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2020年全球电力报告

来源:庞名立 供稿 日期:2020-06-28 浏览量:

   

社会经济发展离不开电力,任何能源都可以发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,但电力要进入电力市场,其价格必须为人们所接受,因此人类总是不断地探索电力的来源,力图增加发电量并且探索新能源发电,电力显然发展得很快。

电力来自一次能源。一次能源按照可否再生,可以分为两大类:
     
⑴ 非再生能源乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。指不能重复产生的天然能源,它随人类的利用而越来越少,如化石能源(如煤、石油、天然气)和核燃料(如铀乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、钍等)。

⑵ 可再生能源。指能够重复产生的天然能源,即不会随它本身的转化或人类的利用而日益减少乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,如太阳能、水能、风能、地热能、海洋能、生物质能、潮汐能等。

伴随电力发展的数据也随之更新,说句实在话,2020年的电力数据一登台,过去的电力数据都被打入历史了,俗话说“洗白了”乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

能源国际贸易只是指化石燃料的国际贸易,但人类使用的能源是朝向清洁能源发展的乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。由非再生能源和再生能源衍生出的电力,促进了社会经济发展,丰富了人类的生活乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,但是电力有很强的区域性,由于各国所处的地理位置不同,资源贫富程度各不相同,甚至相差甚远,这就构成了世界各国各不相同的电力结构,也就使得电力数据显得丰富多彩乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

一篇短短的网络文章不足以描述全球电力状况乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,因此除了每组数据标注了数据来源以外,另外在每个中文名称后面标注了原文乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。因为许多能源词汇没有标准的中文译名,你可以通过原文特别是英文可以查到更加多的信息乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,也就是网络把我们带进了爆炸的信息时代乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。  

  

1、发电站进程

2019年主要国家再生能源发电的比例

世界上最大的发电站进程

12-2 生物质发电

2、发电量最多的国家

全球生物质发电最大的发电站

20142019年主要国家的发电量

12-3 地热发电

3、电力消费最高的20位国家

地热装机容量最大的国家

电力消费最高的20个国家

世界上最大的地热发电站

4乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、人均能源和电力消费最多的国家

12-4  水力发电

人均能源和电力消费最多的国家

世界各国装机容量

5、20102019年全球电力生产结构的变化

水力发电量最多的国家

20112019年全球电力生产结构的变化

2020装机容量2 GW 以上的水电站

6、世界上最大的21座发电站

12-4-1、常规水电站

世界上前21名发电站

全球十大常规水电站电站

7、世界各国最大的发电站

12-4-2、抽水蓄能电站

世界各国最大的发电站

全球十大抽水蓄能电站

2020年:中国能源最大的发电站

12-4-3乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、径流式水电站

8、全球电力结构的变化

全球五大拦河电站

20112019年全球电力结构汇总

12-4-4、潮汐能电站

9、世界各国电力结构分析

全球5大潮汐能电站

2019年世界各国电力结构

13乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、波浪能发电

10、化石燃料发电

全球海洋能潜力

10-1 燃煤发电

全球11大波浪能电站

20102019年燃煤发电前十位国家

14、风电场发电

全球十大燃煤电站

全球风电场装机容量

10-2 燃油发电

风电场发电最多的国家

20162019年前十位国家燃油发电

14-1 陆地风电场

全球十大燃油电站

全球十大陆地风电场

10-3 燃气发电

14-2 海上风电场

20162019年前14位燃气发电最大的国家

全球十大海上风电场

全球十三大燃气电站

15、太阳能发电

中国燃气发电站

全球光伏装机容量

10-4 泥炭发电

太阳能发电最多的国家

全球九大泥炭电站

15-1、平板光伏电站

10-5 油页岩发电

全球十大平板光伏电站

全球七大油页岩电站

15-2、太阳能聚焦热电站

11、核能发电

全球11大太阳能聚焦热电站

核电站反应堆类型进程

15-3、聚光光伏电站

20205月全球核反应堆及铀需求

全球十大聚光光伏电站

中国核能发电量及占发电总量的份额

16、电力的国际贸易

全球十大核电站

17、常用电力单位换算

12乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、再生能源发电

常用电力单位换算

12-1 再生能源发电的比例

 

 

                                      1、发电站进程                                                                 

世界上最大的发电站进程(Timeline of the largest power plants in the world)是指各个时期最大的发电站是什么?自20世纪初以来,世界上最大的发电站一直是水力发电厂乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,就目前而论,世界上最大的发电站是三峡水电站。



  2、发电量最多的国家                                            

根据BP 2020的报告,2019年发电量仅比2018年增加了1.3%,比去年增幅3.9%低得多乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

中国仍然是世界上电力生产最多的而且是增幅最大的国家,2019年发电量达7503.4TWh乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,比2018年增加了4.7%,中国发电总量占世界总量的27.8%;而美国、日本、德国乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、法国和英国均降低。

表中“年增幅指比去年的增幅。



  3、电力消费最高的20位国家                                                

中国人口约占全球的19%,2019年中国电力消费量占全球的27.8%,但人均电力消费量仍然比美国低。另外,中国再生能源发电又比美国高。

换算:        1 kW·h/年?人 = 1 000Wh/(365.25×24 h) ?人= 0.114077116 Watt/人

 4、人均能源和电力消费最多的国家                                                               

人均能源消费量和人均耗电量在一定程度上反映一个国家或地区经济发展水平和人民生活水平乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。根据美国中央情报局的数据乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,人均能源消费量和人均耗电量最多的国家是冰岛和列支敦士登。虽然中国电力产量居世界首位,但人均能源消耗量居世界第63位乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

表中:A—表示人均能源和电力消费最多的排序;B—表示该国电力产量的世界排序。

 5、20102019年全球电力生产结构的变化                                                

电力生产结构是指电力来自一次能源的比例,以%表示乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。根据REN21 2012~2020年的报告汇集成表乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。非再生能源发电(化石燃料和核能发电)占72.7%,继续被再生能源发电排挤,而再生能源发电占27.3%乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,以水力发电为主,但是风电场和光伏发电进展较快。

2011~2019年全球电力生产结构的变化



 6、世界上最大的21座发电站                               

目前世界上前20座发电站仍然被水力发电霸了11席。当今世界最大的发电站仍然是中国三峡水电站(Three Gorges Dam),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涡轮机发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,装机容量共计22500MW乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。它是世界上最大的核电站—日本柏崎刈羽核电站(Kashiwazaki-Kariwa,7965MW)的两倍多乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。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乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,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,但有拟建的刚果大英加大坝(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乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,包括三峡大坝乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。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乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。但是建设速度较慢。

全球前20位发电站的顺序是随着时间而变化的,下表是最新的排序。目前全球20席中,中国占有六席:水力发电占有4席:三峡大坝、溪洛渡大坝、向家坝和龙滩大坝;燃煤发电占一席:托克托电厂;核能发电占一席:阳江核电站。



 7、 世界各国最大的发电站                                                         

 “世界各国最大的发电站”只是指最大的乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,可以看见最大最多的发电站最多的仍然是水力发电,其次为核能发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、燃煤发电;也有燃气发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。根据各国的资源不同乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,最大的发电站也有特色,如中南美洲以水力发电为主,亚太地区的水力发电也很发达。


   8、全球电力结构的变化                                                      

电力是现代社会生产和生活的重要物质基础乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。随着各国工业化的发展,人类对电力的需求年年增长乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。能否提供大量廉价而优质、可靠的电力,直接关系国家经济发展的进程。

电力可来自非再生能源发电和再生能源发电。表中2010~2015年数据来自国际能源署(IEA)《Key world energy statistics》报告的数据乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,而2016~2019年的数据来自《BP Statistical Review of World Energy June 2017-2020》。

化石燃料发电仍然占据主导地位,其中以燃煤发电为主乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,其次是燃气发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,而燃油发电份额很小。2018年非再生能源发电占全球发电总量的74.3%,比2017年减少了1.2%;而再生能源发电上升到1.2%。


 9、世界各国电力结构分析                                    

任何能源都可以发电,由于各国所处的地理位置不同,电力的来源也就不同,这就构成了世界各国各不相同的电力结构。电力结构是指电力来自一次能源的比例,也以%表示。

本资料根据BP 2020年报告的数据,再经过计算而成。本文所指的化石燃料是原油、天然气和原煤构成;非再生能源由化石燃料和核燃料构成。绿色能源由水力发电、再生能源和“其他”构成?!捌渌敝赋樗钅?、城市废物发电等。绿色程度为水力发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、再生能源和“其他”的水力发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、再生能源和“其他”的%之和,用%表示。表中蓝色表示这些国家绿色程度超过了世界平均值26.9%。

10、非再生能源发电

非再生能源发电是指利用化石燃料(煤乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、石油和天然气发电)及和能发电。这是目前全球发电的主要份额。

                                10-1 燃煤发电                                                               

由于燃煤发电价廉乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,一直居高位,2019年燃煤发电占全球发电总量的9824.1/27005= 36.4%,比2018年回落但速度缓慢。2019年最大的燃煤发电生产国仍然是中国,占全球燃煤发电总量的4853.7/9824.1= 49.4%;其次是印度,占全球燃煤发电总量的1137.4/9824.1= 11.6%,比往年逐步回落乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

10-2 燃油发电                                                          

燃油发电在化石燃料发电份额中不占重要地位,比燃煤发电和燃气发电都低得多,而且逐步在降低。2019年仅占全球发电总量的825.3/27005=3.1%。燃油发电最多的国家是产油大国沙特阿拉伯,占燃油发电总量的149.6/825.3= 18.1%,其次是伊朗乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,占82.6/825.3= 10.0%。

  10-3  燃气发电                                                          

燃气发电是指利用天然气产生电力乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。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乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,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,推动燃气轮机乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,进行一级发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,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。

由于燃烧天然气热效率高,排放的污染物又较其它燃料少乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,因此被认为是最清洁的发电燃料。目前天然气联合循环发电的技术已相当成熟。已进入商业运作,且规模很大乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

天然气发电厂运行灵活,机组启动快,既可基荷发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,也可以调峰发电,便于接近负荷中心乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,提高供电可靠性乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,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发电厂项目,特别是液化天然气发电成本高乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,一般要大大高于燃煤电站,因而天然气发电厂多用于调峰。

燃气发电发展较快,主要是美国。由于美国页岩气开发成功,助长了燃气发电的增长。2017年美国天然气产量有57%来自页岩气(参见《2019年世界天然气全记录》)。2019年美国燃气发电占全球燃气发电总量的1700.9/6297.9=27%,占全球发电总量的1700.9/27004.7=6.2%。

俄罗斯本身具有丰富的天然气资源乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,适合于燃气发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,但居第二位乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。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,居第三位。值得注意的是中国2016年燃气发电进入全球第7位,开始增长势头乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。2019年进入世界第4位。


 10-4 泥炭发电                                                          

另外一种燃煤发电是泥炭发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,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、芬兰乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、爱尔兰等乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。  


 10-5  油页岩发电                                                          

燃油发电可分为燃料油(Fuel oil)发电和油页岩(Oil shale)发电两种乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,但其总体规模比燃煤电站和燃气发电都小乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

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乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,不是从油页岩提炼的乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,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)乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,是一种富含有机质、具有微细层理、可以燃烧的细粒沉积岩乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。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”乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。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。

根据WNA 2020年5月的报告,全球核能发电在逐步增长,2019年核能发电量达到2676TWh,比2018年2563 TWh增加了4.4%,核能发电占全球发电总量的10.2%。

美国是世界上核能发电量最多的国家,2020年5月有95座核反应堆乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,2019年生产809.0TWh,占全球核能发电量总量的809/2676=30.2%乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,其次是法国为379.5/2676=14.2%;而德国乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、英国则处于停滞发展阶段。

表中“%e”表示核能发电占发电总量的百分率。全球核能发电占全球发电总量的10.2%,其中法国高达70.6%。本数据是世界核能协会WNA  2020年5月份提供的数据。

中国核能发电进展较快,已经跃居全球第三位乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,但是2019年核能发电占发电总量仅为4.9%,高于2018年乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,但远低于全球平均值10.2%乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,差距仍然很大。论核能发电的发展速度,中国发展最快乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,在建的核反应堆最多,达12座。拟建的有44座乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。这是其他国家无法相比的。

12、再生能源发电 

再生能源发电指水力发电、风电场、生物质发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、光伏发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、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。

REN 2020预计乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,2019年底至少有32个国家再生能源发电操作在10GW以上。在2050年有77个国家、10个地区和100个以上城市将达到净零碳排放。                                      

                              12-1 再生能源发电的比例                                                          

根据BP 2020年的报告,2019年全球再生能源发电量7261.3 TWh占全球总发电量27004.7TWh的平均数为26.9%。超过平均数的国家有个特点:水力发电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、德国等乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,而富产化石燃料的国家如美国乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、俄罗斯就比较低乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。




   12-2   生物质发电                                                    

生物质发电(Biomass Power、Biopower)是利用生物质所具有的生物质能进行的发电,是可再生能源发电的一种乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。

生物质发电的方法有: ⑴ 将生物质以酦酵技术转换成气体燃料(如氢气或甲烷)或醇类燃料,再配合燃料电池的发展以应用于电力生产。⑵ 利用生物质燃烧转化为可燃气体燃烧发电的技术乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,主要有直接燃烧发电、混合燃烧发电和气化发电三种方式。生物质原料包括秸秆、稻壳和甘蔗渣等农业废弃物和林木生产、采运和加工过程中产生的林业废弃物等乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。 

生物质气化(Biomass Gasification)将生物质固体原料置于高温环境乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,通过热分解和化学反应将其转化为气体燃料和化学原料气体(合成气体)等气态物质的过程。将生物质固体原料转化的气体,称为“生物质燃气”。

生物质气化发电(Biomass Gasification Generation)采用特殊的气化炉,把生物质废弃物,包括木料、秸秆、稻草、甘蔗渣等转换为可燃气体。这种可燃气体经过除尘除焦等净化工序后乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,再送到气体内燃机进行发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

世界生物质发电起源于20世纪70年代,当时,世界性的石油?;⒑罄殖茸⒉?- 「旗舰厅登录」,丹麦开始积极开发清洁的可再生能源乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,大力推行秸秆等生物质发电。自1990年以来,生物质发电在欧美许多国家开始大力发展乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

12-3   地热发电                                                         

地热发电(Geothermal Power)是利用地下蒸汽或热水等地球内部的热能资源来发电。地下的干蒸汽可直接引入汽轮发电机组发电。地下的热水可用减压扩容的方法,使部分热水汽化乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,产生蒸汽以驱动汽轮发电机发电;或利用地下热水的热量来加热低沸点的有机化合物液体(如氯乙烷、异丁烷等)使其沸腾汽化,将气体引入汽轮发电机发电。

1904年由坎梯(Prince Piero Ginori Conti)建成了世界上最早的地热电站—拉德瑞罗地热田(Larderello Geothermal Power Station)。世界上最大的地热发电厂群位于美国加利福尼亚州的地热田间歇泉(The Geysers)。目前分别占该国发电总量较多的国家是肯尼亚(51%)、冰岛(30%)、菲律宾(27%)、萨尔瓦多(25%)和新西兰(14.5%)等。

 12-4    水力发电                                                    

水力发电(Hydropower)是利用工程措施将天然水能转换为电能的过程乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,也是水能利用的基本方式。优点是不消耗燃料乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,不污染环境,水能可由降水不断补充乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,机电设备简单,操作灵活方便。但一般投资大乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,施工期长,有时还会造成一定的淹没损失。水力发电常与防洪、灌溉乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、航运等相结合乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,进行综合利用。

根据iha(国际水力发电协会)》 2020年的报道乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,2019年水力发电总装机容量为1308GW乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,中国为356.40GW乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,占总量的356.40/1308=27.2%乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

目前,世界上最大的发电设施是中国三峡水电站,采用32台混流式水轮机组发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,每台机组的装机容量为700兆瓦,总装机容量达22,500兆瓦,超过世界最大核电站-日本崎刈羽核电站(8,212兆瓦)两倍以上。

规划中的民主刚果大英加水电站Grand Inga Dam)如能按计划于2014年开工建设,将超越当前所有的发电站乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,其装机容量的设计目标高达39,000兆瓦,是三峡水电站的1.73倍。此外,俄罗斯规划的品仁纳湾潮汐能电站项目Penzhin Tidal Power Plant Project),理论装机容量可达87,100兆瓦。



根据BP 2020的报告,中国水力发电量居世界之首,2019年占全球水力发电量的1269.7/4222.2=30.1%;其次为巴西、加拿大。

在全球发电份额中,水力发电仅次于燃煤发电和燃气发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,居世界第三乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。水力发电是再生能源发电的“领头羊”,远比风力和太阳能的发电量多。

中国湖北省三峡水电站仍然是世界上最大的水电站乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,总装机容量为22.50 GW乐橙注册 - 「旗舰厅登录」;位于巴西巴拉圭伊泰普水电站是世界第二大水电站,装机容量为14.00 GW乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。不过,伊泰普水电站所处的巴拉那河水量丰沛且季节分布相对均衡乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,几乎可以全年满负荷发电;而三峡水电站则每年都会经历约6个月的枯水期乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,从而限制了其发电量。

总装机容量14.00 GW 的伊泰普(Itaipu)水电站,从1997年到2013年乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,连续16年成为世界上发电量最大的单体水电站,2013年曾创造了年发电量98.63 TWh 的历史纪录。2014年乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,三峡水电站(Three Gorges Dam)全年发电量达到98.8 TWh,创造了新的发电量世界纪录,首次成为世界上年度发电量最大的水电站乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

梯级水电站是世界上发展水力发电的一个重要的获取电力的方式。在制作下表时,我把相同一河流的水电站归纳在一起,您可以看出,世界上许多河流都是梯级水电站。

金沙江长江上游)梯级水电站是正在建设中的最大水力发电系统,将分三阶段建设。第一阶段包括金沙江下游的4座水电站:乌东德Wudongde Dam)乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、白鹤滩(Baihetan Dam)、溪洛渡Xiluodu Dam)和向家坝Xiangjiaba),装机容量分别为10.20 GW、16.00 GW、13.86 GW和7.75 GW,这4座水电站的总装机容量合计高达47.81 GW乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。溪洛渡水电站、向家坝水电站已于2014年全部建成,第一阶段计划将在2015年全部完工。第二阶段包括金沙江中游的8座水电站,总装机容量将达8.98 GW。而未来金沙江梯级水电站与三峡-葛洲坝梯级水电站的总装机容量合计将达95.745 GW乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

此外,规划中的刚果河大因加水电站(Grand Inga Dam)一旦建成,有望成为世界上装机容量和发电量最大的单体水电站,它计划安装52台发电机组乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,装机容量将会达到39.00 GW。

注  意:  国外用“Dam(大坝)”就是指水电站乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

单位换算:

体积单位  1km3=10×108 m3 = 10亿立方米 ; 1亿立方米=0.1 km3

电力单位  1GW=1000MW 乐橙注册 - 「旗舰厅登录」;  1亿千万时=0.1TWh 

1 TWh=10亿千万时 ; 1万千瓦=0.01GW ; 1 GW=100万千瓦



水力发电分为四种类型:常规水电站、抽水蓄能电站、径流式水电站和潮汐能电站乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,其中常规水电站占主导地位。

12-4-1、常规水电站(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。目前世界上最大的水力发电站是在中国的三峡发电站(Three Gorges Dam),装机容量达22500MW乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

世界上最高的大坝在中国雅砻江上流的锦屏-I大坝(Jinping-I Dam),混凝土高拱坝,坝高305米,2013年建成乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。2020年最高的大坝将是大渡河上的双江口大坝(Shuangjiangkou Dam),坝高312米。

世界上最大的坝体是巴基斯坦塔贝拉大坝(Tarbela Dam)乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,1976年建成,构筑物高达143米,体积为153百万立方米,装机容量3478MW。

世界上储水量最多的大坝是津巴布韦和赞比西的赞比西河上的卡里巴大坝(Kariba Dam),其次为俄罗斯安加拉河上的布拉茨克大坝(Bratsk Dam)和加纳沃尔特湖的阿科松博坝(Akosombo Dam)乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。我国丹江口大坝(Danjiangkou Dam)居第20位。

12-4-2、抽水蓄能电站Pumped Storage Power Station

抽水蓄能电站一般利用电力系统多余的电量(汛期、假期或后半夜低谷电量),将下水库的水抽到上水库储存;在系统负荷高峰时乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,将上水库的水放下,由水轮机驱动水轮发电机发电。具有调峰填谷的双重作用,是电力系统最理想的调峰电源。此外乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,它还可以调频乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、调相、调压和作为备用,对保障电网的安全优质运行和提高系统经济性具有重大作用乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

抽水蓄能电站本身不产生电能,而是在电网中起协调发电与供电矛盾的作用;在短时间负荷高峰时调峰作用巨大;启动及出力变化快乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,可保证电网的供电可靠性乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,提高电网的供电质量。

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),装机容量为2400MW。



12-4-3乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、径流式水电站run-of-the-river hydroelectric power station

径流式水电站乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,又称“无调节水电站”,指大坝两边没有高山又没有库容,河水流过时发电的电站乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。水电站的出力完全取决于河川径流量的大小乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,对天然水流(河川径流)无调节能力。为了充分发挥设备的效益,径流式水电站多在负荷曲线的基荷部分工作。无调节水库的电站称为径流式水电站。此种水电站按照河道多年平均流量及所可能获得的水头进行装机容量选择。


全球径流式水电站第一位是巴西的“吉拉乌大坝”,美国的“约瑟夫酋长大坝”已经从第一位降低到第三位。中国最大的径流式水电站是天生桥-Ⅱ大坝,世界排序13乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,装机容,1320MW。

12-4-4、潮汐能电站 (Tidal Power Stations)

潮汐能电站是利用海水周期性涨落运动中所具有的能量来发电的发电站,其水位差表现为势能乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,其潮流的速度表现为动能。这两种能量都可以利用,是一种可再生能源乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

潮汐发电是以因潮汐引致的海洋水位升降发电。一般都会建水库储内发电,但也有直接利用潮汐产生的水流发电。

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)乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,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 )乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,装机容量仅为3.9MW。

拟建中的俄罗斯勘察加半岛品仁纳湾潮汐电站( Penzhin Tidal Power Plant)乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,装机容量达87100MW,年发电量可达200TWh乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,将成为世界上最大的潮汐电站。



   13、 波浪能发电                                           

海洋能是指依附在海水中的可再生能源。海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量,这些能量大量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。因此,海洋能主要包括潮汐能、波浪能、温差能、潮流能、海流能乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、盐差能等。由于海洋温度、含盐量乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、潮汐、洋流、波浪和涌浪的变化,根据 IEA-OES 2007年年度报告,每年可能产生20000-80000兆瓦时(TWh/y)的电力。印度尼西亚作为群岛国家,面积四分之三是海洋,拥有49GW公认的潜在海洋能源和727GW的理论潜在海洋能源。

根据REN21 2020年报告,2019年全球海洋能发电量为45GWh乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

 14、 风电场发电                                                  

    风电?。╓ind Farm)乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,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,将机组排成阵列乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,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乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

风力发电的成本接近天然气发电,是目前较经济的再生能源之一乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。海上风能比陆上多40%的产能,但装置成本比陆地高60%,并且风险高。尽管如此,与成本昂贵的光伏发电比较乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,发电量大的离岸风力发电仍然显示出优越性。



 15、   太阳能发电                                               

  太阳能发电(Solar Power)是将太阳能转换成电能。其基本途径有两种:

⑴ 光发电(Photovoltaics ,PV),即光伏发电。将太阳能电池组合在一起,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),即太阳能热发电。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。有用反射镜群把太阳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乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,称为“太阳能海水温差发电”乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

太阳能热发电所占份额很小,光伏是太阳能发电主要形式。光伏指射线能量的直接转换。在实际应用中通常指太阳能电能的转换,即太阳能光伏。

根据REN21 2020年的统计乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,2019年全球光伏装机容量增加了115 GW乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,装机容量达到627 GW。



15-1、  平板光伏电站(Flat-panel photovoltaic)

光伏电站已经是商业化的成功运行的发电站。中国光伏工业发展是世界上最快的,但是原来居世界第一、三位的腾格里沙漠太阳能公园和大同光伏领跑者已经被印度帕瓦加达太阳能公园和埃及本班太阳能公园取代。

15-2乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、 太阳能聚焦热电站Concentrated solar therma

太阳能聚光发电是依靠聚光集热转换成热能再转换成电能进行发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。太阳能热发电由集热、输热、储热乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、热交换系统和汽轮发电机组成乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。太阳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。太阳能发电站投资大乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,技术尚不成熟,目前还未大规模投入商业运行。

15-3、 聚光光伏电站(Concentrator photovoltaic,CPV))

聚光光伏电站是由高效太阳能乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、聚光器、主动或被动冷却设备、单轴或双轴跟踪设备、交流/直流控制系统、逆变器蓄电池等装置组成。利用聚光器进行聚光,一方面可以提高单位面积太阳能辐射量,将太阳光聚集到很小的高性能太阳能光伏电池表面,从而提高辐射能量密度、提高单位面积太阳能电池的输出功率:一定程度上克服了太阳能量的分散性;另一方面,通过使用价格低廉的材料制造的聚光器,从而可以达到降低昂贵的太阳能电池材料的使用量和光伏发电系统总成本。

相对于传统的光伏发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,聚光光伏发电有明显的优势。聚光光伏发电比其他太阳能发电模式更节省土地资源,在同样的占地面积下,聚光光伏发电可以产生的电能是传统的太阳能光伏发电的两倍。有这么高的转化率主要是因为聚光光伏采用双轴跟踪技术乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,以最大限度地提高太阳光峰值时候的利用率。当前,光伏发电的效率提升空间有限乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,而聚光光伏发电的效率仍在快速提升乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。在阳光充沛和干燥的环境下,聚光光伏能源成本更低。

 16、    电力的国际贸易                                                         

全球能源贸易实际上是指化石燃料贸易,2019年煤乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、石油和天然气的国际贸易量如下:

2019年石油及其产品的国际贸易量:

(原油+成品油)贸易量/原油产量=(2239.0+1241.9)/4484.5=77.6%

       2019年天然气的国际贸易量:

 (管道+LNG)贸易量/天然气产量=(8015+4851)/39893=32.3%

2019年原煤的国际贸易量:

贸易量/原煤产量=35.28/157.86=22.3%

目前仍然处于石油时代,石油的贸易量最大。任何能源都可以发电,但不是任何电力都可以进入电力市场,只有能被用户接受的那些价格才有资格进入电力销售市场。就目前而论乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,按照发电量的大小依次为燃煤发电、燃气发电、水力发电最多,其次为风电场、太阳能发电乐橙注册 - 「旗舰厅登录」;请注意,燃油发电却很少,因为石油的用处太多了。

天然气和电力的国际贸易具有很强的网络性,即天然气通过管道到户,电力经由电线路到户乐橙注册 - 「旗舰厅登录」;也就是说,天然气和电力的贸易属于区域性能源。

但是天然气和电力又有很大区别:

1、天然气只能在油气田生产乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,而除了水力发电以外,电力生产方式多种并产地多处。

2、天然气能够被其它燃料所替代,而电力则不能乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

3、天然气管道跨国线路数千公里,而电力线仅与邻国相连。

4乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、天然气国际贸易量很大,贸易量可达产量的30%左右,而电力国际贸易量仅为1~3%之间。

虽然天然气是区域性能源,但是在上世纪70年代全球发生了能源?;殖茸⒉?- 「旗舰厅登录」,LNG的发展刺激了电力的发展乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,特别是日本领先乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,电力的发展又拉动了LNG的发展乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,也就是说,LNG使得天然气冲破了区域性走向全球化了。

那么,电力怎么冲不破区域性呢?

1乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、 电力长输的能源损失很大,请看国际天然气联盟(IGU)的报告《天然气—今日和未来的能源(Natural Gas:The Energy for today and future 2017)》第44页。请点击:

http://www.evolutionisticknowledge.com/report/201812/34403.html

该页讲述能源输送的损失,100份天然气能量到用户可以获得92份,而100份电力来源,输送到用户,只能获得32份。电力贸易仅限于邻国(或者说,开一天汽车跑几个欧洲小国)而不是在全球做生意乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。

2、 化石燃料全球分配不平衡就产生了国际贸易乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,而再生能源分配还算公正。世界各国都会优先寻求再生能源发电,其数量不够部分才进口电力乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。如内陆国家尼泊尔不产化石燃料,水力发电却很强,活得尚好。

太阳给人类创造了太阳能、水能、生物质能、海洋能乐橙注册 - 「旗舰厅登录」、化石燃料等等,从来就不要求付费乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,可是这些能源落地到各个国家向别国索取就需要付费了乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。因此乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,全球电力贸易或称全球能源互联网实际上做生意乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,当进口电力高于当地价格乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,进口量就会受到影响乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。在特高压、储能、海底电缆等技术成熟之前,电力难以长距离运输。

那么由能源衍生的电力究竟贸易达到什么水平?全球电力贸易不像化石燃料那样,年年有新数据,年年有评论。现在把美国中央情报局(CIA)2020年1月31日整理的数据如下乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。表中%表示进出口贸易量/生产量。电力产量可以采用BP数据??梢钥闯?,电力国际贸易量一般在3%左右。

当然乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,很遗憾地告诉您,不会查阅到年年更换的数据。如果您要理解,可以查美国中央情报局的网站:

全球电力进口量

https://www.cia.gov/library/publications/resources/the-world-factbook/fields/255rank.html

全球电力出口量

https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/rankorder/2234rank.html

  如果要知道最新的数据,可查阅Enerdata网站《Global Energy Statical Yearbook(全球能源统计年鉴)》乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,请打开:

https://yearbook.enerdata.net

点击Electricity项目下的Trade乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,即

https://yearbook.enerdata.net/electricity/electricity-balance-trade.html

   可以看见这样的地图:

根据BP 2019的报告乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,2018年全球发电量为26614.8 TWh,因此,2018年全球电力贸易量为:

271.34/26614.8=1.0%

   估计还有一些国家贸易量不多尚未记录,但难以超过2.0%。

   另外乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,世界顶级出口国(World’s Top Exports)网站http://www.worldstopexports.com/还提供了最新的贸易数据并有盈利数据(Electricity Exports by Country)。

http://www.worldstopexports.com/electricity-exports-country/

   尽管参与电力贸易的国家多达百多个乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,但贸易量很小,还看不出增加的趋势乐橙注册 - 「旗舰厅登录」乐橙注册 - 「旗舰厅登录」,更加看不出会跨洲的全球大贸易乐橙注册 - 「旗舰厅登录」。


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