預(yù)測電力消費(fèi)的方式一般使用情景分析方法。量化主要影響因子的變化可能性,對各種因子如何分別和綜合影響電力消費(fèi)設(shè)定一個模型,推演模擬后得出不同結(jié)果,從而勾勒出未來電力消費(fèi)的若干情景。影響未來電力需求的主要結(jié)構(gòu)性因素包括人口數(shù)量、GDP增長和經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量。這些因素不僅對電力需求有直接影響,而且彼此間也會有相互作用并綜合起來對電力需求產(chǎn)生影響。一般來說,人口和GDP的增長都會帶來更多電力消費(fèi)。GDP穩(wěn)定持續(xù)的增長也會帶來經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,導(dǎo)致農(nóng)牧業(yè)和工業(yè)占比降低,服務(wù)業(yè)占比逐漸占據(jù)主導(dǎo),這正是一個經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量提升的過程。當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定階段,人口的出生率會下降,人口老齡化趨勢出現(xiàn),人口規(guī)模逐漸縮小或者趨于穩(wěn)定,這對電力需求的推動是反向的。當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量持續(xù)提升,進(jìn)入后工業(yè)化發(fā)展階段,電力需求的增長也會放緩,甚至出現(xiàn)負(fù)增長。
2050年中國電力總消費(fèi)預(yù)測對未來三十年中國能源投資的方向和力度、對實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型所采用的方法和遵循的路徑,都會產(chǎn)生重要影響。但預(yù)測長期電力消費(fèi)并非易事。本文無意比較不同情景分析的優(yōu)缺點(diǎn),而是從人均電力消費(fèi)這一指標(biāo)入手,先橫向比較當(dāng)下中國與德國、日本和美國三個世界主要經(jīng)濟(jì)體人均電力消費(fèi)的差距,然后縱向?qū)徱暶馈⒌?、日三個發(fā)達(dá)國家過去三十五年人均電力消費(fèi)的變化。這樣的比較或許有助于我們認(rèn)識中國未來電力消費(fèi)的增長趨勢。中國制定了到2050年發(fā)展成為一個中等發(fā)達(dá)國家的戰(zhàn)略目標(biāo),我們這里假設(shè)這樣的目標(biāo)如期實(shí)現(xiàn),其次,我們假設(shè)到2050年中國的經(jīng)濟(jì)質(zhì)量與同樣有著雄厚工業(yè)制造基礎(chǔ)、較大農(nóng)業(yè)規(guī)模和發(fā)達(dá)服務(wù)業(yè)的美、德、日的2015年前后的水平接近,從而假設(shè)2050年的中國人均電力消費(fèi)水平與最發(fā)達(dá)的美、德、日三國在2015年左右的水平接近。依據(jù)這樣的假設(shè),通過橫向和縱向兩個維度的比較,我們試著回答一個問題:中國2050年的電力總消費(fèi)量究竟應(yīng)處于怎樣的水平?
終端能源消費(fèi)中電力比例將大幅增長
中國2010年終端能源總消費(fèi)量約為17.47萬億千瓦時,其中電力總消費(fèi)量為4.19萬億千瓦時,占終端能源消費(fèi)的比例為24%。根據(jù)電量(千瓦時)、標(biāo)煤(tce)和標(biāo)油(toe)之間的換算關(guān)系,我們可以得到中國2010年的終端能源消耗為21.5億噸標(biāo)煤或者15億噸標(biāo)油。根據(jù)《中國2050高比例可再生能源發(fā)展情景暨途徑研究》(以下簡稱《高比例研究》),2050年終端能源消費(fèi)將達(dá)到32億噸標(biāo)煤,相當(dāng)于26.05萬億千瓦時,其中電力占60%,那么終端電力消費(fèi)約15.63萬億千瓦時。
隨著以電氣化率升高為特征的能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,中國的電力消費(fèi)在這40年中增長273%。同期,基數(shù)龐大的中國人口進(jìn)入老齡化,人口出生率低,人口的規(guī)?;颈3植蛔?,人口變化對電力消費(fèi)的刺激作用有限。從GDP增長來看,經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度雖會放緩,但經(jīng)濟(jì)總量預(yù)期仍會繼續(xù)增加,因此對電力消費(fèi)有推動作用。從經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和發(fā)展質(zhì)量的角度來看,服務(wù)業(yè)比重將持續(xù)加大,技術(shù)創(chuàng)新和生產(chǎn)效率提升,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)發(fā)展的電力需求彈性會逐步降低,即同樣的GDP產(chǎn)出需要的能源或者電力的投入將越來越少。因此,四十年內(nèi)之所以有接近三倍的電力消費(fèi)增長,最可能的原因是能源系統(tǒng)電氣化比重的大幅提高,即發(fā)改委能源所預(yù)計(jì)的從2010年的24%提高到2050年的60%。然而有趣的是,當(dāng)我們將美國能源信息管理局(Energy Information Administration,EIA)對于美國終端電力消費(fèi)占比2040預(yù)測拿來參考時,卻看到截然不同的情形。在國際能源展望2013(International Energy Outlook2013)里,美國終端能源消費(fèi)中的電力占比2010年為18%,而2040年略微升高到20%。這雖然不是美國2050年的數(shù)據(jù),但仍然可以作為參照。相較于中國2050年60%的預(yù)測目標(biāo),存在巨大差距。為什么在終端能源消費(fèi)電氣化率目標(biāo)方面中國設(shè)定了比美國遠(yuǎn)遠(yuǎn)超前的目標(biāo)?我們認(rèn)為一個主要原因可能在于中國預(yù)測電動汽車將成為未來交通部門的主流。
假設(shè)中國到2050年終端能源消費(fèi)達(dá)到32億噸標(biāo)煤,能夠?qū)崿F(xiàn)60%的電氣化比例,那么我們從人均電力消費(fèi)的角度來看2050年15.63萬億千瓦時的電力消費(fèi)需求的預(yù)測是否合理。
中國人均電力消費(fèi)的未來或接近德國、日本,而非美國
人均電力消費(fèi)在很大程度上代表著一個國家、社會或者區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,一般來講,經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高,人均電力消費(fèi)會越高。從表1可以看出,美、德、日三個發(fā)達(dá)國家的人均電力消費(fèi)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過中國。在中國,經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的上海,人均電力消費(fèi)不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過全國平均,而且顯著高于北京。
經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和社會發(fā)展質(zhì)量對人均電力消費(fèi)也有顯著影響。雖然同為發(fā)達(dá)國家,并且有先進(jìn)的制造業(yè),且制造業(yè)在經(jīng)濟(jì)中占有相當(dāng)?shù)谋戎?,但美國、德國和日本的人均電力消費(fèi)存在很大的差異。造成三國之間明顯差異的原因并不簡單,但他們之間在與建筑(如居住面積)和交通(如人均駕車?yán)锍蹋┫嚓P(guān)的電力消費(fèi)方面有著顯著的差距。美國人均居住面積大,城市公共交通不發(fā)達(dá)導(dǎo)致人們出行嚴(yán)重依賴汽車;德國和日本人均居住面積較小,發(fā)達(dá)的公共交通使交通相關(guān)的電力消費(fèi)量較低。由此角度來講,基于國家資源稟賦和人口密度的角度來看,中國未來的人均電力消費(fèi)水平更傾向于接近日本與德國的水平,而不是美國的模式。
經(jīng)濟(jì)增長與人均電力消費(fèi)未來可能呈現(xiàn)弱相關(guān)性
在未來經(jīng)濟(jì)增長中扮演日益重要角色的會是制度、教育、服務(wù)、技術(shù)、效率和創(chuàng)新等,能源投入推動增長的作用會日漸降低。這正是經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量提升的過程。圖2表明,1980年至2013年,德、日、美三國的人均電力消費(fèi)增長幅度分別為21%,66%和32%。2000年以來,人均電力消費(fèi)的增長幅度變小,德國出現(xiàn)平穩(wěn)態(tài)勢,2000-2013,僅增加了6%,同期的美國和日本卻出現(xiàn)下降的情形。在全球應(yīng)對氣候變化的大背景下,發(fā)達(dá)國家的人均電力消費(fèi)到2050年不會出現(xiàn)顯著上升的情形,在平穩(wěn)中緩慢下降可能性較大。當(dāng)然如果發(fā)達(dá)國家未來出現(xiàn)建筑和交通部門電氣化驅(qū)動的終端能源消費(fèi)電氣化率大幅上升的情形,人均電力消費(fèi)量可能出現(xiàn)明顯的增加。不過如果考慮到分布式發(fā)電系統(tǒng)和智能電網(wǎng)帶動的電力供應(yīng)效率的提升,以及制造業(yè)能效的持續(xù)改善,我們認(rèn)為發(fā)達(dá)國家人均電力消費(fèi)在未來30到40年的變化更趨于平穩(wěn),不太可能出現(xiàn)大起大落。
結(jié)語:
在設(shè)定了人口、GDP和經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量等三個影響終端電力消費(fèi)的主要因素之后,本文預(yù)測了未來中國在這三個高因素上的變化趨勢,之后對美國、德國和日本三國的人均電力消費(fèi)的變化歷史進(jìn)行了對比,我們認(rèn)為即使將全球能源的電氣化率大幅提升這一因素考慮在內(nèi),技術(shù)的改進(jìn)和效率的提升,加上中國的資源稟賦和人口密度等基本條件,對于中國2050年電力消費(fèi)達(dá)到15.63萬億千瓦時的預(yù)測可能過高了。中國未來的人均電力消費(fèi)水平更可能接近于德國和日本的水平。中國2050年如果僅達(dá)到德國、日本2013年的水平,那么中國的人均電力消費(fèi)約為7429千瓦時/人,全國終端電力消費(fèi)總量約為10萬億千瓦時。即使假設(shè)德、日兩國到2050年人均電力消費(fèi)增幅達(dá)到25%,并且屆時中國也達(dá)到同期德、日的水平,那么中國的人均電力消費(fèi)將達(dá)到9286千瓦時/人,全國總量達(dá)到12.52萬億千瓦時。無論是10萬億千瓦時還是12.52萬億千瓦時,都與《高比例研究》中預(yù)測的15.6萬億千瓦時的水平有顯著差異。