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數據分析|中美兩國電力工業發展對比

2018-08-31 15:12:31 北極星電力網   點擊量: 評論 (0)
前言:近期看到一些關于中美能源和電力發展對比的文章,作者包括能源電力專家和能源主管部門的老領導,引起了一些討論,也引起了我的興趣,

要對比中美兩國的電力發展,因發電量數據比裝機容量數據更完整和更連貫,我們將中美兩國自1950年以后的發電量數據放在一張圖上對比,如下:

(注:因數據缺失,中國1950年數據實際采用1952年數據,1955年數據實際采用1957年數據,1960年數據實際采用1962年數據。)

從對比圖中一眼就可以看出,中國基數低,但增速一直大于美國,到2010年,中國發電量超過美國(裝機容量是2011年才超過美國的)。美國的發電量自2005年以后基本走平,甚至緩慢下降,而中國的發電量依舊處于高速增長中,2010~2017年的年均復合增長率為6%。而同期的發電裝機年均復合增長率為9.1%,發電裝機大于發電量增長率,這也解釋了為何近年來發電設備利用小時數的下降。

截至2017年底,中國的電力裝機總容量是17.77億千瓦,發電量6.417萬億千瓦時;美國是10.84億千瓦,發電量4.015萬億千瓦時。很直觀的可以得出一組數據:美國的每千瓦裝機每年發電量3704度,中國每千瓦裝機每年發電量是3611度。換言之,中國的發電裝機總平均年利用小時數比美國低100小數左右。

美國2017年的GDP是19.39萬億美元,2005年GDP是13.09萬億,12年來增長了近50%,年均復合增長率3.3%,但是發電量卻基本沒變化。這說明,經濟發展到一定程度,用電量增長和經濟增長是會發生背離的,換言之,經濟增長不再依靠能源消費的推動了。這對預測我國未來用電需求很有參考意義。我國近年用電量的增長有慢于GDP增長的趨勢,但是什么時候用電量走平?目前無法預測,未來需持續觀察GDP和用電量之間的發展趨勢。

二、從發電裝機結構及其變化趨勢來看

我們來分析兩國的裝機結構變化趨勢,包括新增裝機結構變化。

首先看美國的發電裝機結構變化。這里直接借用楊啟仁博士(就職于美國杜克大學)的一個圖表,展示美國歷年新增電力裝機容量(不是裝機容量的凈變化值,僅考慮新增機組,未考慮退役機組)。

圖中可以看出,在1985年以前,美國每年新增的發電機組容量中,一直都是以燃煤的火電機組站為主力,增長高峰期在1965~1985年這20年內。但是在1985年以後,美國燃煤發電的發展急遽委縮,從此以後幾乎一蹶不振。而天然氣發電開始崛起,到了2000年之後,天然氣發電在新增的發電裝機容量里占據了壓倒性的多數,而2005年以後風力發電開始迅速成長,開始成為主流的發電技術之一。2011年開始,太陽能發電開始出現顯著性的成長。燃煤發電雖然在2007年到2013年間有小幅度的復蘇,但是在也無法回到1985年以前的那樣的市場份額。(參見楊啟仁,2015,《美國電力產業結構轉變歷史經驗與中國啟示》)

同時,我們也看到,美國的水電開發也基本發生在1985年以前,1990年以后,基本就沒有新增容量了。核電新增主要發生在1970年到1990年前后,此后也基本沒有新增機組了。

下圖展示了美國2006年以后每年的不同能源種類的發電裝機容量的凈變化量。

我們可以看到,美國這10年內主要的新增類型是天然氣發電和風電,以及2012年以后的太陽能發電。2011年以后,燃油發電和燃煤發電的退役量明顯增加,凈容量開始逐年減少,騰出來的容量成了天然氣和風電、太陽能的凈增量。值得一提的是,新增的太陽能發電中,分散式小規模光伏發電裝機自2014年以后增長顯著(2014年為7GW,2015年為10GW,2016年為13GW,2017年達到了16GW)。

從發電量和裝機容量的變化,我們可以這么說,美國過去12年里,發電量不增長,裝機容量的緩慢增長僅僅是因為裝機結構的變化帶來的,也即年均利用小時數相對低的風電和太陽能裝機替代了利用小時數更多的燃煤和燃油發電。

我們來看中國過去10年的發電裝機結構變化。

(注:2008年煤電和氣電新增裝機數據沒查到,根據2008-2009兩年發電裝機整體數據分析,大體應和2009年差不多,故采用2009年數據)

我們可以看到,盡管煤電仍舊是新增發電的主力,但是增幅的下降趨勢還是很明確的(除2015年例外)。水電的新增也有放慢的趨勢,核電和天然氣發電占比過小,有一定增長,但是不穩定。新增趨勢最明顯的是風電和太陽能,風電自2005年以來開始快速增長。太陽能自2013年以來也開始快速增長,2017年的新增裝機超過了煤電的新增量,達到了驚人的5341萬千瓦。

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責任編輯:售電小陳

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