经济转型过程中的电力消费预测

摘要：本文以东部地区经济较为发达、资源禀赋相对富裕的山东为例，抓住经济转型的关键特征变量，重点研究该省电力需求的影响因素和动态作用机理；通过合理地设置三种不同的情景，分别预测未来的电力需求及节电潜力，为山东省乃至全国各地的节电降耗提供政策依据。

关键词：经济转型；电力消费；节电潜力；协整模型

中图分类号：F047.1 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2013）03-0-02

电力是保障现代经济社会发展的生命性能源，随着经济社会的迅速发展，我国电力需求持续增长。以煤电为主的电力结构导致不仅带来严重的环境污染，而且还伴有碳排放的迅速增加。在当前工业化和城镇化深入发展的阶段，我国电力需求表现出刚性增长的特征。可以预计的是，在碳强度（2020年下降40%-50%）和“能源总量控制”的双重约束下，我国各地区的节能减排将面临巨大压力。

我国经济面临转型发展的特殊阶段。产业结构的调整，市场机制的逐步建立等都将对能源资源的优化配置发挥基础的调节作用。因此，研究经济转型期电力能源需求的影响机制，预测未来的电力需求不仅是做好电力规划、安排电力建设的重要基础，这同时也是节能降耗的必要前提。考虑我国各地区资源禀赋、市场发育等内在因素的差异性，本文选取东部地区较为发达的山东作为典型案例，研究该省经济转型期间的电力需求，对于管窥我国其他地区的电力消费与节能降耗有着较强的借鉴意义。

一、文献综述

现有对中长期的电力需求研究中，往往重视多种因素的分析。近年来，代表性的研究主要有：刘畅和高铁梅（2011）[1]通过建立电力行业景气指数，研究了影响电力行业波动的长期经济因素和短期动态调整效应。林卫斌等（2011）[2]考虑不同部门电力需求具有不同的决定因素和机制，构建不同的电力需求方程，分别预测了居民生活、农业、工业、建筑业和服务业等五个部门的电力需求。柳瑞禹和叶子菀（2011）[3]还从行业层面出发探求电力需求的微观影响因素，对影响我国高耗能产业用电量的因素建立了多变量VAR模型。此外，随着温室气体减排的日益重视，不少学者也开始在低碳经济的背景下探讨相关的能源需求问题。如，范德成等（2012）[4]选取GDP、人口数、单位GDP能耗和单位GDP碳排放作为变量，在3种不同的情景模式下，探讨了低碳经济实现水平对电力需求的影响。而徐敏杰等（2012）[5]则进一步地综合考虑未来经济发展和主要行业产品产量，对比国内外分行业电力强度的变化，采用“自下而上”的方法构建了中国中长期电力需求及碳排放情景分析模型。

这些文献从不同的层面和视角，不仅丰富了电力需求的研究，而且也为后续的研究提供了很有价值的借鉴。体现在方法上，协整模型因其较好地研究了多因素与电力需求之间的长期均衡与短期调整而受到广泛应用。然而，在研究背景上，虽有学者开始关注经济环境、行业部门、低碳经济等变化或差异对电力需求的基础影响，但却对经济转型这一关键特征把握不足，特别地，对节能减排的主要落实者——地方政府的关注还较少。基于上述评述，本文以具体省份为案例，拟采用协整方法，着重考察经济转型阶段的多个关键特征变量对省域电力需求的长期动态影响机制，以试图弥补现有研究的缺陷。

受版面的限制，本文不再累述协整方法的原理（具体参见张世英和樊智（2009）[6]等文献），而是结合山东的省情，重点探讨经济转型期影响电力消费的主要因素。

二、影响因素

经济增长通常被视为电力需求最主要的正向拉动因素，而电力能源效率则被视为主要的负向因素。此外，城市化进程、产业结构调整、能源价格市场化改革等成为我国现阶段经济转型的普遍特征。这些因素对电力需求的作用机理表现如下：

（1）城市化率：人口增长亦是促进电力消费增加的重要原因之一。相对于人口总量增长，其结构的变化—城市化率的提高对电力消费的影响更为显著。我国的城市化水平从1978年的17.9%上升至2009年的47.6%，保持不断推进的态势。城市化推动电力快速增长，一方面是由于城市居民的人均能源消费远大于农村人口，使得居民用电量大幅增加；另一方面，因为城市化进程要求大规模城市基础设施和住房建设，带动了建材、冶金等高耗能产业的快速增长，所以城市化水平的提高也就意味着经济到达刚性的能源高需求阶段。我国“十”提出将推进新型城镇化建设，由此可预计，用电需求很可能随着城市化的加速而加快。将变量城市化率CI（城市人口/总人口）纳入研究范围，预计该变量与电力需求成正向相关关系。

（2）经济结构：目前山东仍处于以第二产业为主导的经济发展阶段。工业在全社会用电量中占据最大比例，也是对山东当前经济阶段特征的一个反映。工业用电量高速增长，在全社会用电量中的比重一直保持在70%以上。因此，产业结构的工业化特征对电力消费有着重要影响。本文把变量S（工业增加值/GDP）引入模型来反映中国经济的产业结构变化趋势。

（3）电价水平：电价是影响电力需求的最主要因素之一，作为节能降耗的一种市场化手段，电价越高越容易抑制电力需求的过快增长。但长期以来，受国家能源产业市场化改革不完善的影响，电力价格仍然由国家行政确定，因此直接采用电价较难反映其对市场需求的影响。而燃料价格较早地实现了市场化定价机制，且火电在中国电源结构中一直占有70%以上的比重，所以选择燃料零售价格指数（P）来反映电力价格的变动，燃料价格的上升会降低电力需求。

这里，按照通常的做法，以国内生产总值（GDP）来衡量经济增长；同时，为研究效率改进对电力消费的影响，用效率变量EF（工业增加值/工业耗电量）来表示每单位电量的工业增加值产出。工业耗电量会随着用电效率的提高而降低。本文上述各变量的数据来源于历年山东统计年鉴。

三、模型结果

根据上述对于中国电力消费影响变量的分析，建立函数方程如下：

Qt = f （GDPt，CIt，St，EFt，Pt） （1）

其中，Qt为电力消费总量，GDPt为国内生产总值，CIt，St，EFt，Pt分别代表城市化率、工业化、电力使用效率和电价水平。

协整模型的方程为如下（括号内为标准差）：

Q = 1.129GDP+2.851 CI - 0.421 EF - 0.804 P - 4.188S +0.721 （2）

（0.05674） （0.15379） （0.08621） （0.06412） （0.18851）

协整方程（8）表明，除了结构变化系数，所有变量的系数均在5%的显著性水平下通过t统计量检验。此外，就结构变化的系数符号而言，与能源需求的负向关系有悖于现实重工业的高耗能特性。因此，为确保弹性系数估计的稳健性，剔除结构变量后，重新估计方程如下：

Q = 0.952GDP+0.774 CI - 0.489 EF - 0.252 P +1.076 （3）

（0.02064） （0.06404） （0.03451） （0.02646）

由协整方程（3），总体而言，各变量的系数符号符合我们的预期，也就是说，GDP、城市化率、电力利用效率、电力能源价格是影响山东电力需求的主要因素。从弹性系数角度，GDP对能源消费的拉动作用多大，即GDP每增长1%，导致能源消费相应增长0.952%。CI的系数为0.774，表明城市化的能源需求作用也较为明显。此外，能源效率和能源价格对能源需求的抑制作用也较强，相应的弹性系数分别为0.489和0.252。

四、电力需求预测

由于缺乏具体的规划指标，本文对情景中各个变量的设置主要结合1984-2011年28年的平均增幅和近几年的增长速度以保证情景设置的合理性。

①GDP。黄季和杨军（2006）[7]的研究表明，中国未来20年经济还将保持快速增长，GDP年均增长率在近五年将保持在8%左右，2012-2015年在7-8%，2016-2020年在6-7%。按照这一思路，本文对未来山东GDP增长水平，同样设定2012-2015年和2016-2020年两个阶段。同时又分低、中、高三种增速情景。

1984-2011年28年间，山东GDP平均增长率为12%，近五年的平均增长率为11%。据此，设定2012-2015年低、中、高速三种情景下的GDP增长率分别为9%、10%和11%。相应地，2016-2020年三种情景下的GDP增长率分别设定8%、9%和10%。

②城市化率。按照徐敏杰等（2012）的预测，到2020年，我国城市化率将达到60%。为此，设定山东省城市化率的年均增长率为2%。

③燃料价格指数。1984-2011年28年间，山东燃料价格指数保持平稳增长，年均增幅稳定在12%左右。而近几年价格指数增长相对缓慢，平均10%左右，因此，设定未来2012-2020年该指标的年均增长率为10%。

④电力利用效率。1984-2011年28年间，山东电力利用效率平均增幅达4%，而近五年来平均增幅为2%，因此，设定2012-2020年该指标的年均增长率为3%。

中长期电力消费量预测值 单位：亿千瓦时

三种不同的情景，体现了不同的电力需求发展态势。以金融危机期间的2008年作为比对，或许更能清晰地观察山东电力需求的走势，具体分析如下：

在中速经济增长情景下，本文假定山东2012-2015年的GDP年均增长率达10%，2016-2020年GDP年均增长率有所降低，达9%。预测结果表明，2008到2020年，山东电力消费年均增长率将达6.8%，并增加到2020年的5956亿kWh。

在高速经济增长情景下，假定山东未来两个阶段（2012-2015年、2016-2020年）的GDP年均增长率分别达11%和10%。预测结果表明，比中速经济增长情景更为激进，到2020年山东电力消费将增加到6114亿kWh，是2008年的2.24倍。

而在低速经济增长情景下（未来两阶段的山东GDP年均增长率分别放缓至9%和8%），尽管该情景比中速情景下2020年当年的电力消费量下降了17%，并且电力需求的年均增长率也有所放缓，但仍达5%。

五、结论及政策建议

经济的转型发展，既要求工业化带动的经济增量提升和城镇化的聚集联动效应，又要促进经济结构的优化升级和市场价格机制的不断完善。这些都对电力需求的变化发挥重要的影响。作为东部地区经济较为发达、资源禀赋相对富裕的山东而言，本研究表明，经济增长、电力利用效率提升、城镇化发展和能源价格改革对该省电力需求的变化有着长期稳定的影响。其中，经济增长与城镇化对电力需求有着显著的正向拉动作用，而电力利用效率与能源价格提升对该省电力需求有着明显的抑制效应。根据上述经济转型的关键特征变量与电力需求的长期动态关系，结合不同的经济发展情景，本文预测了到2020年山东的电力需求。研究发现，即使在低速经济增长情景中，山东的电力需求年均增速也高达5%。迅速增长的电力需求将给山东未来的节能减排带来明显的压力。降低经济增长速度固然可以放缓电力需求，但其成本显然不是可接受的；依托技术进步不断提升电力利用效率，同时坚持能源价格的市场化改革将是保障节能减排战略目标实现的必然选择。

参考文献：

[1]刘畅，高铁梅，中国电力行业周期波动特征及电力需求影响因素分析——基于景气分析及误差修正模型的研究[J].资源科学，2011（1）.

[2]林卫斌，陈彬，俞燕山.“十二五”及2020年电力需求预测研究[J].中国人口资源环境，2011（7）.

[3]柳瑞禹，叶子菀.中国电力需求与行业因素——基于高耗能行业的实证分析[J].武汉大学学报（工学版），2011（5）.

[4]范德成，王韶华，张伟.低碳经济目标下我国电力需求预测研究[J].电网技术，2012（7）.

[5]徐敏杰，胡兆光，谭显东，单葆国.中国中长期能源和电力需求及碳排放情景分析[J].中国电力，2012（4）.

[6]张世英，樊智.协整理论与波动模型：金融时间序列分析及应用（第二版）[M].清华大学出版社，2009.

[7]黄季，杨军.中国经济崛起与中国食物和能源安全及世界经济发展[J].管理世界，2006（1）.

作者简介：张 立（1979-），男，通讯作者，经济学博士，主要研究方向：能源电力经济理论与政策。

陈 铭（1979-），男，经济学硕士，高级经济师，主要研究方向：技术经济，电力工程造价。

张小辉（1978-），男，经济学博士，高级经济师，主要研究方向：电力市场，博弈论。