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性與可靠性，電力總是集中地進行生產，并通過輸變電系統在廣闊的地域內把眾多的發電廠和各類用戶連接成電力系統，以加強相互調節。

 

不能籠統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電、核能發電和再生能源發電，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，如燃煤發電、燃油發電和燃氣發電，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電。中國水力發電在電力供應中最為突出，居世界領先地位。水力發電和核能發電均屬清潔能源發電，而燃氣和燃煤等化石燃料發電，屬于火力發電。

 

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，盡管光伏發展很快，全球光伏發電也僅占發電總量的1.5%；我國光伏居全球首位，但由于占地面積大，光伏發電占再生能源發電的3.3%，而約占我國發電總量的0.8%。

 

本報告收集了最新數據來描述全球電力發展的概貌，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經濟發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再生能源全球狀態報告》2015～2017年的報告匯集成表。全球總發電量數據來自《BP 世界能源統計年鑒2017年6月》。

 

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

 

世界上最大的20座發電站

 

世界上最大的電站是水力發電站，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。中國水力發電在電力供應中最為突出，居世界領先地位。水力發電和核能發電均屬清潔能源發電，而天然氣和煤等化石燃料發電，屬于火力發電。

 

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關鍵能源數據統計2016》及2012～2015年報告的數據，已經夠新的了。

 

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

 

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

 

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

 

燃氣發電發展較快，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。美國頁巖氣開發成功，助長了燃氣發電的增長。2016年美國天然氣產量有60%來自頁巖氣。美國燃氣發電占全球燃氣發電總量的1161/5155=22.5%，占全球發電總量的1161/23816=4.9%。

 

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

 

世界上最大的燃煤電站

 

燃煤發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電廠。另外一種燃煤發電是泥炭發電，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

 

燃油發電可分為燃料油電站和頁巖油電站兩種，但其總體規模比燃煤電站小。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電機運轉而發電，屬于一般的火力發電，其效率較低。天然氣聯合循環發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，進行二級發電。這就是聯合循環發電，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電燃料。目前天然氣聯合循環發電的技術已相當成熟。已進入商業運作，且規模很大。

 

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

 

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，工業發達國家如美國和歐洲共同體一直把天然氣視為珍貴能源，限制天然氣用于發電，因此天然氣在發電業中的比例并不大。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電的禁令，特別是聯合循環發電和熱電聯產技術的進步，既給公用事業公司提供大型天然氣發電設備，又給分散式發電系統提供高效、緊湊、規模廣泛和環境相容好的發電技術與設備。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。

 

核能發電

 

核能發電是用鈾制成的核燃料在“反應堆”的設備內發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，在蒸汽發生器內產生蒸汽，蒸汽推動汽輪機帶動發電機一起旋轉而發電，并通過電網輸送給消費者。

 

根據《BP世界能源統計年2017年6月》的報告，全球核能發電在逐步增長，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。