世界能源

全球能源可以从储量、生产量和消费量这几个角度来看。以下是按主要能源类型分类的概览，包含其大致比例和角色（数据截至2023年左右，略有变化）：

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全球一次能源消费结构（2023年左右）

能源类型	比例（约）	简介
石油 (Oil)	31%	用于交通运输、工业等。
煤炭 (Coal)	26%	火力发电的主要来源之一，污染大。
天然气 (Natural Gas)	24%	用于发电、供暖、工业原料等。
核能 (Nuclear)	4.3%	清洁但敏感性强的能源。
水电 (Hydropower)	6.8%	主要清洁能源，发展成熟。
其他可再生能源 (风能、太阳能、生物质等)	7.9%	增长最快的能源类别。

全球能源储量（可采储量）1. 石油

• 已探明储量：约 1.7–1.8 万亿桶
• 主要地区：中东（如沙特、伊朗、伊拉克）、委内瑞拉、加拿大等
  
  

2. 天然气

• 已探明储量：约 200–210 万亿立方米
• 主要地区：俄罗斯、伊朗、卡塔尔、美国等
  
  

3. 煤炭

• 已探明储量：约 1 万亿吨
• 主要地区：美国、中国、印度、澳大利亚、俄罗斯
  
  

4. 铀（核能原料）

• 可开采储量：约 600–800 万吨
• 主要地区：哈萨克斯坦、加拿大、澳大利亚
  
  

可再生能源（技术潜力 vs 实际占比）

• 太阳能：潜力巨大，但受限于存储和电网。
• 风能：海上和陆上均有快速增长，特别是欧洲、中国和美国。
• 水能：已开发较多，新增潜
  
  

全球能源结构目前仍以化石能源为主，但可再生能源的占比正在快速增长。

根据2023年的数据和相关报告，全球一次能源消费总量创下新高，约为 620艾焦（EJ）。

其主要构成及大致比例（数据可能因来源和统计口径略有差异，以下为综合多个来源的近似值）：

• 化石能源（ Fossil Fuels）： 仍占主导地位，约占 80%-81%。
  • 煤炭 (Coal)： 约占 27%-32% (例如2023年消耗196艾焦)。
  • 石油 (Oil)： 约占 23%-31% (例如2023年消耗144艾焦)。
  • 天然气 (Natural Gas)： 约占 22%-26% (例如2023年消耗164艾焦)。
    
• 非化石能源（Non-Fossil Fuels）： 占比约为 19%-20%，且呈现快速增长态势。
  • 可再生能源 (Renewable Energy)： 约占 14.6%-15% (含水电)，不含水电则约为8%。
    • 水力 (Hydroelectric)： 约占 6%-7%。
    • 太阳能 (Solar)： 约占 2%-3%。
    • 风能 (Wind)： 约占 3%-4%。
    • 其他可再生能源 (Other Renewables)： (如生物能、地热能等)。
      
  • 核能 (Nuclear Energy)： 约占 4%。
    
  
  

值得注意的是：

• 能源转型： 尽管化石燃料仍占主导，但全球正在加速能源转型，加大对清洁能源的投资和开发力度。太阳能和风能等可再生能源的增长速度尤其显著。
• 发电结构： 在发电方面，化石燃料的份额略低于一次能源消费的份额，因为它们也被用于供暖和运输。而核能和水电几乎完全用于发电。2023年，全球可再生能源发电量占比首次超过30%，加上核能，低碳能源发电总量接近40%。
• 地区差异： 全球能源生产和消费呈现多元化格局。例如，中东地区是最大的石油生产地，中国是最大的煤炭生产国，俄罗斯是最大的天然气出口国。同时，中国在可再生能源装机容量方面也处于领先地位。
  

2024年全球能源需求以快于平均速度的增长，导致包括石油、天然气、煤炭、可再生能源和核能在内的所有能源来源的需求增加。这种增长由电力部门领头，由于制冷需求增加、工业消费上升、交通电气化和数据中心及人工智能的增长，电力需求增长几乎是非能源需求增长的两倍。几乎所有电力需求的增长都是由低排放来源满足的，其中太阳能光伏容量的记录突破性扩张领先，其他可再生能源和核电也有进一步增长。天然气需求也大幅增加，而石油和煤炭消费量的增加则比2023年缓慢。

电气化和数字化的推动。可再生能源占全球能源供应增长的最大份额（38%），其次是天然气（28%）、煤炭（15%）、石油（11%）和核能（8%）。

2024年全球石油需求增长显著放缓，符合国际能源署的预测。石油在总能源需求中的份额首次降至30%以下，50年前这一比例曾达到46%的高点。2024年石油需求增长0.8%，而2023年为1.9%。然而，不同行业和地区的趋势各不相同。全球道路运输的石油需求略有下降，主要是由于中国（-1.8%）和发达经济体（-0.3%）的需求减少。航空和石化行业的石油需求则有所增长。

5、2024年天然气需求增长最强劲，需求量增加2.7%，达到1150亿立方米，而过去十年的平均年增长量约为750亿立方米。2024年，中国天然气需求增长量最大，增长超过7%（300亿立方米），其他亚洲新兴经济体和发展中经济体的天然气需求增长也很强劲。美国天然气需求增长约2%（200亿立方米）。欧盟的天然气消费量适度增长，主要用于工业。

6、2022年全球煤炭需求增长1%。电力行业是煤炭需求增长的主要驱动力，因为高温推动了制冷用电量的增加。中国和印度的强烈热浪推动了煤炭使用量的增加，这两个国家合计占全球煤炭需求增量（约6500万吨煤炭当量）的绝大部分。中国仍然是全球最大的煤炭消费国，占全球煤炭使用量的创纪录的58%。

7、2024年全球电力消费量增长近1100太瓦时，比过去十年的年平均增长量高出两倍多。这一增长量超过了日本的年电力消费量，是有记录以来最高的增幅，超过了全球经济从衰退中复苏的年份。中国占全球电力需求增长的一半以上，但增长是广泛基础的，其他新兴经济体的需求增长也达到了4%。发达经济体的电力需求也达到了新高。

8、2024年全球电力需求的增长受到多种因素的推动，包括极端高温导致的制冷需求增加、工业消费的上升、交通电气化和数据中心部门的扩张。建筑用电量占2024年总增长量的近60%。全球数据中心的装机容量估计增加了20%，即大约15吉瓦（GW），主要是在美国和中国。与此同时，电动汽车的持续增长导致交通用电量的增加。全球电动汽车销量增长超过25%，超过1700万辆，占所有汽车销量的五分之一，与国际能源署（IEA）对2024年的预测一致。

9、2024年，可再生能源和核电提供了全球电力增长量的80%。两者合计首次占全球发电量的40%，其中仅可再生能源就提供了32%。新增可再生能源装机容量连续第22年创历史新高，2024年新增可再生能源装机容量约700吉瓦，其中近80%是太阳能光伏。太阳能光伏和风能的发电量增加了创纪录的670太瓦时，而天然气的发电量增加了170太瓦时，煤炭增加了90太瓦时。在欧盟，太阳能光伏和风能的发电份额首次超过煤炭和天然气的总和。在美国，太阳能光伏和风能的份额上升到16%，超过了煤炭。在中国，太阳能光伏和风能达到总发电量的近20%。

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下图显示了2023年全球能源结构，以艾焦耳为单位，数据来自能源研究所于2024年6月发布的《2024年世界能源统计年鉴》。尽管各国努力推动能源转型，但2023年化石燃料仍占全球能源结构的81%。石油占全球能源消耗的32%，其次是煤炭（26%）和天然气（23%）。

可再生能源占一次能源消费总量的比重达到14.6%，比上年增长0.4%。加上核能，它们约占一次能源消费总量的19%。太阳能和风能等可再生能源占2023年发电量的8%，其次是水力发电（6%）和核能（4%）。
在化石能源中，石油的占比仍然是最大。石油既是一种燃料，也是一种商品，在全球经济中扮演着至关重要的角色。自上世纪70年代以来，经济学家们一直在试图预测石油峰值
国人均能源消耗量排行榜

由于工业化水平、气候条件、人口密度和自然资源获取的差异，以及各国能源政策和经济活动的差异，全球能源消费具有显著的区域差异。例如，气候较冷的国家可能会消耗更多的能源供暖，而高度工业化的国家由于其广泛的制造业，人均能源使用量可能更高。
下图显示了 2023 年人均能源消耗量排名前 15 位的国家（单位吉焦GJ,一个吉焦也就是10亿焦耳）。

位于炎热或寒冷气候中但又拥有丰富特定能源资源的国家，例如拥有大量天然气资源的卡塔尔和地热资源丰富的冰岛，成为 2023 年人均能源消费量最高的国家之一。卡塔尔是 2023 年全球人均能源消耗量最高的国家，为人均 817 吉焦耳。该国拥有丰富的天然气储量，几乎所有的能源消耗都来自天然气。
这些国家倾向于消耗更多能源为房屋供暖或制冷，并且通常会消耗更多的能源，因为电力成本通常极低。除此之外，许多人均能源消耗量最大的国家人口相当少，加拿大和沙特阿拉伯是前10名中唯一人口超过1000万的国家。

从全球地区来看，北美的人均能源消耗量最高，为230GJ，几乎是全球平均水平的三倍；北美的人均能源消耗与非洲等地区形成鲜明对比，非洲的人均消耗量为 14 GJ，南美洲和中美洲的人均消耗量为 58 GJ

石油的诞生

那么这么多石油和煤炭是哪来的呢？

根据科学家的最新研究，地球上的煤炭和石油都是植物尸体掩埋到地下变成的碳烃类物质，根据地质条件的不同而变成了煤或者石油而已，和动物尸体没关系。

那么地球上又是哪来的这么多植物尸体来提供这么庞大的能量呢，

上进的植物和机智的蘑菇

在很久很久以前，那个恐龙都还未出现的超远古时代。

在激烈的生存进化中，一株很有上进心的植物第一次进化出了“木质素”，从而成为了地球上的第一棵树。

在之后长达4000万年的时间里，地球上没有任何一种细菌或真菌知道该怎么分解木质素，更没有动物对这玩意感兴趣。

在这个时代，木头是不会被降解的，当时整个地球表面都被不断繁殖的树木给“污染”了。

于是，森林成为了当时地球上的唯一霸主，树木死后的木头堆积如山，从空气中扣留了大量的二氧化碳，导致地球上的氧气含量急剧升高，气温急剧下降，高浓度的氧气直接改变了地球的大气结构，导致地球上99.99%的物种因氧中毒被灭绝，同时导致地球所有的表面矿物被氧化。直到另一棵机智的真菌进化成了蘑菇，掌握了降解木质素的技巧，世界才恢复了和平，

世界能源会议统计，世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨，预计还可开采200年。

探明可采石油储量共计1211亿吨，预计还可开采30～40年。

页岩油技术革命

既然地球上的石油快不够用了，那为什么后来原油价格节节下跌呢，好像大家也不恐慌了，石油也没人抢购了。

原来美国发明了一项新技术，叫页岩油技术，从页岩层中提取油母质，裂解为合成原油，和传统原油的性能几乎完全一致。

你可以认为页岩油就是地球制造石油的半成品，如今人类利用自己的技术，让这部分以前没办法利用的资源也可以利用了。

那么这项技术提升了人类多少石油储备呢，提升到了一个非常夸张的地步。

刚才说，人类现有的石油储备是1211亿吨，预期还可以用30~40年。

但美国《油气》公布的统计数字，全世界页岩油储量约11万亿~13万亿吨，远远超过石油储量。

页岩油储量是石油储量的100倍，预计可供人类使用3000~4000年，而且还有不断新勘探出来的页岩油矿藏，所以地球的页岩油储备也至少能用3000年。

石油目前仍然是地球上的主要能源，唯一的原因就是石油成本低，像沙特这种地方真是地上插根管子就开始冒石油，开采成本低于10美元一桶，而国际平均开采成本也就不到30美元一桶。

这是目前其他绿色能源，如核电风电太阳能成本的几分之一，甚至几十分之一，所以大家都用石油。

很多人不理解为什么核电的成本会比石油还高，不是说核电很便宜么？

核电的原料是很便宜，但是基础建设投资高啊，使用寿命也不长，平摊下来成本也高的惊人，目前中国核电的上网电价是1块多，火电是4毛多，水电是3毛多，国家目前用核能发电是不赚钱的，只是多一个渠道而已。

另外核电站还会产生核废料，这玩意极难处理，深埋在地下那也是污染啊。

所以石油的优势就是便宜，仅此而已。

油被誉为“工业血液”和“黑色黄金”，它在国家的经济发展、国防安全等方面发挥着至关重要的作用，是一项战略性资源。石油不仅是经济运行的动力源泉，而且在全球能源竞争中具有无可替代的地位。
一个国家石油储备的多少，不仅反映了其经济发展的潜力，也间接显示了该国应对风险的能力，尤其是在面临特殊局势时的应急能力。以美国为例，作为世界上最大的经济体之一，其已探明的石油储量高达688亿吨，而日本的探明储量仅为820万吨。那么，中国的石油储备又有多少呢？根据最新的数据，中国已探明的石油储量为38.5亿吨。虽然这一数字看起来不少，但与中国庞大的经济规模和日益增长的石油需求相比，依然显得有些不足，因此，中国成为了全球石油进口大国之一。

地处中东，位于波斯湾沿岸地区是世界上主要石油产区之一，这里在古时候就形成了一个巨大的海洋盆地，生物遗骸在长时间地质作用之下，经高温高压“练化”，形成大量石油跟天然气。

沙特得益于其独特的地理、地质条件，石油储量丰富，探明的储量达2663亿桶，占全球20.5%，排名老二。

排名第一的是委内瑞拉，拥有3040亿桶储量，石油资源最为丰富。但碍于其原油质量差且开采难度大，并没有完全发挥其经济潜力，

沙特拥有全球最大的石油公司，依靠着石油赚的盆满钵满，他们的定价也会直接影响到国际的油价。

所谓“巧妇难为无米之炊”，要想获得石油产量，必须先发现石油资源量。石油探明可采储量，通常是指在现有的技术和经济条件下，可提供开采并能获得经济效益的可靠资源量。随着地质理论与石油勘探开发技术水平的不断提高，人们对地下油气藏的认识日趋丰富完善，石油探明可采储量不断增加。

在过去40年的时间里，世界石油探明可采储量稳定增长，从1980年的963亿吨增至2020年的2445亿吨，增长了153.8％。

全球石油资源在分布上极不均衡，主要集中于中东和美洲地区，仅中东地区就占全球石油地质储量的48.1％，北美和中南美地区的石油地质储量占世界的32.8％，亚太地区所占比例仅为2.6％。油气资源的分布不均，赋予了资源国巨大的石油资本，也推动了全球石油贸易和储运的迅速发展。由于科学技术不断进步，发现的石油资源量不断增加。随着勘探开发技术的进步，在深水、极地等新的勘探领域将取得重大发现，老油田采收率还可进一步提高。在油价和科技进步的双重推动下，大量低品位储量和非常规石油资源也将投入开发，世界石油资源量和储量将会进一步增长。同时，非常规石油资源也是潜力巨大，主要包括致密油、超重油（油砂、沥青）等。根据国际能源署的预测，世界致密油的剩余技术可采资源量约为734亿吨，超重油和沥青的剩余技术可采资源量约为2559亿吨，页岩油的剩余技术可采资源量高达1470亿吨。随着石油勘探开发技术的不断进步，对这些非常规石油资源的开发力度将不断增加，并成为常规石油能源的有力补充。

全球国家电力消耗的排名榜首是中国，2020年占全球电力消耗的32%。美国的人均电力消耗最高，达到12,835.47千瓦时每人每年，而世界平均水平为3,547.37千瓦时每人每年。
全球电力消耗情况如下：

• 中国：:2020年发电量为7779.1 TWh，占全球发电量的29%。
  

人均电力消耗情况如下：

• 美国：:人均电力消耗为12,835.47千瓦时每人每年，是全球最高的。
• 俄罗斯：:人均电力消耗为8,424.97千瓦时每人每年。
• 世界：:人均电力消耗为3,547.37千瓦时每人每年。
  

全球电力消耗趋势:

• 随着各国工业化的发展，人类对电力的需求持续增长。
  

电力来源:

• 非再生能源发电（如燃煤发电）仍然占据主导地位。
• 可再生能源发电（如水电、风能、太阳能）占比不断提高。
  

总而言之，全球电力消耗呈现持续增长的趋势，中国是全球最大的电力消费国，而美国的人均电力消耗最高。随着可再生能源技术的进步和推广，非再生能源发电的占比将逐步降低
美国：:2020年发电量为4147.5 TWh。
俄罗斯：:2020年发电量为969.23 TWh。
世界：:2020年电力消耗总量为25,851.15 TWh。
2023年全球电力需求达到历史新高，增加627 TWh。
2024年全球电力需求增加近1100兆瓦时(TWh)。

近日，英国能源学会公布了2023年《世界能源统计年鉴》。报告指出去年全球能源需求增长了 1%，可再生能源创纪录增长但并没有改变化石燃料的主导地位，化石燃料仍占全球能源供应量的 82%。

近70年来，巨头每年都会发布《世界能源统计年鉴》(Statistical Review of World Energy)，统计全球碳氢化合物的库存、流量和燃烧情况，以及发电数据，甚至钴和锂等对能源转型至关重要的金属的价格。但该公司去年宣布自 2023 年起将不再发布该年鉴，并交由英国能源学会(Energy Institute)负责。今年的年鉴由英国能源学会、毕马威和卡尼咨询公司共同完成。

这份报告是值得深入研究的，给投资者提供了观察目前全球能源格局全局的机会。以下是2023年版报告的四个亮点：

1、非经合组织(OCED)国家的能源需求正在增长

去年，全球一次能源消耗达到历史最高水平，超过600艾焦尔(EJ)，全球一次能源需求增长约 1%，较上年的 5.5% 有所放缓，但仍比 2019 年疫情前的水平高出 3% 左右。与此同时，这是1985年世界能源消耗的两倍，是1965年开始统计数据时的四倍。

全球能源需求正在增加，但就经济而言，这是一个分裂的景象。对于OECD的高收入和中等收入经济体来说，一次能源需求在15年前达到峰值——恰好在同一年，世界其他地区的需求超过了OECD。自2007年以来，OCED国家的需求绝对值实际上下降了3.4%，而同期世界其他国家的需求几乎有增无减。

相对而言，OCED在全球能源需求中的推动作用继续下降，尽管速度缓慢。能源未来的关键问题是，从长远来看，需求将下降多少，非OCED国家能以多快的速度达到需求峰值。
石油为王或者煤炭为王
全球对化石燃料的需求也处于历史最高水平，煤炭和的需求都达到了创纪录的水平。去年，化石燃料在全球能源消费中的比重仍保持在 82%。其中，从某种意义上说，石油是2023年化石燃料之王：石油消费量增加290 万桶/日，达到9730万桶/日，增速较上年放缓。石油产量每天增长380万桶，其中最大份额来自 OPEC 成员国和美国，尼日利亚跌幅最大。炼油产量每天增长53.4万桶，主要来自非经合组织国家。

在全球天然气贸易中，船舶胜过管道运输

几十年来，天然气主要通过管道和海运液化天然气运输。多年来，管道运输一直是区域间天然气贸易的主要推动力，但自2020年以来，液化天然气在区域间贸易总量中占据了主导地位。考虑到俄乌战争和俄罗斯对乌克兰管道出口的限制，以及目前由美国主导的液化天然气贸易的蓬勃发展

非水力可再生能源发电发展势头迅猛

60年前，水电产生了世界上95%的零排放电能。到世纪交替之际，这一比例下降到47.2%，核能(勉强)超过了水电，占总发电量的48.6%。

显然，这些数字加起来并不是100%。2001年，风能、太阳能、地热、生物质能和其他零排放发电技术的联合发电占全球零排放电力总量的4.2%。

从2021年到2022年，非水电可再生能源发电量的同比增长超过500太瓦时，该水平超过了法国去年的用电量，非常接近德国的用电量。其次，去年可再生能源(不包括水力发电)的增长略有放缓，至 14%，但太阳能和风能装机容量仍创纪录地增长了266GW，其中太阳能占据了最大份额。

此外，可再生能源(不包括水电)占全球能源消费的 7.5%，比上年增加约 1%。风能和太阳能发电量增长至创纪录的 12%，再次超过核能(下降了 4.4%)，满足了净电力需求增长的 84%。

随着今年太阳能装置的安装量创下历史新高，非水力可再生能源成为比水力发电更大的发电来源只是时间问题，而不是是否问题。

风力和太阳能发电量的强劲增长推动可再生能源在全球电力结构中的占比首次超过30%。102 个国家的可再生能源发电量占比达到或超过 30%，而 2022 年为 98 个；69 个国家的可再生能源发电量占比超过 50%，而 2022 年为 66 个。加上核能，目前全球 39.4% 的电力来自低碳能源。
球水力发电量降至五年低点 4,210 TWh。尽管其仍为全球最大的清洁电力来源，但在全球电力结构中的占比下降 0.6 个百分点至 14.3%，
2023 年，核能提供全球 9.1% 的电力，与上一年持平。全球核能发电量小幅增长 46 TWh（+1.8%）至 2,686 TWh，恢复量不到 2022 年降幅（-123 TWh，-4.4%）的 40%。自 2022 年起法国核能发电的部分恢复（+41 TWh），连同日本核电站的重启（+26 TWh），使得核能发电量实现强劲增长。
全球生物能源发电量增加 21 TWh（+3.1%），主要是由于中国的增长（+28 TWh，+15.6%），而经合组织国家则下降 8.9 TWh（-2.6%）。因此，其在全球能源结构中的占比仅为 2.4%。

在地球上，有潜力被利用的清洁能源有很多种，比如太阳能、风能、地热能、可燃冰、天然气、核裂变能，还有人类暂时没有好办法利用的核聚变能。在这篇文章中，我们主要讨论其中那些不可再生能源，也就是以大约固定的储量存储在地球自身中的能源的存量。为了进行对比，那些“不清洁”的不可再生能源的存量也会一并进行讨论。地球“自身”还有多少不可再生能源？今天，我们就来帮地球，也帮我们自己细细算笔账。

01.什么是地球“自身”的不可再生能源？

我们这里讨论的“不可再生能源”特指地球本身存储的能源，不包括在地球上可以获得但实际上来自地球之外的能源，如太阳能，风能，潮汐能等。

对于来自岩石圈中矿产资源的能源，我们会按照探明储量来讨论。一方面，由于对较深的地下情况的勘探极为困难，目前人类已探明的矿产资源只占地壳中矿产总量的一小部分，而地壳中到底有多少某种矿物？以目前的技术手段是无法完全知晓的。另一方面，在已探明的矿产资源中，并非都能以现有的技术开采出来。一般来说，技术可采储量一般是探明储量的几分之一，而地质总储量有可能是已探明储量的几十倍甚至更高。需要说明的一点是，这些比例会随具体地质条件有极大的变化。

对于来自海水中的物质的能源，由于海水是流动的液体，所以对深水中成分的勘测相对较容易，并且海洋中各处的成分差别不大，因此本文会直接根据平均浓度和海洋总体积或总质量计算总量。

02.化学能

地球上的化学能主要存储在化石燃料中，包含天然气、石油、煤炭和可燃冰。严格来说，还包含生物质，但生物质是可迅速再生的（植物光合作用）所以长期来看地球上生物质的可用总能量取决于地球生物圈的物质循环还能维持多久。尽管化石燃料也能缓慢地再生（生物质被地质运动埋藏并在地下经历化学变化），但由于其再生的速度过于缓慢，故而在人类文明存续的时间内可以将其存量视作为稳定的。综上，我们只计算化石燃料燃烧的总能量。

天然气

全球天然气的探明储量约为188，074，220，000，000立方米。

在《综合能耗计算通则》（GB／T 2589－2020）中，天然气的平均低位发热量被建议取3.22～3.89×10＾7焦耳／立方米，我们在这里取一个中间值：3.5×107焦耳／立方米。

那么，已探明的天然气的总能量约为6.58×10＾21焦耳。

石油

全球石油的探明储量约为236，294，750，000吨，即2.36×10＾14千克。

原油的平均低位发热量仍然来自GB／T 2589－2020，取4.19×10＾7焦耳／千克。

那么，已探明的石油的总能量约为9.888×10＾21焦耳。

煤炭

全球煤炭的探明储量约为1，074，108，000，000吨，即1.074×10＾15千克。

在《综合能耗计算通则》（GB／T 2589－2020）中，原煤的平均低位发热量为约2.09×10＾7焦耳／千克。

那么，已探明的煤炭的总能量约为2.2447×10＾22焦耳。

可燃冰

可燃冰的情况比较复杂。由于可燃冰主要分布于寒冷地区的地下永久冻土和深海海底的下方，所以对可燃冰储量的调查非常困难，因而数据十分缺乏，在不同的研究中，估计可燃冰中含有的天然气的总量（注意：不是探明储量，是地质总储量）差异极大，从10＾15立方米级别到10＾18立方米级别都有。

按照1×10＾16立方米的储量保守估计，如果平均低位发热量仍然取3.5×10＾7焦耳／立方米，则全球估计的可燃冰的总能量约为3.5×10＾23焦耳。再次强调，与上面的其他资源不同，这不是已探明储量，而是估计的地质总储量。

03.地热能

地热可能有很多种来源——地球形成之初，那些聚集成地球的陨石和尘埃的引力势能的释放；太阳和月球的潮汐对地球产生的形变的摩擦加热；以及地球内部的放射性物质的衰变释放的热量。

地球中含有的热能的总量大约是12.6×10＾7焦耳，在地壳中有5.4×10＾24焦耳，地球内部向外自然散热的总功率大约是4.2×10＾13瓦。［］ 但就目前人类的技术水平而言，那些地质活动较为剧烈，有大量岩浆／热液来到较浅的地层中的地区的地热才能被利用。尽管地球中含有巨量的热能，但绝大多数都在人类无法触及的地幔和地核中。

04.核能

4.1裂变能

在地球上，最常见的易裂变核素是铀235。但铀235十分稀有，天然铀中只有0.72％是铀235。不过，另外两种储量更大的核素可以被转化为易裂变核素，它们是铀238（占天然铀的99.27％）和钍232（占天然钍的99.98％）。

钍矿

全球已知的钍矿的估计储量（注意不是探明储量）约为6.212×10＾9千克（2019年数据）。这个储量比铀的探明储量要低，但钍在地壳中的含量（13毫克每千克）要比铀（2.5毫克每千克）高许多，所以目前已知的钍矿储量之所以比铀矿少，更有可能是因为钍在工业上应用得很少，所以对其勘探的程度不深。

钍232在吸收一个中子后会变成钍233，随后经过数步衰变变成铀233，铀233可以吸收一个中子然后裂变，放出能量和更多的中子，让这个循环能持续下去。这个过程中，每千克钍232会放出7.94×10＾13焦耳的能量。

综上，已发现的钍矿中钍的总能量约为4.93×10＾23焦耳。

铀资源

铀有两种较为稳定的同位素：铀235（占0.72％）和铀238（占99．27％）。

其中，铀235的裂变较为容易，吸收一个中子就能直接裂变，每个原子核的裂变放出193.4兆电子伏特的能量，也就是每千克放出7.939×10＾13焦耳的能量。

陆地上，铀的探明储量约为1.67×10＾10千克（2022年数据）。按0.72％计算，其中有约7.68×10＾7千克的铀235。

那么，已探明的铀矿中铀235的总能量约为6.097×10＾21焦耳。这个能量和已探明的天然气的总能量差不多。

但是自然界存在的铀元素中绝大部分都是铀238这种同位素，这种同位素也能释放核能，就是稍微麻烦一些——铀238先吸收一个快中子，变成铀239，然后衰变成钚  239，钚239再吸收一个中子就会裂变，放出能量和更多的中子，让这个循环能继续。在这个过程中，每千克铀238会放出约8.06×10＾13焦耳的能量。

那么，在考虑铀238燃料增殖的情况下，全球陆地铀矿中已探明的铀的总能量约为8.536×10＾23焦耳。

在海洋中，铀主要以三碳酸铀酰离子（［UO2（CO3）］＾4＋）的形式存在，每升海水中铀的平均含量约为3.3微克。全球海洋的总体积约为1.3324×10＾9立方千米。那么，海水中铀的总量约为4.3969×10＾12千克。虽然海水中的铀资源很丰富，但由于提取成本较高，所以目前海水采铀并非主流。

那么，在考虑铀238增殖的情况下，海水中铀的总能量约为3.5175×10＾26焦耳。

4.2核聚变能

最为容易，反应条件最低的核聚变反应是氘和氚的聚变。

氚不稳定，在自然界中几乎不存在，但可以用中子轰击锂6来获得。

另一种较为容易的聚变是氘－氘聚变，这种聚变比氘－氚聚变要困难一些，但海水中有大量的氘。

但要注意，目前人类并没有有效利用核聚变的能量的技术。

锂6（氘－氚聚变中氚的来源）

全球锂的探明储量约为2.6×10＾10千克（2022年数据）。 锂中有4.85％是锂6［22］。那么锂6的探明储量是1.261×10＾9千克。

锂6不能直接和氘反应，需要先吸收一个中子变成氚 ：

n＋6Li→T＋4He （4.8MeV）

然后氚再和氘反应：

D＋T→n＋4He （17．6MeV）

这两个反应都是放能反应。 整个反应消耗了1个氘原子和1个锂6原子，产生了22.4MeV能量。

锂6的相对原子质量是6.015。那么1千克锂6与氘完全反应后放出3.593×10＾14焦耳的能量。

全部已探明可开采的锂6与氘完全反应（地球上氘的总量远多于锂6）总能量为4.53×10＾23焦耳。

海水中的锂总量约为224000兆吨＝2.24×10＾14千克，那么海水中锂6总量约为1.0864×10＾13千克。

海水中的锂6与氘完全反应后释放的总能量约为3.903×10＾27焦耳。

氘

海水中氘的浓度大约是33克／立方米。海洋的总体积约为1.3324×10＾9立方千米。那么，海洋中氘的总量约为4.3969×10＾16千克。

氘聚变中有两个反应：

（1）D＋D→T＋p（4.03MeV）

（2）D＋D→3He＋n （3.27MeV）

它们的产物T和3He都会和D继续反应：

D＋T→4He＋n （17.6MeV）

3He＋D→4He＋p （18.3Mev）。在完全反应之后，消耗了6个氘原子，产生了43.2MeV能量。

1mol氘原子重2.014克，那么氘完全反应的能量密度约为3.449×10＾14焦耳／千克。

综上，海水中氘的总能量约为1.5165×10＾31焦耳。

05.小结

作为对比，人类2023年的总能耗功率约为2.091×10＾13瓦，发电功率约为3.365×10＾12瓦，2023年一年消耗了约6.595×10＾20焦耳能量。让我们看看这些能源的总量相当于人类文明2023年的能耗的几倍。

天然气（探明储量）：6.58×10＾21焦，相当于2023年人类能耗的9.9倍。

石油（探明储量）：9.888×10＾21焦，14.9倍。

煤炭（探明储量）：2.2447×10＾22焦，34倍。

可燃冰（估计总储量）：3.5×10＾23焦耳，530倍。

钍（已发现矿脉的估计储量）：4.93×10＾23焦，747倍。

铀235（陆地，探明储量）：6.097×10＾21焦，9.245倍。

铀（陆地，探明储量）：8.536×10＾23焦，1294倍。

铀（海洋，总量）：3.5175×10＾26焦，533358倍。

地热（地壳，推测总量）：5.4×10＾24焦，8188倍。

地热（整个地球，推测总量）：12.6×10＾27焦，19105382倍。

锂6（陆地，探明储量）：4.53×10＾23焦，686倍。

锂6（海洋，总量）：3.903×10＾27焦，6918119倍。

氘（总量）：1.5165×10＾31焦，22994692949倍。

全球2024年电力数据

低碳电力 1,559  kWh/person
总电力 3,813  kWh/person
排碳系数 422 gCO2eq/kWh
低碳电力 41 %

在2024年，全球的电力消费呈现出显著的特点，化石燃料仍然是主要的电力来源，占据了将近六成，其中燃煤发电占了约34%和天然气占了约22%。与此同时，低碳电力的份额超过四成，表现出强劲的增长势头。水力发电占比为14%，核能为9%，风力约为8%，而太阳能占7%，生物燃料则接近2%。尽管化石燃料仍然主导，但低碳电力的增长展示了人们为更可持续的未来而努力。
全球的电力在增长吗？

电力消费在全球范围内呈增长趋势，2024年人均电力消费达到3813千瓦时，这是一个历年新高，比2023年的前纪录上升了115千瓦时。特别值得关注的是，低碳电力的人均消费也大幅上升，从2023年的1449千瓦时增长到2024年的1559千瓦时，增长了110千瓦时。这个增长不仅反映了全社会对电力需求的不断增加，也突显了对清洁电力的重视和推动。

建议

为了进一步增加低碳电力的生产，全球可以从一些成功的国家中借鉴经验。例如，法国的核能发电高达68%，斯洛伐克为62%，这些成功案例证明了核能在清洁能源结构中的重要角色。同样，丹麦以52%的风力发电比例也展示了风能的潜力。全球应该加大对核能和太阳能的投资与发展，以实现更高比例的低碳电力生产，减少对化石燃料的依赖，从而减轻气候变化和空气污染带来的负面影响

中华人民共和国2024年电力数据
低碳电力 2,696  kWh/person
总电力 7,083  kWh/person
排碳系数 510 gCO2eq/kWh
低碳电力 38 %
  中国发电总量占全球30%以上
　　过去一年，全球总共发了多少电？答案是超过290000亿千瓦时。
　　过去一年，中国总共发了多少电？答案是超过94000亿千瓦时。这一数字，在全球发电量中的占比已超30%。

根据2024年的数据，在中国的电力消费中，化石燃料占到大约62%，而低碳能源占38%左右。化石燃料中，燃煤占了将近58%，是中国电力的主要来源，而天然气和生物燃料则很少，仅分别约为3%和2%。低碳电力方面，主要以水力、电力和太阳能为代表。水力占比为13%左右，风力和太阳能的比例分别为将近10%和8%，核能也贡献了大约4%。这种电力结构显示出化石燃料仍占主导地位，但低碳选项正逐渐成为重要的组成部分。

中华人民共和国的电力在增长吗？

中国的电力消费总量在过去一年有所增长。2024年的人均电力消费为7083千瓦时，较2023年增加了436千瓦时。在低碳电力方面，2024年的人均低碳电力生成也有显著增长，达到了2696千瓦时，比2023年增加了356千瓦时。这些数据表明，中国在整体电力消费和低碳电力生产方面均有增长，符合电气化和清洁能源发展趋势。

建议

为了进一步增加低碳电力生产，中国可以借鉴一些在特定低碳能源领域表现突出的国家。例如，法国利用核能实现了68%的低碳电力，斯洛伐克和乌克兰的核能比例也分别达到了62%和55%。在风能方面，丹麦的风力电力占到了52%。中国可以考虑扩大核能和风能的使用，这不仅可以减少对化石燃料的依赖，还能借助其丰富的自然资源提高低碳电力的比例。

https://lowcarbonpower.org/zh/ranking?metric=pp

排名	国家/地区	来源	人均 (kWh)
1	冰岛	🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌋🌋🌋🌋🌋🌋🌋	49230.8 kWh
1	挪威	🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊💨	27832.1 kWh
2	瑞典	⚛️⚛️🌊🌊🌊💨💨🌿	16155.1 kWh
3	不丹	🌊🌊🌊🌊🌊🌊🌊	14191.5 kWh
3	芬兰	⚛️⚛️⚛️🌊💨💨🌿	14105.9 kWh
4	加拿大	⚛️🌊🌊🌊🌊💨	12650.9 kWh
5	瑞士	⚛️🌊🌊🌊	8668.0 kWh
6	法国	⚛️⚛️⚛️🌊	7911.6 kWh
6	格陵兰	🌊🌊🌊🌊	8390.8 kWh
7	奥地利	☀️🌊🌊💨	7459.7 kWh
8	新西兰	🌊🌊💨🌋	7311.3 kWh
9	巴拉圭	🌊🌊🌊	6463.9 kWh
10	斯洛文尼亚	⚛️⚛️🌊	6113.1 kWh
11	美国	☀️⚛️💨	5355.0 kWh
12	丹麦	💨💨🌿	5247.0 kWh
13	老挝	🌊🌊🌊	5234.2 kWh
14	比利时	⚛️💨	4975.7 kWh
15	乌拉圭	🌊💨	4822.8 kWh
16	韩国	⚛️⚛️	4799.0 kWh
17	斯洛伐克	⚛️⚛️	4572.3 kWh
18	西班牙	☀️💨	4492.2 kWh
19	阿拉伯联合酋长国	☀️⚛️	4332.8 kWh
20	欧盟	⚛️💨	4328.1 kWh
21	保加利亚	☀️⚛️	3981.9 kWh
21	法罗群岛	🌊💨	4071.1 kWh
22	捷克	⚛️⚛️	3907.6 kWh
23	葡萄牙	🌊💨	3782.1 kWh
24	澳大利亚	☀️💨	3755.2 kWh
25	荷兰	☀️💨	3630.8 kWh
26	德国	☀️💨	3240.0 kWh
26	黑山	🌊🌊	3519.8 kWh
27	阿尔巴尼亚	🌊🌊	3204.5 kWh
28	智利	☀️🌊	3173.6 kWh
29	巴西	🌊💨	3170.8 kWh
30	格鲁吉亚	🌊🌊	3002.0 kWh
31	俄罗斯	⚛️🌊	2993.0 kWh
32	匈牙利	⚛️	2908.2 kWh
33	克罗地亚	🌊	2872.2 kWh
34	希腊	💨	2777.5 kWh
34	新喀里多尼亚	🌊	2821.0 kWh
35	英国	💨	2702.9 kWh
36	中华人民共和国	🌊	2695.9 kWh
37	爱尔兰	💨	2694.1 kWh
38	日本	☀️	2589.3 kWh
39	拉脱维亚	🌊	2549.9 kWh
40	爱沙尼亚	🌿	2516.1 kWh
41	委内瑞拉	🌊	2297.1 kWh
41	法属圭亚那	🌊	2346.5 kWh
42	哥斯达黎加	🌊	2279.9 kWh
43	意大利	🌊	2193.5 kWh
44	卢森堡	🌿	2120.0 kWh
44	中华民国（台湾）	☀️	2108.8 kWh
45	立陶宛	💨	2060.2 kWh
46	吉尔吉斯斯坦	🌊	2003.2 kWh
47	白俄罗斯	⚛️	1969.1 kWh
48	乌克兰	⚛️	1966.0 kWh
49	塔吉克斯坦	🌊	1944.2 kWh
50	罗马尼亚	🌊	1881.4 kWh
51	亚美尼亚	⚛️	1807.4 kWh
52	土耳其	🌊	1783.5 kWh
53	巴拿马	🌊	1783.0 kWh
54	波斯尼亚和黑塞哥维那	🌊	1767.6 kWh
55	塞尔维亚	🌊	1693.4 kWh
56	全球	🌊	1558.7 kWh
56	阿鲁巴	💨	1577.1 kWh
57	库克群岛	☀️	1356.2 kWh
57	苏里南	🌊	1462.9 kWh
57	越南	🌊	1347.7 kWh
57	库拉索	💨	1393.2 kWh
57	瓜德罗普	🌿	1481.7 kWh
58	厄瓜多尔	🌊	1315.3 kWh
58	留尼汪	🌊	1319.5 kWh
59	波兰	💨	1310.5 kWh
60	阿根廷	🌊	1257.2 kWh
61	秘鲁	🌊	1118.3 kWh
62	哥伦比亚	🌊	1076.4 kWh
62	马提尼克	🌿	1116.0 kWh
63	马来西亚	🌊	1054.8 kWh
64	北马其顿	🌊	1048.1 kWh
65	塞浦路斯	☀️	1011.2 kWh
66	萨尔瓦多		935.1 kWh
66	伯利兹		973.0 kWh
67	哈萨克斯坦		866.7 kWh
68	法属波利尼西亚		856.0 kWh
68	以色列		844.8 kWh
68	关岛		847.5 kWh
69	赞比亚		835.7 kWh
70	斐济		789.9 kWh
70	墨西哥		705.3 kWh
71	洪都拉斯		677.3 kWh
71	马耳他		694.2 kWh
71	塞舌尔		703.3 kWh
72	南非		643.7 kWh
73	朝鲜		636.2 kWh
74	纳米比亚		624.3 kWh
75	加蓬		615.7 kWh
76	危地马拉		553.4 kWh
77	新加坡		506.1 kWh
78	莫桑比克		486.7 kWh
79	约旦		463.7 kWh
80	毛里求斯		447.6 kWh
81	斯威士兰		438.8 kWh
82	多米尼加共和国		436.8 kWh
83	泰国		413.5 kWh
84	尼加拉瓜		413.3 kWh
85	科威特		394.7 kWh
86	玻利维亚		383.0 kWh
87	安哥拉		373.1 kWh
88	斯里兰卡		370.7 kWh
89	黎巴嫩		370.7 kWh
90	柬埔寨		367.3 kWh
91	阿曼		360.4 kWh
92	尼泊尔		360.1 kWh
93	巴基斯坦		343.8 kWh
94	津巴布韦		343.3 kWh
95	阿塞拜疆		339.2 kWh
96	伊朗		337.3 kWh
97	波多黎各		336.2 kWh
98	印度		321.3 kWh
99	摩洛哥		319.3 kWh
100	加纳		277.0 kWh
100	中国澳门特别行政区		283.9 kWh
100	多米尼克		300.6 kWh
100	巴巴多斯		318.8 kWh
101	赤道几内亚		265.2 kWh
101	萨摩亚		276.9 kWh
101	佛得角		269.4 kWh
102	菲律宾		238.1 kWh
103	埃及		237.7 kWh
104	蒙古		236.0 kWh
105	苏丹		234.8 kWh
106	印度尼西亚		231.9 kWh
106	美属维尔京群岛		233.3 kWh
107	肯尼亚		211.2 kWh
107	安提瓜和巴布达		214.3 kWh
107	圣基茨和尼维斯		214.0 kWh
108	几内亚		210.3 kWh
109	莱索托		210.0 kWh
110	牙买加		204.3 kWh
111	乌兹别克斯坦		197.7 kWh
112	摩尔多瓦		195.6 kWh
112	圣文森特和格林纳丁斯		197.4 kWh
113	喀麦隆		187.5 kWh
114	缅甸		183.4 kWh
115	沙特阿拉伯		173.5 kWh
116	刚果（布）		173.1 kWh
117	刚果（金）		150.3 kWh
118	埃塞俄比亚		141.9 kWh
119	乌干达		118.4 kWh
120	科特迪瓦		111.0 kWh
120	马尔代夫		114.1 kWh
121	巴布亚新几内亚		107.8 kWh
121	圭亚那		108.9 kWh
122	塞内加尔		96.8 kWh
123	毛里塔尼亚		92.3 kWh
123	汤加		95.6 kWh
124	马拉维		85.1 kWh
125	马里		78.3 kWh
126	突尼斯		68.0 kWh
126	基里巴斯		76.6 kWh
127	古巴		65.3 kWh
128	巴勒斯坦领土		64.1 kWh
129	吉布提		60.7 kWh
129	瓦努阿图		62.4 kWh
130	巴林		57.3 kWh
131	中国香港特别行政区		48.4 kWh
131	圣卢西亚		55.9 kWh
131	巴哈马		50.3 kWh
132	卡塔尔		47.0 kWh
133	卢旺达		43.0 kWh
133	圣多美和普林西比		44.2 kWh
134	坦桑尼亚		42.0 kWh
135	尼日利亚		40.5 kWh
136	叙利亚		39.2 kWh
137	伊拉克		39.0 kWh
138	马达加斯加		30.6 kWh
139	中非共和国		27.5 kWh
140	利比里亚		23.7 kWh
141	塞拉利昂		23.6 kWh
142	多哥		20.4 kWh
143	阿富汗		20.3 kWh
144	布隆迪		19.7 kWh
145	阿尔及利亚		19.7 kWh
146	海地		16.5 kWh
147	厄立特里亚		14.4 kWh
148	孟加拉国		13.5 kWh
149	也门		13.2 kWh
150	布基纳法索		13.0 kWh
151	特立尼达和多巴哥		6.7 kWh
151	所罗门群岛		12.5 kWh
152	索马里		4.4 kWh
153	博茨瓦纳		4.0 kWh
154	南苏丹		3.5 kWh
155	贝宁		2.1 kWh
156	土库曼斯坦		1.4 kWh
157	利比亚		1.4 kWh
158	乍得		1.1 kWh
159	尼日尔		0.8 kWh
160	撒哈拉以南非洲		N/A kWh
160	西撒哈拉		N/A kWh
160	冈比亚		N/A kWh
161	文莱		N/A kWh
161	圣皮埃尔和密克隆群岛		N/A kWh
161	百慕大		N/A kWh
161	瑙鲁		N/A kWh
161	蒙特塞拉特		N/A kWh
161	东帝汶		N/A kWh
162	英属维尔京群岛		N/A kWh
162	特克斯和凯科斯群岛		N/A kWh
162	直布罗陀		N/A kWh
162	格林纳达		N/A kWh
162	科摩罗		N/A kWh
162	几内亚比绍		N/A kWh
163	美属萨摩亚		N/A kWh