引入脫鉤彈性系數(shù)預(yù)測(cè)中長(zhǎng)期電力需求

（長(zhǎng)沙理工大學(xué)副校長(zhǎng)、教授）

預(yù)測(cè)中長(zhǎng)期電力需求包括負(fù)荷和電量，有很多種方法，比如電力彈性系數(shù)法、回歸分析法、時(shí)間序列法、投入產(chǎn)出法、灰色預(yù)測(cè)技術(shù)方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和遺傳規(guī)劃法等，電力彈性系數(shù)法只是其中的一種方法。電力彈性系數(shù)分為電力生產(chǎn)彈性系數(shù)和電力消費(fèi)彈性系數(shù)，兩者相差一個(gè)固定的損耗，在原理上可以不作區(qū)分。電力彈性系數(shù)是指一段時(shí)間內(nèi)電力增長(zhǎng)速度與國(guó)民生產(chǎn)總值增長(zhǎng)速度的比值，在假設(shè)預(yù)測(cè)期電力彈性系數(shù)與以前時(shí)期電力彈性系數(shù)相等或者經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整后，根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃得到預(yù)測(cè)期的國(guó)民生產(chǎn)總值，就可以計(jì)算得出預(yù)測(cè)期的電力需求值。電力彈性系數(shù)法的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)意義明確，簡(jiǎn)單、容易計(jì)算和理解，缺點(diǎn)是電力彈性系數(shù)受很多因素影響，而且隨時(shí)發(fā)生變化，難以事先準(zhǔn)確確定，最終影響電力需求預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確程度。電力彈性系數(shù)法主要從宏觀上描述電力發(fā)展與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間相互依賴的數(shù)量關(guān)系，但是，為了提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，也可以進(jìn)一步分產(chǎn)業(yè)、行業(yè)或用戶類型、分地區(qū)分別進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后再匯總計(jì)算。在實(shí)際電力需求預(yù)測(cè)中，電力彈性系數(shù)法一般與其他方法組合使用，經(jīng)常作為校核方法用于分析判斷預(yù)測(cè)結(jié)果的科學(xué)性和合理性。

近年來(lái)，許多省在分析本省電力彈性系數(shù)變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，總結(jié)得出三個(gè)階段的結(jié)論。比如，2000～2016年間，河南省GDP和全社會(huì)用電量保持快速增長(zhǎng)，年均增速分別達(dá)到11.1%和9.3%，平均電力消費(fèi)彈性系數(shù)為0.84；但按照用電量增速和GDP增速的相對(duì)大小即電力彈性系數(shù)的大小，這段時(shí)期可分為三個(gè)階段。第一階段是上升期（2000～2007年），用電量增速、經(jīng)濟(jì)增速同步上升，但用電量增速總體大于經(jīng)濟(jì)增速，電力彈性系數(shù)為1.15，大于1；第二個(gè)階段是波動(dòng)期（2008～2011年），用電量增速的波動(dòng)幅度比經(jīng)濟(jì)增速的波動(dòng)幅度更大、更明顯，電力彈性系數(shù)小于1，為0.89；第三個(gè)階段是回調(diào)期（2012～2016年），用電量增速、經(jīng)濟(jì)增速同步下降，但用電量增速明顯低于經(jīng)濟(jì)增速，下降幅度更大，電力彈性系數(shù)僅為0.25。

從上面的分析中可以得到兩個(gè)結(jié)論：第一，如果在某個(gè)階段，例如第一個(gè)階段上升期內(nèi)運(yùn)用電力彈性系數(shù)法預(yù)測(cè)電力需求，可以得出較合理的結(jié)論。第二，如果用第一階段的電力彈性系數(shù)預(yù)測(cè)第二個(gè)階段的電力需求，或者用第二個(gè)階段的電力彈性系數(shù)預(yù)測(cè)第三個(gè)階段的電力需求，都會(huì)產(chǎn)生顯著的誤差。為什么會(huì)出現(xiàn)這種差異？主要與經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顟B(tài)和發(fā)展方式有關(guān)。例如，河南省電力彈性系數(shù)所表現(xiàn)出階段性變化特征主要由經(jīng)濟(jì)不同發(fā)展階段的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化造成。在上升期，全省工業(yè)進(jìn)入持續(xù)高速發(fā)展階段，高耗能行業(yè)發(fā)展迅速，全省經(jīng)濟(jì)發(fā)展重工業(yè)化特征明顯，電力彈性系數(shù)因此大于1；在波動(dòng)期，受2008年國(guó)際金融危機(jī)影響，高耗能行業(yè)發(fā)展減速，其增加值占GDP比例下降，電力彈性系數(shù)開(kāi)始下降，但仍然較大；在回調(diào)期，國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，全省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)深度調(diào)整，落后產(chǎn)能進(jìn)一步淘汰，經(jīng)濟(jì)增速趨緩，電力增速下降明顯，電力彈性系數(shù)大幅度降低。綜合上面的分析，在目前國(guó)家強(qiáng)調(diào)高質(zhì)量發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變的背景下，傳統(tǒng)的以電力彈性系數(shù)進(jìn)行電力需求預(yù)測(cè)的方法已經(jīng)不再適用。

電力發(fā)展與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相對(duì)數(shù)量關(guān)系變化在世界各國(guó)具有普遍的規(guī)律性。我國(guó)許多省的電力彈性系數(shù)開(kāi)始呈現(xiàn)倒“V”變化，即先增加后過(guò)渡再減少的三階段變化，其實(shí)在世界許多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)發(fā)生過(guò)。電耗強(qiáng)度等于單位GDP的耗電量，用絕對(duì)量而不是變化率描述電力發(fā)展與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相對(duì)數(shù)量關(guān)系，與電力彈性系數(shù)本質(zhì)上有類似的經(jīng)濟(jì)意義。英國(guó)電耗強(qiáng)度長(zhǎng)期看呈現(xiàn)非常明顯的倒“V”形狀：1900～1971年，英國(guó)電耗強(qiáng)度總體處于上升階段，以市場(chǎng)匯率法計(jì)算，電耗強(qiáng)度由0.0008千瓦時(shí)/美元增長(zhǎng)到峰值0.345千瓦時(shí)/美元；1971～2008年間則總體處于下降階段，電耗強(qiáng)度比峰值下降了37%。美國(guó)電耗強(qiáng)度也呈現(xiàn)出非常明顯的倒“V”形狀：1902～1976年，美國(guó)電耗強(qiáng)度總體處于上升階段，電力強(qiáng)度由0.012千瓦時(shí)/美元增長(zhǎng)到峰值0.471千瓦時(shí)/美元；1976～2008年間則總體處于下降階段，電耗強(qiáng)度比峰值下降了24%。英美兩國(guó)電耗強(qiáng)度在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的倒“V”變化都與其經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整有直接的關(guān)系。總體上，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)總量的增加，社會(huì)對(duì)資源消耗會(huì)提出減少和節(jié)約的內(nèi)在要求，傳統(tǒng)的資源消耗與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的線性關(guān)系需要做相對(duì)降低的調(diào)整，從而提出了“脫鉤（Decoupling）”的要求，即經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源消耗的相對(duì)降低。

事實(shí)上，目前我國(guó)電力發(fā)展與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的相對(duì)數(shù)量關(guān)系正處在倒“V”形轉(zhuǎn)變中。新中國(guó)成立以來(lái)特別是改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)電力發(fā)展與經(jīng)濟(jì)發(fā)展處在快速增長(zhǎng)時(shí)期，兩者有明顯的線性關(guān)系，而且電力發(fā)展相對(duì)較快。但是，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)的出現(xiàn)，電力發(fā)展與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相對(duì)關(guān)系正在不同地區(qū)發(fā)生不同程度的變化。如果以電耗強(qiáng)度這個(gè)指標(biāo)分析，一方面，我國(guó)電耗強(qiáng)度與世界發(fā)達(dá)國(guó)家有明顯的差距，2018年我國(guó)電耗強(qiáng)度為0.52千瓦時(shí)/美元，比印度0.57千瓦時(shí)/美元稍低，但明顯高于美國(guó)0.22千瓦時(shí)/美元，英國(guó)0.12千瓦時(shí)/美元，德國(guó)0.16千瓦時(shí)/美元，法國(guó)和日本的0.21千瓦時(shí)/美元。這說(shuō)明了我國(guó)電力發(fā)展與經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在脫鉤的緊迫性。另一方面，我國(guó)不同地區(qū)的電耗強(qiáng)度有非常大的差異，2018年寧夏電耗強(qiáng)度為1.9千瓦時(shí)/美元，而北京只有0.249千瓦時(shí)/美元，寧夏是北京的7.6倍；湖南省只有0.317千瓦時(shí)/美元，寧夏是湖南的6倍。我國(guó)不同地區(qū)的電耗強(qiáng)度差距非常大，這個(gè)結(jié)果說(shuō)明了我國(guó)電力發(fā)展與經(jīng)濟(jì)發(fā)展“脫鉤”的可能性。（以上我國(guó)各地2018年電耗強(qiáng)度按2018年人民幣對(duì)美元平均匯率100美元=661.74元人民幣計(jì)算，數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)家統(tǒng)計(jì)局）

一些省已經(jīng)從經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際中提出了“脫鉤”的問(wèn)題。由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和節(jié)能改造的影響，江蘇省2018年工業(yè)用電彈性系數(shù)發(fā)生變化，用電量與工業(yè)增加值之間的關(guān)聯(lián)度明顯下降，單位工業(yè)用電量對(duì)工業(yè)增加值的影響力不斷減弱，傳統(tǒng)的用電量分析方法受到了一定的局限和挑戰(zhàn)，即可以以較低的電量消費(fèi)實(shí)現(xiàn)較快的工業(yè)增長(zhǎng)，工業(yè)用電開(kāi)始與工業(yè)增長(zhǎng)呈現(xiàn)強(qiáng)脫鉤效應(yīng)。湖南省2019年前三季度工業(yè)用電量679.66億千瓦時(shí)，增長(zhǎng)2.1%，但1～10月湖南規(guī)模工業(yè)增加值增長(zhǎng)8.2%。工業(yè)用電量與增加值的相對(duì)數(shù)量關(guān)系相對(duì)于通常狀態(tài)的“脫鉤”使人難以相信，同時(shí)也引起了社會(huì)對(duì)這種新的數(shù)量關(guān)系的關(guān)注和期待。

經(jīng)濟(jì)學(xué)家在分析“脫鉤”現(xiàn)象時(shí)也提出了“脫鉤”彈性系數(shù)指標(biāo)。目前，使用較多的是Tapio彈性模型。Tapio脫鉤彈性系數(shù)的定義形式上與電力彈性系數(shù)相同，即用電量變化比例與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)比例的比值，但是，在指標(biāo)運(yùn)用時(shí)有相對(duì)獨(dú)立的分析內(nèi)容。Tapio根據(jù)脫鉤彈性系數(shù)的計(jì)算結(jié)果及其相關(guān)參數(shù)的構(gòu)成情況，把脫鉤細(xì)分成八種類型，其中每種類型的經(jīng)濟(jì)含義非常清晰，比如弱脫鉤狀態(tài)表示總體用電量和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)都在增加的同時(shí)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的增速要快于總體用電量的增速；增長(zhǎng)連接體現(xiàn)的是用電量增速與經(jīng)濟(jì)增速基本持平等（見(jiàn)下表）。

以省為例，實(shí)際計(jì)算中，可以按照類似電力彈性系數(shù)計(jì)算的方法，將各年全省用電量變化和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)總量變化、變化率及其比值分別計(jì)算得出相應(yīng)值，然后將計(jì)算結(jié)果與表中間三列參數(shù)值進(jìn)行對(duì)照，即可確定某省用電量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的脫鉤狀態(tài)，結(jié)果會(huì)表明不同年份該省用電量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間脫鉤類型。也可以分產(chǎn)業(yè)或行業(yè)、用戶類型、分地區(qū)分別進(jìn)行上述計(jì)算，其結(jié)果相應(yīng)表明不同年份該省某產(chǎn)業(yè)或行業(yè)、某用戶類型、某地區(qū)用電量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間脫鉤類型。由于脫鉤類型比電力彈性系數(shù)的分類更加細(xì)致，而且有明確的經(jīng)濟(jì)意義，因此，運(yùn)用脫鉤彈性系數(shù)實(shí)際上是用Tapio脫鉤狀態(tài)體系表分析和判斷用電量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間定性和定量關(guān)系，會(huì)更加準(zhǔn)確而有針對(duì)性。

表 Tapio 脫鉤狀態(tài)體系表

注：ΔTP、ΔTE分別表示用電量和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)量的變化；E（TP，TE）表示脫鉤彈性系數(shù)

與運(yùn)用電力彈性系數(shù)進(jìn)行電力需求預(yù)測(cè)相似，以上年的用電數(shù)量和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)量為初始參數(shù)，根據(jù)該省國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展目標(biāo)速度，結(jié)合國(guó)家節(jié)能減排等相關(guān)政策，在分析確定預(yù)測(cè)期脫鉤彈性系數(shù)的情況下，比如選擇一定歷史時(shí)期的平均脫鉤彈性系數(shù)和最低脫鉤彈性系數(shù)兩個(gè)參數(shù)值，利用脫鉤彈性系數(shù)計(jì)算公式，逐年計(jì)算得出預(yù)測(cè)期內(nèi)各年電量需求。

與運(yùn)用電力彈性系數(shù)進(jìn)行電力需求預(yù)測(cè)相比，運(yùn)用脫鉤彈性系數(shù)預(yù)測(cè)電力需求能夠更好地揭示電力發(fā)展與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的相互數(shù)量關(guān)系，不僅體現(xiàn)在滿足經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的電力發(fā)展數(shù)量上，也體現(xiàn)在保證經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)前提下用電數(shù)量的減少和降低的過(guò)程或機(jī)制和結(jié)果上，比如能夠清楚地說(shuō)明脫鉤結(jié)果是來(lái)自于使用效率提升，還是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整包括轉(zhuǎn)移。因此，更能滿足高質(zhì)量發(fā)展的需要，也能夠更準(zhǔn)確地解釋當(dāng)前電力發(fā)展與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的非關(guān)聯(lián)現(xiàn)象。

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審核：齊正平

編輯：邱麗靜

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