美国能源知多少系列之十 -- 美国的电力消费和生产

文件编号：A041/0046刊发时间：2018年10月10日美国能源知多少系列之十美国的电力消费和生产王能全美国是世界第二大电力生产和消费国，

文件编号：A041/0046

刊发时间：2018年10月10日

美国能源知多少系列之十

美国的电力消费和生产

王能全

美国是世界第二大电力生产和消费国，仅次于我国。电力是二次能源，一个国家电力生产和消费的数据，很大程度上反映了这个国家的经济实力和社会大众的幸福指数。

依据2018年版英国石油公司《世界能源统计评论》和美国能源信息署等材料，本文以详实的数字，介绍当前美国电力生产和消费的基本情况，以便行业和公众对美国的电力行业有一个较为客观的了解。需要说明的是，由于统计口轻的不同，不同统计机构和同一统计机构的有关统计数据存在一定的差距；部分行业专业名词、美国地名和机构没有统一的译名，文中仅是自己的理解，可能不一定准确，敬请谅解并指正。

一、美国电力生产的基本情况

电是电能或电荷的流动，电既是自然界的基本组成部分，也是最广泛使用的能源形式之一。电在我们的日常生活中非常重要，很少有人去思考没有电的生活会是什么样子。像空气和水一样，电也被大众认为是理所当然的，我们每天用电做很多工作，从照明、取暖、冷却家庭到为电视和电脑供电等。

通常，美国能源信息署将一兆瓦发电量和发电能力，作为电力行业分类的起始点，等于或大于一兆瓦的称为规模以上能力，小于一兆瓦的称为规模以下能力。

2017年，美国规模以上发电企业的净发电为4.01万亿千瓦时。此外，还有240亿千瓦时（约0.02万亿千瓦时）的电力，由规模以下的光伏企业生产的，大部分直接使用了。2017年，美国直接使用的发电量为1380亿千瓦时。

美国用于发电的三大类能源来源是，化石燃料（煤、天然气和石油）、核能和可再生能源。

2017年，天然气是美国发电量最大燃料来源，占32%，用于汽轮机和燃气轮机发电。煤炭是美国第二大发电能源，约占30%，几乎所有的燃煤电厂都使用汽轮机发电。不过，也有一些燃煤电厂将煤转化为燃气，用于燃气轮机发电。核能占美国发电量的20%，核电站使用蒸汽涡轮机从核裂变产生电能。种类繁多的可再生能源，占美国总发电量的17%。其中，水电站发电量占美国总发电量的7%，占可再生能源总发电量的44%，水力发电厂使用流动的水来旋转与发电机相连的涡轮机来发电；风能发电占美国总发电量的6%左右，占可再生能源发电总量的37%左右，风力涡轮机将风能转化为电能；生物质能占美国总发电量的2%，它直接在蒸汽发电厂燃烧，或者被转换成可以在蒸汽发生器、燃气轮机或内燃机发电机中燃烧的气体；太阳能发电占美国电力总量的1%，发电主要方式有光伏和太阳能热发电两大类，光伏转换在光伏电池中直接从阳光产生电能，大多数太阳能热发电系统使用蒸汽涡轮机发电；地热发电厂发电量不到美国发电总量的1%，使用蒸汽涡轮机发电。石油在美国发电量中，只占有不到1%的比重，燃料油和石油焦主要使用的是汽轮机发电，部分也使用燃气轮机发电，柴油发电机使用柴油作为燃料。

2017年底，美国规模以上企业的总发电能力约为1084783兆瓦（或11亿千瓦），规模以下的分布式太阳能光伏发电能力大约为1600万千瓦。其中，规模以上企业总发电能力相应可使用的能源来源分别为：天然气，42%；煤炭，24%；水力，9%；非水可再生能源，12%；核能，9%；石油，3%；其他，0.4%。

2016年，美国总发电量的65%来自使用生物质、煤炭、地热能、天然气、核能和太阳能的汽轮机，发电效率大约为33%，这意味着对于进入发电厂的100单位一次热能，只有33单位被转换成可用的电能。此外，其他的发电技术，包括燃气轮机、水轮机、风力涡轮机和太阳能光伏发电等。

近年来，美国发电能源不断变化，煤炭所占的比重逐年下降，天然气和可再生能源所占的比重日益增加。1990年，燃煤发电厂占美国发电能力的42%左右，占总发电量的52%左右。到2017年底，煤炭发电厂占总发电能力的比例下降到24%，占发电总量下降到30%。同期，天然气发电能力所占比例从1990年的17%增加到2017年的42%，发电量所占比例从1990年的12%增加到2017年的32%。美国大多数核电站和水电站都是在1990年之前建成的。自1990年以来，核能在美国发电总量中的份额一直保持在20%左右。水力发电，是历史上最大的可再生能源发电，但由于年度降水量的变化，发电量每年都在波动。2014年，规模以上发电企业的非水力可再生能源年发电量，首次超过了水力发电量。风能占美国规模以上发电能力的比例，从1990年的0.2%增长到2017年的8%，占规模以上总发电量的比例也增长到了6%。

规模以上太阳能发电能力，1990年为314兆瓦或314000千瓦， 2017年底增加到26665兆瓦，其中93%是太阳能光伏系统，7%是太阳能热/电力系统。太阳能发电量占美国规模以上总发电量的的比例，1990年不到0.1%，2017年约占1%。此外，美国能源信息署估计，2017年底，美国还有16224兆瓦的小型太阳能光伏发电能力，而这些小型光伏企业当年的总发电量约为240亿千瓦时。

二、美国电力消费的基本情况

1879年，旧金山的加利福尼亚电灯公司首次在美国销售电力，该公司生产和销售的电力仅够为21盏电灯（刷弧灯）供电。2017年，美国的电力消耗量约为3.82万亿千瓦时，是1950年的13倍。

全部电力消费包括向终端消费者零售电力和直接使用电力。直接消费的电力，可能既是消费者生产的，也可能是消费者消费的。工业部门，生产并使用了直接消费的所有电力。2017年，美国零售的电力约为3.68万亿千瓦时，占总用电量的96%。最终使用部门的直接用电约为0.14万亿千瓦时，占总用电量的4%。

2017年，美国用于空间冷却的风扇和空调设备，是单一美国民用电力消费的最大项。2017年，美国民用电力消费的主要用途及所占比例为：冷却/空调，15.4%；热水，9.5%；照明，9.4%；制冷，7.2%；空间加热，6.2%；电视及相关电子设备，5.9%；干衣，4.1%；烹饪，2.3%；加热设备风扇和泵，2.2%；计算机及相关设备，2.2%；洗碗机，2.0%；冷冻机，1.6%； 洗衣机（不包括加热），0.5%；其他杂项，31.3%。上述清单中的其他杂项用途，包括美国别墅、公寓和相关房产中的大量、主要是小型电器用电。

2017年，制冷是美国商业领域最大的用电项目。这里的商业领域，包括零售、办公、教育、各类组织、公共和政府设施，以及诸如供水、污水处理、电信设备、户外和公共街道照明等公共服务。2017年，商业领域电力使用的主要用途及其份额如下：制冷，14%；通风，11.2%；照明，10.6%；空间冷却，10.6%；办公设备，7.8%；计算机及相关设备，7.5%；空间加热，2.6%；烹饪，1.8%；热水，0.6%；其他杂项，33.3%。上述清单中的其它杂项，包括美国房屋、公寓和相关房产中的大量、主要是小型电器的用电。

2014年，美国制造商使用的电力几乎一半是用于机器操作，商业部门电力使用的主要用途及其份额如下：机器驱动（马达），48.2%；工艺加热和锅炉使用，14.4%；设施供暖、通风、空调和制冷，9.5%；电子化学处理，6.8%；工艺冷却和制冷，7.3%；照明，6.5%；其他杂项工艺和设施使用，7.3%。

2017年，美国终端用户的电力零售总额为36820亿千瓦时，即约3.7万亿千瓦时，比2016年减少了800亿千瓦时。终端用户电力零售总额，包括来自加拿大和墨西哥的电力净进口量（进口减去出口）。2017年，美国主要零售客户的电力销售额和所占的比重为：居民，13790亿千瓦时，37%；商用，13490亿千瓦时，37%；工业，9460亿千瓦时，26%；运输，80亿千瓦时，0.2%。

六种类型电力供应商向终端用户出售电力。2016年，各种类型供电公司电力销售份额如下：投资者拥有的企业，51%；电力销售公司，22%；联邦、州和地方的机构，14%；电力合作社，11%。除了销售给最终用户之外，电力也经常在批发市场或通过双边合同进行交易。

20世纪初，超过4000家独立的电力公司各自运行。随着电力需求的增长，尤其是在第二次世界大战之后，电力公司开始将他们的输电系统逐步连接起来。目前，美国本土48州的电力系统由三个网络组成，这些网络彼此之间基本上独立运行，相互的电力互供非常有限。东部电网，包括落基山脉以东的区域和德克萨斯的一个部分；西部电网，包括从落基山脉到西部的区域；德克萨斯电力可靠委员会（ERCOT）电网，覆盖了德克萨斯的大部分地区。美国的东部和西部电网，也与加拿大的电网相连。

1950至2007年间，美国的电力消耗仅有三年下降。然而，从2007到2017年间，却有六年电力消费下降了，其中2009年跌幅最大（约4%）。导致电力消费下降的一个重要因素，是2007年底至2009年间的经济衰退，工业部门的电力销售大幅度减少。此外，建筑行业新的电器标准带来的效率提高和电力供电技术整体效率的提高，也减缓了电力需求的增长，并可能有助于未来的增长放缓。美国能源信息者2018年《能源展望》参考方案估计，2017到2050年，美国用电总量的年均增长不到1%。

2015年，经合组织国家消费了世界电力供应的45%，2050年将下降到37%。

三、美国的电力价格

电价一般反映建造、融资、维护和运营发电厂和电网的成本。一些营利性的电力企业，电价还需包括业主和股东的财务回报。一般来说，美国夏季的电价最高，不同类型的消费者电价也不相同。

2017年，美国平均电价约为10.54美分/千瓦时，主要用户类型的平均电价为：民用，12.9美分/千瓦时；商用，10.68美分/千瓦时；工业，6.91美分/千瓦时；交通，9.67美分/千瓦时。

由于发电厂数量和燃料供应、本地燃料成本和政府价格管制等因素，美国的电力价格因地区而异。2017年，夏威夷的平均电价为26.07美分/千瓦时，路易斯安那州为7.75美分/千瓦时。

（说明：2018年9月12日，“美国能源知多少系列”预告后，在赴美参加第18届中美油气工业论坛期间，对文章的内容进行了再一次的修订，计划完成赴美参会的纪实后，从2018年10月1日开始正式刊发本系列的10篇文章，从而使这个系列更加完整，至今天（10月10日）预告中的10篇文章全部刊发完毕。

国庆假期期间，完成了2018年上半年美国油气出口和我国从美国进口能源资源两篇文章，这个系列的文章扩展到12篇，美国能源某些行业的数据更新到2018年7月，10月11、12日将刊发这两篇文章。

需要说明的是，由于时间关系，本系列文章的部分附图不再翻译成中文。）

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