随着其他类型可再生能源的增长,可再生能源中水电的份额从1990年的89.4%降至2018年的50.0%(图16)。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%(图17)。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。
图16 经合组织可再生能源发电量占比变化
注:由于四舍五入,图表中的总数可能不会相加。
图17 1990~2018年经合组织地区可再生能源发电量占比
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(图18)。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)。
图18 2017年经合组织装机情况
*与化石燃料(例如与煤共燃的固体生物燃料)共同燃烧生物燃料和废弃物的工厂的能力包含在主导燃料中。
**其他:燃料电池、废热/化学热。
***包括泵送水电。
注:由于四舍五入,图表中的总数可能不会相加。发电能力包括纯水力、混合水力和纯抽水蓄能。
总装机中占比最大(16.3%)的可再生能源是水电,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(图19)。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%)。
图19 1990~2017年经合组织装机占比的变化
*包括太阳能光伏、太阳能热、风能、生物燃料、潮汐、工业和市政废弃物以及地热。
**包括泵送水电。
***与化石燃料(例如与煤共同燃烧的固体生物燃料)共同燃烧生物燃料和废弃物的工厂的容量包含在主导燃料中。还包括“其他”,即燃料电池和废热/化学热。
(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%(图20)。
图20 2000~2018年经合组织5个主要电力生产国的太阳能光伏发电量
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.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)。