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    美國能源結構轉型:煤電退場,太陽能和電池儲能崛起

    王能全 來源:中國石化報 編輯:jianping 太陽能
    曾經是美國最大發電能源的煤炭現已退居第四位,根據美國電力市場現狀,太陽能和電池儲能正引領新增發電能力增長,并將支撐未來電力需求的增長2025年03月28日

    作為全球第二大電力消費大國,近年來,隨著天然氣產量的持續增長,以及可再生能源的迅速增加,美國發電用能源結構發生了巨大變化,21世紀初還是美國最大發電用能源來源的煤炭已降至第四位,并將在近兩年加速退出,而太陽能和電池儲能正引領美國發電能力的增長。

    燃煤發電退居第四位

    1885年~1950年,煤炭一直是美國最大的能源消費來源。1950年,石油超越煤炭,成為美國消費最多的能源來源,并一直保持至今;1958年,天然氣超過煤炭,成為美國能源消費的第二大來源。從發電用能源來看,2005年是美國歷史上燃煤發電量最大的一年,產生超過兩萬億千瓦時的電力,占當年美國總發電量的49.63%。

    根據美國能源信息署(EIA)公布的數據,公用事業規模包括發電能力至少為1兆瓦的發電廠,小型系統的發電能力小于1兆瓦。2023年,美國公用事業規模的總發電量為4.18萬億千瓦時。 天然氣是2023年美國公用事業規模發電量的主要來源,占總發電量的43%。

    此外,可再生能源發電在美國電力中占比越來越大,約為2023年美國公用事業規?偘l電量的21%。其中,風電約占美國公用事業規模發電量的10%;常規水電廠的發電量約占美國公用事業規模發電量的6%;太陽能發電廠提供的電力約占美國公用事業規模發電量的4%;生物質發電約占美國公用事業規模發電量的1%;地熱發電廠的發電量不到美國公用事業規模發電量的1%。

    核能提供了美國近1/5的電力。2023年,核能是美國公用事業規模發電量的第三大來源,約占18%;煤炭則成為美國發電量的第四大來源,約占16%。

    根據美國能源信息署今年2月發布的《能源統計評論》,2024年前11個月,美國總發電量為3.94萬億千瓦時,比2023年同期增加了1067.76億千瓦時,增幅為2.78%。在發電來源中,天然氣為43.64%,風能和太陽能等可再生能源為22.72%,核能為18.02%,煤炭為14.96%,石油為0.34%。此外,2024年前11個月,美國煤炭總產量為9534萬億英熱單位(約合4.25億噸),消費量為7134萬億英熱單位,占同期美國一次能源消費總量8.34%。除出口外,美國生產的煤炭主要用于國內發電。

    燃煤發電正在加速退出

    根據對美國在役發電機數量的分析,以及對短期美國能源形勢的展望,美國能源信息署認為,美國燃煤發電能力正在加速退出,而太陽能和電池儲能正在引領美國的新增發電能力增長。

    2025年,美國計劃淘汰更多燃煤發電能力。美國能源信息署數據顯示,2024年,美國電網有7.5吉瓦的發電能力退役,是2011年來退役最少的一年。2025年,美國發電企業計劃淘汰12.3吉瓦的發電能力,與2024年相比,退役量將增加65%,其中燃煤發電能力占計劃退役發電量的最大份額,為66%;其次是燃氣發電能力,為21%。

    2024年,美國燃煤發電退役量降至4吉瓦,低于過去10年每年9.8吉瓦的退役量。發電企業發布報告稱,計劃2025年淘汰8.1吉瓦的燃煤發電能力,占美國2024年底運行的燃煤發電總量的4.7%。與此同時,計劃2025年淘汰2.6吉瓦的燃氣發電能力,占2024年底運行的燃氣發電總量的0.5%。

    太陽能和電池儲能引領新增發電能力增長

    2024年,太陽能和電池儲能將占美國新增發電量的81%。美國能源信息署表示,2024年美國開發商和發電廠所有者計劃增加62.8吉瓦的新公用事業規模發電量,比2023年新增多55%。其中,2024年太陽能占新增發電能力的最大份額,為58%;其次是電池儲能,為23%。

    美國能源信息署稱,2024年美國公用事業規模的太陽能發電能力達到創紀錄水平。隨著供應鏈挑戰和貿易限制的影響緩解,太陽能發電能力將繼續以超過其他發電能源的速度增長。

    美國能源信息署表示,2024年美國電池儲能容量增加了14.3吉瓦,其中得克薩斯州增加6.4吉瓦,加利福尼亞州增加5.2吉瓦,兩者占美國電池儲能新增容量的82%。

    太陽能和電池儲能將引領2025年美國新增發電能力增長。美國能源信息署預計,2025年美國電網將新增63吉瓦的公用事業規模的發電能力,其中太陽能和電池儲能合計占預期增加發電能力的81%,而太陽能占增量的50%以上。

    2024年,美國電網新增公用事業規模太陽能發電裝機容量達到創紀錄的30吉瓦,占新增發電裝機總容量的61%。美國能源信息署預計,這一趨勢在2025年將繼續發展,屆時將新增32.5吉瓦的公用事業規模太陽能發電裝機容量。

    此外,2025年美國電池儲能的容量增長可能創紀錄,預計有18.2吉瓦的公用事業規模電池儲能將被添加到電網中。這一增長凸顯了電池儲能在與可再生能源一起使用時的重要性,有助于平衡供需,提高電網穩定性。

    可再生能源發電將支撐美國發電量增長

    2024年,美國公用事業規模的總發電量約為4.32萬億千瓦時。美國能源信息署預計,2025年和2026年,美國發電量將分別增長2%和1%,計劃中的可再生能源發電裝機容量增加將支持美國發電量的增長。

    美國能源信息署在1月的《短期能源展望》報告中預計,美國可再生能源發電裝機容量的增加,尤其是太陽能,將在未來兩年繼續推動美國發電量的增長。2024年,發電企業為電力部門增加了創紀錄的37吉瓦太陽能發電裝機容量,幾乎是2023年太陽能裝機容量增加的兩倍。預計2025年美國電力部門將增加26吉瓦的太陽能發電裝機容量,2026年將增加22吉瓦。

    美國能源信息署預計,2025年美國風電新增裝機容量將增加8吉瓦,2026年將增加9吉瓦,與2024年增加的7吉瓦相比,略有增加。

    美國燃氣、核電發電能力未來基本保持不變

    與太陽能和風能相比,美國其他能源的發電能力在2025年和2026年將基本保持不變。其中,2024年燃氣發電能力增長有所放緩,僅增加了1吉瓦,但天然氣仍是美國發電的最大來源。2024年,美國燃氣電廠的總發電量為1.767萬億千瓦時,比2023年增加了4%,燃氣發電量約占美國總發電量的42%,與2023年相比基本沒有變化。預計燃氣發電量將在2025年下降3%,至1.712萬億千瓦時,并在2026年進一步下降1%,至1.692萬億千瓦時。

    2024年,美國核電量比2023年略有上升,總計為7810億千瓦時。預計2025年美國核電量將增長2%,達到7960億千瓦時;2026年將進一步增長1%,達到8000億千瓦時。核電量的增加部分來源于2023年7月和2024年4月開始商業運營的沃格特勒兩座核反應堆,以及將于2025年10月重啟的帕利塞茲核電站。

    2024年,美國燃煤發電退役容量約為3吉瓦,這是2011年來退役發電容量的最低水平。美國能源信息署認為,美國燃煤發電能力退役將加速,2025年美國電力部門的燃煤發電量將減少6%,為11吉瓦,2026年將再減少2%,為4吉瓦。2024年,美國燃煤發電量為6470億千瓦時。預計2025年和2026年美國燃煤發電量將下降,并保持在6400億千瓦時左右。

    (作者為國家能源委員會專家咨詢委員會委員、中化能源股份有限公司前首席經濟學家)
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