刘青，张莉莉，李江涛，张成龙，谭显东，张凯，郭威

(1.国网能源研究院有限公司，北京 102209；2.国网河北省电力有限公司，河北 石家庄 050021；3.国网河北省电力有限公司 营销服务中心，河北 石家庄 050021)

0 引言

改革开放以来，中国全社会用电量伴随经济社会发展实现了快速增长，用电总量位居世界第一，人均用电水平实现了大幅跨越。“十二五”以来，中国面临“三期叠加”，经济发展逐渐进入新常态，产业结构转型升级步伐加快，经济由高速增长转向高质量发展，全社会用电量增速呈波动回落态势[1-3]。

展望“十四五”，中国电力需求增长存在较大不确定性，需要搭建模型开展趋势研究。文献[4]针对改进的电力需求评价指标实施了不同尺度的小波分解，利用灰色模型获取短期、中长期以及长期的电力需求预测结果。文献[5]利用空间自回归模型对电力需求与国民生产总值之间的空间相依性进行了分析，并建立基于空间自回归模型、灰色预测和神经网络的组合模型开展电力需求预测。文献[6-7]基于大数据技术，通过确定神经预测网络层数的方式对电力需求数据归一化处理，实现电力需求多时间尺度的预测。

合理确定“十四五”期间电力需求水平是科学编制电力发展“十四五”规划的重要基础，需要开展深入研究[8-12]。本文回顾中国电力消费历史增长情况，分析“十四五”期间电力需求的重要影响因素，构建电力需求预测模型并设计了基准、敏感性2个方案，预测“十四五”期间中国、分部门电力需求走势，并提出相关建议。

1 中国电力消费历史情况分析

改革开放以来，中国全社会用电量保持快速增长，如图1所示。1978—2020年，中国全社会用电量从0.25万亿kW·h增至7.5万亿kW·h，增长29倍，年均增长8.4%。其中，“六五”“七五”“八五”时期全社会用电量增速分别为6.5%、8.6%、10.0%，增速稳步提升；“九五”时期，受亚洲金融危机等影响，全社会用电量增速回落至6.4%；“十五”“十一五”时期，受经济高速增长拉动，全社会用电量实现两位数增长，增速分别为13.0%、11.1%。

图1 1978年以来中国全社会用电量及增速Fig.1 Power consumption and growth rate of the whole society in China since 1978

“十二五”以来，全社会用电量增速呈波动回落态势，如图2所示，“十二五”“十三五”用电量年均增速分别是6.3%、5.7%。2011年，中国用电量保持两位数增长，增速为12.0%；2012年起，用电量增速波动下滑，2015年用电量增速降至谷底，为1.0%，主要是“三去一降一补”等政策措施见效，钢铁、煤炭去产能力度较大；2016年起，受高耗能生产恢复、夏季高温天气、电能替代稳步推进等影响，用电量增速连续3年回升，其中2018年用电量增速为8.4%，创2012年以来新高；2019年，受工业生产放缓、气温同比偏低等影响，用电量增速回落至4.5%；2020年，受新冠肺炎疫情影响，用电量增速仅3.1%，降至2016年以来最低水平。

图2 2011年以来中国全社会用电量及增速Fig.2 Power consumption and growth rate of the whole society since 2011

分部门看，“十二五”以来，三次产业及居民生活用电量均较快增长，其中第二产业用电量增速走势与全社会用电量基本一致，第三产业用电量增速相对较高，如图3所示。2010—2020年，中国三次产业和居民生活用电量年均增速分别为8.0%、5.0%、9.1%、7.9%。从用电增长贡献率看，第二产业是全社会用电量增长的主要力量，但贡献率下降，由2010年的79.8%降至2020年的57.4%；第三产业和居民生活对全社会用电量增长的合计贡献率增强，由2010年的19.5%升至2020年的39.2%。从用电量占比看，2020年，三次产业和居民生活用电量比重分别为1.1%、68.2%、16.1%、14.6%，其中第二产业用电量比重较2010年降低6.7个百分点，第三产业和居民生活用电量比重较2010年分别提高4.0、2.4个百分点。

图3 2011年以来中国三次产业和居民生活用电量增速Fig.3 Growth rate of electricity consumption of three industries and residents since 2011

2 中国电力需求影响因素分析

2.1 新冠肺炎疫情

2020年疫情大封锁导致经济活动暂停，全球经济迅速陷入衰退。随着中国迅速控制疫情、美英率先攻克疫苗技术解封经济，各大经济体快速采取前所未有的大规模经济刺激措施，全球经济迅速反弹。2020—2021年，全球经济呈现了“深V”形走势，到2021年第二季度，占全球经济86%左右的G20成员的整体经济比疫情前增长0.8%；全球工业生产和全球贸易量已经超过疫情前水平，产出缺口收窄。2021年，中国经济持续稳定恢复，虽然多地散发疫情对经济依然产生短期冲击，但是出口贸易快速增长，宏观经济显示出较强的韧性。

“十四五”后四年，随着发达国家疫苗全面普及、全球疫苗合作持续推进，疫苗供应有望在2022年初覆盖全球，经济活动将于2022年逐步恢复常态化，而后疫情对中国经济与电力需求的影响将显著弱化[13-15]。

2.2 中美贸易争端

中国自2001年加入世界贸易组织以来，对外贸易国际影响力大幅上升。面对中国地位提升和本国经济失利，2018年3月特朗普政府对中国开启了贸易战。截至2019年12月，美国已实施对中国出口商品三轮四批次加税措施，涉及商品价值约占中国对美出口额的68%。受中美贸易争端影响，2018、2019年，装备制造业、外贸依存度较高的消费品行业受到了较大冲击。2020年1月，中美第一阶段经贸协议已达成，但考虑到贸易争端具有必然性、长期性和复杂性，是美国用于抑制中国发展的手段，贸易争端很可能存在反复。

“十四五”期间，大范围、高水平的加征关税难以长期持续，但贸易争端作为美国遏制中国发展的手段将仍然存在，主要针对高技术制造业。美国发起贸易争端的形式可能从加征关税转向科技、资源、金融等领域，或将采取科技封锁、能源资源禁运、限制中国企业使用美元等手段遏制中国发展。整体来看，中美两国“合则两利，斗则俱伤”，将长期保持“斗而不破”的局面[16-19]。

2.3 宏观经济形势

中国经济从高速增长阶段进入增速换挡阶段，1991—1999年、2000—2009年、2010—2019年GDP年均增速分别为10.6%、10.3%、7.7%；2020年，受新冠疫情影响，中国GDP增长2.3%，年内经济运行经历了增速下降、恢复回升、加速增长的过程；2021年，经济运行形势总体保持平稳，增速在上年低基数上有所反弹，预计增速为8.2%。

“十四五”后4年，中国将坚持供给侧结构性改革，坚持实施扩大内需战略，推动形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。从需求端看，投资对于中国经济增长的拉动作用持续下降，消费成为经济增长的主要动力和稳定支撑，经济增长对出口的依赖进一步减弱。从供给端看，第一产业生产力水平进一步提升，农业农村现代化加速发展；第二产业转型升级持续推进，高耗能行业发展总体处于峰值平台期，高技术和装备制造业保持较快增长；第三产业对经济的支撑作用更加明显，“新基建”的发展为服务业数字化转型提供支撑[20]。

2.4 电能替代

近年来，在环保、资源等因素约束下，中国电能替代电量呈逐年上升态势，对全社会用电量产生较大的拉动作用。2014—2020年，国家电网经营区电能替代电量由503亿kW·h上升至1 938亿kW·h，年均增长25.2%，对全社会用电量增长的贡献率保持在30%以上；2021年，预计国家电网有限公司完成电能替代电量1 515亿kW·h。

“十四五”后四年，在能源清洁低碳转型趋势下，以电气化为主路径实现“碳中和”已成各界广泛共识，预计电能替代持续保持较大规模，为用电增长贡献重要增量，但受经济性等因素制约，替代规模相比“十三五”将有所下降。分部门看，制造业领域电能替代电量占比较高，其中冶金电炉、辅助电动力、工业电锅炉、建材电窑炉、矿山采选替代电量规模较大；交通、电采暖、农业生产、居民生活等领域电能替代规模趋势向好，占替代总量的比重呈上升态势[21-22]。

3 研究方法与方案分析

3.1 研究方法

采用中长期分部门电力需求预测模型，原理如图4所示。充分考虑宏观经济、电能替代等影响，采用 GTAP (global trade analysis project)、计量经济学、国际水平比较、市场调研、参考权威机构等方法，预测“十四五”期间中国分行业增加值、单位增加值电耗、人均居民生活用电量、人口等中间变量，并按照部门属性汇总得到中国全社会和三次产业用电量预测结果[23-27]。

图4 中长期分部门电力需求预测模型原理Fig.4 Schematic diagram of medium and long term power consumption prediction model

中长期分部门电力需求预测具体步骤如下。

（1）行业用电量采用产值单耗法预测。搭建包含生产、消费、政府支出、国际贸易等模块的GTAP模型；将关税税率作为外生变量，设置历史年份、“十四五”期间中美关税加征政策，分析中美贸易争端对中国经济的影响程度；考虑中国应对中美贸易争端采取的供给侧结构性改革、对外开放等一系列措施，并参考权威机构预测机构，得到“十四五”期间中国GDP和主要行业增加值。

结合历年电能替代完成情况统计表，计算剔除电能替代影响后分行业用电量，进而得到分行业单位增加值电耗；采用计量经济学模型，预测“十四五”期间剔除电能替代影响下分行业单位增加值电耗，进而得到分行业用电量预测值；结合“十四五”期间分行业电能替代市场调研结果，得到考虑电能替代影响后分行业用电量最终预测值。

（2）居民生活用电量采用人均生活用电量法预测。参考联合国等权威机构预测结论，得到“十四五”期间中国总人口预测结果；考虑电能替代对居民生活用电的影响，结合国际水平比较等方法预测人均居民生活用电量；将人均居民生活用电量与总人口相乘，得到“十四五”期间中国居民生活用电量预测结果。

（3）全社会用电量根据各部门预测结果汇总。基于分行业用电量，按照行业属性求和计算三次产业用电量，再结合居民生活用电量，得到“十四五”期间中国全社会用电量预测结果。

3.2 方案分析

设置“十四五”期间中国电力需求的基本方案和敏感性方案。

基本方案：中美贸易争端略有缓和，美国对1 200亿美元中国商品加征关税逐步取消，2 000亿美元商品加征关税降至12.5%，500亿美元商品加征关税保持25%不变；中国对美国实施同比例的加征关税反制措施。中国供给侧改革平稳推进，新旧动能持续转换，高端制造业与现代服务业全要素生产率每年平稳提升；进一步自主降低关税水平，大幅削减进口环节制度性成本。电能替代稳步推进。

敏感性方案：中美贸易争端加剧，美国对3 000亿美元商品中的1 800亿美元加征关税税率由15%逐步降至10%，对2 500亿美元商品加征25%关税保持不变，并限制对中国高技术产品出口；中国对美国实施同比例的加征关税反制措施。受制于部分零部件和原材料产品对美依赖程度高，中国新动能发展动力减弱，高端制造业与现代服务业全要素生产率每年缓慢提升；降低关税水平，削减进口环节制度性成本。电能替代推进较慢。

4 “十四五”期间中国电力需求趋势研究

4.1 总量

“十四五”期间，中国用电量增长空间还很大。基本、敏感性方案，预计2025年中国全社会用电量分别为9.85万亿、9.44万亿kW·h，“十四五”期间年均增速分别为5.6%、4.7%。

4.2 分部门

从用电量增速看，基本方案，预计“十四五”期间中国三次产业和居民生活用电量年均增速分别为6.5%、3.2%、11.8%、8.4%，第二产业用电量低速增长，第三产业和居民生活用电量增速较高。敏感性方案，预计“十四五”期间中国三次产业和居民生活用电量年均增速分别为5.9%、2.4%、10.3%、7.6%。

从用电量占比看，基本方案，预计2025年中国三次产业和居民生活用电量占全社会用电量的比重分别为1.2%、60.8%、21.4%、16.6%，其中第二产业用电量比重逐渐降低，第三产业和居民生活用电量比重稳步提高。敏感性方案，预计2025年中国三次产业和居民生活用电量占全社会用电量的比重分别为1.2%、61.1%、20.9%、16.7%。

5 结论

本文回顾了中国电力消费历史增长情况，分析了“十四五”期间电力需求影响因素，构建了电力需求预测模型并设计了基准、敏感性2个方案，预测了“十四五”期间中国电力需求走势。得出如下结论。

（1）基本、敏感性方案，2025年中国全社会用电量分别为9.85万亿、9.44万亿kW·h，“十四五”期间年均增速分别为5.6%、4.7%。

（2）基本方案，“十四五”期间，中国三次产业和居民生活用电量年均增速分别为6.5%、3.2%、11.8%、8.4%；敏感性方案，上述部门年均增速分别为5.9%、2.4%、10.3%、7.6%。

按照电力规划适度超前原则，建议采用“基本方案”的结果作为“十四五”电力规划的边界条件，规划目标网架，确定项目储备，提高规划适应性；在年度投资计划安排中，按照实际需求安排项目，确保投资效率。