2022年全球电力评论

风能和太阳能是增长最快的电力来源,在2021年全球电力结构中的占比达到了创纪录的10%;在供给方面,所有清洁能源发电量占比达到38%。但随着2021年电力需求反弹,全球煤电发电量和二氧化碳排放量创历史新高。

Dave Jones

Global Insights Programme Director

Ember

30 March 2022| 2 分钟阅读

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重点

10%


2021年全球风能和太阳能 发电量占比

50


2021年风能和太阳能发电量占比超过10%的国家数量

38%


2021年全球清洁能源发电量占比

+7%


电力行业二氧化碳排放量 上升

+5%


电力需求增长

29%


在2021年 新增电力需求中由风电和太阳能满足的比例

关于我们

这是Ember的第三个年度全球电力评论,旨在提供关于2021年全球电力转型变化的最透明和最新的概述。我们免费提供所有数据,以便其他人亲自分析并帮助加快向清洁电力的转型。

我们正在目睹与全球安全和全球能源系统相关的非同寻常的事件。我们预计未来一年将是动荡的一年。即使这些迫在眉睫的问题必须引起我们的注意,我们也知道气候变化的长期的严重威胁只会与日俱增。因此,我们将继续监测和报告电力行业的全球影响,并倡导有效和迅速地过渡到零排放系统,这最终也将有助于降低我们的能源不安全性和地缘政治风险。

本报告汇总了209个国家2000年至2020年期间的年度发电量和进口数据,以及占全球电力需求的93%的75个国家/地区的2021年数据。

这份摘要报告及其背后的数据都是开放资源。对全球电力行业进行可靠和透明的跟踪对于确保在必要的时间和规模上采取有效行动将全球暖化控制在1.5度至关重要。除此分析外,我们还提供全面的数据集,可免费下载或通过我们的数据浏览器进行查看。

Ember 是一个独立的非营利性智囊团。我们非常感谢资助我们的慈善组织,包括欧洲气候基金会、Quadrature Climate Foundation、彭博慈善基金会和ClimateWorks,并感谢所有在the Crowd捐款的人士。

执行摘要

风能和太阳能发电2021年创历史新高——煤电和排放量也创历史新高

全球2021年风能和太阳能发电量占比达到十分之一,但风电和太阳能发展需要进一步提速来实现煤电的“等量替代”,减少排放。

太阳能发电去年增长了23%,风能增长了14%。二者总计占全球发电量的10%以上。2021年,所有清洁能源发电量占世界电力的38%,超过煤炭(36%)。

为了实现全球温控1.5摄氏度的目标,到2030年,风能和太阳能发电需要保持年均20%的增长速度。这与过去十年的平均增长率相当。 

现在来看这是非常有希望的:风能和太阳能正在成为成本最低的电力来源,全球各国正越来越多地进行大规模并网。现在有50个国家的10%以上的电力来自可快速部署的风能和太阳能,三个国家的风能和太阳能发电量占比已经超过40%,很明显这些技术是可行的

美国、德国、英国和加拿大等国政府对清洁电力充满信心,计划在未来15年内将电网转变为100%清洁电力。但在其它一些发展中国家,随着电力需求的不断快速增加,迫使煤电仍在增长。所有煤电占比较高的政府现在都需要以同样的勇气和雄心采取行动。

  • 01


    风能和太阳能——增长最快的清洁电力来源——占全球电力的十分之一

    在全球范围内,风能和太阳能发电量在2021年首次超过了十分之一 (10.3%),高于2020年的9.3%,是2015年签署《巴黎气候协定》时的两倍 (4.6%)。2021年,清洁能源的总发电量占世界电力的38%,超过煤炭(36%)。

    50个国家现已跨越风能和太阳能占比10%的里程碑,仅2021年就新增7个国家:中国、日本、蒙古、越南、阿根廷、匈牙利和萨尔瓦多。仅在过去两年中,荷兰、澳大利亚和越南这三个国家就将其总电力需求的8%以上从由化石能源电力满足转向了由风能和太阳能满足。

  • 02


    需求的快速增长超过了清洁能源的供应能力

    2021年电力需求反弹,增幅创历史新高:从2020年到2021年全球电力需求增长了1,414 TWh,大约相当于在世界电力需求中增加了一个印度。2021年增长5.4%,是自2010年以来最快涨幅。许多发达经济体在2020年电力需求下跌后2021年触底反弹至疫情前的水平。大幅电力增长依然在亚洲,很大程度上是由经济蓬勃发展驱动的。其中,中国的增幅最大:2021年的需求比2019年高出13%。

    尽管风能和太阳能发电量创历史新高,但2021年风能和太阳能发电满足的全球新增电力需求比例只有29%。其他清洁电力没有增长,两年来核电和水电水平没有变化。因此,剩余的新增电力需求是由化石燃料满足的。2021年59%的新增电力需求仍是由煤电满足的。

  • 03


    煤电再创历史新高

    全球煤电在2021年增长9.0%,达到10,042 TWh,创下历史新高,比2018年创下的纪录高出2%。这是自1985年以来最大的百分比增长,使煤电占全球电力的比重达到36%。 

    2021年,因电力需求激增,煤电在整个亚洲都创下历史新高,特别是中国 (+9%)、印度 (+11%)、印度尼西亚、哈萨克斯坦 (+6%)、蒙古 (+13%)、巴基斯坦 (+8%)和菲律宾(+8%)。2021年,美国、欧盟和日本的煤电较2020年强劲反弹,但仍低于2019年的水平。中国在全球煤电中的份额从2019年的50%上升到2021年的54%。

    与煤电创纪录的增长相比,全球天然气发电量增长缓慢,2021年仅增长1%。2021年全球62%的电力来自化石燃料,高于2020年的61%——这是自2012年以来化石燃料份额上升的第一年。

  • 04


    电力行业排放量创历史新高

    电力行业的二氧化碳排放量升创历史最高纪录,比2018年的纪录高出3%。排放量在2021年增长了7%(达到7.78 亿吨左右)——这是自2010年以来的最大增幅,也是历史最大绝对增幅。排放量在2020年仅下降3%之后,增长了7%,高于疫情爆发前的水平。

风能和太阳能的时代已经到来。重塑现有能源系统的进程已经开始。在这十年中,它们需要以闪电般的速度部署,以扭转全球排放量持续增长的态势,以更好应对全球气候变化。 即使煤电和电力排放再创历史新高,也有明显迹象表明全球电力转型正在顺利进行。风能和太阳能发电量正日益增长。不是仅在少数几个国家,而是在整个世界。风能和太阳能能够——也有望——提供淘汰所有化石燃料所需的大部分清洁电力,同时提高能源安全。 但由于俄罗斯与乌克兰的战争导致天然气价格持续居高不下,退回煤电的风险确实存在,对实现全球1.5度的气候目标构成了威胁。 现在需要大规模建设清洁电力。各国领导人才刚刚意识到他们需要迅速转型到100%清洁电力的挑战。

Dave Jones 全球团队负责人, Ember

辅助材料



方法论

概述

本报告分析了209个国家从2000年到2020年的年度发电量和进口数据,其中包括占全球电力需求93%的75个国家2021年的数据。数据来自多国数据集(EIA、Eurostat、BP、UN)以及国家数据(例如来自国家统计局的中国数据)。最新的年度发电数据是使用每月发电数据估算的。年发电量数据取自GEM、IRENA和WRI,并包含了所有有提供数据的国家/地区。

您可以从能源环境独立智库Ember的网站上免费查看和下载所有数据。详细方法论可点击此处获取。

免责声明

本报告中使用的数据是按“原状”提供的。数据是使用出版时可获得的最佳数据汇总而成的。我们已尽一切努力确保准确性,并在可能的情况下比较多个来源以确认一致性。我们不对数据错误承担任何责任。

如果您发现问题或有任何建议,请通过[email protected]与我们联系。

燃料定义

燃料数据分别对应九种发电类型:生物能源、煤炭、天然气、水电、核能、其他化石燃料、其他可再生能源、太阳能和风能。下面可以看不同力来源和国家的对应信息。

1 太阳能包括太阳能热能和光伏发电,并在可能的情况下包括分布式太阳能发电。

2 在可能的情况下,水力发电不包含抽水储能发电。

3 其他可再生能源发电包括地热发电、潮汐发电和波浪发电。

4 其他化石燃料发电包括石油和石油产品发电,以及人造气体和废物发电。

生物能源通常被(IPCC、国际能源署和许多其他机构)认为是一种可再生能源,因为与化石燃料不同,森林和能源作物可以再生和补充。它包含在许多政府气候目标中,包括欧盟可再生能源法律,因此能源环境独立智库Ember将其包含在“可再生能源”中,以便与法定目标进行比较。

然而,生物能源对气候的影响在很大程度上取决于原料、原料的获得方式以及如果原料不被用来燃烧发电会怎么样。当前的生物能源可持续性标准,包括欧盟的标准,通常没有充分监管高风险原料,因此不能自动假设生物能源发电可以带来与其他可再生能源类似的气候效益。鉴于有风能和太阳能等无风险发电路径可供选择,能源环境独立智库Ember倡导各国尽量减少或不将大规模生物能源纳入电力行业。如需更多信息,请查看我们的报告:Understanding the Cost of the Drax BECCS Plant to UK Consumers(2021年5 月)、The Burning Question(2020年6 月)和Playing with Fire(2019年12月)。

方法

我们使用多个时间段的数据,汇编了从2000年到2021年的完整数据集。年度发电数据是从本国和多国收集而来。通常无法获得最近几年的数据。在这些情况下,我们使用月度数据(滞后时间较短)来估计最新的年度发电量。

电力数据是以多种格式从多个来源收集的。除了采用这种方式进行比对调和之外,我们的数据还需要对报告的原始数据进行大量清理和调整。我们的方法概述如下。

年度数

年度数据的发布有很大的滞后性,通常我们只有2019年或2020年之前的数据。许多国家报告了大部分但不是所有燃料的2020年的发电量数据。在这种情况下,缺失的数据沿用上一年的数据。对于净进口数据,缺失年份的数据沿用上一年的数据。

月度数

在某些情况下,月度数据有时间滞后,或者可能无法获得。在这种情况下,数据不完整月份的数据是根据季节和年际趋势预测的。鉴于新冠疫情期间发电量的不寻常性质,我们使用2019年而不是2020年作为参考点。

最新的年度数据的估

月度数据并不总是与年度数据一致:不同类型的发电可能包含的程度不一样,或者时段长度可能不同。当数据不一致时,年度数据通常更准确。因此,我们通过将可用年化月度数据的燃料绝对变化应用于历史年度值来预测最新的发电量数据。在月度数据中没有包括某种燃料的少数情况下,将被当作其年度预测没有变化。因此,请注意,简单地对月度值求和不会产生与任何给定年份的年度值相同的结果。

火力发电分

一些国家没有报告化石燃料的分类发电。能源环境独立智库Ember采用两种办法对化石燃料发电进行了分类。如果可能,使用年度数据中的化石燃料发电量比率、容量数据或提供燃料分类发电量的月度数据来估计燃料分类发电量。

区域和世界估

尽管我们的数据涵盖了2021年世界上绝大多数国家的发电量,但并非所有国家/地区的数据都可获得。今年的区域和世界数据是据此估计的。我们把包含的国家的相对变化应用于给定地区和全球的最新完整数据点,从而得出估计值。电力进出口不包括在区域或全球数值的估计中。

排放数

我们按燃料类型以及国家/地区排放强度报告排放值。我们是通过将发电量数据乘以IPCC第5次评估报告附件3(2014年)中的排放因子来计算这些值的。这些数字旨在包括整个生命周期的排放,包括上游甲烷、供应链和制造排放,并包括所有气体,转化为100年的时间范围内的二氧化碳当量。

我们使用的排放强度如下,以每千瓦时电力排放的二氧化碳当量 (gCO2eqkWh-1) 为单位:

  • 煤炭:820
  • 天然气:490
  • 其他化石燃料:700
  • 风能:11
  • 太阳能:48 
  • 生物能源:230
  • 水力:24
  • 其他可再生能源:38(根据IPCC的“地”)
  • 核能:12

IPCC的数据仍然是全球燃料排放强度的最全面估算。尽管如此,由于各种原因,这些排放因子可能与实际情况有所不同。请参阅我们的完整方法以获取更多详细信息。