劉青，張莉莉，李江濤，張成龍，譚顯東，張凱，郭威
(1.國(guó)網(wǎng)能源研究院有限公司，北京 102209；2.國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司，河北 石家莊 050021；3.國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司 營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)中心，河北 石家莊 050021)
0 引言
改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)全社會(huì)用電量伴隨經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng)，用電總量位居世界第一，人均用電水平實(shí)現(xiàn)了大幅跨越�！笆濉币詠�(lái)，中國(guó)面臨“三期疊加”，經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸進(jìn)入新常態(tài)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)步伐加快，經(jīng)濟(jì)由高速增長(zhǎng)轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展，全社會(huì)用電量增速呈波動(dòng)回落態(tài)勢(shì)[1-3]。
展望“十四五”，中國(guó)電力需求增長(zhǎng)存在較大不確定性，需要搭建模型開(kāi)展趨勢(shì)研究。文獻(xiàn)[4]針對(duì)改進(jìn)的電力需求評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)施了不同尺度的小波分解，利用灰色模型獲取短期、中長(zhǎng)期以及長(zhǎng)期的電力需求預(yù)測(cè)結(jié)果。文獻(xiàn)[5]利用空間自回歸模型對(duì)電力需求與國(guó)民生產(chǎn)總值之間的空間相依性進(jìn)行了分析，并建立基于空間自回歸模型、灰色預(yù)測(cè)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的組合模型開(kāi)展電力需求預(yù)測(cè)。文獻(xiàn)[6-7]基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過(guò)確定神經(jīng)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)的方式對(duì)電力需求數(shù)據(jù)歸一化處理，實(shí)現(xiàn)電力需求多時(shí)間尺度的預(yù)測(cè)。
合理確定“十四五”期間電力需求水平是科學(xué)編制電力發(fā)展“十四五”規(guī)劃的重要基礎(chǔ)，需要開(kāi)展深入研究[8-12]。本文回顧中國(guó)電力消費(fèi)歷史增長(zhǎng)情況，分析“十四五”期間電力需求的重要影響因素，構(gòu)建電力需求預(yù)測(cè)模型并設(shè)計(jì)了基準(zhǔn)、敏感性2個(gè)方案，預(yù)測(cè)“十四五”期間中國(guó)、分部門(mén)電力需求走勢(shì)，并提出相關(guān)建議。
1 中國(guó)電力消費(fèi)歷史情況分析
改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)全社會(huì)用電量保持快速增長(zhǎng)，如圖1所示。1978—2020年，中國(guó)全社會(huì)用電量從0.25萬(wàn)億kW·h增至7.5萬(wàn)億kW·h，增長(zhǎng)29倍，年均增長(zhǎng)8.4%。其中，“六五”“七五”“八五”時(shí)期全社會(huì)用電量增速分別為6.5%、8.6%、10.0%，增速穩(wěn)步提升；“九五”時(shí)期，受亞洲金融危機(jī)等影響，全社會(huì)用電量增速回落至6.4%；“十五”“十一五”時(shí)期，受經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)拉動(dòng)，全社會(huì)用電量實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)增長(zhǎng)，增速分別為13.0%、11.1%。
圖1 1978年以來(lái)中國(guó)全社會(huì)用電量及增速Fig.1 Power consumption and growth rate of the whole society in China since 1978
“十二五”以來(lái)，全社會(huì)用電量增速呈波動(dòng)回落態(tài)勢(shì)，如圖2所示，“十二五”“十三五”用電量年均增速分別是6.3%、5.7%。2011年，中國(guó)用電量保持兩位數(shù)增長(zhǎng)，增速為12.0%；2012年起，用電量增速波動(dòng)下滑，2015年用電量增速降至谷底，為1.0%，主要是“三去一降一補(bǔ)”等政策措施見(jiàn)效，鋼鐵、煤炭去產(chǎn)能力度較大；2016年起，受高耗能生產(chǎn)恢復(fù)、夏季高溫天氣、電能替代穩(wěn)步推進(jìn)等影響，用電量增速連續(xù)3年回升，其中2018年用電量增速為8.4%，創(chuàng)2012年以來(lái)新高；2019年，受工業(yè)生產(chǎn)放緩、氣溫同比偏低等影響，用電量增速回落至4.5%；2020年，受新冠肺炎疫情影響，用電量增速僅3.1%，降至2016年以來(lái)最低水平。
圖2 2011年以來(lái)中國(guó)全社會(huì)用電量及增速Fig.2 Power consumption and growth rate of the whole society since 2011
分部門(mén)看，“十二五”以來(lái)，三次產(chǎn)業(yè)及居民生活用電量均較快增長(zhǎng)，其中第二產(chǎn)業(yè)用電量增速走勢(shì)與全社會(huì)用電量基本一致，第三產(chǎn)業(yè)用電量增速相對(duì)較高，如圖3所示。2010—2020年，中國(guó)三次產(chǎn)業(yè)和居民生活用電量年均增速分別為8.0%、5.0%、9.1%、7.9%。從用電增長(zhǎng)貢獻(xiàn)率看，第二產(chǎn)業(yè)是全社會(huì)用電量增長(zhǎng)的主要力量，但貢獻(xiàn)率下降，由2010年的79.8%降至2020年的57.4%；第三產(chǎn)業(yè)和居民生活對(duì)全社會(huì)用電量增長(zhǎng)的合計(jì)貢獻(xiàn)率增強(qiáng)，由2010年的19.5%升至2020年的39.2%。從用電量占比看，2020年，三次產(chǎn)業(yè)和居民生活用電量比重分別為1.1%、68.2%、16.1%、14.6%，其中第二產(chǎn)業(yè)用電量比重較2010年降低6.7個(gè)百分點(diǎn)，第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電量比重較2010年分別提高4.0、2.4個(gè)百分點(diǎn)。
圖3 2011年以來(lái)中國(guó)三次產(chǎn)業(yè)和居民生活用電量增速Fig.3 Growth rate of electricity consumption of three industries and residents since 2011
2 中國(guó)電力需求影響因素分析
2.1 新冠肺炎疫情
2020年疫情大封鎖導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)活動(dòng)暫停，全球經(jīng)濟(jì)迅速陷入衰退。隨著中國(guó)迅速控制疫情、美英率先攻克疫苗技術(shù)解封經(jīng)濟(jì)，各大經(jīng)濟(jì)體快速采取前所未有的大規(guī)模經(jīng)濟(jì)刺激措施，全球經(jīng)濟(jì)迅速反彈。2020—2021年，全球經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)了“深V”形走勢(shì)，到2021年第二季度，占全球經(jīng)濟(jì)86%左右的G20成員的整體經(jīng)濟(jì)比疫情前增長(zhǎng)0.8%；全球工業(yè)生產(chǎn)和全球貿(mào)易量已經(jīng)超過(guò)疫情前水平，產(chǎn)出缺口收窄。2021年，中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定恢復(fù)，雖然多地散發(fā)疫情對(duì)經(jīng)濟(jì)依然產(chǎn)生短期沖擊，但是出口貿(mào)易快速增長(zhǎng)，宏觀經(jīng)濟(jì)顯示出較強(qiáng)的韌性。
“十四五”后四年，隨著發(fā)達(dá)國(guó)家疫苗全面普及、全球疫苗合作持續(xù)推進(jìn)，疫苗供應(yīng)有望在2022年初覆蓋全球，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)將于2022年逐步恢復(fù)常態(tài)化，而后疫情對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)與電力需求的影響將顯著弱化[13-15]。
2.2 中美貿(mào)易爭(zhēng)端
中國(guó)自2001年加入世界貿(mào)易組織以來(lái)，對(duì)外貿(mào)易國(guó)際影響力大幅上升。面對(duì)中國(guó)地位提升和本國(guó)經(jīng)濟(jì)失利，2018年3月特朗普政府對(duì)中國(guó)開(kāi)啟了貿(mào)易戰(zhàn)。截至2019年12月，美國(guó)已實(shí)施對(duì)中國(guó)出口商品三輪四批次加稅措施，涉及商品價(jià)值約占中國(guó)對(duì)美出口額的68%。受中美貿(mào)易爭(zhēng)端影響，2018、2019年，裝備制造業(yè)、外貿(mào)依存度較高的消費(fèi)品行業(yè)受到了較大沖擊。2020年1月，中美第一階段經(jīng)貿(mào)協(xié)議已達(dá)成，但考慮到貿(mào)易爭(zhēng)端具有必然性、長(zhǎng)期性和復(fù)雜性，是美國(guó)用于抑制中國(guó)發(fā)展的手段，貿(mào)易爭(zhēng)端很可能存在反復(fù)。
“十四五”期間，大范圍、高水平的加征關(guān)稅難以長(zhǎng)期持續(xù)，但貿(mào)易爭(zhēng)端作為美國(guó)遏制中國(guó)發(fā)展的手段將仍然存在，主要針對(duì)高技術(shù)制造業(yè)。美國(guó)發(fā)起貿(mào)易爭(zhēng)端的形式可能從加征關(guān)稅轉(zhuǎn)向科技、資源、金融等領(lǐng)域，或?qū)⒉扇】萍挤怄i、能源資源禁運(yùn)、限制中國(guó)企業(yè)使用美元等手段遏制中國(guó)發(fā)展。整體來(lái)看，中美兩國(guó)“合則兩利，斗則俱傷”，將長(zhǎng)期保持“斗而不破”的局面[16-19]。
2.3 宏觀經(jīng)濟(jì)形勢(shì)
中國(guó)經(jīng)濟(jì)從高速增長(zhǎng)階段進(jìn)入增速換擋階段，1991—1999年、2000—2009年、2010—2019年GDP年均增速分別為10.6%、10.3%、7.7%；2020年，受新冠疫情影響，中國(guó)GDP增長(zhǎng)2.3%，年內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行經(jīng)歷了增速下降、恢復(fù)回升、加速增長(zhǎng)的過(guò)程；2021年，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行形勢(shì)總體保持平穩(wěn)，增速在上年低基數(shù)上有所反彈，預(yù)計(jì)增速為8.2%。
“十四五”后4年，中國(guó)將堅(jiān)持供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，堅(jiān)持實(shí)施擴(kuò)大內(nèi)需戰(zhàn)略，推動(dòng)形成以國(guó)內(nèi)大循環(huán)為主體、國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局。從需求端看，投資對(duì)于中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的拉動(dòng)作用持續(xù)下降，消費(fèi)成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿头�(wěn)定支撐，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)出口的依賴(lài)進(jìn)一步減弱。從供給端看，第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力水平進(jìn)一步提升，農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化加速發(fā)展；第二產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)持續(xù)推進(jìn)，高耗能行業(yè)發(fā)展總體處于峰值平臺(tái)期，高技術(shù)和裝備制造業(yè)保持較快增長(zhǎng)；第三產(chǎn)業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)的支撐作用更加明顯，“新基建”的發(fā)展為服務(wù)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供支撐[20]。
2.4 電能替代
近年來(lái)，在環(huán)保、資源等因素約束下，中國(guó)電能替代電量呈逐年上升態(tài)勢(shì)，對(duì)全社會(huì)用電量產(chǎn)生較大的拉動(dòng)作用。2014—2020年，國(guó)家電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)電能替代電量由503億kW·h上升至1 938億kW·h，年均增長(zhǎng)25.2%，對(duì)全社會(huì)用電量增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率保持在30%以上；2021年，預(yù)計(jì)國(guó)家電網(wǎng)有限公司完成電能替代電量1 515億kW·h。
“十四五”后四年，在能源清潔低碳轉(zhuǎn)型趨勢(shì)下，以電氣化為主路徑實(shí)現(xiàn)“碳中和”已成各界廣泛共識(shí)，預(yù)計(jì)電能替代持續(xù)保持較大規(guī)模，為用電增長(zhǎng)貢獻(xiàn)重要增量，但受經(jīng)濟(jì)性等因素制約，替代規(guī)模相比“十三五”將有所下降。分部門(mén)看，制造業(yè)領(lǐng)域電能替代電量占比較高，其中冶金電爐、輔助電動(dòng)力、工業(yè)電鍋爐、建材電窯爐、礦山采選替代電量規(guī)模較大；交通、電采暖、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生活等領(lǐng)域電能替代規(guī)模趨勢(shì)向好，占替代總量的比重呈上升態(tài)勢(shì)[21-22]。
3 研究方法與方案分析
3.1 研究方法
采用中長(zhǎng)期分部門(mén)電力需求預(yù)測(cè)模型，原理如圖4所示。充分考慮宏觀經(jīng)濟(jì)、電能替代等影響，采用 GTAP (global trade analysis project)、計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)、國(guó)際水平比較、市場(chǎng)調(diào)研、參考權(quán)威機(jī)構(gòu)等方法，預(yù)測(cè)“十四五”期間中國(guó)分行業(yè)增加值、單位增加值電耗、人均居民生活用電量、人口等中間變量，并按照部門(mén)屬性匯總得到中國(guó)全社會(huì)和三次產(chǎn)業(yè)用電量預(yù)測(cè)結(jié)果[23-27]。
圖4 中長(zhǎng)期分部門(mén)電力需求預(yù)測(cè)模型原理Fig.4 Schematic diagram of medium and long term power consumption prediction model
中長(zhǎng)期分部門(mén)電力需求預(yù)測(cè)具體步驟如下。
（1）行業(yè)用電量采用產(chǎn)值單耗法預(yù)測(cè)。搭建包含生產(chǎn)、消費(fèi)、政府支出、國(guó)際貿(mào)易等模塊的GTAP模型；將關(guān)稅稅率作為外生變量，設(shè)置歷史年份、“十四五”期間中美關(guān)稅加征政策，分析中美貿(mào)易爭(zhēng)端對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的影響程度；考慮中國(guó)應(yīng)對(duì)中美貿(mào)易爭(zhēng)端采取的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、對(duì)外開(kāi)放等一系列措施，并參考權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)機(jī)構(gòu)，得到“十四五”期間中國(guó)GDP和主要行業(yè)增加值。
結(jié)合歷年電能替代完成情況統(tǒng)計(jì)表，計(jì)算剔除電能替代影響后分行業(yè)用電量，進(jìn)而得到分行業(yè)單位增加值電耗；采用計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)模型，預(yù)測(cè)“十四五”期間剔除電能替代影響下分行業(yè)單位增加值電耗，進(jìn)而得到分行業(yè)用電量預(yù)測(cè)值；結(jié)合“十四五”期間分行業(yè)電能替代市場(chǎng)調(diào)研結(jié)果，得到考慮電能替代影響后分行業(yè)用電量最終預(yù)測(cè)值。
（2）居民生活用電量采用人均生活用電量法預(yù)測(cè)。參考聯(lián)合國(guó)等權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)結(jié)論，得到“十四五”期間中國(guó)總?cè)丝陬A(yù)測(cè)結(jié)果；考慮電能替代對(duì)居民生活用電的影響，結(jié)合國(guó)際水平比較等方法預(yù)測(cè)人均居民生活用電量；將人均居民生活用電量與總?cè)丝谙喑�，得到“十四五”期間中國(guó)居民生活用電量預(yù)測(cè)結(jié)果。
（3）全社會(huì)用電量根據(jù)各部門(mén)預(yù)測(cè)結(jié)果匯總�；诜中袠I(yè)用電量，按照行業(yè)屬性求和計(jì)算三次產(chǎn)業(yè)用電量，再結(jié)合居民生活用電量，得到“十四五”期間中國(guó)全社會(huì)用電量預(yù)測(cè)結(jié)果。
3.2 方案分析
設(shè)置“十四五”期間中國(guó)電力需求的基本方案和敏感性方案。
基本方案：中美貿(mào)易爭(zhēng)端略有緩和，美國(guó)對(duì)1 200億美元中國(guó)商品加征關(guān)稅逐步取消，2 000億美元商品加征關(guān)稅降至12.5%，500億美元商品加征關(guān)稅保持25%不變；中國(guó)對(duì)美國(guó)實(shí)施同比例的加征關(guān)稅反制措施。中國(guó)供給側(cè)改革平穩(wěn)推進(jìn)，新舊動(dòng)能持續(xù)轉(zhuǎn)換，高端制造業(yè)與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)全要素生產(chǎn)率每年平穩(wěn)提升；進(jìn)一步自主降低關(guān)稅水平，大幅削減進(jìn)口環(huán)節(jié)制度性成本。電能替代穩(wěn)步推進(jìn)。
敏感性方案：中美貿(mào)易爭(zhēng)端加劇，美國(guó)對(duì)3 000億美元商品中的1 800億美元加征關(guān)稅稅率由15%逐步降至10%，對(duì)2 500億美元商品加征25%關(guān)稅保持不變，并限制對(duì)中國(guó)高技術(shù)產(chǎn)品出口；中國(guó)對(duì)美國(guó)實(shí)施同比例的加征關(guān)稅反制措施。受制于部分零部件和原材料產(chǎn)品對(duì)美依賴(lài)程度高，中國(guó)新動(dòng)能發(fā)展動(dòng)力減弱，高端制造業(yè)與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)全要素生產(chǎn)率每年緩慢提升；降低關(guān)稅水平，削減進(jìn)口環(huán)節(jié)制度性成本。電能替代推進(jìn)較慢。
4 “十四五”期間中國(guó)電力需求趨勢(shì)研究
4.1 總量
“十四五”期間，中國(guó)用電量增長(zhǎng)空間還很大�；尽⒚舾行苑桨�，預(yù)計(jì)2025年中國(guó)全社會(huì)用電量分別為9.85萬(wàn)億、9.44萬(wàn)億kW·h，“十四五”期間年均增速分別為5.6%、4.7%。
4.2 分部門(mén)
從用電量增速看，基本方案，預(yù)計(jì)“十四五”期間中國(guó)三次產(chǎn)業(yè)和居民生活用電量年均增速分別為6.5%、3.2%、11.8%、8.4%，第二產(chǎn)業(yè)用電量低速增長(zhǎng)，第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電量增速較高。敏感性方案，預(yù)計(jì)“十四五”期間中國(guó)三次產(chǎn)業(yè)和居民生活用電量年均增速分別為5.9%、2.4%、10.3%、7.6%。
從用電量占比看，基本方案，預(yù)計(jì)2025年中國(guó)三次產(chǎn)業(yè)和居民生活用電量占全社會(huì)用電量的比重分別為1.2%、60.8%、21.4%、16.6%，其中第二產(chǎn)業(yè)用電量比重逐漸降低，第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電量比重穩(wěn)步提高。敏感性方案，預(yù)計(jì)2025年中國(guó)三次產(chǎn)業(yè)和居民生活用電量占全社會(huì)用電量的比重分別為1.2%、61.1%、20.9%、16.7%。
5 結(jié)論
本文回顧了中國(guó)電力消費(fèi)歷史增長(zhǎng)情況，分析了“十四五”期間電力需求影響因素，構(gòu)建了電力需求預(yù)測(cè)模型并設(shè)計(jì)了基準(zhǔn)、敏感性2個(gè)方案，預(yù)測(cè)了“十四五”期間中國(guó)電力需求走勢(shì)。得出如下結(jié)論。
（1）基本、敏感性方案，2025年中國(guó)全社會(huì)用電量分別為9.85萬(wàn)億、9.44萬(wàn)億kW·h，“十四五”期間年均增速分別為5.6%、4.7%。
（2）基本方案，“十四五”期間，中國(guó)三次產(chǎn)業(yè)和居民生活用電量年均增速分別為6.5%、3.2%、11.8%、8.4%；敏感性方案，上述部門(mén)年均增速分別為5.9%、2.4%、10.3%、7.6%。
按照電力規(guī)劃適度超前原則，建議采用“基本方案”的結(jié)果作為“十四五”電力規(guī)劃的邊界條件，規(guī)劃目標(biāo)網(wǎng)架，確定項(xiàng)目?jī)?chǔ)備，提高規(guī)劃適應(yīng)性；在年度投資計(jì)劃安排中，按照實(shí)際需求安排項(xiàng)目，確保投資效率。
