低。日本燃油发电居世界之首，约占16%，其次为沙特阿拉伯。

燃气发电发展较快，主要是美国。2014年6月有篇文章“11张图解释美国能源体系（11maps that explain the US energy system）”，说明美国页岩油气井达63000口以上。美国页岩气开发成功，助长了燃气发电的增长。俄罗斯本身具有丰富的天然气资源，适合于燃气发电，但居第二位。日本利用进口的液化天然气助力燃气发电的增长，燃气发电的增长又刺激了全球天然气液化工业的增长。

将表4、6、7、8中的“世界总计”部分汇集成表9。可以看出非化石燃料（大型水力发电+核能发电+再生能源发电）发电百分率逐年提高。

全球发电总量?（燃煤发电+燃油发电+燃气发电）=非化石燃料发电

（非化石燃料发电/全球发电总量）×100 = 非化石燃料发电的百分率%

世界各地电力生产                                                          

经济合作与发展组织（全称：Organization for Economic Co-operation and Development ，简称：OECD）是全球34个市场经济国家组成的政府间国际组织，总部设在巴黎米埃特堡。

OECD包括：澳大利亚、奥地利、比利时、加拿大、智利、捷克、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、以色列、意大利、日本、韩国、卢森堡、墨西哥、荷兰、新西兰、挪威、波兰、葡萄牙、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、瑞士、土耳其、英国、美国。

根据国际能源署（IEA）的《关键能源数据统计》，OECD电力生产的百分率最高，但逐年降低，其原因是非OECD国家，特别是中国，电力生产增加。

世界各地电力贸易                                                         

相比于石油国际贸易来说，电力国际贸易量少得多。根据国际能源署（IEA）的《关键能源数据统计》，电力净进口国家主要是意大利、美国和巴西（见表11）。电力净出口国主要是加拿大、法国和巴拉圭（见表12）。

全球电力消费利用

根据国际能源署（IEA）的《关键能源数据统计》，电力主要应用于工业、其次是运输以及其他。其他包括农业、商业、公用事业、民用和非特殊用途。

各种发电方式的成本                                                        

根据REN21的报告绘制成图。可以看出，目前传统的燃煤发电、大型水力发电、天然气循环发电、陆上风电场等发电成本较低。太阳能聚热发电成本最高。

图中说明：

（1）IGCC（Integrated Gasification Combined Cycle）即整体煤气化联合循环发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成，即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。IGCC技术把洁净的煤气化技术与高效的燃气──蒸汽联合循环发电系统结合起来，既有高发电效率，又有极好的环保性能，是一种有发展前景的洁净煤发电技术。在目前技术水平下，IGCC发电的净效率可达43%～45%，今后可望达到更高。而污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10，脱硫效率可达99%，二氧化硫排放在25mg/Nm3左右，远低于排放标准1200mg/Nm3，氮氧化物排放只有常规电站的15%～20%，耗水只有常规电站的1/2～1/3，对于环境保护具有重大意义。

（2）CC（Combined Cycle）联合循环的缩写。

（3）CCS（Carbon Capture and Storage）碳捕集与封存 。是稳定大气温室气体浓度的减缓行动组合中的一种选择方案。 CCS具有减少整体减缓成本以及增加实现温室气体减排灵活性的潜力。

2014年中国电力数据

根据美国中央情报局（CIA）报导，中国电力生产与消费参见表15。中国电力依靠化石燃料生产，主要是燃煤发电，占总装机容量的67.3%，但是全球按一次能源消费的百分率排序居119位，美国（73.5%）、英国（70.7%）、阿尔及利亚（98%）、巴林岛（99.9%）、文莱（100%）、德国（45.7%）、欧盟（50.5%）、科威特（100%）、韩国（69.6%）、伊朗（85.6%）等等的燃煤发电在该国的发电来源的比例都高于中国。

单位换算：   1 trillion kWh=1000 TWh ；1 billion kWh=1 TWh