基于家用電器耗電量的廣東省城鄉(xiāng)居民用電需求分析

冷 媛，邢勝男，陳 政，徐兵華（.南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，廣東廣州，50080；.北京經(jīng)世萬方信息技術(shù)有限公司，北京，000）

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基于家用電器耗電量的廣東省城鄉(xiāng)居民用電需求分析

冷 媛1，邢勝男2，陳 政1，徐兵華2
（1.南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，廣東廣州，510080；2.北京經(jīng)世萬方信息技術(shù)有限公司，北京，100022）

摘要：居民生活用電一直是電力市場(chǎng)中最具潛力的增長點(diǎn)，而對(duì)城鄉(xiāng)居民生活用電需求的分析也一直是各界人士倍受關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。本文基于leap模型從家用電器耗電量的角度分析廣東省城鄉(xiāng)居民未來5年的用電需求。結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 2016-2020年城鎮(zhèn)空調(diào)、電冰箱的使用引起的用電量年均增長率分別為8.21%和8.33%；而農(nóng)村空調(diào)、電冰箱的使用引起的用電量年均增長率分別為11.41%和7.31%。城鄉(xiāng)居民用電潛在需求較大。

關(guān)鍵詞：居民用電量；leap模型；家用電器

0 引言

近年來，隨著廣東省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，廣東省用電結(jié)構(gòu)也有對(duì)應(yīng)的調(diào)整。隨著城鄉(xiāng)居民生活水平的提高，城鄉(xiāng)居民用電保持快速增長，城鎮(zhèn)居民用電年均增速為12.1%，而農(nóng)村居民用電量年均增速9.3%。從2002年至2014年的歷史年份的數(shù)據(jù)來看，2014年，廣東省城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民用電量分別達(dá)到496.14億千瓦時(shí)和315.36億千瓦時(shí)。廣東省城鄉(xiāng)居民用電在全社會(huì)用電量中的比重基本維持在15%左右，這一占比有逐年上升的趨勢(shì)。居民用電需求是電力市場(chǎng)的潛在增長點(diǎn)之一。

“以舊換新”、“家電下鄉(xiāng)”、“節(jié)能補(bǔ)貼”等前幾年的國家刺激政策對(duì)家電市場(chǎng)的作用有目共睹。國家政策的支持刺激了各省城鄉(xiāng)居民家用電器保有量的快速上升，進(jìn)而刺激了居民用電需求的提高。城鄉(xiāng)居民用電需求中，家用電器設(shè)備及照明設(shè)施等基本構(gòu)成了居民用電來源。本文詳細(xì)分析家用電器（電冰箱、空調(diào)）對(duì)居民生活用電需求的影響，其他的家用電器、照明用具等構(gòu)成居民用電的部分均進(jìn)行打包分析。城鄉(xiāng)居民家用電器的保有量、功率以及利用時(shí)長等對(duì)居民電力消費(fèi)有直接的影響。因此，有必要重點(diǎn)研究居民家用電器的使用引起的城鄉(xiāng)居民用電需求的變動(dòng)。

居民生活用電一直是電力市場(chǎng)中最具潛力的增長點(diǎn)，而對(duì)城鄉(xiāng)居民生活用電需求的分析也一直是各界人士倍受關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。

學(xué)者楊力俊等通過對(duì)北京地區(qū)居民用電消費(fèi)結(jié)構(gòu)及數(shù)量的統(tǒng)計(jì)計(jì)算與分析，找出了居民用電需求的影響因素基本為以下幾大類：收入、替代商品的價(jià)格，即各類能源商品的價(jià)格、季節(jié)因素、氣候情況及居民用電習(xí)慣等，并在此基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)了北京市居民用電市場(chǎng)發(fā)展的潛力等。而學(xué)者梁慧芳則通過另一視角，將居民用電歸結(jié)為家庭家用電器的使用以及家用照明情況，而用電需求則取決于家用電器的保有量、使用頻率及家用電器的功率等因素，而家庭照明的使用則取決于家庭人均住房面積、家庭規(guī)模、單位住房面積照明等因素?；诖饲闆r下的分析，預(yù)測(cè)出家用電器及家庭照明潛在用電水平。而國外對(duì)于農(nóng)村用電需求的研究也有所涉獵，E Pourazarm在研究伊朗農(nóng)村地區(qū)用電水平時(shí)發(fā)現(xiàn)，居民生活用電受經(jīng)濟(jì)增長以及極端溫度的影響較大。

對(duì)于居民用電需求的研究分析，多種方法均適用。學(xué)者梁慧芳基于用電需求影響因素的分析，采用了多元選擇模型針對(duì)居民購買家用電器的購買行為進(jìn)行概率估計(jì)，進(jìn)而預(yù)測(cè)出家用電器及家庭照明潛在用電水平。宋煒等選擇了人均可支配收入、居民用電價(jià)格及上期居民人均用電量作為因子，建立了本期居民生活用電需求的誤差修正預(yù)測(cè)模型。張宇等基于面板數(shù)據(jù)模型，采用自行計(jì)算的綜合電器指數(shù)作為解釋變量對(duì)中國典型城市的居民用電進(jìn)行詳細(xì)的預(yù)測(cè)，即從家用電器的角度來分析居民用電量的變化趨勢(shì)；蘇銘等則基于logit模型構(gòu)建了華東四省一市居民用電預(yù)測(cè)模型。

綜合來看，基于家用電器的居民用電需求分析的理論較少，采用leap模型對(duì)用電量需求進(jìn)行分析的文獻(xiàn)同樣較少。因此，本文采用leap模型從居民家用電器著手研究城鄉(xiāng)居民用電需求這一思路具有方法及理論上的創(chuàng)新性。

1 城鎮(zhèn)居民用電需求分析

電力需求是一種間接需求，居民生活用電需求取決于家用電器保有量。基于上述分析的三種家用電器的耗電量分析居民用電需求。

1.1城鎮(zhèn)居民電冰箱年耗電量的分析

當(dāng)前購買冰箱多為一級(jí)節(jié)能冰箱，而老冰箱仍存在二級(jí)節(jié)能冰箱。查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，一級(jí)節(jié)能冰箱每天耗電量為0.5-0.6千瓦時(shí)，二級(jí)節(jié)能每天耗電量約為0.75千瓦時(shí)，但是該耗電量均為理想狀態(tài)下測(cè)試的電耗。受存儲(chǔ)量及氣溫等因素的影響，一般會(huì)高于這一數(shù)據(jù)，夏季一般會(huì)在1-1.5度電，冬季大約是0.8度，考慮到廣東省春、冬兩季溫度處于10-20度左右，設(shè)定該季節(jié)冰箱每天耗電1千瓦時(shí)，而夏、秋兩季溫度較高，預(yù)計(jì)冰箱每天耗電量將會(huì)在1-1.5千瓦時(shí)，假設(shè)每天耗電量為1.25度電左右，根據(jù)上述假設(shè)計(jì)算得到每年每臺(tái)冰箱耗電量為410.75千瓦時(shí)。因此，每戶冰箱的耗電量=百戶城鎮(zhèn)居民電冰箱擁有量*每臺(tái)冰箱耗電量/100。

考慮到未來期居民生活水平的提高冰箱的容積會(huì)不斷加大，但是冰箱的節(jié)能程度也在不斷改善，因此，假定2020年每臺(tái)冰箱耗電量保持不變，仍為410.75千瓦時(shí)。同時(shí)，對(duì)于2020年廣東省城鎮(zhèn)百戶電冰箱擁有量的設(shè)定，考慮到廣東省的居民收入水平及氣象因素，冰箱及空調(diào)均為居民生活的必需品，但是當(dāng)家庭擁有量滿足基本生活需求得到滿足，該類商品很可能成為奢侈品，例如，每家擁有一臺(tái)冰箱即可滿足基本生活需求，當(dāng)然不排除部分家庭需要兩臺(tái)冰箱，但是對(duì)絕大多數(shù)家庭而言，一臺(tái)冰箱已足夠，因此，當(dāng)百戶冰箱擁有量超過100之后，后期百戶冰箱用有量的上升速度會(huì)減緩。查上海、北京市數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，2012年上海市居民百戶冰箱擁有量為106.1臺(tái)，但是從2003年至2012年共9年時(shí)間僅增加了4臺(tái)（從102臺(tái)增加至106臺(tái)），基于此，廣東省2020年百戶冰箱擁有量設(shè)為105臺(tái)。

1.2城鎮(zhèn)居民空調(diào)年耗電量的分析

居民每臺(tái)空調(diào)年耗電量的計(jì)算公式如下：

其中，wh為每臺(tái)空調(diào)的年耗電量；w為居民空調(diào)用電量；h為城鎮(zhèn)居民戶數(shù)；p為每戶城鎮(zhèn)居民空調(diào)擁有量。下面分析確定w數(shù)值的方法。

由于廣東省的季節(jié)特點(diǎn)，廣東省屬熱帶和亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，冬季氣溫偏高，所以冬季較溫暖?；旧希杭?、冬季居民均不需要開啟空調(diào)制熱，而夏秋兩個(gè)季節(jié)是廣東省居民開啟空調(diào)制冷的集中季節(jié)。下面從廣東省歷史數(shù)據(jù)確定，即居民空調(diào)用電量具體產(chǎn)生的月份。選取2010-2013年每月的廣東省城鎮(zhèn)居民用電數(shù)據(jù)分析空調(diào)用電產(chǎn)生的月份。由圖1可以看出，同年廣東省城鎮(zhèn)居民1-5月用電處在相同的水平，6月由較明顯的上升變化，9月份達(dá)到高峰之后開始下滑，直下滑至12月份的最低水平，假設(shè)這種下滑是由空調(diào)使用量的減少所導(dǎo)致的。12月份的用電量基本與3、4月份在同一水平，因此假定12月份不存在空調(diào)用電量。

圖1 2010-2013年每月廣東省城鎮(zhèn)居民用電趨勢(shì)圖Fig.1 Monthly electricity trend of urban residents in Guangdong Province from 2010 to 2013

因此，設(shè)定基礎(chǔ)電量為不開空調(diào)的常溫度下城鎮(zhèn)居民使用電量，即1-5月與12月的城鎮(zhèn)居民用電量的均值，而6-11月份高于基礎(chǔ)電力的部分即為開啟空調(diào)產(chǎn)生的空調(diào)電量，6-11月份的空調(diào)電量之和為全年的空調(diào)電量?；诠?及上述分析，即可確定城鎮(zhèn)居民每年每臺(tái)空調(diào)的年耗電量。

未來期居民空調(diào)擁有量與冰箱類似，但是飽和量卻發(fā)生變化，每家一臺(tái)冰箱即可滿足基本生活需要，但是一臺(tái)空調(diào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，空調(diào)的飽和量應(yīng)該是每個(gè)房間一臺(tái)，根據(jù)基本家庭戶型計(jì)算，每戶需要3臺(tái)空調(diào)左右，即百戶空調(diào)擁有量的飽和度應(yīng)該在300左右。受南北氣象的因素的影響，上海、北京等地百戶空調(diào)擁有量均低于廣東省，無法進(jìn)行比較。2013年廣東省百戶空調(diào)保有量已達(dá)到231.9臺(tái)，由圖可以看出今年增長速度已有所放緩，因此對(duì)未來期百戶空調(diào)保有量的設(shè)定依據(jù)是略有上升。同時(shí)，對(duì)于2020年城鎮(zhèn)居民每臺(tái)空調(diào)耗電量的設(shè)定，每年的每臺(tái)空調(diào)耗電量考慮到廣東省2010-2013年的年均增長率為1.02%，因此，按照此增速，2020年城鎮(zhèn)居民每臺(tái)空調(diào)耗電量設(shè)為220kwh。

1.3城鎮(zhèn)居民其他用電設(shè)備年用電量的分析

城鎮(zhèn)居民用電量中，扣除由電冰箱和空調(diào)的使用引起的用電量，其他的用電量即為城鎮(zhèn)居民家庭其他用電設(shè)備的使用引起的用電量。即城鎮(zhèn)居民其他用電量=城鎮(zhèn)居民用電量-城鎮(zhèn)居民空調(diào)用電量-城鎮(zhèn)居民電冰箱用電量?；诖朔治隹傻玫綒v年城鎮(zhèn)居民其他用電設(shè)備年用電量。

至于2020年廣東省城鎮(zhèn)居民其他用電設(shè)備的年用電量的設(shè)定，則結(jié)合2010-2013年的年均增速來給定。2010-2013年城鎮(zhèn)每戶居民其他用電設(shè)備的用電量年均增速為8.06%。由于其他用電設(shè)備包括家用照明設(shè)備和冰箱、空調(diào)之外的家用電器，考慮到居民家用照明設(shè)備基本飽和，且后期會(huì)更加傾向于節(jié)能照明設(shè)備，同時(shí)其他家用電器的節(jié)能程度會(huì)進(jìn)一步提升。因此，給定城鎮(zhèn)每戶居民其他用電設(shè)備2013-2020年的年均增速為5%是合理的。

2 農(nóng)村居民用電需求分析

2.1農(nóng)村居民電冰箱年耗電量的分析

同廣東省城鎮(zhèn)居民電冰箱年耗電量的設(shè)定基本相同，電冰箱的年耗電量并不以農(nóng)村、城鎮(zhèn)區(qū)分，且基本上，居民使用電冰箱的年利用小時(shí)數(shù)與氣溫相關(guān)，而無低于差異。因此，基本假定農(nóng)村居民使用電冰箱的頻率基本相同與城鎮(zhèn)居民相似，且年耗電量亦相同。

同城鎮(zhèn)居民的電冰箱耗電量的設(shè)定，考慮到未來期居民生活水平的提高冰箱的容積會(huì)不斷加大，但是冰箱的節(jié)能程度也在不斷改善，因此，假定2020年每臺(tái)冰箱耗電量保持不變，仍為410.75千瓦時(shí)。

2013年廣東省電冰箱百戶居民擁有量為72.33，且2010-2013年的年均增速為13.7%，說明廣東省農(nóng)村居民電冰箱購買潛力較大，預(yù)計(jì)達(dá)到一戶一臺(tái)為基礎(chǔ)。因此2020年此值設(shè)定為100，表明2020年廣東省農(nóng)村居民電冰箱擁有量基本達(dá)到一戶一臺(tái)。

2.2農(nóng)村居民空調(diào)年耗電量的分析

廣東省農(nóng)村居民每臺(tái)空調(diào)年耗電量的計(jì)算公式同公式（1）。同時(shí)，公式（1）中全年的農(nóng)村居民空調(diào)電量的分析方法也同城鎮(zhèn)居民空調(diào)電量的分析方法相同，按照上述部分分析的結(jié)果，農(nóng)村居民每臺(tái)空調(diào)年耗電量的數(shù)據(jù)即可得出。

為了簡化設(shè)置2020年農(nóng)村每臺(tái)空調(diào)年耗電量的復(fù)雜過程，這里假設(shè)2020年農(nóng)村每臺(tái)空調(diào)耗電量與城鎮(zhèn)相同。且2020年廣東省農(nóng)村居民百戶空調(diào)擁有量的設(shè)定，考慮到農(nóng)村居民百戶空調(diào)保有量仍處于較高的增長階段，一旦百戶空調(diào)擁有量達(dá)到100之后，增速將有所放緩，因此，按照較近年份（2012和2013年）的增速取算數(shù)平均數(shù)作為2020年廣東省農(nóng)村百戶空調(diào)擁有量的年均增速。以此設(shè)定2020年廣東省農(nóng)村百戶空調(diào)擁有量為112.5臺(tái)。

2.3農(nóng)村居民其他用電設(shè)備年耗電量的分析

農(nóng)村居民用電量中，扣除由電冰箱和空調(diào)的使用引起的用電量，其他的用電量即為農(nóng)村居民家庭其他用電設(shè)備的使用引起的用電量。即農(nóng)村居民其他用電量=農(nóng)村居民用電量-農(nóng)村居民空調(diào)用電量-農(nóng)村居民電冰箱用電量?；诖朔治隹傻玫綒v年農(nóng)村居民其他用電設(shè)備年用電量。

2020年的數(shù)值按照2010-2013年的年均增速給定。2010-2013年的廣東省農(nóng)村居民其他用電設(shè)備年用電量年均增速為7.3%，基于此增速下2020年的農(nóng)村居民每戶其他用電設(shè)備年用電量為5124.16千瓦時(shí)。

基于上述分析，2016-2020年的廣東省城鎮(zhèn)居民用電水平預(yù)測(cè)結(jié)果可知，2020年城鎮(zhèn)空調(diào)、電冰箱的使用引起的用電量分別達(dá)到127.59和97.26億千瓦時(shí)，2016-2020年年均增長率分別為8.21%和8.33%；而2016-2020年的廣東省農(nóng)村居民用電水平預(yù)測(cè)結(jié)果可知，2020年農(nóng)村空調(diào)、電冰箱的使用引起的用電量分別達(dá)到20.1和33.54億千瓦時(shí)，2016-2020年年均增長率分別為11.41%和7.31%。一部分原因是城鎮(zhèn)居民空調(diào)擁有量基本飽和且后期家用電器節(jié)能程度加強(qiáng)。從上述分析基本可以看出，城鎮(zhèn)居民用電需求仍大于農(nóng)村居民的用電需求。

3 結(jié)論

隨著城鄉(xiāng)居民的收入倍增及人口結(jié)構(gòu)的變動(dòng)，中國家庭的家電購買耐受力將大幅提升，從而直接帶動(dòng)居民家電百戶擁有量增長。將家用電器的保有量的增長潛力作為城鄉(xiāng)居民用電量新的增長點(diǎn)的切入點(diǎn)有據(jù)可依。城鄉(xiāng)居民家用電器用電量具有較大潛力，但鑒于家用電器的節(jié)能程度上有所提高，后期城鄉(xiāng)居民家用電器用電需求仍較大，其中與諸多因素有關(guān)，人口總量增長以及居民收入的提高是其主要因素，后期可以從多個(gè)方面綜合考慮城鄉(xiāng)居民家用電器的變化趨勢(shì)。

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中圖分類號(hào)：F224

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡介

冷媛（ 1986） ，女，工程師，碩士，從事電力供需、能源電力發(fā)展領(lǐng)域研究工作。

邢勝男（1971），男，北京人，本科，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)槟茉唇?jīng)濟(jì)，能源預(yù)測(cè)等。

陳政（1976），男，碩士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)槟茉唇?jīng)濟(jì)、電力系統(tǒng)規(guī)劃；

通訊作者：徐兵華 （1990-），女，碩士，從事電力經(jīng)濟(jì)關(guān)系相關(guān)研究工作。

The Analysis of the Demand for Electricity Consumption of Urban and Rural Residents in Guangdong Province Based on the Power Consumption of Household Electric Appliances

Leng Yuan1，Xing Shengnan2，Chen Zheng1，Xu Binghua2
（1.China South Power Grid International Co.，LTD510080；2. Beijing JSWF Information Technology Co.，Ltd.100022）

Abstract：Resident electricity has been the most potential growth in the electricity market，and the analysis of electricity demand in urban and rural areas has been one of the hottest topics，it has been paid close attention to the people from all walks of life.This article is based on the leap model and analyses the electricity demand of urban and rural residents in Guangdong province from the perspective of household appliances power consumption demand in the next five years.The results shows that from 2016 to 2020，in urban areas of Guangdong province，the average annual growth rate of the power consumption is 8.21% and 8.33% caused by the use of air conditioners and refrigerators. Respectively， in rural areas the average annual growth rate of the power consumption is11.41% and 7.31% caused by the use of air conditioners and refrigerators.Urban and rural residents electricity potential demand is huge.

Keywords：Electricity consumption of resident；leap model； Household appliances