2022年上半年全球电力洞察-EMBER.pdf

全球电力年中洞察 2022 年上半年，可再生能源满足了全球所有新增电力需求，从而遏制了 化石燃料的增长。 发布日期：2022 年 10 月 5 日，星期三 主要作者：Małgorzata Wiatros-Motyka, Dave Jones 分析贡献者：Hannah Broadbent, Nicolas Fulghum, Reynaldo Dizon, Phil MacDonald 语言：英文，中文 1 目录 执行摘要 第 1 章: 全球分析 可再生能源发电满足了不断增长的电力需求，遏制煤炭和天然气发电量增长 电力行业排放量仍有可能在 2022 年创历史新高 我们是否接近达到一个新的转折点？ 第 2 章: 国家分析 中国 印度 欧盟 美国 第 3 章: 假设情景 结论 证明材料 方法 致谢 关于本报告 本报告是对全球电力转型的年中洞察。 它分析了占全球电力需求 90% 的 75 个国家的电力 数据，并对其余国家的变化作出预测。通过比较 2022 年上半年（H1-2022）与 2021 年同期（ H1-2021）来说明电力转型的进展情况。 2 要点 +389 +416 +5 全球电力需求变化 (TWh) 可再生能源发电量的变化(TWh) 化石燃料发电量的变化(TWh) 3 执行摘要 可再生能源满足了全球所有 新增电力需求 世界正处于能源危机之中。这一事实被广为报道，人们可能已经预计了 2022 年煤炭和天然气 的使用量会增加。但至少在电力行业实际情况并非如此。事实上，2022 年上半年，可再生能源 满足了全球所有新增电力需求，从而遏制了化石燃料的增长。 01 可再生能源满足了全球所有新增电力需求 2022 年上半年全球电力需求同比增长 3%；这与历史平均水平一致。风能和太阳能满足了这一新增需求的 77%，而水电满足了其余部分。在中国，新增风能 和太阳能发电量满足了 92% 的新增电力需求；在美国，这一比例为 81%，而在印度，这一比例为 23%。 02 煤炭和天然气发电量几乎没有变化 由于可再生能源增长满足了所有新增需求，化石燃料发电量几乎没有变化。煤电下降1%，天然气发电下降0.05%；这些都被石油发电的小幅上涨所抵消。因 此，尽管电力需求增加，全球电力行业的二氧化碳排放量却没有变化。欧盟的煤电仅上涨了 15%，以弥补核电和水电的暂时短缺。由于电力需求从去年年 初新冠疫情最严重的低点急剧反弹，印度煤电上涨了 10%。这些增长已被中国 3% 和美国 7% 的下降所抵消。 03 风能和太阳能发电的增长带来了切实的成本和气候效益 2022 年上半年风能和太阳能的增长避免了化石燃料发电量 4% 的增长。从而避免 4 了 400 亿美元的燃料成本和 2.30亿吨的二氧化碳排放。在中国，风能和太阳能发电的增长使化石燃料发电下降了 3%，而不是上升了 1%。在印度，它使化石燃料发 电的增长速度从 12% 放缓至 9%。在美国，它使化石燃料发电的增长速度从 7% 放缓至 1%。在欧盟，它遏制了化石燃料发电的大幅增长——如果没有风能和太阳能 发电，化石燃料发电会增长16%，而不是6%。 04 电力行业排放量仍有可能在 2022 年创历史新高 7 月和 8 月，全球煤炭和天然气发电量出现增长，这使得 2022 年电力行业的二氧化碳排放量可能会继去年创下历史新高之后继续上升。发生这种情况的原 因是，由于史无前例的干旱，中国水电由过剩变为不足，而席卷全球的热浪推高了电力需求。 我们正在接近一个转折点，即以风能和太阳能为主导的清洁电力将满足未来所有新增电力需 求，从而使化石燃料发电达到峰值。在之前的2015 年和 2019 年，可再生能源发电增长曾足 以满足全球新增电力需求。但到达这个转折点仅仅是个开始。电力行业应该迅速减少排放。我 们仍处于或接近历史高位的事实表明，电力转型必须大幅加快速度。 随着世界面临不断升级的气候影响、能源不安全和经济不稳定，风能和太阳能正在被证明是 一种有效的解决方案。它们正在降低成本并提高安全性。 5 “风能和太阳能正在能源危机期间证明自身的价值。摆脱昂贵且污染严重的化石 燃料对我们的控制的第一步是发展足够的清洁能源，以满足世界日益增长的电力 需求。 “我们无法确定电力行业的煤炭和天然气发电是否已达到峰值。全球电力行业排 放量需要快速下降，却仍在不断创历史新高。将我们推向气候危机的化石燃料也 导致了全球能源危机。 “我们有一个解决方案：风能和太阳能无需进口且价格低廉，并且已经在快速削减 开支和排放量。” Malgorzata Wiatros-Motyka Ember 高级电力分析师 6 7 第 1 章: 全球分析 2022 年上半年全球电力趋势 以风能和太阳能为主导的可再生能源满足了全球所有新增电力需求。因此 ，煤炭和天然气的发电量没有变化。 然而，电力行业的排放量仍有可能在 2022 年创下新高。我们不确定是否 到达了清洁电力的增长可满足所有新增电力需求，从而阻止电力行业中化 石燃料的增长的转折点。 可再生能源满足不断增长的电力需求，遏制煤炭和天然气发电增长 全球电力需求增长 3%，与历史平均水平一致。全球电力需求增加了 389 TWh (+3%)，与 2010-2021 年的平均历史需求增速一致。2022 年上半年全球总需求达到 13,393 TWh，高于 去年同期的 13,004 TWh。 可再生能源的增长（风能、太阳能、水力）满足了所有新增电力需求。全球可再生能源发电量增 加了 416 TWh，略高于全球电力需求 389 TWh 的增幅。总体而言，可再生能源发电量占 2022 年上半年全球电力的 28%（3,802 TWh），高于去年同期的 26%（3,387 TWh）。 8 风能和太阳能满足了 77% 的新增电力需求。现在，电力需求增长最快的国家正在进行风能和 太阳能的大规模建设：在中国，风能和太阳能满足了 92% 的新增电力需求；在美国，这一比例 为 81%，而在印度，这一比例为 23%。 2022 年上半年，全球风电增加了 175 TWh (19%)，而太阳能发电增加了 125 TWh (25%)。总 体而言，太阳能发电量占 2022 年上半年全球电力的 5% （619 TWh），而风电占 8%（1,102 TWh）。 发电量的大部分增长来自装机容量的增加。然而，发电量的增长略高于我们对仅由容量增加（ 2021 年太阳能发电容量增长 19%，风电容量增长 13%）带来的增长的预期。其他影响因素包 括天气条件（例如，尤其是 2021 年第一季度中国和欧盟的低风量）、产能增加的时间以及更高 输出的海上风电的增加。 水电满足了其余新增电力需求。水电增长了 6%（+116 TWh），从 2021 年上半年的 1,965 TWh 增加到今年同期的 2,081 TWh。产能的增速还不到这个数值的一半。因此，与风能和太 9 阳能不同，大部分水电增加是由于有利的天气条件。尤其是中国、土耳其和巴西今年没有重演 去年上半年水电条件差的情况。 煤炭和天然气发电几乎没有变化。由于可再生能源满足了不断增长的电力需求，因此无需使 用化石燃料进行额外发电。全球化石燃料发电量仅新增 4 TWh，从 2021 年上半年的 7998 TWh 增加到今年同期的 8002 TWh。煤电下降了 36 TWh (-1%)，天然气发电下降了 1 TWh (-0.05%)，而其他化石燃料发电（主要是石油）增加了 42 TWh (+14%)。因此，尽管电力需求增 加，全球电力行业的二氧化碳排放量却没有变化。 电力行业排放量仍有可能在 2022 年创历史新高 尽管 2022 年上半年化石燃料发电停止增长，但煤炭和天然气发电量在 7 月和 8 月有所增加， 如下图所示。发生这种情况的原因是，由于水力资源丰富的四川省遭遇严重干旱，并且热浪席 卷全球推高了电力需求，所以中国虽然在 2022 年初出现水电过剩，到 8 月份却已经不足。由 于法国核电中断和德国核电停产，欧洲的核能发电量仍显著下降。 我们对 1 月至 8 月的最新年初至今估计显示，与去年同期相比，煤电增长 1%（+63 TWh），天 然气发电增长 1.6%（+63 TWh），石油发电增长 14%（ +57 Twh) 。与去年同期相比，化石燃料 发电量的增加导致全球电力行业的二氧化碳排放量在 1 月至 8 月期间增加了 1.7%（1.33亿 吨）。因此，化石燃料发电——以及电力行业的二氧化碳排放总量——是否会在今年创下新高 ，仍然难以预测。 10 我们是否接近一个新的转折点？ 我们是否已经到达清洁电力的增长可满足新增电力需求，从而遏制电力行业的化石燃料增长 的转折点？ 这种情况之前已经发生过两次，分别在 2015 年和 2019 年（见下图），这两年的需求增长均低 于平均水平。7 月和 8 月的上涨使 2022 年不太可能出现转折点，但我们肯定会接近这个转折 点。 11 随着风能和太阳能发电量逐年增加，这个转折点越来越近。然而，随着近十年供暖、交通和工 业电气化的加快，新增电力需求也将上涨，这意味着我们每年都需要更多的清洁电力。 但是对于 1.5 摄氏度的路径，遏制化石燃料发电量上升是不够的。IEA 的净零排放报告显示， 到 2030 年电力行业的排放量需要减少一半以上，到 2040 年达到“净零排放”，比全球经济其 他行业提前十年。 12 第 2 章：国家分析 按国家/地区划分的年中洞察 在中国，仅风能和太阳能发电的增长就满足了其新增电力需求的 92%；在美国，这一比例为 81%，而在印度，这一比例为 23%。 中国 可再生能源发电的增长和需求疲软促使中国煤电在 2022 年上半年下降 风能和太阳能发电满足了 2022 年上半年中国新增电力需求的 92%。然而，这是在电力需求增 长放缓的背景下发生的。水电大幅反弹意味着可再生能源发电总量超过了新增电力需求，从而 导致煤炭发电量下降。然而，到 8 月底，煤电在 2022 年上半年的下降已经消失。 13 14 风能和太阳能发电满足了 2022 年上半年中国新增电力需求的 92%。风能增加了 65 TWh，太 阳能增加了 47 TWh，满足了 122 TWh 新增电力需求的 92%。中国风电增长占全球风电总增 长的 37%，太阳能占 38%。 电力需求增长放缓。中国电力需求在 2022 年上半年同比增长 3%，甚至在 4 月和 5 月封控最 严重期间出现倒退。这低于 2010-21 年 7% 的平均历史需求增速。如果电力需求与趋势保持 一致，风能和太阳能将只占新增电力需求的一小部分。 水电大幅反弹意味着可再生能源发电总量超过了新增电力需求，从而导致煤炭发电量下降。水 电从 2021 年初非常糟糕的情况反弹。水电增长了 21%，而容量估计增长约 4%。 到 8 月底，煤电在 2022 年上半年的下降已经消失。水电形势由盛转衰，8 月份四川水电地区 出现大面积干旱。大范围的高温天气也推高了电力需求； 8 月的电力需求比 2021 年 8 月高出 12%。因此，与去年相比，7 月和 8 月的煤电增加了 111 TWh ，抵消了今年上半年煤电下降的 79 TWh。 15 印度 由于可再生能源增长仅部分满足了 2022 年上半年电力需求的反弹，印度的煤电 出现了增长 在印度，风能和太阳能发电的增长满足了 2022 年上半年该国电力需求增长的 23%。这是在电 力需求从 2021 年新冠疫情低点强劲反弹的背景下发生的。7 月和 8 月，电力需求增长趋于平 静。 16 风能和太阳能发电满足了 2022 年上半年印度电力需求增长的 23%。风力发电增加了 4 TWh (+13%)，太阳能发电增加了 12 TWh (+35%)。与中国、欧盟和美国不同，印度新增发电大部分 为太阳能，而不是风能。 电力需求回升。印度的电力需求大幅反弹了 10%。这高于 2010-21 年 7% 的平均增长率。这 主要是由于该国经济在 2021 年第二季度新冠疫情严重、电力需求低迷后出现反弹。如果电 力需求与趋势保持一致，风能和太阳能显然会覆盖更多的新增电力需求。 由于新冠疫情后电力需求激增，煤炭发电量迅速增长。与去年同期相比，2022 年上半年，印 度煤炭发电量增长了 10%。 天然气在印度电力结构中的比重进一步降低。与去年同期相比，2022 年上半年的天然气发电 量下降了 31%。这意味着到 2022 年上半年，天然气发电量仅占印度总发电量的 1.78%（14 TWh）。 7、8月电力需求增速放缓。这减缓了煤电的增长速度。 17 欧盟 欧盟的风能和太阳能发电有所增长，但水电和核电的暂时下降导致煤电短暂上涨 欧盟的水电和核电显著下降。风能和太阳能发电量上升，足以弥补核电和水电短缺的一半。另外还需要增加煤炭发电量以弥补暂时的短缺。 18 在欧盟，水电和核电在 2022 年上半年大幅下降（-91 TWh），主要是由于暂时性的原因。由于欧洲发生 500 年来最严重的干旱，与去年同期相比，水电量下降了 25%（-47 TWh）。如果水电 条件恢复正常，可能会在明年出现反弹。由于法国核电中断和德国核电站关闭，核电量下降了 12%（-43 TWh）。EDF预测其核电发电量将从 2022 年的 280-300 TWh增加到 2023 年的 300-330 TWh 和 2024 年的 315-345 TWh。 风能和太阳能发电量增加了 45 TWh，足以弥补核电和水电短缺的一半。风电增长了 14%（+26 TWh），太阳能发电增长了 25%（+19 TWh）。 需要增加煤电以弥补暂时的短缺。当水电和核电的下降与风能和太阳能发电量的增加以及需求的小幅下降相抵消时，剩余的供应缺口为 27 TWh。这是由硬煤发电量增加 17%（+15 TWh） ，褐煤发电量增加 12%（+12 TWh）来满足的。天然气发电量几乎持平在+1%（+2 TWh）。2022年上半年，煤电仍然只占欧盟发电量的 16%；这与 2015 年相比大幅减少，当时煤电占欧盟发 电量的四分之一。 同样的比例一直持续到 7 月和 8 月。法国核电在8月份创下新低，水电形势才刚刚开始复苏。 19 美国 风能和太阳能的增长满足了不断增长的电力需求，阻止了化石燃料发电的大幅增 长 20 风能和太阳能发电满足了 2022 年上半年美国新增电力需求的 81%。风能发电增加了 25% (+48 TWh)，太阳能发电增加了 28% (+22 TWh)。其余的电力需求由水电的小幅增长（+ 12 TWh）和化石燃料发电的小幅增长（+ 13 TWh）来满足。 电力需求出现了猛涨。由于经济活动的增加，2022 年上半年电力需求增长了 4.2%，远高于 0.5% 的 11 年平均增幅。 美国的化石燃料发电增长了 1% - 然而，煤电仍然下降，因为天然气发电夺走了煤电的市场份 额。与去年同期相比，2022 年上半年天然气发电增长 5.6%（+40 TWh），煤电下降 7%（-27 TWh） 从煤电到天然气发电的转变一直持续到 7 月和 8 月。截至 8 月底，今年至今的变化是煤电下 降 9.2%，天然气发电上涨 6.6%。 21 第3章：假设情景 风能和太阳能已开始影响全球供电系统 如果 2022 年上半年风能和太阳能发电量没有增长，会怎么样？化石燃料 发电——以及全球电力行业因此而产生的二氧化碳排放量——不会保持 之前的水平，而是增加约 4%，燃料费用也需要增加 400 亿美元。 增加的风能和太阳能遏制了对更多化石燃料发电的需求 全球风能和太阳能发电量增加了 299 TWh。如果没有这些新增的发电量，则这一缺口将主要 由煤炭和天然气发电来填补。这会导致 2022 年上半年全球化石燃料发电总量增加 4%，仅化 石燃料成本就增加 400 亿美元，并增加 2.03 亿吨的二氧化碳排放量。 我们也可以将这种基本的“假设”逻辑应用于各个国家。 风能和太阳能发电对各国的影响如下： ● 中国：使化石燃料发电降低 12%，而不是增长 1% ● 印度：使化石燃料发电的增长速度从 12% 放缓至 9%。 ● 美国：使化石燃料发电的增长速度从 7% 放缓至 1%。 ● 欧盟：抑制了化石燃料发电的大幅增长——如果没有风能和太阳能，化石燃料发电量 会增长 16%，而不是 6%。 22 计算节省的成本 由于已经知道风能和太阳能减少了多少化石燃料需求，我们还可以估算出节省的燃料成本。 我们假设煤炭价格为 240 美元/吨。这是 2022 年上半年澳大利亚的平均出口价格。按照 40% 的燃煤电厂效率，不计运输和碳成本，得出发电成本为 96 美元/MWh。 我们假设天然气平均价格为 22 美元/MBtu。这是IEA公布的 TTF、亚洲现货和 Henry Hub的 第一季度/第二季度平均价格。按照 50% 的燃气电厂效率，不计运输或碳成本，得出发电成本 为 151 美元/MWh。 我们大体上依照全球的整体电力结构，假设天然气发电占三分之一，煤炭发电占三分之二，得 出加权平均价格为 133 美元/MWh。 因此，如果 299 TWh的风能和太阳能发电量来自于化石燃料，那么仅在 2022 年上半年就需 要 400 亿美元的燃料成本。 23 结论 走出多重危机的途径 随着世界面临不断升级的气候影响、能源不安全和经济不稳定，风能和太阳能正被证明是一种有效的解决方案。 降低成本并提高安全性 我们的分析显示，风能和太阳能发电仅 2022 年上半年的同比增长就让全球节省了 400 亿美 元的煤炭和天然气支出。对于许多国家来说，这意味着改善国家安全，因为减少了数十亿美元 的进口费用，而其中的大部分本来是要支付给那些加剧全球不稳定的国家的。 由于煤炭价格创下新高，天然气价格仍比危机前高出数倍，所以化石燃料价格高企的状况显 然地不会很快回落。甚至在当前的危机之前，风能和太阳能发电在许多国家就已经比化石燃 料发电便宜。TransitionZero跟踪煤炭和天然气价格与可再生能源价格之间的差异，发现再生 能源发电成本从未如此低廉。 降低排放 仅风能和太阳能发电的同比增长就已经避免 2022 年全球电力行业的排放量增加 4%。今年上 半年减少了 2.3 亿吨二氧化碳排放，相当于同期德国电力行业 1.04 亿吨排放量的两倍多。 转折点已经到来？ 在之前的2015 年和 2019 年，可再生能源发电增长曾足以满足全球新增电力需求。我们正在 接近一个转折点，即以风能和太阳能为主导的清洁电力将满足未来所有新增电力需求，从而 使化石燃料发电达到峰值。 但我们尚未到达这个转折点 现在还不能确定 2022 年增加的可再生能源总量是否能满足所有的新增电力需求。随着风电 和太阳能发电逐年增加，这个转折点会越来越近。 但当我们到达这个转折点时，也仅仅是个开始。电力行业应该迅速减少排放。我们仍处于或接 近历史高位的事实表明，电力转型必须大幅加快速度。