考慮電能替代的湖北省新常態(tài)電力需求預測

童雅芳，丁 珩，周小兵

（國網湖北省電力公司經濟技術研究院,湖北 武漢 430077）

0 引言

“新常態(tài)”標志著一種與以往不同，具有持續(xù)性和穩(wěn)定性的經濟階段，同時也意味著以往高速發(fā)展階段的一些發(fā)展規(guī)律可能已經不再適用。在這個階段，經濟、用電的發(fā)展將呈現(xiàn)出新的特征。一些傳統(tǒng)預測方法沿用以往高速發(fā)展期間電力需求變化規(guī)律，在經濟新常態(tài)下適用性有所下降。本文在研究了新常態(tài)下經濟、電力發(fā)展新規(guī)律的前提下，針對新常態(tài)下電力需求的新特征，提出考慮電能替代的多元回歸預測模型，對于未來電力需求的預測具有重要的意義。

1 湖北省經濟用電發(fā)展概況

2006-2015年，湖北省經濟從高速擴張期逐漸走向穩(wěn)步發(fā)展期。全省國內生產總值增速從2006年的13.2%震蕩上升至2010年的14.8%[1]，隨后逐年下行至2015年的8.9%。二產GDP占全省GDP比重由2006年的44.4%上升至2012年的50.3%，再逐年下降至2015年的45.7%。規(guī)模以上工業(yè)增加值在“十一五”期間保持在20%以上的高位運行，進入“十二五”，增速一路下行，從2011年20.5%降至2015年8.6%，降幅近12個百分點。城鎮(zhèn)化水平從2009年開始加速推進，城鎮(zhèn)化率從2009年的46.0%快速增長到2015年的56.9%。湖北經濟已經走出了快速發(fā)展期，進入了新常態(tài)的穩(wěn)步發(fā)展期，工業(yè)結構、消費結構正在潛移默化中緩慢調整，高耗能占比逐漸縮減、服務行業(yè)正迎來發(fā)展機遇期。

從用電量來看，“十三五”期間湖北省全社會用電量增速下降趨勢明顯，從2010年的17.2%降低到2015年的0.5%，五年降低了16.7個百分點。二產用電占全社會用電比重從2010年的73.5%下降到2015年的67.3%，五年降低6.2個百分點。新常態(tài)下的湖北用電形勢變化基本與經濟形勢保持一致，全社會用電增速下降，高耗能用電縮減，全省電氣化水平上升，人民生活水平提高。

2 新常態(tài)用電需求模型建立

經濟新常態(tài)下，湖北省宏觀經濟相關指標發(fā)展趨勢及全省用電相關指標走勢均發(fā)生了明顯改變，以往的高階發(fā)展規(guī)律已然不再適用，傳統(tǒng)的電力消費彈性系數(shù)法、回歸分析法、高耗能行業(yè)分析法等預測方法已經存在各自的問題，無以為繼。

為了全面反映經濟新常態(tài)下各個方面對電力需求產生的影響，考慮選取一部分能代表經濟發(fā)展趨勢，同時又與電力消費息息相關，且相互之間線性無關的因子作為自變量，建立全社會用電量預測的多元回歸模型。在經濟總量方面選取GDP，在產業(yè)結構調整方面選取二產比重，在城鎮(zhèn)化水平方面選取城鎮(zhèn)化率，在節(jié)能環(huán)保方面選取工業(yè)能源效率（工業(yè)增加值與工業(yè)能源消費總量的比值）作為模型的四個自變量[4][5]，取對數(shù)進行一階差分后，得到電力消費多元線性回歸預測模型表達式如下：

QELE=1.0883gdp+0.3473rate+0.0476town+0.0291int?en-0.0451

式中：Q為全社會用電量（對數(shù)一階差分后，下同），gdp表示國內生產總值（2005年可比價），rate表示第二產業(yè)比重，town表示城鎮(zhèn)化水平，inten是能源效率變量。

考慮電能替代的電力消費多元線性回歸預測模型表達式如下：

QELE=1.0883gdp+0.3473rate+0.0476town+0.0291in?ten+ees-0.0451

其中：ees代表電能替代變量。

3 新常態(tài)用電需求影響因素分析

3.1 經濟發(fā)展趨勢

用電增長和經濟增長有著密切的對應關系。面對復雜多變的國內外經濟環(huán)境時，湖北省經濟表現(xiàn)尚可，運行總體平穩(wěn)，經濟轉型步伐加快。經濟步入新常態(tài)后，下行壓力也很大，但總體處于多重機遇、多重挑戰(zhàn)疊加的爬坡過坎關鍵階段。根據湖北省“十三五”規(guī)劃，地區(qū)生產總值逼近3億元大關，由“十一五”末的全國第11位上升到第8位，穩(wěn)居全國第一方陣。預計“十三五”期，湖北省經濟將保持8%～9%左右的中速增長。

3.2 產業(yè)結構調整

在三次產業(yè)中，第二產業(yè)用電單耗高，第一產業(yè)和第三產業(yè)相對較低，因此三次產業(yè)的結構和各自的用電單耗調整對于用電需求的影響也是巨大的。

一方面，與東部等發(fā)達省份相比，湖北省還處于工業(yè)化中期的后半階段，還處于能源高剛性需求的階段。原材料行業(yè)、能源行業(yè)、制造業(yè)、高速公路、城際鐵路等行業(yè)的快速發(fā)展以及基礎設施建設的大規(guī)模需求推動工業(yè)及二產用電快速增長，但由于近年來環(huán)保及節(jié)能減排等一系列相關政策的頒布實施，四大高耗能用電增速呈低速增長甚至是負的增速狀態(tài)，工業(yè)及二產用電增長相應放緩步調。在這期間，新興起來的高附加值低能耗行業(yè)雖然發(fā)展快速，但是其對電能的依賴程度遠不及高耗能行業(yè)，帶動的電力需求增長量遠小于高耗能行業(yè)增長放緩造成的用電減少量，所以工業(yè)及二產用電增速放緩的大體趨勢無法改變，全社會用電量增速也將處于低速增長的局勢，二產占全社會用電比重也將繼續(xù)降低。

另一方面，城鎮(zhèn)化進程的逐漸推進，對服務業(yè)的需求量大增，服務業(yè)水平高低是衡量一個國家或地區(qū)人民生活水平的重要指標，省內經濟將逐步過渡到以服務業(yè)為主的階段，未來服務業(yè)比重將不斷上升并超過第二產業(yè)。從固定資產投資的角度來看，固定資產投資作為經濟發(fā)展的主要驅動力，投資偏向決定了資源的分配方向，從而決定著產業(yè)結構調整的動向[2]。近年來湖北省固定資產投資政策偏向較明顯：第二、三產業(yè)投資增速均有所放緩，但2013年以來第三產業(yè)投資增速明顯高于第二產業(yè)，投資偏向的作用體現(xiàn)在產業(yè)經濟結構的變化上就是，第二產業(yè)增加值比重從2013年開始逐年降低，第三產業(yè)增加值比重從2013年開始逐年上升。近年來，固定資產投資方向的改變預示著未來一段時期內第二產業(yè)的生產活動水平將弱于第三產業(yè)，即湖北省產業(yè)結構調整仍將繼續(xù)保持并深化。

預計未來湖北省全社會用電增速將逐漸穩(wěn)定在某一合理水平，一產、二產用電比重將下降，三產用電比重持續(xù)提高，產業(yè)結構逐漸優(yōu)化。

3.3 城鎮(zhèn)化進程

人口的不斷增長和城鎮(zhèn)化進程的不斷推進，是拉動電力消費增加的原因之一。城鎮(zhèn)化在統(tǒng)計學角度上就是人口城鎮(zhèn)化。反映城鎮(zhèn)化水平高低的一個重要指標為城鎮(zhèn)化率，即一個地區(qū)城鎮(zhèn)常住人口占該地區(qū)總人口的比例。

湖北省的城鎮(zhèn)化水平2009年以前一直處于較低水平，2009年開始，城鎮(zhèn)化率增長加快，2015年湖北省城鎮(zhèn)化率達到了56.9%，2009-2015年6年年均提高1.8個百分點。從2009年開始，湖北省城鄉(xiāng)居民人均收入水平和城鄉(xiāng)人均用電水平差距逐年縮小，城鄉(xiāng)居民人均收入水平倍數(shù)關系（城鎮(zhèn)居民人均收入/鄉(xiāng)村居民人均收入）由“十五”、“十一五”期的2.8倍左右下降至2015年的2.3倍，城鄉(xiāng)人均用電水平倍數(shù)關系（城鎮(zhèn)居民人均用電量/鄉(xiāng)村居民人均用電量）五年下降了1.1倍。湖北省城鄉(xiāng)居民人均收入水平和人均用電水平差距均有不同程度的縮小，這個時間節(jié)點正好與城鎮(zhèn)化率的轉折點不謀而合，說明城鎮(zhèn)化率的提升對農村居民收入水平、農村用電水平的提升及城鄉(xiāng)居民收入水平及用電水平差距的縮小起到了潛移默化的作用。

一方面，隨著城鎮(zhèn)化進程的不斷向前推進，農村建設日新月異，城鄉(xiāng)差距不斷縮小，農村居民人均用電將快速追趕城鎮(zhèn)居民人均用電水平，農村居民人均用電水平逐年上升。隨著我省整體生活水平的逐漸提高，城市居民人均用電水平也將向東部地區(qū)靠攏，城鎮(zhèn)居民與農村居民人均用電水平形成你追我趕的增長勢頭，這種趨勢將推動湖北省電力需求保持快速增長趨勢。另一方面，老城區(qū)改造、新城區(qū)建設、農村新社區(qū)（就地城鎮(zhèn)化）[3]的不斷形成，大量的基礎設施建設將釋放很大的電力需求空間，農村人口的能源消費習慣改變及購買力的上升將提升電氣化水平、促進制造業(yè)發(fā)展，從而推動電力需求增加。所以，城鎮(zhèn)化必將長期拉動電力需求高速增長。

圖1 2001-2015年湖北城鎮(zhèn)居民及鄉(xiāng)村居民人均收入、人均用電水平對比圖Fig 1 Comparison of Per Capita Income and Per Capita Power Consumption of Urban Residents and Rural Residents in Hubei Province from 2001 to 2015

對于未來城鎮(zhèn)化率變化的基本態(tài)勢，總體判斷：一方面，未來湖北省的城鎮(zhèn)化仍會以較快的速度推進，這是因為未來湖北省經濟仍會以相對較高的速度增長，城鎮(zhèn)化有可靠的物質基礎，此外農村人口較多、城鄉(xiāng)差距較大，耕地資源有限，城鎮(zhèn)化有強大的內在壓力和動力。另一方面，未來湖北省城鎮(zhèn)化率的提升速度相較于“十二五”期將有所放緩，這是因為未來湖北省經濟增長速度將慢于“十二五”期，城鎮(zhèn)化的成本也會不斷提高，對城鎮(zhèn)化率的提高產生一定的抑制作用。

3.4 能源效率

能源是國民經濟的基礎性戰(zhàn)略支撐，對湖北而言，更是決定生死的關鍵要素。湖北省經濟經過二十多年的高速增長，現(xiàn)今已進入工業(yè)化中期后半階段，并加速向工業(yè)化后期推進，經濟的高速發(fā)展和經濟結構的重型化特征使得能源需求強勁增長，能源消費量直追東部地區(qū)發(fā)達省份。但是，湖北是一個能源消費大省，也是一個能源匱乏省份，缺煤、少油、乏氣，是湖北能源的基本特點。湖北能源自給能力長期不足，能源對外依存度高。根據統(tǒng)計數(shù)據，2013年湖北省煤炭、石油、天然氣自給率分別僅為5.1%、3.6%、1.6%，導致能源對外依存度保持在80%的高位。能源對外依存度高，易受外部資源因素影響，也直接導致湖北能源價格偏高，在一定程度上削弱了湖北產品競爭力和企業(yè)投資的積極性，給湖北經濟快速發(fā)展造成較大隱患。

湖北省能源發(fā)展所面臨的結構性、體制性矛盾突出，廣大人民群眾對生活環(huán)境質量要求日益提高，兩方面因素在節(jié)能環(huán)保、提高能效等方面產生共鳴，這就急需創(chuàng)新能源消費理念，提高能源利用效率。

“十三五”湖北能源發(fā)展目標和五大重點任務提出：提高天然氣、電力和非化石能源等清潔能源占消費比重，抑制不合理的能源消費，大幅提升能源利用效率。

從終端能源統(tǒng)計數(shù)據分析來看：湖北省工業(yè)終端能源使用效率整體呈上升趨勢。其中：“十五”期間，工業(yè)能源效率波動較小，基本保持在0.41億元/萬噸標煤水平左右；“十一五”期間，工業(yè)能源效率基本保持勻速增長，五年年均增長0.05億元/萬噸標煤；進入“十二五”，工業(yè)終端能源利用效率大幅度提升，至2013年，每消耗萬噸標煤所產生的工業(yè)增加值提升至1.09億元，較2012年上升0.36億元/萬噸標煤，為近十五年來工業(yè)能源效率增長最快年份。預計“十三五”期間，我省工業(yè)能源效率將繼續(xù)提升，年均增幅逐步放緩至2.0%左右。

圖2 湖北省工業(yè)能源效率曲線圖Fig.2 The Curve Of Industrial Energy Efficiency in Hubei Province

3.5 電能替代

湖北終端能源消費以化石能源為主，截至2014年，湖北省煤炭消費占終端能源比重為47.0%，石油消費占比29.8%，天然氣消費占比3.7%，電力消費占比為16.8%。從客觀上來看，所有的一次能源均能夠轉化為電能，電能相對于煤炭、石油、天然氣等化石能源具有更加便捷、安全、清潔和經濟的優(yōu)勢，而且可以較為方便地轉化為機械能、熱能等其他形式的能源，并實現(xiàn)精密控制。大力發(fā)展電力是解決湖北省乃至全國能源問題的重要途徑之一。

未來湖北省將加大電能替代工作推廣力度，推進建筑、工業(yè)、交通運輸?shù)入姎饣l(fā)展，全面實施以電代煤、以電代油、以電代氣，對于提高經濟發(fā)展質效、保障能源安全、促進節(jié)能減排、保護生態(tài)環(huán)境、提高人們生活質量具有重要意義。

湖北省實施電能替代主要涉及的領域有：建筑、工業(yè)、交通、農業(yè)生產及農產品加工、家居生活等。

根據湖北省電力公司電能替代“十三五”規(guī)劃，湖北省“十三五”期間可實施電能替代192.6×105MWh，2016年-2020年預計完成電能替代電量分別為35.24×105MWh、37.62×105MWh、38.75×105MWh、39.9×105MWh、41.09×105MWh，占“十二五”期全社會用電量平均水平的2.3%左右。

4 計算

根據以上分析結論，預計“十三五“期間湖北省經濟增速年均增速將換擋至8.5%左右，各年增速呈現(xiàn)逐年緩慢下降的趨勢；二產比重將在目前基礎上繼續(xù)下降，但降幅逐漸收窄，2017年-2018年年均下降約0.8%，之后各年降幅在0.5%左右，至2020年，二產比重降至42.3%左右；城鎮(zhèn)化率按照湖北省規(guī)劃目標以及現(xiàn)階段發(fā)展趨勢判斷，年均增長約1.0%；能源效率將持續(xù)提升，年均增幅逐步放緩至2.0%左右。2017-2020年期間主要因變量具體預測見表1。

表1 2017-2020年經濟指標預測表Tab.1 Economic Indicators Forecast from 2017 to 2020

表2 多元線性回歸法預測結果表Tab.2 The result Of Multiple linear regression method

根據本文3.5中結論可知，湖北省“十三五”期間各年電能替代電量預計值分別為35.24×105MWh、37.62×105MWh、38.75×105MWh、39.9×105MWh、41.09×105MWh。

考慮電能替代電量的全社會用電量預計值如表3。

表3 考慮電能替代電量的多元線性回歸法預測結果表Tab 3 The result Of Multiple linear regression method considering Power replacement

2020年，全社會用電量將達到2066×105MWh左右，“十三五”期年均增速約為4.4%。

5 結語

基于新常態(tài)下湖北省經濟與電力消費現(xiàn)狀，分析并預測新常態(tài)下影響電力消費的幾個因素的未來走勢，對湖北省“十三五”電力消費進行預測，相關結論總結如下：

（1）新常態(tài)下多元線性電力需求預測模型以GDP、二產比重、城鎮(zhèn)化率、工業(yè)能源效率為自變量。在預測模型基礎上考慮了湖北省電能替代電量的情況后，預計2020年全社會用電量將達到2 066×105MWh左右，“十三五”期年均增速約為4.4%。

（2）湖北省經濟已經走出了快速發(fā)展期，進入了新常態(tài)的穩(wěn)步發(fā)展期，工業(yè)結構、消費結構正在潛移默化中緩慢調整，高耗能占比逐漸縮減、服務行業(yè)正迎來發(fā)展機遇期。新常態(tài)下的湖北省用電形勢變化基本與經濟形勢保持一致，全社會用電增速下降，高耗能用電縮減，全省電氣化水平上升，人民生活水平提高。

（3）未來湖北省全社會用電增速將逐漸穩(wěn)定在某一合理水平，一產、二產用電比重將下降，三產用電比重持續(xù)提高，產業(yè)結構逐漸優(yōu)化。

（4）城鎮(zhèn)化率的提升推動農村居民收入水平、農村用電水平的提升及城鄉(xiāng)居民收入水平及用電水平差距的縮小，釋放大量基礎設施的建設及服務業(yè)的需求空間。未來湖北省的城鎮(zhèn)化進程仍會以較快的速度推進，但提升速度相較于“十二五”期將有所放緩。

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