全球可再生能源发展情况分析

　　2020年，新冠病毒全球肆虐，多项体育运动停摆、推迟，包括东京奥运会。大学期间，赶上了亚特兰大奥运会。宿舍的老三在学生会文艺部任职，在我们的怂恿之下，把学生会的电视搬了回来。于是乎，本宿舍成为楼层的中心，就差收门票了。由于时差的关系，每天奥运会赛事结束时间大致对应我们的清晨，央视在早间新闻节目中及时推出金牌榜。每到此刻，对门沉默寡言的福建同学就穿着拖鞋“噼里啪啦”跑过来，这个场景深深的留在我的记忆中，愈久弥坚，竟成为那个夏天留给我的最深刻印象。国人对金牌榜有天生的情感，就喜欢看到中国高居榜首，今天奉献的这个金牌榜绝对可以满足大家。发展可再生能源是全世界的共识，欧洲提出了20-20-20计划，即到2020年达到温室气体比1990年减排20%；可再生能源在总能源消费中的比例达到20%；提高能源综合使用效率20%。中国在十三五能源发展规划中，提出到2020年，以可再生能源为主的非化石能源占比要达到15%。特朗普上台之后，联邦层面的绿色能源计划收到影响，但美国各州还是纷纷出台地方版的清洁、可再生能源计划，如下图所示：

数据来源：国际能源小数据，美国地方版“绿色新政”

　　其中，加利福尼亚州确立在2045年实现100%的清洁能源（包括核电、大型水电）、夏威夷州2045年实现100%可再生能源发电、华盛顿特区2032年实现100%可再生能源发电的目标。此外，还有以下10个州的议会正在讨论100%清洁（可再生）能源发电目标的议案：华盛顿州（2045年100%清洁能源）、新墨西哥州（2045-2050年100%清洁能源）、明尼苏达州（2045-2050年100%清洁能源）、佛罗里达州（2050年100%可再生能源）、伊利诺斯州（2030年100%清洁能源、2050年可再生能源）、弗吉尼亚州（2036年100%清洁能源）、马里兰州（2040年100%可再生能源）、新泽西州（2035年100%可再生能源）、康涅狄格州（2045年100%可再生能源）、纽约州（2030年100%清洁能源）。各个国家/地区在可再生能源赛场上，你争我赶，2019年的战绩又是如何呢？且看下面的金牌榜。数据来源：Renewable Capacity Statistics 2020（IRENA）。

　　一、可再生能源总装机

　　2019年底，全球可再生能源发电装机25.37亿千瓦，2,536,853MW。

　　二、水电，Hyower。

　　2019年底，全球水电装机13.10亿千瓦，1,310,292MW。

　　目前水电还是可再生能源发电的主力军，占比为51.64%，两者的排名呈现很强的正相关性。总量的前20名中，只有德国、英国和澳大利亚被委内瑞拉、伊朗、哥伦比亚代替。三个代替者的总量排名依次是21、24、27，也不低。

　　巴西、加拿大、俄罗斯、挪威均是水电大国,占比最高的是俄罗斯，达到了97.7%，因为俄罗斯有丰富的天然气和水力发电资源，没有太迫切的非水可再生能源开发需求。日本的水电占比居然也超过了50%。

　　水电占比没有超过50%的国家有：中国、美国、印度、法国、意大利、西班牙。

　　1、水力发电（含混合式），Renewable hyower。2019年底，全球水力发电装机11.89亿千瓦，1,189,448MW。

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　　2、抽水蓄能（单纯），PHS。2019年底，全球水力发电装机1.21亿千瓦，120,844MW。

　　日本水电装机5001万千瓦，抽蓄2190万千瓦；德国水电装机1094万千瓦，抽蓄536万；韩国水电装机651万千瓦，抽蓄470万；中国台湾地区水电装机469万千瓦，抽蓄260.2万千瓦；英国水电装机478万，抽蓄260万千瓦。这几个国家/地区，抽蓄比重均在50%以上，水电主要用作调节电源。

　　几个水电大国，加拿大、挪威、巴西，水电则是基本负荷电源，后两者就没有抽水蓄能电站。

　　三、海洋能，Marine power。

　　这里应该指的是潮汐能发电，也是老概念了，但发展的一直不好。

　　当时法国就有24万千瓦，现在只剩了21.8万。韩国当时拟建72万千瓦，现在也只有25.6万千瓦。

　　四、风电

　　2019年底，全球风力发电装机6.23亿千瓦，622,704MW。

　　1.陆上风电，onshore wind power。2019年底，全球陆上风力发电装机5.94亿千瓦，594,396MW。

　　2. 海上风电，offshore wind power。2019年底，全球海上风力发电装机2830.8万千瓦，28,308MW。海上风电要看这张图，围绕着北海和波罗的海的几个国家，英、德、丹、比、荷、瑞典、芬兰以及爱尔兰。前5个国家加上中国构成海上风电装机六强。

　　五、太阳能发电

　　2019年底，太阳能发电装机5.86亿千瓦，586,434MW

　　1.光伏发电，solar photovoltaic。2019年底，全球光伏发电装机5.80亿千瓦，580,159MW。

　　2. 光热发电，concentrated solar power，缩写为CSP。2019年底，全球光热发电装机627.5万千瓦，6,275MW。

　　西班牙的光热发电发展的确实好。2017年，光热发电量占比为2.2%，超过了装机占比的2.1%。这个数字相当可以，对比下：2019年中国光伏以10%的装机发了3%的电。

　　光热只要解决了成本问题，将是集中式可再生能源发电的不二选择，和传统发电、电网完美兼容。

　　上图为西班牙的PSA平台位于西班牙东南部的阿尔梅里亚省，现隶属于西班牙环境与能源研究中心，是欧洲最大的太阳能热发电技术的研究、发展与测试中心。图中包含了塔式和槽式两种发电形式。以上图片和文字来自CSPPLAZA光热发电网。

　　六、生物质发电，Bioenergy Power。

　　2019年底，全球生物质发电合计装机1.24亿千瓦，123,802MW。

　　1.固体生物质和可回收物发电，固废。Solid biofuels and renewable wast。2019年底，合计装机1.01亿千瓦，101,138MW。

　　（1）甘蔗渣发电，Bagasse。2019年底，合计装机1899.7万千瓦，18,997MW。

　　
　　第一次看到甘蔗渣发电，装机规模还不小，超过了光热风电、垃圾发电和地热能发电。潮汐发电和液体生物质发电就不提了，规模实在太小。
　
　　据网上资料，考虑平均热值和发电效率，每kg甘蔗渣可以发电0.5度左右。单机容量400~4000kW，单位投资4000~4500元/kW，运行成本约为0.35~0.45元/kWh。这几个数字看着太乐观了，或许只有巴西才能做到。有个问题：什么是渣，嚼过的算吗？！

　　（2）可回收市政废弃物发电（垃圾发电），Renewable municipal waste。2019年底，合计装机1415.8万千瓦，14,158MW。

　　垃圾发电还是需要大力发展的，毕竟垃圾处理是回避不了的问题。而且发电相对严格的监管，也是传统填埋方式不能比的。

　　（3）其它固体生物质，Other solid biofuel。2019年底，合计装机6762.3万千瓦，67,623MW。

　　2. 液体生物质发电，Liquid biofuel。2019年底，合计装机321.2万千瓦，3,212MW。

　　3. 沼气发电，Biogas。2019年底，沼气发电装机1945.3万千瓦，19,453MW。

　　七、地热能，Geothermal energy。

　　2019年底，全球地热能发电装机1393.1万千瓦，13,931MW。

　　八、汇总

　　九、金牌榜

　　按照单项，共有水电、抽蓄、海洋能、陆上风电、海上风电、光伏、光热、甘蔗渣、垃圾发电、其他固体生物质、液体生物质、沼气、地热能等13个单项。规模在5000万千瓦以上的，取前20名；规模在5000万千瓦之下的，根据开展的国家数量及规模的情况，数量不定，见前面表格。

　　只有可再生能源装机总量前41名的国家和地区参与排名，见第一部分。本来只考虑前40名的，第41名刚好是台湾，就加了进来。在总体规模较小的前提下（747.9万千瓦），台湾地区的可再生能源发展还是体现了其技术倾向性。

　　各种发电形式规模差别很大，但考虑技术中性，没有设置权重系数。

　　1. 中国优势明显

　　水电、抽蓄、风电、光伏、垃圾发电均排名第1；其他固体生物质发电第2；

　　海上风电第3，按照目前发展趋势，将在不久的而将来超过德国；光热、海洋能、沼气位于4~6位。

　　2. 美国亦步亦趋

　　2018年中国发电量6.99万亿kWh，美国为4.18万亿。受限于规模，美国的可再生能源发电排名多在中国之后，尤其是大众的光伏、风电。中国的金牌最多，美国银、铜牌最多。美国唯一的金牌是地热能发电。但是，美国的可再生能源发电利用效率要高于中国，以风电为例。2019年，中国风电总装机2.1亿，美国为1.03亿，中国是美国的2倍左右。发电量就很接近了，中国是4057亿kWh，美国是3000亿kWh左右，美国风电的等效容量系数或容量可信度指标要好很多，机组利用效率高。究其原因，我觉得和中美两国的电源结构有关。我国煤电为主，灵活性的气电很少，2018年装机只有10.4%，发电量占比6.04%。在美国，2017年美国发电量中31.7%为天然气发电，30.1%为煤电，核电20.0%，非水可再生能源发电9.6%；截至2019年1月，美国天然气联合循环电厂装机总计为264吉瓦，燃煤发电厂的发电装机为243吉瓦。灵活、快速的天然气发电为风电发展提供了有效的支撑作用，美国风电发展最好的是德克萨斯州，德州是美国天然气基地，同时也是天然气发电比重最高的地区。美国海上风电不多，与英国相反，后者海上风电装机占总风电装机的41%。

　　3. 欧洲诸国

　　欧洲在发展可再生能源道路上力度很大，提出了20-20-20计划。从实施效果上看，欧洲在可再生能源发电规模、技术引领等方面都有可圈可点之处。模范生是德国、英国、意大利、西班牙，总装机列第4、12、8、10名，并且分别在沼气、海上风电、液体生物质、光热位居第一。法国或许是核电占比大的原因，可再生能源发电的表现只能说是不温不火，总规模仅比英国靠前1位（法国发电规模是英国的1.67倍），单项排名多在7~10名。瑞典、荷兰、奥地利、瑞士、葡萄牙等欧盟国家表现都不错。

　　爱尔兰则比较悲催，陆上风电、海上风电分列第17、14位，但由于总量只有455.5，没进前40，榜上无名。

　　在地热能发电，冰岛75.3万装机排名第9，这个北欧国家居然没有加入欧盟。亚欧交界处的土耳其在地热能、沼气发电上表现不错，总量排13。

　　4. 亚洲诸国

　　印度表现抢眼，总量大（第五）；水电占比不到40%，比中国还低（47%）；生物质、光热等发电新技术可圈可点，固态生物质发电第1。

　　日本总量排名第7；抽蓄、光伏两项均排名第2，应该是有一定相关性的，抽蓄很好的支撑了光伏的发展。

　　韩国、台湾地区尽管总体规模不突出，但在海上风电、生物质等新技术上表现出色，韩国的海洋能利用排名第1。

　　泰国总规模排名30，在生物质发电排名第8（426万千瓦），占其可再生能源发电总装机（1186万）达到36%，比重最大。在固体生物质、垃圾发电、沼气发电均发展不错，在生物质发电一项上，泰国颇有心得。

　　越南2018年的发电量位2129万千瓦，已经超过了泰国、马来西亚等国家。尽管总量不到中国的3%，但其增速高于中国。现在的越南好比上世纪90年代的中国，经济增长速度很快，下图是中越GDP增速对照表：

　　2019年，越南GDP增速7.02%，连续两年超过7%。越南的可再生能源规模排名18，位居韩国之前，表现出色。过去的100年，尽管这个国家经历了多次战争，但在文化继承、传统延续等方面，少了若干次的反复、折腾过程。越南同样具有类似的制度优势，加上地理位置卓越、人口红利突出且开放程度后来居上，未来将在很多方面是不容忽视的对手。本次新冠疫情，越南的防疫工作相当出色，截止今天（4月14日），确诊265例，死亡0例。

　　印尼的地热能发电仅次于美国。此外，和马来西亚在固体生物质上都榜上有名，东南亚的生物质发电值得我们学习。

　　5. 非洲诸国

　　在非洲，RES发电装机前4名分别是南非（616.7）、埃及（597.2）、埃塞俄比亚（445）、摩洛哥（326.4）。

　　南非光热排第4、抽蓄排第9，同爱尔兰一样，总量偏小，没能上榜；埃及，水电、陆上风电、光伏平分天下，规模都不大；埃塞俄比亚以水电为主，还包括各30万左右的风电和甘蔗渣发电，后者排第10；摩洛哥的光热排第3，有53万千瓦。

　　非洲大陆风、光、水资源都不错，但由于当地负荷有限，全非用电量只有中国的八分之一左右，可再生能源发电装机只有4344.3万千瓦。

　　6. 水电及其它

　　可再生能源中，水电占比超过50%的国家中，巴西、加拿大、俄罗斯、挪威就是凭借水电装机占据了较前的总量排名，分别是3、6、9、14。

　　巴西的甘蔗渣发电排第1，加拿大的液体生物质发电排第2。
　
　　巴拉圭、智利这两个以水电为主的国家进入了总规模前40，但是没有进入水电的前20，因此榜上无名。

　　澳大利亚则相反，水电也没有进入前20，光伏和陆上发电发展都不错，分别排名第7和12，总量排第15。澳大利亚非水可再生能源快速发展，其电力市场应对积极。不管是AEMC、AER、AEMO，还是各市场主体，都在努力探索保证可再生能源发展的技术、管理的对策。

　　墨西哥是个平均发展的好学生，水电18、陆上风电13、光伏17、甘蔗渣3、地热能6，总量也排到17位。