世界可再生能源发展情况分析

文 | 焦敬平 池砚文

作者供职于能研智库

众所周知，世界正处于新的一波能源转型浪潮之中，可再生能源凭借其低碳、成本下降快等优势，发展迅猛，本文通过对世界可再生能源发展数据的梳理和分析，展现一个真正的可再生能源发展现状，或许太阳能和风能的发展并没有你想象的那么快。

2017年在全球一次能源供应总量中的份额，按燃料划分

一、世界可再生能源和废弃物发展概况

2 017年，世界一次能源总供应量为13 9.72亿吨油当量，其中13.5%或1894万吨油当量（2016年为1845万吨油当量）来自可再生能源。

由于固体生物燃料/木炭在发展中国家的广泛使用（即住宅供暖和烹饪），它是迄今为止最大的可再生能源，占全球可再生能源供应的60.7%。第二大可再生能源则为水力发电，占世界总发电量的2.5%，占世界可再生能源总发电量的18.5%。液态生物燃料、风能、地热、太阳能、沼气、可再生城市垃圾和潮汐能各占可再生能源供应的比例较小。

自1990年以来，可再生能源的年均增长率为2.0%，略高于世界一次能源总供应量的增长率（+1.7%）。其中太阳能光伏和风力发电的增长率特别高，从1990年的极低基数开始，年均增长率分别为37.0%和23.4%。生物沼气的增长率位居第三，为11.9%，紧随其后依次是地热（+11.2%）和液体生物燃料（+9.7%）。

19 9 0 ～2017年，非经合组织国家的水力发电的年均增长率为3.9%，高于经合组织国家（0.6%）。在此期间，世界的增长是由中国所驱动，中国占水力发电增量的53.1%，其年均增长率达到8.5%。在对世界水力发电贡献方面，巴西、加拿大和越南紧随其后，水力发电增长分别为8.5%、4.9%和4.3%。莫桑比克（+15.5%）、白俄罗斯（+11.8%）和越南（+11.0%）的年均增长率最高。

2017年，非经合组织国家占水力发电总量的65.7%，由于大部分剩余水力发电潜力都在这些国家，因此任何进一步的增长都可能来自这些国家。非经合组织国家在固体生物燃料发电量中占大部分，自1990年以来，非经合组织国家在这些地区的重要性并未出现重大波动。因此，这些国家的年均增长率为0.9%，低于经合组织的1.3%，自1990年以来。

2017年，非经合组织国家生产了83.4%固体生物燃料，其中主要为亚洲和非洲的发展中国家使用生物质进行家用烹饪和取暖。2017年，非洲仅占世界一次能源总供应量的5.8%，但其占世界固体生物燃料供应达到32.0%。这几乎相当于非经合组织亚洲地区（不包括中国）的份额（+31.9%）。非经合组织国家供应的可再生能源占世界可再生能源总量的71.5%，占世界一次能源总供应量的9.7%。尽管经合组织国家提供的可再生能源占世界可再生能源的28.5%，但这些可再生能源仅占世界一次能源总供应量3.9%。因此，在经合组织国家，可再生能源在总能源供应中的占比为10.2%，而非洲为47.3%，非经合组织美洲为31.7%，亚洲为23.9%，中国为9.0%。然而，经合组织国家在“新”可再生能源中发挥着重要作用，这是一个定义不明确的术语，包括太阳能、风能、潮汐能、可再生城市垃圾、沼气和液体生物燃料。2017年，经合组织国家占“新”可再生能源的61.9%。

经合组织国家可再生一次能源供应中的约50%用于转型部门发电和供暖。然而，在全球范围内，大部分可再生能源消费集中在居民、商业和公共服务部门。这是发展中国家在居民部门广泛使用固体生物燃料的结果。38.6%的可再生能源用于发电和供暖，而41.7%用于居民、商业和公共部门。

可再生能源是全球电力生产的第二大贡献者。2017年它们在世界发电量中占比为24.5%，仅次于燃煤发电（+38.5%），高于天然气发电（+23.0%）、核电（+10.3%）和石油发电（+3.3%）。在2016年超过天然气之后，2017年可再生能源再次增加了0.7个百分点。历史上，可再生能源和天然气的相对位置受到各种因素的影响，其中气候条件起着关键作用。支持可再生能源而非化石燃料的政策也促进了可再生能源在世界电力生产中的重要性日益提高。

水力发电占据了可再生电力供应的大部分，占世界发电量的15.9%，占可再生电力总量的65.1%。尽管发展迅速，地热、太阳能、风能和潮汐能占世界发电量的6.5%，占2017年可再生能源发电总量的26.6%。生物燃料和废弃物，包括固体生物燃料，在发电中起着次要作用，提供世界2.0%的电力。

自1990年以来，全球可再生能源发电量年均增长3.8%，高于总发电量的年均增长率（2.9%）。虽然1990年全球19.4%的电力来自可再生能源，但到2017年，这一份额增至24.5%。在此期间，水力发电占世界总发电量的份额从1990年的18.1%降至2017年的15.9%。用于发电的其他可再生能源份额从1990年的1.3%增至2017年的8.5%。

二、经合组织国家可再生能源和废弃物发展概况

2018年，可再生能源在经合组织一次能源供应总量中的占比达到10.5%。各经合组织地区的可再生能源份额也有所增加，经合组织欧洲区域为15.2%，经合组织美洲区域为9.1%，经合组织亚洲/大洋洲区域为5.5%。

（一）一次能源供应

在经合组织国家，一次能源供应总量中的可再生能源从1990年的2.72亿吨增至2018年的5.62亿吨，年均增长2.6%。相比之下，在一次能源供应总量中非可再生能源（包括石油、天然气、煤炭和核能）的增长率为0.4%。在此期间，可再生能源对经合组织一次能源供应总量的贡献从6.0%增至10.5%。

在经合组织中，可再生一次能源供应的最大份额来自生物燃料和废弃物，占可再生能源供应的53.2%。在这一类别中，包括木材、木材废料、其他固体废弃物和木炭在内的固体生物燃料占供应量的最大份额（+35.6%）。第二大可再生能源是水力发电，提供21.9%的可再生一次能源供应。这两种可再生能源占经合组织2018年一次可再生能源供应总量的57.5%。

可再生能源在2000～2018年的年均增长率较1990～2000年的年均增长率更大，前者为3.2%，后者为1.7%。“新”可再生能源增长率较高，如太阳能光伏（+40.1%）、风能（+19.9%）、液态生物燃料（+16.7%）、沼气（+8.0%）和光热（+5.6%）。固体生物燃料/木炭（+1.6%）、地热（+1.3%）和水力发电（+0.4%）的增长率较低。

与20 0 0 ～2018 年“新”可再生能源主导增长趋势的时期相反，1990～2000年，固体生物燃料和水力对总可再生能源增长的影响很大。尽管如此，这种“新”可再生能源对总能源供应的贡献仍然很小。液态生物燃料、风能、太阳能、沼气、可再生城市垃圾和潮汐能的总和仍然只占一次能源供应总量的3.7%。然而，应注意到它们对可再生能源供应的贡献越来越大，因为它们在经合组织国家可再生能源总量中所占的份额从1990年的3.1%增至2018年的35.7%。

在不同的经合组织区域中，经合组织欧洲区域在可再生能源的一次能源供应中占比最高，2018年为15.2%。这也是经合组织地区自1990年以来可再生能源份额增长最大（从5.8%）的地区。

经合组织欧洲区域可再生能源份额的增加，这无疑是1990年代末和2000年代施行支持政策的结果。经合组织美洲区域可再生能源占比从1990年的6.7%增至2018年的9.1%。在经合组织亚洲—大洋洲区域，可再生能源一次能源供应占比从1990年的4.0%增至2018年的5.5%。

在过去30年中，可再生能源的使用呈现多样化发展，导致1990年以来可再生能源消费的部门构成发生了显著变化。最显著的趋势是用于交通运输的生物燃料的急剧增长。2017年，用于交通运输的液态生物燃料和沼气占可再生能源消费量的10.5%。

（二）电力生产

2 018 年，经合组织可再生能源总发电量达到2862.1太瓦时，相较2017年的2727.5太瓦时，增加4.9%。这相当于经合组织2018年总发电量的四分之一（+25.8%），目前与煤炭相同。

自1990年以来，经合组织可再生能源发电以年均2.8%的速度增长，是发电总量年均增速的两倍以上（+1.3%），这反映了可再生能源发电中“新”可再生能源的强劲增长，如太阳能光伏、风能、可再生城市垃圾和沼气发电。

在可再生能源中，水力发电的份额最大，为50.0%（1429.6太瓦时），但1990～2018年，水力发电的年均增长率仅为0.7%。风能从1990年的0.3%（3.8太瓦时）增至2018年的26.0%（745.3太瓦时），年均增长20.7%，成为第二大可再生能源。同一时期，太阳能光伏在经合组织可再生发电量中的份额从0.0%升至11.0%（315.5太瓦时，年均增长率为33.9%），沼气从0.3%增至2.8%（81.4太瓦时），从1990年起年均增长率11.7%。所有这些能源的增长率都高于传统技术，如上述水力发电（+0.7%）、固体生物燃料（+2.4%）和地热（+2.3%）。因此，1990～2018年，非水可再生电力的年增长率达到8.7%。

随着其他类型可再生能源的增长，可再生能源中水力发电的份额从1990年的89.4%降至2018年的50.0%。1990年，大部分非水可再生能源是由固体生物燃料（67.4%）和地热能（20.4%）产生的，而太阳能光伏和风能在1990年占非水可再生能源发电量的3.8%。然而，从1990～2018年，太阳能光伏和风能的增长速度远远超过其他任何能源，占37.1%。

自1990年以来，经合组织欧洲区域的可再生能源发电量年均增长率为3.7%。这一增长率高于其他经合组织地区，经合组织美洲区域为2.1%，经合组织亚洲—大洋洲区域为2.5%。在经合组织美洲区域，可再生能源发电的份额从1990年的18.5%增至2018年的23.1%，在经合组织欧洲区域，从17.5%增至35.7%，在经合组织亚洲—大洋洲区域，从1990年的12.4%增至2018年的14.6%。由于增长，1990年（17.2%）～2018年（25.8%），经合组织区域作为一个整体总发电量中可再生能源占比最高。

（三）装机容量

截至2017年底，约1075.6吉瓦（GW）（占经合组织总装机容量的35.7%）装机是来源与可再生能源和废弃物。与2016年相比，新增装机54.8吉瓦，装机的增长主要由太阳能光伏和风能所驱动，二者分别增加了26.0吉瓦和23.7吉瓦（核电装机容量减少了4.0吉瓦，这就是为什么太阳能光伏和风能的增长总和大于经合组织装机容的增量）。

总装机中占比最大（16.3%）的可再生能源是水力发电，装机容量为492.4吉瓦，随后依次是风能288.0吉瓦（9.6%），太阳能光伏214.5吉瓦（7.1%），生物燃料和废弃物发电68.6吉瓦瓦（2.3%）。

在生物燃料和废弃物中，固体生物燃料装机为35.0吉瓦，沼气装机为15.3吉瓦，城市垃圾装机为13.4吉瓦，液体生物燃料装机为2.4吉瓦。其他可再生能源装机，即地热（0.3%）和太阳能、潮汐、波浪和海洋能等装机占比为0.2%。

1990～2017年，经合组织国家的可再生能源装机容量占比有所增加。在此期间，可再生能源和废弃物的装机容量的年均增长率（3.7%）超过了非可再生能源装机容量的年均增长率（1.4%）。

（四）详细发电量情况（按来源划分）

本节对电力生产中的个别可再生能源和废弃物进行了更详细的分析。能源按经合组织国家可再生能源发电量占比降序排列。

1.水力发电

在大多数经合组织国家中，水力发电已经接近其潜在的装机限制。1990～2018年间，经合组织国家水力发电站（不包括抽水蓄能电站）发电量从185.2太瓦时增至1429.6太瓦时，年均增长0.7%。2018年，最大的水力发电国依次是加拿大、美国和挪威，分别占经合组织水力发电量的26.8%、20.6%和9.8%。最依赖水力发电的国家是挪威、冰岛和新西兰，2018年，挪威、冰岛和新西兰的水力发电占比分别为95.0%、69.7%和59.3%。水力发电发电量多少取决于降雨量，天气模式的波动对一个国家的水力发电生产产生很大的影响。

2.风力发电

2018年，在经合组织国家中，风机产生了26.0%的可再生电力。1990～2018年，风电发电量由3.8太瓦时增至745.2太瓦时，年均增长20.7%。这是继太阳能光伏之后第二快的可再生电力增长率。在经合组织区域内，风电发电量在经合组织欧洲区域最高，2018年该区域发电量占经合组织总发电量的52.8%，自1990年以来平均每年增长24.9%。就绝对值而言，2018年，美国、德国和英国是经合组织内最大的风力发电国，风力发电量分别为277.9太瓦、111.6太瓦和57.1太瓦。

在未来几年，在经合组织国家，海上风电或将是一个显著增长的领域。2017年海上风电发电量占风电总发电量的7.4%。

3.太阳能光伏

2018年，经合组织的太阳能光伏发电量为315.5太瓦，占其可再生能源发电总量的11.0%。经合组织最大的5个太阳能光伏发电国分别是美国（87.1太瓦时）、日本（67.6太瓦时）、德国（67.6太瓦时）、意大利（22.7太瓦时）和英国（12.9太瓦时）。这5个国家在经合组织的光伏发电总量中占比达到75.0%。

2018年太阳能光伏发电占比最高的国家分别是卢森堡（11.9%）、意大利（7.8%）、希腊（7.2%）、德国（7.2%）和日本（6.6%）。卢森堡国内大部分电力消费均源自进口，这导致太阳能光伏发电份额高于平均水平。

太阳能光伏发电量从1990年的88.7吉瓦时增至2018年的315.5太瓦时，年增长率达到33.9%，是所有可再生电力技术中增长最快的。作为经合组织国家中最大电力生产国，美国的发电量从2000年的183吉瓦时增至2018年的87.2太瓦时，在此期间的年均增长率高达38.9%。

4.固体生物燃料

1990～2018年，固体生物燃料发电量从94.3太瓦时增至184.2太瓦时，年均增长2.4%。固体生物燃料是继水力发电、风能和太阳能光伏之后的第4大可再生能源，2018年占可再生能源发电量的6.4%。美国（45.6太瓦时）占经合组织固体生物燃料发电量的24.8%，占该国可再生能源发电量的6.1%。第二大固体生物燃料发电国是英国（24.9太瓦时），占该国可再生电力供应的22.4%。经合组织2018年生物燃料发电的其他大型生产国分别是日本、芬兰和德国，分别为18.9太瓦时、11.6太瓦时和10.7太瓦时。固体生物燃料发电量占比最大的国家有芬兰（16.6%）、丹麦（14.4%）、立陶宛（11.9%）、卢森堡（10.2%）和爱沙尼亚（9.9%）。

5.沼气

经合组织的沼气发电量从1990年的3.7太瓦时增至2018年的81.4太瓦时。自1990年以来，沼气发电的年均增长率为11.7%，成为经合组织增长第4快的可再生能源。

这一增长的驱动力是经合组织欧洲区域，2018年该区域沼气发电量占经合组织沼气发电总量的79.5%。增长的大部分归因于德国，自1990年以来，德国沼气发电量以19.2%的年均增长率增长，到2018年达到33.9太瓦时，使德国成为经合组织最大的沼气发电国，占经合组织沼气发电总量的41.7%。

2018年，经合组织的第2大生产国是美国，该国的沼气发电量为13.1太瓦时，占经合组织沼气发电量的16.1%。然而，尽管美国在经合组织沼气发电量中占有很大份额，但美国的年均增长率（自1990年以来为6.1%）比许多使用沼气的欧盟国家要低得多，例如意大利34.6%、比利时18.9%。经合组织第3和第4大沼气发电国也位于欧洲。意大利沼气发电量8.2太瓦时，占经合组织沼气发电量的10.0%，英国沼气发电量7.2太瓦时（8.8%）。

6.地热能发电

与水力发电类似，地热发电在1990～2018年期间没有显著增长。年均增长率为2.3%，从28.6太瓦时增至54.4太瓦时。

美国是最大的地热发电国，2018年占经合组织地热发电总量的43.0%，发电量为19.0太瓦时，略高于1990年的16.0太瓦时水平。第二大地热发电国是新西兰，2018年为7.9太瓦时，占经合组织地热发电总量的14.5%，占其总发电量的21.4%。其他主要生产国包括土耳其（2018年占经合组织总量的12.7%）、意大利（11.2%）和冰岛（11.0%）。

7.可再生城市垃圾

在经合组织国家，可再生城市垃圾占2018年可再生发电量的1.2%，是可再生电力投资结构中最小的一部分。可再生能源发电中可再生城市垃圾份额最高的是荷兰12.0%，其次是卢森堡7.0%，比利时5.5%。2018年，经合组织可再生废弃物发电量为34.3太瓦。

8.液体生物燃料

液体生物燃料发电是一种相对较新的技术。第一个上报利用该技术发电的国家是德国（2001年），当时发电量仅有15吉瓦时。从那时起，越来越多的国家已经用液体生物燃料生产了大量的电力。2018年，14个国家上报的发电总量为6298吉瓦时。最大的生产国是意大利，发电量为4299吉瓦时。

9.光热发电

光热发电在20世纪80年代和90年代经历了快速增长，1998年达到887吉瓦时，但在接下来的几年里停滞不前。从2007年开始，西班牙的光热发电量出现增长，其次是美国，两个国家年均增长率分别为80.2%和19.2%。2018年这两个国家光热发电量几乎占经合组织国家发电量的100%，西班牙光热发电量为5.2太瓦时，美国为4.6太瓦时。其余2.6吉瓦时为澳大利亚生产。

10.潮汐、波浪、海洋能

2018年，每个经合组织地区至少有一个国家利用潮汐、波浪和海洋运动发电。这些国家包括法国（680吉瓦时）、韩国（485吉瓦时）、加拿大（20吉瓦时）和英国（8.3吉瓦时）。