数据分析｜中美两国电力工业发展对比

要对比中美两国的电力发展，因发电量数据比装机容量数据更完整和更连贯，我们将中美两国自1950年以后的发电量数据放在一张图上对比，如下：

(注：因数据缺失，中国1950年数据实际采用1952年数据，1955年数据实际采用1957年数据，1960年数据实际采用1962年数据。)

从对比图中一眼就可以看出，中国基数低，但增速一直大于美国，到2010年，中国发电量超过美国(装机容量是2011年才超过美国的)。美国的发电量自2005年以后基本走平，甚至缓慢下降，而中国的发电量依旧处于高速增长中，2010～2017年的年均复合增长率为6%。而同期的发电装机年均复合增长率为9.1%，发电装机大于发电量增长率，这也解释了为何近年来发电设备利用小时数的下降。

截至2017年底，中国的电力装机总容量是17.77亿千瓦，发电量6.417万亿千瓦时;美国是10.84亿千瓦，发电量4.015万亿千瓦时。很直观的可以得出一组数据：美国的每千瓦装机每年发电量3704度，中国每千瓦装机每年发电量是3611度。换言之，中国的发电装机总平均年利用小时数比美国低100小数左右。

美国2017年的GDP是19.39万亿美元，2005年GDP是13.09万亿，12年来增长了近50%，年均复合增长率3.3%，但是发电量却基本没变化。这说明，经济发展到一定程度，用电量增长和经济增长是会发生背离的，换言之，经济增长不再依靠能源消费的推动了。这对预测我国未来用电需求很有参考意义。我国近年用电量的增长有慢于GDP增长的趋势，但是什么时候用电量走平?目前无法预测，未来需持续观察GDP和用电量之间的发展趋势。

二、从发电装机结构及其变化趋势来看

我们来分析两国的装机结构变化趋势，包括新增装机结构变化。

首先看美国的发电装机结构变化。这里直接借用杨启仁博士(就职于美国杜克大学)的一个图表，展示美国历年新增电力装机容量(不是装机容量的净变化值，仅考虑新增机组，未考虑退役机组)。

图中可以看出，在1985年以前，美国每年新增的发电机组容量中，一直都是以燃煤的火电机组站为主力，增长高峰期在1965～1985年这20年内。但是在1985年以後，美国燃煤发电的发展急遽委缩，从此以後几乎一蹶不振。而天然气发电开始崛起，到了2000年之後，天然气发电在新增的发电装机容量里占据了压倒性的多数，而2005年以後风力发电开始迅速成长，开始成为主流的发电技术之一。2011年开始，太阳能发电开始出现显着性的成长。燃煤发电虽然在2007年到2013年间有小幅度的复苏，但是在也无法回到1985年以前的那样的市场份额。(参见杨启仁，2015，《美国电力产业结构转变历史经验与中国启示》)

同时，我们也看到，美国的水电开发也基本发生在1985年以前，1990年以后，基本就没有新增容量了。核电新增主要发生在1970年到1990年前后，此后也基本没有新增机组了。

下图展示了美国2006年以后每年的不同能源种类的发电装机容量的净变化量。

我们可以看到，美国这10年内主要的新增类型是天然气发电和风电，以及2012年以后的太阳能发电。2011年以后，燃油发电和燃煤发电的退役量明显增加，净容量开始逐年减少，腾出来的容量成了天然气和风电、太阳能的净增量。值得一提的是，新增的太阳能发电中，分散式小规模光伏发电装机自2014年以后增长显著(2014年为7GW，2015年为10GW，2016年为13GW，2017年达到了16GW)。

从发电量和装机容量的变化，我们可以这么说，美国过去12年里，发电量不增长，装机容量的缓慢增长仅仅是因为装机结构的变化带来的，也即年均利用小时数相对低的风电和太阳能装机替代了利用小时数更多的燃煤和燃油发电。

我们来看中国过去10年的发电装机结构变化。

(注：2008年煤电和气电新增装机数据没查到，根据2008-2009两年发电装机整体数据分析，大体应和2009年差不多，故采用2009年数据)

我们可以看到，尽管煤电仍旧是新增发电的主力，但是增幅的下降趋势还是很明确的(除2015年例外)。水电的新增也有放慢的趋势，核电和天然气发电占比过小，有一定增长，但是不稳定。新增趋势最明显的是风电和太阳能，风电自2005年以来开始快速增长。太阳能自2013年以来也开始快速增长，2017年的新增装机超过了煤电的新增量，达到了惊人的5341万千瓦。