電能不能大量儲存，因此電能生產的特點是生產與消費具有同時性。為了保證供電的連續(xù)性與可靠性，電力總是集中地進行生產，并通過輸變電系統(tǒng)在廣闊的地域內把眾多的發(fā)電廠和各類用戶連接成電力系統(tǒng)，以加強相互調節(jié)。

 

不能籠統(tǒng)地把電力視為清潔能源，要看其來源。電力來自一次能源如水力發(fā)電、核能發(fā)電和再生能源發(fā)電，這種電力屬于一次能源，是綠色能源，即清潔能源；現代電力多數仍然從化石燃料生產，如燃煤發(fā)電、燃油發(fā)電和燃氣發(fā)電，這種電力屬于二次能源。這種電力在使用時很清潔，但是在生產過程仍然大量排放二氧化碳，會增強全球大氣暖化，并大量排放污染物，造成大氣霧霾，這種二次電力仍然不是清潔的。

 

世界上最大的電站是水力發(fā)電站，其次是核電站；而燃煤和燃氣電站生產的電力遠不如水力發(fā)電。中國水力發(fā)電在電力供應中最為突出，居世界領先地位。水力發(fā)電和核能發(fā)電均屬清潔能源發(fā)電，而燃氣和燃煤等化石燃料發(fā)電，屬于火力發(fā)電。

 

電力的來源是多元（種類）化和多源（渠道）化的，以保障國家能源供應安全。電力除了水力發(fā)電以外，可以在任何地方生產，因此，電力的國家之間的貿易只有1～2%之間，遠低于石油和天然氣貿易。另外，盡管光伏發(fā)展很快，全球光伏發(fā)電也僅占發(fā)電總量的1.5%；我國光伏居全球首位，但由于占地面積大，光伏發(fā)電占再生能源發(fā)電的3.3%，而約占我國發(fā)電總量的0.8%。

 

本報告收集了最新數據來描述全球電力發(fā)展的概貌，但要注意，這類數據比現實要慢些，甚至慢得多，但本報告仍然是最新最及時的了。

 

本報告常出現的電力單位換算為：

 

1 TWh（太瓦小時）=1 000 GWh（吉瓦小時）=1 000 000MWh（兆瓦）=1 000 000 000 kWh（千瓦小時）

 

世界各國電力消費

 

2016年全球經濟依舊疲軟，一次能源消費增幅僅為1%，必定影響電力生產。根據《BP世界能源統(tǒng)計年鑒2017年6月》的報告，2016年電力產量僅比去年增加2.2%，遠比往年6～8%低。中國是世界上電力生產最多的國家，占世界總量的24.8%，2016年增幅為5.4%，但比去年增幅2.9%有所增加；而美國經濟不景氣，減低了0.2%。

 

人均能源消費和電力消費

 

人均能源消費量和人均耗電量在一定程度上反映一個國家或地區(qū)經濟發(fā)展水平和人民生活水平。本數據來自維基百科，人均能源消費量和人均耗電量最多的國家是冰島和列支敦士登。雖然中國電力產量居世界首位，但人均量居世界第64位。

 

全球電力生產結構

 

電力生產結構是指電力來自一次能源的比例，以%表示。根據《REN21再生能源全球狀態(tài)報告》2015～2017年的報告匯集成表。全球總發(fā)電量數據來自《BP 世界能源統(tǒng)計年鑒2017年6月》。

 

截止2016年全球再生能源發(fā)電占電力總量的24.5%，其中水力發(fā)電最高，占16.6%，其次是風電場占4.0%、生物質發(fā)電占2.0%和光伏發(fā)電占1.5%。

 

世界上最大的20座發(fā)電站

 

世界上最大的電站是水力發(fā)電站，占據主導地位，中國溪洛渡大壩和糯扎渡大壩已經沖入圈內。其次是核電站；燃煤和燃氣為最次。中國水力發(fā)電在電力供應中最為突出，居世界領先地位。水力發(fā)電和核能發(fā)電均屬清潔能源發(fā)電，而天然氣和煤等化石燃料發(fā)電，屬于火力發(fā)電。

 

化石燃料生產電力

 

化石燃料生產電力的數據來自國際能源署《IEA關鍵能源數據統(tǒng)計》報告的數據。雖然數據報道截止到2014年，看似較遲緩，實際是《IEA關鍵能源數據統(tǒng)計2016》及2012～2015年報告的數據，已經夠新的了。

 

化石燃料發(fā)電以燃煤發(fā)電為主，其次是燃氣發(fā)電。2010年化石燃料發(fā)電占全球發(fā)電總量的67.4%，到2014年仍然保持在66.7%，但有所回落；而清潔能源發(fā)電逐年上升。

 

燃煤發(fā)電一直居高位，2010年占全球發(fā)電總量的8698/21431= 40.6%，到2014年不見回落，仍然保持在9707/23816= 40.8%。2014年最大的燃煤發(fā)電生產國是中國，占燃煤發(fā)電總量的4115/9707= 42.4%，其次是美國，占總量的1713/9707= 17.6%。

 

燃油發(fā)電占化石燃料發(fā)電份額較少，2014年僅占全球發(fā)電總量的1204/23816= 5.1%。燃油發(fā)電最多的國家是沙特阿拉伯，占燃油發(fā)電總量的152/1023= 14.9%，其次是日本，占116/1023= 11.3%。

 

燃氣發(fā)電發(fā)展較快，主要是美國。有篇文章“11張圖解釋美國能源體系（11maps that explain theUS energy system）”，說明美國頁巖油氣井達63000口以上。美國頁巖氣開發(fā)成功，助長了燃氣發(fā)電的增長。2016年美國天然氣產量有60%來自頁巖氣。美國燃氣發(fā)電占全球燃氣發(fā)電總量的1161/5155=22.5%，占全球發(fā)電總量的1161/23816=4.9%。

 

俄羅斯本身具有豐富的天然氣資源，適合于燃氣發(fā)電，但居第二位。日本利用進口的液化天然氣助力燃氣發(fā)電的增長，燃氣發(fā)電的增長又刺激了全球天然氣液化工業(yè)的增長，居第三位。

 

世界上最大的燃煤電站

 

燃煤發(fā)電占全球電力生產的主導地位，主要生產國是中國，居第一位是中國臺灣臺中發(fā)電廠。另外一種燃煤發(fā)電是泥炭發(fā)電，所占比例較小。泥炭是煤的前身，是煤化程度最低的煤。泥炭是由動植物遺骸，主要是植物殘體，受到微生物和介質作用，經過分解和合成的變化而形成的一種有機物質。泥炭發(fā)電主要在俄羅斯、芬蘭、愛爾蘭等國家。

 

世界上最大的燃油電站

 

燃油發(fā)電可分為燃料油電站和頁巖油電站兩種，但其總體規(guī)模比燃煤電站小。世界上最大的燃料油電站是在沙特阿拉伯的舒艾拜發(fā)電及海水淡化廠。

 

頁巖油與致密油的概念不要混淆。媒體上經常出現頁巖油字樣，不是從油頁巖提煉的，而是從頁巖層經過分段水力壓裂開采出來的輕質原油，在學術上稱為致密油。

 

油頁巖(oil shale)或稱干酪根頁巖（kerogen shale），是一種富含有機質、具有微細層理、可以燃燒的細粒沉積巖。油頁巖中絕大部分有機質是不溶于普通有機溶劑的成油物質，俗稱“油母”。因此，又稱為“油母頁巖”。油頁巖的含油量一般為4～20%，有的高達30%，可以直接提煉石油。  

 

表中油頁巖電站所使用的燃料不是頁巖油，而是油頁巖。

 

世界上最大的燃氣電站

 

天然氣發(fā)電是指利用天然氣產生電力。燃燒天然氣把水變成蒸汽，再用蒸汽推動汽輪機帶動發(fā)電機運轉而發(fā)電，屬于一般的火力發(fā)電，其效率較低。天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電則是將天然氣燃燒時產生的高溫煙氣，推動燃氣輪機，進行一級發(fā)電，然后再利用燃氣輪機排出的高溫煙氣加熱水，產生蒸汽推動汽輪機，進行二級發(fā)電。這就是聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，效率較高。

 

由于燃燒天然氣熱效率高，排放的污染物又較其它燃料少，因此被認為是化石燃料中最清潔的發(fā)電燃料。目前天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的技術已相當成熟。已進入商業(yè)運作，且規(guī)模很大。

 

天然氣發(fā)電廠運行靈活，機組啟動快，既可基荷發(fā)電，也可以調峰發(fā)電，便于接近負荷中心，提高供電可靠性，并減少送變電工程量；但是天然氣發(fā)電項目承擔的經濟風險要高于燃煤發(fā)電廠項目，特別是液化天然氣發(fā)電成本高，一般要大大高于燃煤電站，因而天然氣發(fā)電廠多用于調峰。

 

天然氣在電力生產中的利用起步較晚，而且在20世紀90年代前，工業(yè)發(fā)達國家如美國和歐洲共同體一直把天然氣視為珍貴能源，限制天然氣用于發(fā)電，因此天然氣在發(fā)電業(yè)中的比例并不大。隨著天然氣可采儲量快速增長，來源可靠，這些國家紛紛解除限制天然氣發(fā)電的禁令，特別是聯(lián)合循環(huán)發(fā)電和熱電聯(lián)產技術的進步，既給公用事業(yè)公司提供大型天然氣發(fā)電設備，又給分散式發(fā)電系統(tǒng)提供高效、緊湊、規(guī)模廣泛和環(huán)境相容好的發(fā)電技術與設備。預計世界電力生產中的天然氣消費量將逐年上升。根據美國能源情報署的估計見表。

 

燃氣發(fā)電最多的國家是日本，但最大的燃氣電站是俄羅斯蘇爾古特-2電站，裝機容量達5597MW。

 

核能發(fā)電

 

核能發(fā)電是用鈾制成的核燃料在“反應堆”的設備內發(fā)生裂變而產生大量熱能，再用處于高壓力下的水把熱能帶出，在蒸汽發(fā)生器內產生蒸汽，蒸汽推動汽輪機帶動發(fā)電機一起旋轉而發(fā)電，并通過電網輸送給消費者。

 

根據《BP世界能源統(tǒng)計年2017年6月》的報告，全球核能發(fā)電在逐步增長，2016年增長了1.3%，其中中國排序為全球第三，次于美國和法國，但是發(fā)展最快，2016年增長24.5%。德國逐年減少，2016年減少了8%，盡管日本核能發(fā)電有所抬頭，但力道很小，僅占全球總量的0.7%。

 

世界上最大的核電站是日本柏崎刈羽核電站，裝機容量為7965MW，但已停工。