基于因素分解模型的宁夏电力消费驱动因素分析

2022-03-02余蕾

宁夏电力 2022年6期

余蕾

（国网宁夏电力有限公司，宁夏银川 750001）

0 引言

电力是国民经济社会发展的重要支撑，2021年末宁夏发电装机达到62.143 GW，其中新能源装机28.388 GW，占比由2010 年末的6%提高到46%[1-2]；电力消费由2010 年的54.7 TW·h 增长到2021 年的115.8 TW·h，年均增长7.1%[2-3]。随着电源结构向绿色低碳转变以及电力消费持续快速增长，全区电力可靠供应的保障难度加大，2021 年全区出现电力缺口并采取了有序用电措施，迫切需要加快新型电力系统建设，为宁夏经济社会发展提供安全可靠、清洁高效的供电保障。“十二五”以来，随着宁夏经济发展由高速向中高速增长转变，用电需求增长的原有规律发生变化，电力消费增速剧烈波动，因此有必要对电力消费驱动因素进行分析，解析电力消费增长的动力来源和波动原因。

文献[4]运用对数均值迪氏指数因素分解法（logarithmic mean divisia index，LMDI) 对我国1997—2012 年电力消费增量进行分析，得出电耗强度是抑制电力消费增长的主要因素；文献[5]运用结构分解模型对全国2005—2015 年电力消费驱动因素进行分析，得出人均最终需求水平是电力消费增长的最大增量因素；文献[6-7]运用LMDI 模型分别对北京和山东临沂电力消费进行了解析。以上文献中缺乏对宁夏地区电力消费驱动因素的分析，本文应用LMDI 因素分解模型分析和量化经济规模、产业结构与电耗强度三个因素对宁夏电力消费增长的影响程度，有助于更好地把握电力需求增长规律，为电力保供、电网发展以及电力需求预测等工作提供参考。

1 宁夏电力消费现状

1.1 宁夏经济发展与产业结构调整

“十二五”以来，宁夏经济持续稳步增长，经济总量迈入新台阶，经济发展由高速增长向中高速增长转变。分阶段来看，“十二五”、“十三五”期间地区生产总值分别年均增长9.9%和6.4%；2021年，宁夏实现地区生产总值4 522.31亿元，按不变价格计算，比上年增长6.7%[1]。

近年来，宁夏产业发展加快转型，各产业比重发生积极变化（见表1），由2011 年的9.1∶47.6∶43.3 调整为2021 年的8.1∶44.7∶47.2[1，8],其中，第一产业占比下降1 个百分点，第二产业占比下降2.9个百分点，第三产业占比提高3.9个百分点，表明三次产业结构得到进一步优化。

表1 宁夏2011年与2021年经济结构对比

1.2 宁夏电力消费及用电结构变化

“十二五”以来，宁夏全社会用电量总体保持较快增长，但增速波动幅度很大，在-4.22%～32.51%波动[2-3]。分阶段来看，“十二五”、“十三五”期间全社会用电量分别年均增长9.94%和3.40%，2021 年全社会用电量同比增长11.59%[3]。从图1可以看出，2011—2021 年，宁夏的GDP 和用电量增速均呈现由高向低变化的趋势，但用电量增速的波动幅度远大于GDP增速，基本呈“W”型。

图1 2011—2021年全社会用电量及GDP增速

从用电结构来看，宁夏三次产业和居民用电呈现第一产业和第二产业用电比重下降，第三产业和居民用电比重上升的变化趋势，其中三次产业用电结构与产业结构的变化趋势一致，如表2所示。

表2 宁夏2011年与2021年用电结构对比

长期以来，第二产业用电在宁夏用电结构中占据主导地位，主要是以冶金、化工等工业为主体的产业结构所决定的。2021 年，宁夏第二产业用电量占全社会用电量的88.8%，其中黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业、化学原料及化学制品制造业和非金属制品业四大高耗能行业用电量占第二产业用电量的60%[3]。

1.3 宁夏电耗强度变化

电耗强度是指一个地区每万元地区生产总值所消费的电力，通常以万元GDP 电耗表示，是反映一定时期内电力能源利用效率的重要指标。电耗强度的变化主要与结构调整、技术进步以及节电措施等有关[9]，其中，结构调整对电耗强度的影响不仅限于一、二、三产业结构之间的变化，还在于产业内部各行业结构的变化，从宁夏的情况来看，第二产业内部各行业的比例变化对电耗强度影响较大，如，高附加值行业的产品结构变化以及高耗能行业产能、现有产能实际产量的变化等。

近年来，宁夏通过推进产业结构调整、限制高耗能行业规模、淘汰落后产能等措施，以及各行业随着技术进步用电单耗逐步降低，促进了总体电耗强度的下降，由2011年的4 114（kW·h）/万元[8]降至2021年的3 198（kW·h）/万元（按2010年GDP为基期折算可比价），年均下降0.93%，表明电能利用效率得到提升，单位产值对电力消费的需求减少。

2 电力消费增长分解分析

2.1 数据来源及说明

本文选取的研究时间范围为2011—2021年，因居民用电没有对应的经济产出，根据电力消费与国民经济产业分类的对应关系，电力消费选取全行业用电量，即第一产业、第二产业和第三产业用电之和。所用的数据包括：2010—2021 年宁夏国内生产总值、全行业用电量以及各产业用电量，其中，国内生产总值来自文献[1]和文献[8]，并以2010 年作为基期进行折算。全行业用电量及各产业用电量来自文献[2-3]。

2.2 分解模型

经济部门的电力消费主要受经济规模、产业结构、电耗强度三大因素影响，因此，电力消费可分解为

式中：et为第t年全行业电力消费；ei,t为产业i第t年的电力消费；Yt为第t年的地区生产总值；Yi,t为产业i第t年的生产总值；i=1，2，3，分别为第一、二、三产业；ωi,t为产业i在第t年的产值占比；Ei,t为产业i第t年的电耗强度。

那么，根据LMDI 因素分解模型，从第t-1 年到第t年的电力消费变化可以分解为规模效应、结构效应和强度效应，如式（2）所示：

式中：Δet全行业电力消费增量，即用电量总效应；Δet,sca为生产总值变化带来的电力消费增量，即规模效应；Δet,str为产值占比变化带来的电力消费增量，即结构效应；Δet,eff为电耗强度变化带来的电力消费增量，即强度效应。其中规模效应、结构效应以及强度效应的分解形式分别为

式（3）—（5）中θi,t为权重函数，其计算如式（6）所示。

3 分解结果及分析

应用LMDI 因素分解模型分析宁夏2011—2021年电力消费驱动因素，分解结果见表3和图2。

图2 2011—2021年全行业用电增速及各因素拉动率

表3 2011—2021年宁夏电力消费驱动因素分解结果

从规模效应来看，2011—2021 年，经济规模扩大带来的电量变化均为正向效应，说明经济规模的扩大是电力消费增长的主要动力。受2012年以来经济增长换档减速的影响，经济规模扩大带来的电力消费增长较为稳定，其对电量增长的拉动率呈缓慢递减趋势。

从结构效应来看，除个别年份外，结构效应对电量变化的影响为负向效应，说明产业结构的变化总体向抑制用电增长的方向发展。由于第二产业电耗强度大于第一产业和第三产业[10]，随着宁夏产业结构的调整，第二产业比重下降导致用电需求减少；产业结构的调整是一个长期的过程，短期内结构变化幅度有限，故结构效应对电量变化的影响较小。

从强度效应来看，电耗强度的变化总体上抑制电力需求的增长，但各年度间波动幅度较大，是电力消费增速波动的最大因素。尽管近年来宁夏的电耗强度有所下降，但高耗能行业现有产能的产量易受政策、市场等外部因素影响而大幅波动，导致各年度间电耗强度的波动，如2013 年受国家拉动经济政策影响高耗能行业开工率较高[11]，而2020 年受国内外疫情影响高耗能行业大量停产。此外，宁夏以能源、化工为主的产业发展形式没有发生根本性改变，“十三五”期间宁东能源化工基地快速发展，煤化工、火电外送等重大项目集中投产造成“十三五”中期电耗强度反弹，突出表现为2018年电耗强度对电量变化的正向效应。