美國發電與用電情況如何？

美國用電量在 2007 年之前呈現穩定增長的趨勢，但隨著美國實施更為嚴格的能源效率 標準和建筑規范，用電量的增長得到有效控制。

一、供給：發電側動能切換，但化石燃料仍主導

1896 年，37MW 的尼亞加拉水力發電廠的投運標志著美國現代電力工業的開端，水力 發電也在隨后的半個世紀中的新增發電能力中占主導地位。 20 世紀 60 年代，蒸汽輪機和渦輪發電機技術的進步以及大量廉價化石燃料的出現，將 新增產能轉向煤炭和天然氣。

進入 70 年代和 80 年代，核能憑借其高效的能源產出，在市場中占據一席之地。 從 21 世紀初期開始，天然氣以其低廉的成本和豐富的儲量，逐漸取代煤炭成為主導能 源，并有效填補核電由于新投資匱乏而留下的產能空缺。 為實現電力部門的脫碳計劃，政府通過為可再生能源發電提供補貼，促進發電結構向綠 色能源的轉變。同時，風能和太陽能發電成本的顯著降低，使得這些可再生能源技術自 2000 年代初起，成為新增產能的主要來源。

近十年來看，美國發電量較為穩定，大體維持在 4100TWh 左右。其中，依賴化石燃料 （即天然氣和煤炭）的發電占比顯著下降，從接近 70%的高位減少到不足 60%。2016 年，天然氣發電超越之前一直占據主導地位的燃煤發電，成為最主要的發電來源，緊隨 其后的是核能、水力以及其它可再生能源發電。核能和水力發電的產量占比相對穩定， 核能發電的比例在 20%，水力發電在 7%左右。另一方面，除水力發電外的可再生能源 的發電量占比增長顯著，從 2001 年的 2%增長到 2023 年的 16%。

1.國家激勵政策助力，太陽能與風能引領增長

2023 年，美國的光伏發電量實現顯著增長，達到 165TWh，與 2022 年相比增長 13%， 過去十年的年均增長率保持在 44%。光伏發電在美國總發電量中的占比也有所提升，從 上一年的 2.8%增長到 3.3%。

在過去十年中，太陽能裝機量的年均增長率達到 28%，得益于太陽能投資稅收抵免等強 有力的聯邦政策、成本的迅速下降以及對清潔電力需求的不斷增加。目前，美國累計太 陽能裝機已超過 179GWdc。2023 年，美國太陽能行業在裝機容量方面創下歷史新高， 新增裝機容量達到 32.4GWdc，較 2022 年大幅增長 51%，首次突破 30GWdc 的年度裝 機容量大關。在 2023 年新增的電網容量中，光伏裝機占比 53%，首次超過新增裝機容 量的一半。

從太陽能安裝成本來看，住宅系統的均價已從 2010 年激勵前的 40,000 美元降至約 25,000 美元，下降 40%以上，成本的下降趨勢推動該行業市場擴張，并促進全國范圍 內數千個系統的裝機并網。為公共電網供能的大型太陽能發電設施的價格范圍在 16 美 元/兆瓦時至 35 美元/兆瓦時之間，和其它發電方式相比很有競爭力。

美國太陽能產業高度依賴進口，2022 年，由于各種貿易限制對太陽能部件進口造成影 響，美國太陽能裝機量下降 9%。進入 2023 年，隨著供應鏈的逐步穩定，太陽能裝機量 恢復增長。

風電行業的顯著發展也得益于 PTC 等多項激勵措施的實施，自 2019 年起，風電已成為 美國可再生能源發電中的最大組成部分。在過去幾年中，風電在美國可再生能源發電中 的占比持續增長，從 2019 年的 41%上升至 2023 年的 48%，顯示出風電在可再生能源 領域的主導地位。風電在美國總發電量中的比例也在穩步提升，近幾年穩定在 8%左右。

2.美國火力發電結構不斷調整，天然氣為主導能源

在過去二十年中，由于天然氣價格的低廉以及煤炭供應量的顯著減少，美國的天然氣發 電量實現大幅增長。這一趨勢得益于天然氣勘探技術的突破，使得產量得以大幅提高， 這也使得美國在 2023 年成為全球最大的液化天然氣出口國。2023 年，天然氣發電量達 到 1802TWh，占全年發電總量的 43%，而位居第二的核能發電量僅占 18.6%。其中， 電力部門成為推動天然氣需求增長的主要力量，發電用天然氣占到總量的 41%。

過去十年中，美國煤電行業經歷顯著變革，其發電量持續且迅速下降。然而，在 2021 年和 2022 年，由于天然氣價格的高漲，燃煤發電量出現短暫的反彈。截至 2023 年， 美國的煤炭發電量已降至 675.3TWh，相較于十年前的 1582TWh，降幅超過一半。這 一變化象征著能源結構轉型的一個關鍵轉折點，也標志著煤炭發電量歷史上首次被核能 發電量超越。

3.核能發電量較平穩，水電受降水影響年度波動較大

在過去十年中，美國核能發電占比保持在 19%左右，顯示出一定程度的穩定性。然而， 自 2020 年起，核能發電量開始顯著下降，并持續至 2023 年。這一下降趨勢可能與老 舊核電站退役、政策傾向支持可再生能源以及核電站的長期維護和技術升級有關。盡管 如此，2023 年 8 月，美國佐治亞州沃格特勒核電站 3 號機組成功并網，標志著美國核 能發展在三十多年后取得重要進展，結束長達七年的發展停滯。截至 2023 年底，美國 共有 93 臺在運核電機組，總裝機容量達到 9583.5 萬千瓦。在當前追求清潔能源的環境 下，核能作為一種高效、占地小的能源選擇，具有獨特優勢。與太陽能和風能設施相比， 其占用的土地僅為太陽能發電設施的 1/31，風電場的 1/173。盡管如此，美國核能復興 仍面臨挑戰，特別是在核廢料處理方面，長期解決方案尚待完善。

水力發電在美國擁有悠久的發展歷史。主要的水力發電設施是由聯邦政府投資建造的大 型水壩，這些設施對國家的能源供應做出重要貢獻。2023 年，水力發電在美國總發電 量中的比例為 5.7%，在可再生能源發電總量中占比達 26.8%。水力發電量與年度降水 量密切相關，受季節性及年度降水變化的影響而呈現波動性。以 2023 年為例，夏季出 現超過 30%的區域遭遇異常干旱，這一氣候情況導致水力發電量降至 240TWh，創下二 十年來的最低記錄。

4.發電能源未來展望：可再生能源主導新增裝機，燃煤發電能力預期減半

在美國能源信息署（EIA）最新發布的《年度能源展望 2023》（AEO2023）報告中指出， 得益于太陽能電池板、風力渦輪機和電池儲能系統成本的持續下降，加之《通脹削減法 案》（IRA）等政府補貼政策的支持，可再生能源在新建發電項目中正逐漸展現出相較于 傳統能源更為顯著的成本效益。這一趨勢預示著可再生能源在未來電力結構中的競爭力 和市場份額將持續增長。據預測，隨著可再生能源的擴張，到 2030 年美國的燃煤發電 能力可能將減少至當前的 50%左右，約 200GW。

根據 EIA 發布的預測，在 2024 年，美國將新增 62.8GW 的發電裝機容量，較 2023 年 的 40.4GW 增長 55%。

二、需求：經濟增長仍是驅動因素

美國用電量在 2007 年之前呈現穩定增長的趨勢，但隨著美國實施更為嚴格的能源效率 標準和建筑規范，用電量的增長得到有效控制。之后受到極端天氣的影響用電消費會出 現小范圍波動。2023 年美國向消費者零售的電力達 3861.3TWh，與 2022 年的 3927.2TWh相比環比下降1.7%。根據美國商務部發布的數據，美國全年 GDP達到27.37 萬億美元，實現 6.3%的穩定增長。隨著發達國家高耗能產業的縮減，經濟增長速度往 往超過用電量的增速，但整體趨勢保持一致。2023 年，美國用電量同比增長 3.4%，與 上述趨勢相符合。

美國的電力消費結構可劃分為居民、商業、工業和運輸四大領域，2023 年各自占比分 別為 38%、36%、27%和 0.2%。在該年度，居民部門的電力消費呈現顯著的下降趨勢， 同比減少 3.6%，創下近十年來的最大降幅。這一變化與 2023 年美國經歷的溫暖冬季有 著直接的關聯，由于氣候偏暖，居民的供暖需求減少，從而導致電力消耗的相應降低。

在美國能源信息署（EIA）最新發布的《短期能源展望》（STEO）中，美國長期以來保 持相對穩定的電力需求預計在 2024 年和 2025 年將達到歷史新高。EIA 的預測指出，在 2023 年美國最終用戶的電力銷售經歷 2%的降幅之后，2024 年將實現 2%的增長，而 2025 年預計將繼續增長 1%。從部門來看，主要的電力消費部門用電量均呈上升趨勢， 特別是住宅用電領域，預計將實現 4%的顯著增長。此外，考慮到今夏預計的高溫天氣， 商業領域的電力需求預計將進一步上升。EIA 還預計，得益于今年美國宏觀經濟環境的 持續改善，商業和工業部門的電力銷售額有望增加 2%，反映出經濟活力對能源消費的 積極影響。