新常态下的电力需求预测

● 朱成章

“十三五”电力规划似乎充满了信心，负责起草规划的国家电力规划研究中心写了不少文章。也有一些专家认为煤电搞多了，都以“十三五”电力规划中的需求预测为标准来说话，没有人讨论“十三五”电力规划中需求预测是否偏小、是否准确、是否有可能要修改规划。

“十三五”电力规划与“十五”电力规划有相似之处。在“十五”规划之前，由于受东南亚金融危机的影响，电力消费增长率 1997年下降为4.8%，1998年为2.8%，1999年为6.1%......由于受“十五”前几年低增长的影响，在研究编制“十五”电力规划时，各主管部门和各研究单位预测2005年发电量和装机容量普遍偏小，如国家计委预测2005年发电量17300亿千瓦时，装机容量3.7亿千瓦，“十五”期间年均增长率分别为4.8%和3%；国家经贸委预测2005年发电量为17500亿千瓦时，装机容量3.9亿千瓦，年均增长率分别为5.04%和4.0%；研究单位及专家预测为17500～18500亿千瓦时，装机容量为3.9～4亿千瓦，增长率分别为5.04%～6.2%和4.08%～4.6%。由于实际经济发展速度比预测的速度快，“十五”电力规划3年完成，于是修订“十五”电力规划，预计2005年发电量达到19600亿～20000亿千瓦时，年均发电量增长率提高到6%～7.3%，结果仍然偏低。2005年实际完成发电量为24975亿千瓦时，是国家计委计划发电量的1.44倍；装机容量为51718万千瓦，是国家计委计划装机容量的1.40倍。

最近这几年由于受国际经济疲软的影响，中国经济进入新常态，电力增长率下降，2012年为5.9%，2013年为 8.9%，2014年为 3.8%，2015年为 0.96%，2016年为5%，在这种情况下，“十三五”电力规划全社会用电量为6.8万亿～7.2万亿千瓦时，年平均增速为3.6%～4.8%，另考虑储备2000亿千瓦时。“十三五”电力规划公布后，2017年第一季度GDP增长6.9%，电力增长率同样是6.9%，比原计划增速高2.1%～3.3%。中能智库专家在《一季度全国能源形势分析与预测》的预测和展望中说，电力需求增速加快。“从一季度相关数据来看，尽管中国宏观经济面临一定压力，但二季度往上走的态势越来越明显。能源是经济发展的基础。二季度经济发展向好，工业生产也将加大力度，钢铁、建材、有色等高耗电工业领域用电将保持增长。综合看来，二季度电力需求将超过一季度的增长水平。”“十三五”电力规划的预测很可能跟“十五”一样，预测负荷太低，接连几年电力需求高增长，使电力规划失去意义，要不断地修改规划。其实在新常态下，电力需求年增长7%～8%甚至8%～9%也不为过，如果“十三五”规划从2017年开始增长率高于“十三五”电力规划值，那么“十三五”也可能像“十五”电力计划那样，要修订规划。“十三五”电力需求预测确实也存在一些问题。

1 不能忘记了调查研究

调查研究是电力需求预测的基本功。改革开放以后，逐步从国外引进模型预测、弹性系数预测方法等，于是调查研究逐步被这些预测方法所替代。记得在改革开放初期，老计划司司长在计划司职工中强调调查研究是计划、规划工作的基本功，没有调查研究就没有资格做负荷预测。电力计划工作者应当到农林水和各个工业部门去了解情况，到农村、工厂去了解用电情况，寻找电力供应和消费的规律。在全球经济的“大转型”的新常态下，能源行业何去何从？我们首先需要识别出哪些是确定的，哪些是不确定的，哪里存在着新机会，哪些存在着风险。比如人类将推动全球能源结构走向低碳绿色、逐步脱离以化石能源为主导的状态，提高全球电气化的比重，这点是确定的。电力在终端能源消费的比重会不断提高，这也是确定无疑的。总之，通过调查研究，能够比较准确地预测负荷。

“十三五”我国用电需求预测用的是数量经济模型法、电力弹性系数法和分行业用电量法。这是我国电力部门常用的预测方法，这些预测方法都存在主观随意性。数量经济模型搞电力需求预测，外行看了觉得很神秘、很科学，但实际上模型的灵魂是数据，大家的兴趣在模型，却没有人沉下心来搞数据。电力弹性系数法预测，设定第二产业弹性系数为0.5～0.55，第三产业为1.05～1.15，居民生活为 1.1～1.2，综合计算为 0.65～0.71。 从国家统计局《中国统计摘要》来看，2008年为0.58，2009年为0.75，2010 年为 1.25，2011 年为 1.27，2012 年为 0.77，2013 年为1.16，2014年为0.51，没有一个规律性。所以自世界能源危机之后，大家认为电力弹性系数已经不可能作为能源、电力需求预测的方法。与其花功夫预测电力弹性系数，不如在调查研究上多花点功夫。至于分行业用电量法预测与电力弹性系数预测法是类似的，一个是先预测各行业电力弹性系数，综合各行业的弹性系数，得出总的电力弹性系数，然后求得2020年全社会用电量；而第三个预测法则是直接预测各行各业的用电量，然后相加得出全社会用电量。3个方法预测结果，第一个方法为7.2～7.4万亿千瓦时，第二个方法为7.0～7.3万亿千瓦时，第三个方法为6.8～7.4万亿千瓦时，似乎都很接近，其实搞需求预测的都知道，预测时可以通过试算解决，甚至可以使3个方法的预测结果都相等。

2 要预测总发电量

在我国的统计中，有发电量和全社会用电量，发电量比全社会用电量大。有人以为发电量包括厂用电、线损，其实全社会用电量中也包括厂用电和线损。这个差额主要是进出口电量。随着我国国际交往和洲内跨国联网、洲际联网的增加，以及全球能源互联网的发展，这个数字会不断增加，如这个差额在2010年为279亿千瓦时，差额是0.66%，到2016年已达到699亿千瓦时，差额是1.18%。这是我们承担的国际义务，这部分发电量和全社会用电量一样是不能少的，所以我们除了预测全国用电量之外，应当预测总发电量。

在有关“十三五”我国用电需求预测的文章中，关于电力需求预测用了3个名词。在数量经济模型预测中，2020年全国需电量为7.2万亿～7.4万亿千瓦时，这里用的是“全国需电量”；在电力弹性系数法预测中，2020年全社会需电量预测为7.0万亿～7.3万亿千瓦时，这里用的是“全社会需电量”；在分行业用电量法预测中，2020年全社会用电量在6.8万亿～7.4万亿千瓦时，这用的是“全社会用电量”。前面讲的是3种预测方法，可是后面又加了一种人均用电量法，但文中并没有介绍人均用电量法。在最后总结中，2020年统一归并为全社会用电量6.8万亿～7.2万亿千瓦时，应该说3种预测方法预测的都是全社会用电量。

3 要推进电能替代

为贯彻落实中央财经领导小组第六次会议《国务院关于印发大气污染防治行动计划的通知》（国发[2013]37号）、《能源发展战略行动计划 （2014～2020年）》（国办发[2014]31号）相关部署，国家发改委等八部委以发改能源[2016]1054号文联合印发了 《关于推进电能替代的指导意见》，要求“2016～2020年，实现能源终端消费环节电能替代散烧煤、燃油消费总量约1.3亿吨标准煤，带动电煤占煤炭消费比重提高约1.9%，带动电能占终端能源消费比重提高约1.5%，促进电能占终端能源消费比重达到约27%。”

有一件事情始终没有弄清楚，就是以电代煤，要代替1.3亿吨标准煤，需要多少电？后来媒体公布，代替1.3亿吨标准煤要用4500亿千瓦时电能。因此，以电代煤不是用电去代替声、光、通信等高效用电，是用电去代替经济性差的供热部分。因为这部分经济性差，所以一直还是用煤炭、石油、天然气等化石燃料供应，最近几年由于热泵技术的发展，用电制热效率高了，经济性有所提高，但由于发电和热泵需要巨大的投资和运行费用，因此目前热泵的经济性并不高，仍有待于技术水平的提高。目前来看，用电锅炉代替煤锅炉，环境效益好，但能效和经济性还赶不上。现在关于以电代煤公布了一些数字：1.3亿吨标准煤的替代要消耗4500亿千瓦时电能。到目前为止，国家电网公司从2013～2016年累计推广实施电能替代电量达1030亿千瓦时，首次突破1000亿大关，相当于在能源消费终端减少燃煤4037万吨，减排二氧化碳7190万吨，减排二氧化硫等污染物76万吨，环保和社会效益显著。还有一种估计，在“十三五”期间，国家电网公司供电区域内可完成5000亿千瓦时电能替代，南方电网公司供电区域内可完成1000亿千瓦时电能替代，没有说内蒙古电力公司供电区域内可以完成多少，至少两大电网公司可完成6000亿千瓦时，加上这笔用电量，2020年全社会用电增长率至少可以达到6.5%。这里是按电能利用高效率来计算耗电量的，每亿千瓦时电能可以替代3万吨左右标准煤或4万吨左右原煤来计算的。电锅炉、电炊具达不到这么高的效率，要替代1.3亿吨标准煤，替代电量还要增加，“十三五”相应的全社会用电量及其增长率还会增加。因为电能替代1.3亿吨标准煤是必须完成的，所以电能替代的电量应当纳入电力规划。

4 关于灵活电源平衡

在建国初期，我国电力短缺，为了多发电力满足电力需求，那时倾向于多建基荷电厂，可以用有限的装机容量多发电量。但是尖峰电厂、腰荷电厂和基荷电厂的经济性是不同的。后来装机容量比较富余之后，为了保持各类电厂运行的灵活性、可靠性和经济性，在进行电力规划时，不仅要保证有足额的装机容量，而且要根据负荷特性，使尖峰电厂、腰荷电厂和基荷电厂有合理的比例。现在处在化石能源发电向可再生能源和新能源大转换时期，要大力发展可再生能源电力和新能源电力，需要用火电（天然气发电和煤电）、储能和需求响应来解决可再生能源电力和新能源电力的间歇性、随机性和季节性问题，特别是在目前储能和需求响应尚不能大规模发展时，主要靠火电调峰、调频、辅助服务的情况下，矛盾比较突出，“三北”弃风、弃光，云南、四川弃水，局部地区调峰能力不足，煤电利用小时数不断下降，输电系统利用率偏低。为了解决这些问题，我们在进行电力需求预测时，是否应该测算一下，我们发展可再生能源电力、核电、风电、太阳能电力需要多少调峰、调频容量，需要多少辅助服务容量？我们有多少调峰、调频、辅助服务容量？是否平衡？能否满足发展水电、核电、风电、太阳能发电要求？在“十三五”期间能否解决弃水、弃风、弃光，甚至弃核的要求？“十三五”规划中虽有水电、风电、太阳能发电、核电的装机规模，也有天然气发电、煤电、抽水蓄能电站的规模，但没有水电、风电、太阳能发电、核电需要多少调峰、调频和辅助服务容量，不知道非化石能源电力的辅助服务要求能否满足，弃水、弃风、弃光、弃核的问题能否解决？调峰、调频，灵活电源最好多准备点，以便水电、风电、光电、核电超计划完成时保证不丢弃、少丢弃电能。

5 关于饱和用电水平

饱和用电水平是关系国家及地区电力规划的关键指标，对其进行科学研究，将有助于远近结合、统筹兼顾，将有助于指导当前能源电力发展建设。过去有人研究认为2030年是电力饱和的年份。最近南方能源报刊登《基于国际比较的我国饱和用电水平研判》，认为我国人均用电量约为7000～8000千瓦时/年，2032年或2042年达到饱和时期全社会用电量预计将达到11.7万亿千瓦时（8000千瓦时/人/年×14.6亿人口=11.68万亿，约等于11.7万亿千瓦时）。

能源转型对于饱和用电水平有很大影响，所以首先要弄清楚能源转型，因为对于能源转型可以有好几种理解。一是在开发侧，用清洁能源替代化石能源，在能源消费侧实施清洁能源替代。这里所说的清洁能源是指风能、太阳能、核能、水能等可再生能源，还包括煤炭清洁高效利用和天然气等。另一个是：能源发展以电力为中心，实现“两个替代”，能源开发实施“清洁替代”，以太阳能、风能、水能等清洁能源替代化石能源，能源消费实行“电能替代”，以电代煤、以电代油、以电代天然气，实现一个回归（化石能源回归其基本属性，主要作为工业原料和材料使用），一个提高（即提高电气化水平）。因为第一方案缺乏必要的数据，难以估算，现在按第二方案，能源开发实施新能源、可再生能源和核电替代，能源消除以电能替代，估计需要电能20万亿千瓦时（按4500亿千瓦时电能替代1.3亿吨标准煤计算）。这个数字与南方电网公司估计的饱和度相差很多。

改革开放以后的能源预测，都或多或少在考虑能源转型，用清洁、低碳能源替代化石能源。从1996年到2015年收集到14个预测资料，绝大部分预测到2050年。随着对能源转型的认识，2050年的发电量和装机容量不断提高，但到目前为止，2050年的发电量还没有提高到20万亿千瓦时。1996年能源部课题组预测，到2050年发电量不到7万亿千瓦时，装机容量14.86亿千瓦，还不到“十三五”规划2020年发电量6.8万亿～7.2万亿千瓦时，装机容量20亿千瓦。2012年国家开发银行吴敬儒的预测，2050年发电量为13.8万亿千瓦时，装机容量35亿千瓦。2012年中国电力企业联合会王志轩预测，2050年发电量为16.3万亿千瓦时，装机容量达49亿千瓦。2014年华北电力大学罗建国等人预测，2050年发电量15万亿千瓦时，装机容量41亿千瓦。到2015年国家电网公司能源研究院白建华预测，发电量15万亿千瓦时，装机容量68.4亿千瓦 （其中包括储能容量6亿千瓦）。如果按白建华的预测2050年发电设备利用小时数为2200小时，那么要达到饱和电量20万亿千瓦时，装机容量应该达到90.9亿千瓦。如果要想用电力完全替代所有各种化石能源，以全球综合电力网替代全球综合能源网，20万亿千瓦时是不够的，关键是4500亿千瓦时电力替代不了1.3亿吨标煤。目前2050年的预测已经有好几个超过了南方电网公司的预判，但却都没有超过关于20万亿千瓦时的预测，看来认为2030年达到电力的饱和用电水平是不可靠的。

最近有人说，在2017年前中国一直存在着两个潜在的风险，第一个是能源，第二个是粮食。自从在技术上获得三大突破，中国有可能排除两大风险。这三大突破是：（1）地热干热岩的研究成功；（2）低成本沙漠化土壤改良；（3）海水、盐碱地、水稻种植。干热岩勘查的重大突破，它比煤炭、石油的储量高几十倍，甚至可能使人类放弃高温核聚变生产能源的努力。干热岩如能开采成功，可以弥补我国能源资源的不足，对于电能的替代，电力饱和水平也可能有影响。电力饱和用电水平的高低，取决于用电力替代化石能源的水平（用电力替代化石能源的比例，例如替代50%、80%，还是全替代），再一个就是电力替代化石能源的速度，替代速度越快，饱和用电水平就会越快到来。而这两项速度的高低取决于经济性。我们希望干热岩的利用技术能很快成熟，干热岩能为中国电力替代作贡献。

新时代、新征程、新常态下，就要有新的电力预测方法，要抛弃电力弹性系数法、人均用电量法，要用调查研究来预测负荷。