电力行业国际环境及前沿技术应用

2022年第十九期 电力行业国际环境及前沿技 术应用 中国工程科技知识中心 中国化工信息中心有限公司 中国工程科技知识中心 2022年3月 报告图解 注：报告图解是本报告的研究思路图解展示研究思路、重点内容、主要结论 知领报告 2022年第19期 编辑： 武丽丽 执笔： 蒋招梧中国化工信息中心肖甲宏中国化工信息中心白杨中国化工信息中心李潇中国化工信息中心 审核： 蔡志勇中国化工信息中心 目录 摘要I 1.全球宏观经济环境1 1.1全球总体经济形势1 1.2主要经济体和区域经济形势4 2.全球电力建设行业发展6 2.1电力建设行业总体态势6 2.2重点区域电力建设行业发展态势10 3.电力建设行业前沿技术与应用13 3.1发电13 3.2电网16 4.电力行业发展趋势展望20 参考资料21 附表：主要国家及地区相关统计数据22 I 摘要 自新冠肺炎疫情发生以来，全球宏观经济环境受到极大影响。全球约有90%的国家经济活动收缩，引发了一个多世纪以来最大的全球经济危机。尽管疫苗被认为在疫情防控中发挥了重要作用，但疫苗接种仍不均衡。大多数发达经济体都迅速有效地推广了疫苗接种计划，但许多新兴市场和发展中经济体的疫苗接种过于缓慢。 疫情反复肆虐，奥密克戎变异毒株的威胁也尚未解除，通胀在2021年下半年持续上升，但各国所承受的通货膨胀压力不同，引起通胀的因素也有所差异。各国政府为应对疫情冲击采取各类救助措施，包括直接向居民发放补助、增发货币，加之工资上涨、疫情缓解后需求释放等，导致需求侧反弹。 全球经济增长仍然受到新冠肺炎疫情的显著影响，如果疫情未有好转，各国可能被迫采取更为严格、持续时间更长的限制措施，干扰经济活动。疫情造成交通运输困难和员工不足，加剧了供给链问题，干扰了全球贸易 活动。 在经历了2020年小幅下降后，全球电力需求在2021年迎来创纪录的增长。由于供应紧张、需求上升，天然气和煤炭价格在2021年下半年出现飙升，并达到近年来高点。天然气和煤炭等燃料价格飙升也成为2021年许多国家批发电价迅速上涨的主要原因。 电力行业低碳化是全球气候政策的核心，支撑电力需求增长的核心要素是2022年全球经济的持续复苏，同时，氢能的发展、电气化水平提升和电动汽车的推广等也将促进电力消费增长。但与此同时，影响电力需求增长前景的不确定性因素还包括疫情反复带来的限制措施、能源供应状况、能源价格变动等。本报告基于电力建设行业相关技术文献计量分析，从发电、电网两大领域展现电力建设行业最新前沿技术与应用案例。并从宏观环境、电力行业发展环境、电力技术发展方向等角度给出了电力行业发展趋势的几点展望。 i 1.全球宏观经济环境 1.1全球总体经济形势 1.1.1全球经济强劲反弹 自新冠肺炎疫情发生以来，全球社会遭受了严重的冲击，经济发展也面临陷入危机。据世界银行数据，2020年全球经济萎缩3.4%，特别是发达经济体经济萎缩幅度达到了4.6%，全球约有90%的国家经济活动收缩，引发了一个多世纪以来最大的全球经济危机。 为了限制新冠肺炎疫情及其带来的经济危机，减少社会家庭和企业受到的影响，各国政府迅速制定了结合财政政策、货币政策和金融政策的全面对策。随着政策的持续支持和疫情的阶段性缓和，全球经济在2021年迎来了强劲反弹。国际货币基金组织预计2021年全球经济增速将达到5.9%，世界银行则预计2021年全球经济增速为5.5%。据联合国贸易与发展会议的统计数据，2021年全球贸易创下历史最高纪录，达到约28.5万亿美元，同比增长了25%，相比2019年增长了13%。自2021年第四季度以来，全球贸易仍加速增长，一方面商品贸易强劲，另一方面服务贸易也恢复到疫情前水平。 纵观2021年全球经济发展，第一季度，得益于疫情形势放缓及疫情防控措施放松，全球经济增长强于预期。然而，由于新兴市场和发展中经济体新冠肺炎感染人数增加以及供应链中断，第二季度全球经济增长势头减弱。尽管相应的经济指标显示复苏仍在继续，且各行业的复苏范围有所扩大，但第三季度有所放缓。2021年底，新冠肺炎奥密克戎变异毒株出现，各国加强措施限制人员流动，金融市场也出现了动荡。 1.1.2新冠肺炎疫情持续蔓延 新冠肺炎疫情是影响当前世界社会经济的最主要因素之一。2021年，全球经历了多轮新冠肺炎疫情的浪潮。2021年5月，世界卫生组织将最先在印度发 现的德尔塔变异毒株标记为“需要关注“的新冠变异病毒。从6月中旬开始，德尔塔变异毒株在全球范围内持续蔓延，直到9月才出现放缓迹象。受北半球入冬等因素影响，由德尔塔变异毒株引发的新一轮疫情在10月再次肆虐全球。 11月底，南非发现新的变异毒株——奥密克戎变异毒株，该毒株迅速席卷全球。奥密克戎变异毒株具有症状相对较轻但传染性更强的特点，仅用了一个月时间，就将全球新冠肺炎累计确诊病例从3亿例提升到4亿例，并成为世界各国主要流行毒株。 新冠疫苗在在降低重症率、住院率及死亡率方面总体有效，可通过加快疫苗接种和阻断传播途径来遏制病毒传播。根据牛津大学统计结果，截至2021年底，全球疫苗完全接种率约49.27%，有超过55%的人至少接种了一针。尽管疫苗被认为在疫情防控中发挥了重要作用，但疫苗接种仍不均衡。大多数发达经济体都迅速有效地推广了疫苗接种计划，但许多新兴市场和发展中经济体的疫苗接种过于缓慢。数据显示，低收入国家与地区中只有8.5%的人口接种了至少一剂新冠疫苗，非洲国家的疫苗接种水平更低，与预期相差甚远。 尽管疫情反复肆虐，奥密克戎变异毒株的威胁也尚未解除，疫情何时结束仍在争议中，但不少国家已放松警惕，取消了相应限制措施。鉴于许多国家目前的疫苗接种率较低，新的变异毒株可能还会出现。新冠病毒传播的时间越长、范围越广，就越有可能出现使疫苗失效的新变异毒株，导致疫情反复。 1.1.3通货膨胀大幅上升 2021年以来全球通货膨胀出现显著上升，被认为是威胁全球经济复苏的主要风险之一。2021年，全球有超过80个国家和地区的通货膨胀水平达到近5年新高。根据国际货币基金组织的数据，2021年发达经济体的消费者价格同比上升3.9%，新兴市场和发展中经济体消费者价格同比上升5.9%。与此同时，以美国为代表的全球主要经济体实施大尺度的宽松政策，推升主要大宗商品价格普遍暴涨。石油价格在2020年经历超过30%的跌幅后，2021年油价上升了 67.3%，而非燃料商品的价格同比上升了26.7%。 通胀在2021年下半年持续上升，但各国所承受的通货膨胀压力不同，引起通胀的因素也有所差异。在欧洲，化石燃料价格几乎翻了一番，推升了能源成本和通胀水平。在撒哈拉以南的非洲、中东和中亚的一些国家，由于全球粮食价格上涨以及当地粮食短缺，使得当地的粮食价格大幅上涨。在一些国家中，汇率贬值也导致了进口商品价格的上涨。在发达经济体中，美国的高通胀问题最为突出。美国通货膨胀率自2021年4月开始显著上涨，此后仍逐步攀升，在12月份达到近40年来的新高。 通胀的上升反映了由于疫情引发的供需错配、大宗商品价格上涨以及部分政策的影响。各国政府为应对疫情冲击采取各类救助措施，包括直接向居民发放补助、增发货币，加之工资上涨、疫情缓解后需求释放等，导致需求侧反弹。同时，2021年反复的疫情也致使许多国家政府采取封锁措施，造成生产停滞、运力下降，从而造成供给严重短缺。供需两端同时发力是2021年通货膨胀的主要特殊性之一。此外，基数效应、人力资源短缺、极端天气以及地缘政治等也被认为是推高2021年通货膨胀水平的因素。 1.1.4全球经济复苏面临不确定性 国际货币基金组织于2022年1月将2022年的增速下调至4.4%（2021 年10月对2022年的增速预测值为4.9%），全球经济复苏总体面临下行风险。一方面，全球经济增长仍然受到新冠肺炎疫情的显著影响。尽管奥密克戎变 异毒株症状相对较轻，但其传染力更强，仍会加剧劳动力短缺，并加大医疗系统压力。同时，如果疫情未有好转，各国可能被迫采取更为严格、持续时间更长的限制措施，干扰经济活动。疫情造成交通运输困难和员工不足，加剧了供给链问题，干扰了全球贸易活动。据国际货币基金组织等测算，供应链扰动导致2021年全球经济增速下降了0.5-1.0个百分点，也导致了通胀上升了1.0个百分点。奥密克戎变异毒株扩散可能进一步降低港口效率，加剧运输问题，阻碍消费者需 求从商品转向服务，从而导致供需失衡进一步恶化。 另一方面，通胀高位运行和货币政策预期收紧带来的压力。通胀水平预期将维持高位，国际货币基金组织的数据显示，2022年发达经济体的平均通胀率预计为3.9%，新兴市场和发展中经济体为5.9%。美联储在2021年12月表示将加快缩减资产购买的步伐，且很可能在2022年底前将联邦基准利率提高到0.75%至1.00%，比之前指引中的加息幅度高出约50个基点。这预计将导致全球融资环境收紧，从而可能致使新兴市场和发展中经济体的货币、企业和财政状况过度承压。 此外，地缘政治紧张（包括东欧和东亚）影响了能源供给、国际贸易和政策合作，社会动荡现象也有再度抬头的迹象，这些都可能成为全球经济复苏之路的阻碍因素。 1.2主要经济体和区域经济形势 表1-2-1世界主要经济体和区域经济增速 经济体和地区 2021年 2022年* 2023年* 美国 5.6% 4.0% 2.6% 德国 2.7% 3.8% 2.5% 法国 6.7% 3.5% 1.8% 英国 7.2% 4.7% 2.3% 日本 1.6% 3.3% 1.8% 加拿大 4.7% 4.1% 2.8% 印度 9.0% 9.0% 7.1% 俄罗斯 4.5% 2.8% 2.1% 巴西 4.7% 0.3% 1.6% 墨西哥 5.3% 2.8% 2.7% 欧盟地区 5.2% 4.0% 2.8% 中东和北非地区 4.1% 4.4% 3.4% 撒哈拉以南非洲地区 4.0% 3.7% 4.0% 拉丁美洲地区 6.8% 2.4% 2.6% 东盟五国 3.1% 5.6% 6.0% 数据来源：国际货币基金组织 注：*为预测值，东盟五国包括印度尼西亚、马来西亚、菲律宾、泰国、越南 2.全球电力建设行业发展 2.1电力建设行业总体态势 表2-1-1世界主要电力发展指标 项目 2021年数量（TWh） 2021年增速 2022-2024年年复合增速* 用电 26444 6.2% 2.7% 发电 28437 5.7% 2.5% 燃煤发电 10337 4.4% 0.3% 燃气发电 6410 3.6% 0.7% 可再生能源发电 7913 5.6% 7.8% 核电 2777 3.5% 1.1% 数据来源：国际能源署注：*为预测值 2.1.1电力供需显著回升 在经历了2020年小幅下降后，全球电力需求在2021年迎来创纪录的增长，预计增长幅度达到6%，增长量将超过1500TWh，增长率为2010年全球金融危机以来最高值，也是有史以来最大的绝对增长量。电力需求的显著增长主要得益于2021年全球快速的经济复苏，同时相比2020年更加极端的天气条件也推动了全球电力需求的增长。据国际能源署分析，对电力需求增长贡献最大的为工业部门，商业和服务部门的需求贡献次之，最后是居民用电需求贡献。 在电力供应端，2021年全球发电量超过28000TWh，同比增长5.7%。其中火力发电（包括燃煤发电、燃气发电、燃油发电等）增长量达到了980TWh，发电量同比增长了近6%，为2010年以来最高。在火力发电中，燃煤 发电增长尤为抢眼，同比增长了约9%，创历史新高。2021年，燃煤发电增量满足了超过一半的需求增量，增速也自2013年以来首次超过可再生能源发电。2021年，尽管天气条件不利，但可再生能源依旧保持高速增长，发电量同比增长6.2%，为有史以来最高值，发电量占所有低碳能源发电总量的83%。此外，受全球油价上涨的影响，2021年燃气发电量增长较为温和，但也足以弥补2020年的下降幅度。 2.1.2燃料与电力价格快速上