最近缺电成了一个大家热议的事情，的确，没有电，这日子真是没办法过下去了。前段时间玩过一个游戏，叫做异星工厂，里面就是这样，如果你没有煤炭发电，啥也做不了，就算你日后上了光伏，没有储能装备也是瞎掰。而且生产塑料也需要煤炭，水，原油。
基本这个世界离开了能源，什么都做不成。
游戏挺好玩的。不过主要是消耗能源，一切起源都在能源。能源的起点在煤炭。
第一个问题，全球能发多少电，能消费多少电？
全世界大概一共发电27-30万亿度。（一年）以维系这个世界上的运作。
没有电的生活是非常悲催的。
可能是2018或者2019年的数据吧，全球一年的用电量总规模已经达到25721吉瓦时（约25.7万亿度）。中国是世界上用电量最多的国家，占到了全球总用电量的25.9%。相比之下，美国这一比例为17.5%。
2015年的数据全球发电量25万亿度。现在2021年，估计全球发电量大概在27万-30万亿度了。其中 中国大概发电量在7.2万亿-7.5万亿度左右。
2019年的数据显示，
全球发电量最大的国家就是中国，美国也就是4.5万亿度电。印度1.56万亿，俄罗斯1.1万亿，日本1.05万亿度电。一般来说，发电量和用电量基本是差不多的。小小的日本，需要消耗这么多电。说明用电量和土地面积其实没有太大的关系，还是看人口，看工业的消耗。
1度电等于1千瓦时。平常我们表达用1kwh。；
1mwh ( 1百万）瓦时 = 1000 kwh = 1000 度电。
1gwh ( 吉瓦） = 1000m = 1000 * 1000 kws = 100万度电。
1twh ( 太瓦） = 1000gw = 10 亿度电。
所以 - 全球消耗大概27000太瓦的电力，产生27万亿度电。
用大家比较习惯看的gw来说，
1gw能发电100万度。
100个gw的装机发电1亿度电。
27万亿度的电力消耗就需要有 2700万个Gwh的总发电容量。这个是总容量，相当于有存量和增量。
发电现在主要是靠煤炭发电，天然气发电，光伏，风电，水电，核能，大概主要这几个吧。从性价比来说，煤炭应该还是目前最便宜的，也是最大量的。据说一直占比在60%-70%左右。
我查阅了原始统计局的数据，在全口径下，中国2020年总发电量，是7.62万亿度电。 过去2年复合增速 4.42%。
如果按照发电来源细分去看，过去几年， 火电的复合增速最低，由于环保节约能耗，再加上国家淘汰过剩产能，这一块是不太大发展的。
很明显，大发展的是 风电和太阳能。 风电和太阳能的贡献逐步加大。
值得注意的是：核电对发电贡献也很大。
但是，说来说去，还是占比太小了。风电贡献6.12%， 太阳能贡献了3.42%， 加起来还不到10个点。 如果煤炭发电（火电）出问题，还是会缺电的。
我在网络上看到一个2019年能源结构表，很有意思， 这张图非常值得仔细研究，
欧洲比较均衡。俄罗斯依$赖天然气。巴西比较依赖水电。中国，泰国，印度，印尼，澳大利亚都是比较依赖煤炭发电的。英国依赖天然气。中东国家比较依赖原油和天然气，他们也有便宜的资源。
发电量和用电量全球基本是平衡的。 有时候发电量比用电量大一点儿，有时候小一点儿。
不过 -
各种发电的装机量，和发电量，和用电量这其实是三个概念，需要理清楚，
1， 装机是指为了发电已经铺设的设备理论发电最大容量。
2， 发电量是实际这一年发电的情况。
3， 用电量是按照不同产业，居民统计出的数据。 发电量和用电量是接近的。
但是装机量 vs 用电量，差异很大。
我比较了2017-2020年，4年的我们国家总体发电量 vs 装机容量的比较。
这张图的意思是说，大概只有35%的总装机容量的供电能力最终转化成为了电（用电量）。
其中 - 火电（主要是煤电）大概是41.5%转换了。
水电 - 36.6%
风电 - 16.57% 风电不太稳定。
核电最稳定，效率最高 - 73%。而且逐步逐步在提高。
太阳能 - 10.3%。够低的。
我们其实已经有22万亿千瓦的装机设备。但是每年只能有35%左右的装机容量发成了电。 各种原因吧。我估计。
最近我们看到的新闻是英国因为风力减小，导致能源短缺的新闻。
这个就是风电不稳定的一个极端案例。其实这类案例在国内也有。
而美国人正在向英国和欧洲推销自己的天然气，阻碍俄罗斯销售天然气给欧洲中获利。
俄罗斯天然气丰富，过去要通过乌克兰输送到欧洲。但是乌克兰亲美反俄罗斯。俄罗斯和德国合作了北溪项目。绕开了乌克兰。美国最近出手抓了俄罗斯一个天然气公司的高管。
过去：
北溪通车之后：
从这个事情我想到的是，能源真的不单纯是一个买卖交易，这里面的政治问题大了。美国人为了自己的利益，疯狂打压北溪项目。同样，为了自己的利益，疯狂打压华为公司。
第2个问题，都有哪些特别消耗大的能源大户？
从用电的角度，消耗电的肯定也有一批大户，我觉得可以用常识想到的大概有，
1， 现在用互联网的人比从前可多太多了。所需要的流量背后的网络，数据中心消耗。2017年，全球互联网能耗在2000TWh，相当于2万亿度电。占全球能耗的7%
这里面是不是包括数据中心，我不清楚这个统计口径，不过关于数据中心，我们国家的有一组数据，
在2017年，中国数据中心总耗电量为1200亿~1300亿千瓦时
数据中心作为耗电大户，过去十年间，我国数据中心整体用电量以每年超过10%的速度递增，2020年我国数据中心用电量突破2000亿千瓦时，占全社会用电量的比重升至2.7%；根据预测，到2030年数据中心用电量将突破4000亿千瓦时，占全社会用电量的比重将升至3.7%。
互联网 - 20000亿度电。
其中 - 数据中心（中国）2100亿度。
2， 比特币和各种数字货币挖矿。 如果我们把比特币当成一个国家来看，那么截至 2021 年 5 月 17 日，全球比特币“挖矿”的年耗电量大约是 1348.9 亿度电。，它在全球国家耗电量排名中居 27 位，已超过瑞典的耗电量。
比特币和挖矿活动 - 1400亿度。 所以 - 中国整治比特币挖矿活动也是有这个层面的考虑的。
3， 工业用电。工业用电和各个国家的制造业比例有关系。制造业越强，用电的需求肯定是越强的。所以中国，德国，韩国，日本这些制造业强国，大国用电肯定是很厉害的。
4， 新能源汽车？新能源汽车每天都要充电，但是其实 - 可能用的点并不是那么多。 纯电动汽车电耗在每百公里15度电左右，也就是每公里约0.15度电，一天60公里需要耗电九度。假设一度电6毛钱。那么就是5.4元。 我们假设一年有250天要开车，大概一台车一年耗电是2250度电。假设2025年全球1000万台电动车，那么耗电将是：225亿度电。
和比特币挖矿比较一下，电动车消耗的电就算不上什么了。
5， 空调其实是耗电大户，
根据国际能源署（IEA）“制冷未来”（The Future of Cooling）报告，2016年全球空调机销量为1.35亿台（制冷容量1207吉瓦），其中家用空调0.94亿台（848吉瓦），商户空调0.40亿台（359吉瓦）。2016年中国空调机的销量为0.53亿台（386吉瓦），占全球市场的56%。
到2016年底全球正在运行的空调机有16.22亿台（11673吉瓦），其中家用空调10.93亿台（6181吉瓦），商户空调5.29亿台（5491吉瓦）。在全球范围内中国拥有空调机数量最多，到2016年底共有5.69亿台（2899吉瓦），占全球总数的35%；其中家用空调4.32亿台（2092吉瓦），商户空调1.38亿台（807吉瓦）。美国空调数量全球排在第二位，共有3.74亿台（4726吉瓦），占全球总数的23%；其中家用空调2.41亿台（2295吉瓦），商户空调1.32亿台（2430吉瓦）。值得注意的是，美国空调机数量虽然比中国少，但是制冷容量却超出中国一倍，说明美国家庭和商户的面积比较大，所使用的空调机制冷能力也比较大。
从能耗低角度看，2016年全球建筑制冷耗电1602 TWh（16020亿千瓦时），其中美国（616TWh）、中国（450TWh）、欧盟（152TWh）、日本（107TWh）
2018 年全球住宅和商业空调用电量达到 1932 太瓦时，其中中国的空调用电量占 34% ，已经超过美国，排列全球第一，中国已经成为名副其实的空调大国了。1932太瓦时就是19320亿度电。1.93万亿度电。占全球耗电量总量的比例大概是7%-8%个点了。
这样毛估估中国空调的耗电量大概就是在6570亿度电了。
6， 家里的各种家电现在也多了。主要还有手机和电脑，几乎都是一天12个小时开着的。除了睡觉，对于很多人来说，基本都是开着手机和电脑（pc, 笔记本，ipad）的。
电脑一天开12小时大约需要4度电左右；这取决于电脑硬件配置以及电脑运行状态。以家用台式电脑满载运行来计算：
一、家用台式电脑主机的电源额定功率基本为350W左右：1度电=1000W/小时；350*12/1000=4.2度；二、显示器和音箱等设备：显示器以19吋LCD显示器70W计算：70*12/1000=0.84度；鼠标键盘等比较小的设备耗电量就忽略不计了。
所以，电脑主要配件的总耗电大约为=4.2度 0.84度=5.04度。
不算不知道，一算吓一跳，一个电脑一个月要用150度电。
老式冰箱的耗电量至多也就是2度电，现在的新型低功耗冰箱，一般不会超过1度电。但是这也要根据其功率、容积和品牌来进行确定。
一般一级节能的普通冰箱正常使用一天可能0.5-0.6度，二级节能的冰箱可能就要0.7-0.8度。
算1度电的话，一台冰箱一个月要用30度电，一部电脑可能要用150度电。
现在各种电视机的功耗一般在100瓦至200瓦之间，平均150瓦计算，24小时全天工作的话，用电量为3.6千瓦时，也就是3.6度电了。换算下来为每小时浪费0.15度电，计算方法为150W（用电功率）/1000W（千瓦时）*用电时间=0.15千瓦时。
实际我们的电视机不会那么长时间，打个折扣，大概和冰箱差不多。
人们对电力需求的增长可能来源几个方面，
1， 疫情后全球对中国供应的需求加大了，制造业业务放大了一些。海外订单多，工厂自然做的业务也多，工厂开工时间长，耗电就多。
2， 在家里宅的人比较从前多。自由职业者多了。例如家庭小生意的经营者，直播业者，很多年轻人的工作和互联网直播有关。
3， 新能源汽车多了之后，家庭用电多了一个回家充电，全社会的充电桩也多了，新能源汽车充电这一块也多了一些。
4， 中国最近几年扩张半导体制造业产能，而半导体晶圆工厂也是耗电大户，以台积电为例，台积电一年耗电140亿度电。
5，众所周知，中国的新基建中，数据中心也是耗电大户。
6， 目前中国物流速度加快，而且冷链在全中国很发达。冰柜冰箱冷藏箱的需求也是放量了。这些都是耗电大户。
第三个问题，这次缺电，我比较一下过去三年1-8月的数字。
这些都是一些主观的判断，从数据上我把2019,2020,2021年（1-8）的数字拿出来仔细看一下，
先看发电量：
首先有一个概念，全中国1-8月如果我们同比的去看，
2018年1-8月 发电 4.48亿度，
2019年1-8月 发电 4.7万亿度
2020年1-8月 发电 4.77万亿度（基本持平没有增长）
2021年1-8月 发电 5.39万亿度（发电量增长了13%）
如果看2年复合的话，2年复合增长了 7.09%， 这个增速比我们的GDP增速还要快。可以说发电量是增长很快的。基本没有收到疫情的影响。
从发电结构来看，2021年1-8月全国火力发电量为38723亿千瓦时，占比为71.85%；水力发电量为7617.1亿千瓦时，占比为14.13%；风力发电量为3650.8亿千瓦时，占比为6.77%；核能发电量为2698.5亿千瓦时，占比为5.01%；太阳能发电量为1204.3亿千瓦时，占比2.23%。
2021年 vs 2020年的1-8月，发电量增长了 6167万千瓦时。
再看看用电量：
2019年全社会用电量72255亿千瓦时，同比增长4.5%。
分产业看，第一产业用电量780亿千瓦时，同比增长4.5%；
第二产业用电量49362亿千瓦时，同比增长3.1%；
第三产业用电量11863亿千瓦时，同比增长9.5%；
城乡居民生活用电量10250亿千瓦时，同比增长5.7%。
2020年，全社会用电量75110亿千瓦时，同比增长3.1%。
分产业看，第一产业用电量859亿千瓦时，同比增长10.2%；
第二产业用电量51215亿千瓦时，同比增长2.5%；
第三产业用电量12087亿千瓦时，同比增长1.9%；
城乡居民生活用电量10949亿千瓦时，同比增长6.9%。
这些数据说明我们用电量的确增长了。
我们单独看一下2019,2020,2021的前八个月用电量的对比，
2019：
2019年1-8月全国全社会用电量47422亿千瓦时，同比增长4.4%，其中，第一产业用电量505亿千瓦时，同比增长4.6%，第二产业用电量32083亿千瓦时，同比增长3%，工业用电量31507亿千瓦时，同比增长2.8%，第三产业用电量7887亿千瓦时，同比增长8.8%，城乡居民生活用电量6947亿千瓦时，同比增长6.8%。
2020：
1-8月，全国全社会用电量47676亿千瓦时，同比增长0.5%，其中，8月份全国全社会用电量7294亿千瓦时，同比增长7.7%。
分产业看1，1-8月，第一产业用电量552亿千瓦时，同比增长9.4%；第二产业用电量31914亿千瓦时，同比下降0.5%；第三产业用电量7812亿千瓦时，同比下降1.0%；城乡居民生活用电量7399亿千瓦时，同比增长6.3%。
2021：
2021年1-8月，全社会用电量累计54704亿千瓦时，同比增长13.8%。分产业看，第一产业用电量660亿千瓦时，同比增长19.3%；第二产业用电量36529亿千瓦时，同比增长13.1%；第三产业用电量9533亿千瓦时，同比增长21.9%；城乡居民生活用电量7982亿千瓦时，同比增长7.5%。
我们国家的粗略分三个产业，可以简单理解为第一产业算农业，第二产业算工业，第三产业算服务性行业。
单独看2019-2021 的1-8月，
1， 用电在增长，并没有收到疫情的影响。
似乎1-8月用电量激增，但是发电量有点跟不上（ 6167 vs 7028）
2， 2020年的第三产业增速最低，其实这个折射了疫情的影响，疫情影响的主要是服务行业（例如餐饮，娱乐行业）
3，2020年居民生活用电增长了6.9%，折射宅在家里的人多。
但是2021年前八个月增长了更多。2年复合增速更是高达7.2%
4，居民生活用电1万多亿度电，2021年全国普查说全中国大概有4.95亿个家庭户，这样估算：2020年大概平均每个家庭每年消耗电是2211度。也就是一个月184度电。平均一个家庭大概2.6个人。这个数字听上去差不多。我估计这个数字是制定阶梯定价的基础数据之一。
所以 - 限电的核心背后还是确电，而几个发电来源中，最大的占比还是煤电，煤炭供应和煤电价格机制是问题的核心。
第四个问题，中国目前电价的水平？
中国电价比较低（相对于其他很多国家）
现有的电网并网发电，可能需要对电网做一些升级改造，主要问题或许是在如何吸收新能源发电的问题上，也就是储能和网络管理技术上。因为风电，水电，太阳能发电都是不稳定的，风电，水电容易受到天气影响，太阳能发电晚上是不工作的，而且有地区差异，有些地方光照时间长，有些地方光照时间比较短。这个改造是在3个层次都需要的改造，
1， 发电一侧。你发电的时候就需要储能。否则并网不行，就只能浪费掉了。
2， 电网一侧，电网并入了之后，需要管理。也需要储能。因为电网必须稳定，均衡的供电，这个新能源并入之后，肯定是不均衡的。
3， 用户一侧。用的时候，用户有多种选择，有时候用，有时候不用，也需要储能。
所以 - 电力改革对储能是利好的。
对于新能源来说，太阳能，水电，风电，过去应该储能的配比是不够的。
尤其是光伏，储能的政策出来了，配套出了电价浮动的政策，所以我推测无论企业用电，还是居民用电，可能都会涨价。
涨价带来的好处等于重新分配到了各个环节（发电，电网，电力传输，设备公司等等）
一旦电力全中国涨价，这等于给消费者叠加了一层新的税。这个税你还真不能怪谁。所以怕是今后家家户户要注意节约用电了，用的多，花的多。说不定过个半年，你猛然发现:你交给培训课的钱减少了，电费搞不好增长了20%-30%。
电力涨价了，光伏会显得投资回报率更高，储能配套也会发展起来。
新闻说，中国不再投资海外煤电项目，这意味着海外会跟大量进口中国的光伏组件和逆变器。 因为对于印度和一些发展中国家，依赖中国投资煤电不可能了，空缺或许需要用光伏发电去填补。因为这些国家的电力价格贵，我们的光伏项目投资回报率在这些国家会显得更好。 这样搞不好还会带动更多的国家更大的力度去用光伏 储能。 而光伏 储能我们国家的产业链比较齐全，其实对我们国家的这些设备企业出口有利。
我觉得我们还是要对国家政策的制定者多一些信心，他们看到的数据，考虑到的问题会比我们这些普通人多很多，他们看的应该更远才对，
新能源的推进是不会轻易改变的，储能，光伏，新能源都会继续飞速发展。
不过算一算，心里上只剩一个想法，平常用电还是要节约一点，不用的电脑，电视机关掉，不要待机。
毕竟谁的钱也不是天下掉下来的。
本文首发于2021.10.1
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