考慮電能替代的湖北省新常態電力需求預測

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”標志著一種與以往不同，具有持續性和穩定性的經濟階段，同時也意味著以往高速發展階段的一些發展規律可能已經不再適用。在這個階段，經濟、用電的發展將呈現出新的特征。一些傳統預測方法沿用以往高速發展期間電力需求變化規律，在經濟新常態下適用性有所下降。本文在研究了新常態下經濟、電力發展新規律的前提下，針對新常態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 湖北省經濟用電發展概況

2006-2015年，湖北省經濟從高速擴張期逐漸走向穩步發展期。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%。規模以上工業增加值在“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。城鎮化水平從2009年開始加速推進，城鎮化率從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展期，進入了新常態的穩步發展期，工業結構、消費結構正在潛移默化中緩慢調整，高耗能占比逐漸縮減、服務行業正迎來發展機遇期。

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 新常態用電需求模型建立

經濟新常態下，湖北省宏觀經濟相關指標發展趨勢及全省用電相關指標走勢均發生了明顯改變，以往的高階發展規律已然不再適用，傳統的電力消費彈性系數法、回歸分析法、高耗能行業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，在產業結構調整方面選取二產比重，在城鎮化水平方面選取城鎮化率，在節能環保方面選取工業能源效率（工業增加值與工業能源消費總量的比值）作為模型的四個自變量[4][5]，取對數進行一階差分后，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表示第二產業比重，town表示城鎮化水平，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 新常態用電需求影響因素分析

3.1 經濟發展趨勢

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境時，湖北省經濟表現尚可，運行總體平穩，經濟轉型步伐加快。經濟步入新常態后，下行壓力也很大，但總體處于多重機遇、多重挑戰疊加的爬坡過坎關鍵階段。根據湖北省“十三五”規劃，地區生產總值逼近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 產業結構調整

在三次產業中，第二產業用電單耗高，第一產業和第三產業相對較低，因此三次產業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，與東部等發達省份相比，湖北省還處于工業化中期的后半階段，還處于能源高剛性需求的階段。原材料行業、能源行業、制造業、高速公路、城際鐵路等行業的快速發展以及基礎設施建設的大規模需求推動工業及二產用電快速增長，但由于近年來環保及節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，工業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雖然發展快速，但是其對電能的依賴程度遠不及高耗能行業，帶動的電力需求增長量遠小于高耗能行業增長放緩造成的用電減少量，所以工業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降低。

另一方面，城鎮化進程的逐漸推進，對服務業的需求量大增，服務業水平高低是衡量一個國家或地區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為主的階段，未來服務業比重將不斷上升并超過第二產業。從固定資產投資的角度來看，固定資產投資作為經濟發展的主要驅動力，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、三產業投資增速均有所放緩，但2013年以來第三產業投資增速明顯高于第二產業，投資偏向的作用體現在產業經濟結構的變化上就是，第二產業增加值比重從2013年開始逐年降低，第三產業增加值比重從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的生產活動水平將弱于第三產業，即湖北省產業結構調整仍將繼續保持并深化。

預計未來湖北省全社會用電增速將逐漸穩定在某一合理水平，一產、二產用電比重將下降，三產用電比重持續提高，產業結構逐漸優化。

3.3 城鎮化進程

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

湖北省的城鎮化水平2009年以前一直處于較低水平，2009年開始，城鎮化率增長加快，2015年湖北省城鎮化率達到了56.9%，2009-2015年6年年均提高1.8個百分點。從2009年開始，湖北省城鄉居民人均收入水平和城鄉人均用電水平差距逐年縮小，城鄉居民人均收入水平倍數關系（城鎮居民人均收入/鄉村居民人均收入）由“十五”、“十一五”期的2.8倍左右下降至2015年的2.3倍，城鄉人均用電水平倍數關系（城鎮居民人均用電量/鄉村居民人均用電量）五年下降了1.1倍。湖北省城鄉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，這個時間節點正好與城鎮化率的轉折點不謀而合，說明城鎮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，隨著城鎮化進程的不斷向前推進，農村建設日新月異，城鄉差距不斷縮小，農村居民人均用電將快速追趕城鎮居民人均用電水平，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靠攏，城鎮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，老城區改造、新城區建設、農村新社區（就地城鎮化）[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、促進制造業發展，從而推動電力需求增加。所以，城鎮化必將長期拉動電力需求高速增長。

圖1 2001-2015年湖北城鎮居民及鄉村居民人均收入、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

對于未來城鎮化率變化的基本態勢，總體判斷：一方面，未來湖北省的城鎮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，城鎮化有可靠的物質基礎，此外農村人口較多、城鄉差距較大，耕地資源有限，城鎮化有強大的內在壓力和動力。另一方面，未來湖北省城鎮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，城鎮化的成本也會不斷提高，對城鎮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，現今已進入工業化中期后半階段，并加速向工業化后期推進，經濟的高速發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發達省份。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。根據統計數據，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投資的積極性，給湖北經濟快速發展造成較大隱患。

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

“十三五”湖北能源發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。

從終端能源統計數據分析來看：湖北省工業終端能源使用效率整體呈上升趨勢。其中：“十五”期間，工業能源效率波動較小，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，為近十五年來工業能源效率增長最快年份。預計“十三五”期間，我省工業能源效率將繼續提升，年均增幅逐步放緩至2.0%左右。

圖2 湖北省工業能源效率曲線圖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，并實現精密控制。大力發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、交通運輸等電氣化發展，全面實施以電代煤、以電代油、以電代氣，對于提高經濟發展質效、保障能源安全、促進節能減排、保護生態環境、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、交通、農業生產及農產品加工、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，各年增速呈現逐年緩慢下降的趨勢；二產比重將在目前基礎上繼續下降，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；城鎮化率按照湖北省規劃目標以及現階段發展趨勢判斷，年均增長約1.0%；能源效率將持續提升，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

基于新常態下湖北省經濟與電力消費現狀，分析并預測新常態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）新常態下多元線性電力需求預測模型以GDP、二產比重、城鎮化率、工業能源效率為自變量。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展期，進入了新常態的穩步發展期，工業結構、消費結構正在潛移默化中緩慢調整，高耗能占比逐漸縮減、服務行業正迎來發展機遇期。新常態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，三產用電比重持續提高，產業結構逐漸優化。

（4）城鎮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的需求空間。未來湖北省的城鎮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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