基于节能减排约束的区域能源需求预测方法研究——以河南省为例

杨 萌 王江波 邓方钊 国网河南省电力公司经济技术研究院 河南郑州 450000

王 翀 中国石化销售有限公司河南石油分公司 河南郑州 450000

唐金祥 国网宁波供电公司 浙江宁波 315000

能源是经济社会发展的基础保障。长期以来，我国较为粗放的能源生产、消费方式，导致资源环境日益成为经济发展的主要约束。当前，各地政府主管部门出台了一系列能源、环境领域政策措施，旨在促进区域经济、能源、环境的可持续发展。河南作为我国经济、能源、人口大省，产业结构偏重，能源发展高消耗、高排放的特征突出。因此，以节能减排条件下的区域能源发展为着眼点，研究科学的能源需求预测方法，对于指导相关政策制定，促进河南能源低碳可持续发展具有重要意义。

1 区域能源需求研究模型框架体系

本文基于LEAP模型，结合河南产业结构及能源发展特点，统筹考虑数据的准确性和可得性，构建了分层分级研究河南中长期能源需求的模型方法，整体框架如图1所示。模型将区域能源需求总量划分为终端需求用能和能源加工转换用能。其中，终端需求用能包括居民用能、工业用能、建筑业用能、交通运输及仓储邮政业用能、商业用能，对难以按照部门或行业划分的用能需求打包作为其他用能进行研究；能源加工转换用能，主要包括能源生产行业用能及能源加工转换、传输过程中的损失等。

图1 区域能源需求研究框架体系

研究区域能源需求总量时，基于该模型的框架体系，采用“自下而上”的方法分别对各层级、各部门用能进行分析，同时，统筹考虑经济发展、节能政策要求、能效提升、能源替代等因素，实现对各部门和区域能源需求总量的细化研究。

2 分部门能源需求研究方法

2.1 居民用能需求研究

考虑用能方式和类型不同，将居民用能进一步划分为城镇居民用能和农村居民用能进行研究，下面以城镇居民用能为例，详细说明研究方法和思路。城镇居民用能模块分为电能需求、烹饪用能需求、动力能源需求和其他能源需求。电能需求主要包括家用空调、冰箱和电灯等各类可量化电器用能；烹饪用能需求主要包括煤、液化石油气和天然气；动力能源需求主要包括私家车用柴油、汽油；其他用能主要是集中供热的热力能源消费。

图2 城镇居民用能研究框架

基于上述框架，通过获取基准年和研究年份的城镇、农村居民户数，主要耗电电器的保有量，电器功率、每天开放的时间段等数据，并考虑技术进步、能效提升、能源替代等因素，可实现对居民用能需求的精细分析。

2.2工业用能需求研究

工业是区域能源消费的最核心部门，尤其是钢铁、水泥、化工高耗能行业。为提高预测准确性，模型构建时根据区域能源发展特点，对地区高耗能行业用能进行单独分析，其他工业行业用能进行报告预测。各工业行业用能需求分析时，将能源需求划分为原材料用能、动力用能和热力用能等类型，其中原材料用能主要针对化工等以石油为原材料的加工工业；动力用能主要包括为带动机器设备运转消耗能源；热力用能主要指加热、取暖消耗的煤炭、天然气、燃料油和液化石油气等。各行业消耗能源依据行业生产流程用能及能源的相互替代关系进行分类。

图3 工业部门用能研究框架

交通运输及仓储邮政业用能、能源加工转换用能的研究框架分别如图4和图5所示。

图4 交通运输及仓储邮政业用能研究框架

图5 能源加工转换用能部门用能研究框架

3 节能减排条件下河南省中长期能源需求预测

3.1 节能减排情景设定

根据河南省经济、能源发展“十三五”规划、河南省“十三五”煤炭消费总量控制工作方案及其他相关政策文件，采用情景分析法，确定河南省中长期能源需求预测模型的经济发展水平和行业节能目标等研究边界，分别设置节能减排基准情景和不节能情景进行对比研究。

表1 情景设定

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3.2 河南省中长期能源需求预测

根据模型预测结果，节能减排情境下“十三五”期间，南省一次能源需求总量将以年均2%的速度低速增长，预计2020年河南省能源需求总量将达到2.56亿吨标准煤；2020-2030年，南省一次能源需求增速将进一步降至1%左右，如图6所示。

图6 节能减排情境下河南省中长期能源需求总量预测

一次能源消费结构方面，在当前河南主动转变能源发展方式等政策带动下，河南煤炭消费占一次能源消费总量的比重将由2015年的76.5%下降至2020年的72.6%，2030年将进一步下降至68%左右。

表2 河南省中长期一次能源结构预测结果

结 语

采用本文提出的区域能源需求预测模型，能够综合考虑节能减排政策约束、经济发展、技术进步、、能源替代等各类因素，实现对区域中长期能源需求的细化研究分析。从河南省未来能源发展看，当前政策提出的能源转型发展思路、各项节能减排的政策措施将起到良好效果，预计“十三五”期间，河南能源消费将保持年均2%左右的低速增长，并在2020-2030年进一步降低至1%左右。