2021年全球发电系列报告【引言】

目前人类使用各种方式获取能源，但这些能源都是来自太阳的核聚变(Fusion)。核聚变是在极高温度和压力下，将两个轻原子核(氘和氚)聚合成一个较重的原子核，并释放出巨大的能量和放射线的过程。只有太阳上每时每刻都在发生聚变反应。在太阳等恒星内部，因为温度极高，轻核才有足够动能克服排斥力，而发生持续的聚变。

太阳以电磁波的形式放射出的能量。在行星际空间，太阳辐射强度与离太阳中心距离的平方成反比。太阳辐射中约有一半的能量分布在可见光区(0.4～0.76µm)，其余一半多在近红外区，少量在紫外区。太阳辐射能量的绝大部分(99.9%以上)在0.15～4µm波段之间。辐射最强的波长为0.475µm。相对于地球辐射，太阳辐射的波长较短，故习惯上称为“短波辐射”。

太阳每秒钟释放出来的能量高达3.826×1026 J，相当于每秒钟燃烧1.28×108t标准煤所放出的能量。

太阳辐射到达地球陆地表面的能量约为17.4×1012kW，仅占到达地球大气外层表面总辐射量的10%。即使这样，它也相当于目前全世界一年内能源总消耗量的3.5万倍。

太阳辐射能流 (Energy Flows of Solar Radiation)指太阳辐射穿过大气层到地球环境，其能量的分布状况。太阳辐射是人类利用得最早的、也是最基本的能源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但地球所截获的太阳总能流达5450000EJ/ yr。即太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。

太阳辐射在通过大气的途中一部分被散射，一部分被吸收，而进入地球的太阳辐射能流又被分成五部分：

⑴ 约30%的能量(1640000EJ/ yr)，即短波辐射，直接反射到空间离开地球;打卡报到就跑了。

⑵ 约47%的能量(2550000 EJ/ yr)在空气、陆地和海洋中直接转换成热流;

⑶ 约23%的能量(1260000 EJ/ yr)供水循环(蒸发和降雨)，形成水能(水力发电);

⑷ 风能约占1000 EJ/a，仅为地球所截获的太阳总能流的0.02%;

⑸ 植物的光合作用仅占1260EJ/ yr，仅为地球所截获的太阳总能流的0.023%。

太阳辐射5.4百万EJ/年

太阳直接照射在空气、地表和海洋吸收47%(2.55百万EJ/年)热量

短波辐射直接反射到空间30%(1.64百万EJ/年)

太阳辐射能流图

最初人类享受到的太阳的恩惠仅为地球所截获的太阳总能流的0.023%，少得可怜。由太阳能的光合作用生成动物和植物等生物质，其遗体再经过数亿万年的地下埋藏而生成煤、石油和天然气等不可再生能源。现代人类依靠太阳辐射获得的生物质生存，此外开采生物质遗骸埋藏在地下的化石燃料获取能源。

目前应用最广泛的能源是化石燃料：煤、石油、天然气。化石燃料最终还是来自太阳能的核聚变，太阳光照射地球，植物利用阳光合成叶绿素并经过千万年的积累和地球的物理作用埋藏在地下形成原煤、原油和天然气等。太阳能促进着地球上的植物生长,在复杂地质环境的作用下形成了化石燃料。

在地球形成的过程中，地热能来自于地球内部岩石圈中的热量，核能来自于地球中的放射性元素矿产，潮汐能来自于天体之间，主要是月球的万有引力。都跟太阳能有关。

社会经济发展离不开电力，任何能源都可以发电，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。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、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，如太阳能、水能、风能、地热能、海洋能、生物质能、潮汐能等。

人类使用能源发展可以分为四个阶段：

1.柴薪阶段：以原始的自然能源为主如木柴,秸秆;

2.原煤阶段：在欧洲工业革命时期，蒸汽机都是靠燃烧煤炭;

3.石油时代：以石油和天然气为主，这时候电气革命,内燃机发明;

4.无碳时代：以再生能源如太阳能、风能、地热能、海洋能等和核能为主，此时碳排放基本为零。

目前人类处于从石油时代过渡到无碳时代的时期，或称“碳中和(Carbon Neutrality)时期”。

碳中和是指实现二氧化碳净零排放。这可以通过平衡二氧化碳的排放与其去除(通常通过碳抵消)或消除社会排放(向“后碳经济”的过渡)来实现。它用于与运输、能源生产、农业和工业相关的二氧化碳释放过程。

碳中和状态可以通过两种方式实现，尽管最有可能需要将两者结合起来：

1、碳抵消。平衡二氧化碳排放与碳补偿，即减少或避免温室气体排放或从大气中去除二氧化碳以弥补其他地方排放的过程。如果排放的温室气体总量等于避免或去除的总量，则这两种效应相互抵消，净排放量是“中性”的。

2、减少排放。减少碳排放可以通过转向产生更少温室气体的能源和工业过程来实现，从而过渡到低碳经济。转向使用可再生能源，如水力、风能、地热能和太阳能以及核能减少了温室气体排放。尽管可再生能源和不可再生能源生产都会以某种形式产生碳排放，但可再生能源产生的碳排放几乎可以忽略不计，几乎为零。向低碳经济转型还意味着改变当前的工业和农业过程以减少碳排放，例如，改变家畜(如牛)的饮食可能会减少 40% 的甲烷产量。碳项目和排放交易通常用于减少碳排放，有时甚至可以完全阻止二氧化碳进入大气(例如通过碳洗涤)。

2030年碳达峰、2060年碳中和已是当下中国最热门的话题。这是一项关乎人类文明存续的中国攻坚事业，也是颠覆中国现代化以来形成空间格局、产业结构、生产方式、生活方式的一场文明革命。在保证能源安全与经济发展的前提下顺利实现双碳目标。推动文明进步的革命，难免会有妨碍前进的难度与阻力。事实上，2030年碳达峰、2060年碳中和在中国的实现，远远要比其他发达国家碳达峰、碳中和的难度与阻力更大，中国政府需要投入与付出的也远比其他国家多。从能源转型的角度看，中国面临着高效调整与持续低碳的双重要求。

世界能源发展到什么地步?目前中国能源处于什么状况?本系列报告只用数据阐述。伴随电力发展的数据也随之更新，说句实在话，2021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”。

本系列报告有：

2021年世界各国电力生产、消费及结构报告

2021年全球最大的发电站报告

2021年各种能源发电的最大发电站

2021年全球燃煤发电报告

2021年中国燃煤发电报告

2021年全球燃油发电报告

2021年中国天然气报告

2021年中国天然气储量、产量与消费报告

2021年中国天然气进口报告

2021年中国天然气LNG运输船与接收站报告

2021年中国燃气发电报告

2021年全球核能发电报告

2021年中国核能发电报告

2021年全球生物质发电报告

2021年全球地热发电报告

2021年全球水力发电报告

2021年中国水力发电报告

2021年全球海洋能发电报告

2021年陆上风电场报告

2021年中国海上风电场报告

2021年全球海上风电场报告

2021年全球太阳能发电报告

2021年太阳能聚焦热电站报告

2021年中国的超高压输电报告

本系列报告有增有减，不按顺序出现。报告文中夹杂有英语，这是供读者查阅用的。

一篇短短的网络文章不足以描述全球电力状况，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。没有标准的中文译名，可以通过原文特别是英文查到更多信息。

值得关注的网络

联合国统计Undata Energy Statistics〖https://unstats.un.org/unsd/energystats〗

联合国数据库Undata-A World of information〖http://data.un.org〗

世界银行数据〖http://data.worldbank.org.cn〗

BP公司〖http://www.bp.com 其中《Statistical Review of World Energy》尤为关注〗

国际能源署〖http://www.iea.org〗

世界能源理事会〖http://www.worldenergy.org〗

美国中央情报局〖https://www.cia.gov〗

美国能源情报署〖http://www.eia.gov〗

国际区域性能源协会International District Energy Association〖http://www.districtenergy.org〗

国际能源经济协会 International Association for Energy Economics〖http://www.iaee.org〗

东南亚国家联盟能源中心ASEAN Centre for Energy〖http://aseanenergy.org〗

拉丁美洲能源组织Latin American Energy Organization〖http://www.olade.org〗

电力工业生产建设网 Website for Power Industry〖http://www.power-technology.com〗

中华人民共和国国家统计局〖http://www.stats.gov.cn〗

欧洲共同体统计局〖https://ec.europa.eu/eurostat〗

欧盟能源统计〖http://ec.europa.eu/eurostat/web/energy/data/database〗

日本统计〖http://www.stat.go.jp〗