一 全球电力生产和消费现状
随着现代化进程的不断深入,电气化程度逐步提高。全球的电力产量从1985年的9866.3太瓦时增加到2017年的25551.3太瓦时。中国和美国是世界上电力产量最高的国家。2017年,中国电力产量为6495.1太瓦时,比2016年增加6.2%。美国产量为4281.8太瓦时,比2016年减少1.3%。二者分别占全球电力产量的25.4%和16.8%。排名位于其后的是印度、俄罗斯和日本,分别生产了1497.0太瓦时、1091.2太瓦时和1020.0太瓦时的电量(见图4-1)。
(一)电力产量增长的潜力主要来源于发展中国家
从图4-2可以看出,以经合组织(OECD)为主的发达国家已经全部实现电气化,其电力需求相对稳定,电力产量处于高位平台期,近些年电力生产基本保持不变。全球的电力生产主要来自于以中国、印度、巴西等新兴市场国家电力产量的大幅增加。从2011年开始,发展中国家的发电量所占比重已经超过了经合组织,成为电力增长的主要来源。
图4-1 1985—2017年全球电力生产情况
资料来源:BP Statistical Review of World Energy,June 2018。
表4-2 1985—2017年经合组织和非经合组织电力生产变化
资料来源:BP Statistical Review of World Energy,June 2018。
(二)发达国家的电力生产向可再生转移
2017年,OECD国家净发电量10540.9太瓦时,比2016年略增0.8%。其中,地热能、太阳能、风能等可再生能源发电量1030.3太瓦时,比2016年增加147.2太瓦时,增长16.7%,创近十年最大增幅。水力发电总量为1464.6太瓦时,只比2016年增加6.9太瓦时,微增0.5%。由于具有开发潜力的水电已开发,在过去的15年中,经合组织国家的水电装机容量几乎都变化不大。发电量主要取决于降水的多寡。2017年,经合组织通过燃烧化石能源和生物质的发电量为6188太瓦时,比2016年下降59.6太瓦时,下降1%,亚洲/大洋洲和欧洲的增幅分别为0.3%和4.9%,但美洲下降4.6%。由于日本核电未恢复到福岛核事故前的水平,加上以德国为首的许多经合组织国家放弃了核电,使得核电发电量逐年下降。2017年核电发电量合计为1856.1太瓦时,比2016年减少15.5太瓦时,下降0.8%。
图4-3 2017年经合组织国家发电来源及所占比例
资料来源:IEA,Electrictity Information: Overview,2017。
总体来看,2017年经合组织国家非燃烧发电的可再生能源占比从2016年的22.4%增加到23.7%,燃烧发电的占比则下降到58.7%,水电和核电则分别占13.9%和17.6%。由于自然资源禀赋及发展方式的各异,OECD各国的电力发展不相一致。目前,欧洲是可再生能源发展最好的地区,亚洲/太平洋(主要指日本、韩国、澳大利亚)和美洲地区(主要指美国、加拿大、墨西哥)的经合组织成员国电力替代步伐需要加快。
图4-4 2017年经合组织国电力生产比较
资料来源:Electricity Information: Overview,2017。
(三)发达国家和发展中国家电力消费各异
自2008年以来,伴随着电力系统的效率提升、建筑领域的新标准以及产业中电力应用技术能力的提升,经合组织的许多国家的电力需求一直处于相对平稳状态。从而,电力需求与国内生产总值增长脱钩在发达国家已经可以实现。未来驱动其电力需求增加的因素主要包括那些会导致温室气体排放大幅度减少的电力的应用,比如运输电气化和建筑的加热和制冷带来的电力需求的增加,但不确定性因素会影响到未来的需求。总体看,发达国家的电力增长相对平缓[2]。
电力消费主要集中在产业、交通、居民用电、商业和公共服务用电等方面。由于经济发展的水平不同,发达国家和发展中国家的电力消费呈现出不同的特点。发达国家的产业用电、居民用电和公共服务用电所占比例几乎相同,消费相对均衡。1974年以来,经合组织国家的居民及商业和公共服务用电持续增长,二者所占终端电力消费的比例从1974年的48.4% 增加到2015年的63.0%。尽管产业领域的用电量也在增加,从1974年的1874太瓦时增加到2015年的2970太瓦时,但其在全部电力消费中比重则从1974年的48.7%减少到2015年的31.6%。这主要得益于经合组织国家经济结构的转型和能源效率的提高。1974年以来,这些国家耗能的制造加工业发展速度放缓,降低了电力的消费。发展中国家则正相反,随着工业化进程的加快,其对电力的消费需求大幅增加。1974—2015年,发展中国家的电力消费年均增速达到5.1%,电力消费占全球的比例从27.1%增加到53.5%。其中,中国、印度、俄罗斯和巴西的电力消费占发展中国家电力消费总量的66.3%。发展中国家的产业用电规模较大,占51%,而商业和公共服务用电的所占比例偏少。
表4-1 OECD国家和非OECD国家的电力消费情况比较 单位:%
资料来源:IEA,Electricity Information: Overview,2017。
(四)电力贸易主要集中在欧美发达地区
电力可以在各国需求波动、经济结构差异、峰谷不同及负荷变化等情况下进行跨国交易。鉴于电力的特殊性,电力贸易一般是在临近国家和地区间进行。根据 COMTRADE 的数据,2017年全球电力出口为669太瓦时,价值218亿美元,电力进口570亿太瓦时,价值222亿美元[14]。
图4-5 2017年主要电力出口国家情况
资料来源:UN COMTRADE。
从图4-5的数据可以看出,全球电力出口主要集中在欧盟、北美、拉美等地区。尤其是欧盟地区,在全球电力出口主要国家中占据了大部分份额,这主要得益于欧盟地区发达的电力交易平台和覆盖范围较广的跨国电网输送系统。德国是全球电力出口最大的国家,2017年出口电力76.62太瓦时,价值32.05亿美元[3];其次是加拿大,出口72.56太瓦时,价值23.49亿美元;排名第三的是巴拉圭,出口50.31太瓦时,价值21.05亿美元。俄罗斯的电力主要出口原独联体国家,不仅得益于地理位置上的相近,更重要的是苏联时期建立的电网可以使电力输送更加便捷。瑞典出口电力在2017年出现反弹回稳的趋势,主要得益于其水电和核能的逐步恢复。
图4-6 2017年主要电力进口国家情况
从电力进口的情况看,美国是世界上最大的电力进口国,2017年进口电力72.44太瓦时,价值23.75亿美元,主要从加拿大进口。意大利则是全球第二大的电力进口国,进口电力达到45.04太瓦时,价值23.49亿美元。第三位的是瑞士,电力进口36.60太瓦时,价值17.28亿美元。除中国香港外,电力进口经济体主要分布在欧洲国家,其中意大利、西班牙、瑞士和波兰的进口依赖度较高。
(五)电力投资略有下降
2016年,全球电力投资小幅下降1%,降至7180亿美元,但电力行业首次超过化石燃料供应行业,成为能源投资最大的行业,尤其是在电网领域的投资增长部分抵消了发电领域投资的下滑。包括电网在内的低碳领域在能源供给投资总额中所占份额同比增长12个百分点,达到43%。其中,新投产的可再生电力装机投资额为2970亿美元,是最大的电力投资领域。由于人们日益重视空气污染,使得燃煤电厂投资出现大幅下降,新投产装机减少近20吉瓦。燃气电力投资基本保持稳定,但其中近一半投资集中在天然气资源丰富的北美、中东和北非地区。核电投资仍未恢复,尽管2016年投产10吉瓦核电装机,达到近15年来的新高,但建设项目比过去10年的均值低60%[4]。
电网和储能投资继续保持稳定增长势头。2016年该领域的投资达到创纪录的2770亿美元,其中30%来源于中国的配电系统投资。印度和东南亚国家的电网处于快速扩建阶段,投资额占全球的15%。美国和欧洲分别占总投资的17%和13%,主要用于置换老化的输配电资产。
参考IEA 的预测[5],我们判断,2018—2019年,全球电力产量预计增加2%,达到26062太瓦时,可再生能源占比会有所提升。中国、印度和东南亚国家用电量需求持续增加,电力消费结构逐步向可再生电力转变。