深度分析丨新时代下的电力需求预测

要推进电能替代

为贯彻落实中央财经领导小组第六次会议《国务院关于印发大气污染防治行动计划的通知》(国发〔2013〕37号)及《能源发展战略行动计划(2014~2020年)》(国办发〔2014〕31号)相关部署，国家发展改革委等八部委以发改能源〔2016〕1054号文联合印发了《关于推进电能替代的指导意见》，要求“2016~2020年，实现能源终端消费环节电能替代散烧煤，燃油消费总量约1.3亿吨标煤，带动电煤占煤炭消费比重提高到1.9%，带动电能占终端能源消费比重提高约1.5%，促进电能占终端能源消费比重达到约27%。”

有一件事情始终没有弄清楚，就是以电代煤，要代替1.3亿吨标煤，需要多少电?后来媒体公布，代替1.3亿吨标煤要用4500亿千瓦时电力。因为以电代煤，不是用电去代替声、光、通信等高效用电，以电代煤是用电去代替经济性差的供热部分。因为这部分经济性差，所以一直还是用煤炭、石油、天然气等化石燃料供应。最近几年由于热泵技术的发展，1千瓦时电可以获得2千瓦时、3千瓦时、甚至4千瓦时电的能量。用电制热效率高了，经济性有所提高，但由于发电和热泵需要巨大的投资和运行费用，因此目前热泵的经济性并不高，有待于技术水平的提升。

目前来看，用电锅炉代替煤锅炉，环境效益好，但能效和经济性还不高。现在关于以电代煤公布了一些数字：国家电网公司从2013~2016年累计推广实施电能替代电量达1030亿千瓦时，首次突破1000亿大关，相当于在能源消费终端减少燃煤4037万吨，减排二氧化碳7190万吨，减排二氧化硫等污染物76万吨，环保、社会效益显著。还有一种估计，在“十三五”期间，电能替代在国家电网公司供电区域内可完成5000亿千瓦时替代量，南方电网公司供电区域内可完成1000亿千瓦时电能替代(没有提到内蒙古电力公司供电区域内可以完成多少)，至少两大电网公司可完成6000亿千瓦时，加上这笔用电量，2020年全社会用电增长率至少可以达到6.5%。

这里是按电能替代电能利用高效率来计算耗电量的，每亿千瓦时电能可以替代3亿吨左右标准煤或4亿吨左右原煤来计算的，象电锅炉、电炊具达不到这么高效率，要替代1.3亿吨标准煤，替代电量还要增加，“十三五”相应的全社会用电量和全社会用电量增长率还会增加。因为电能替代1.3亿吨标准煤是必须完成的。所以电能替代的电量是一定能够完成的，应当纳入电力规划。

关于灵活电源平衡

在建国初期电力短缺，为了多发电力满足电力需求，往往采取调班用电，提高发电设备利用小时数。那时倾向于多建基荷电厂。后来装机容量比较富裕之后，为了保持各类电厂运行的灵活性、可靠性和经济性，在进行电力规划中，不仅要保证有足额的装机容量，而且要根据负荷特性，使高峰电厂、腰荷电厂和基荷电厂有合理的比例。

目前我国处在化石能源发电向可再生能源和新能源发电大转换时期，要大力发展可再生能源电力和新能源电力，需要用火电(天然气发电和煤电)、储能和需求响应来解决可再生能源电力和新能源电力的间歇性，随机性和季节性问题。特别是目前需求响应尚不能大规模发展时，主要靠火电调峰、调频、辅助服务的情况下，矛盾比较突出。“三北”弃风弃光，云南、四川弃水，局部地区调峰能力不足，煤电利用小时数不断下降，输电系统利用率偏低。为了解决这些问题，我们在进行电力需求预测时，是否应该测算一下，我们发展可再生能源电力、核电电力，风电、太阳能电力，需要多少调峰、调频容量?需要多少辅助服务容量?我们有多少调峰、调频、辅助服务容量，是否平衡，能否满足发展水电、核电、风电、太阳能发电要求?在“十三五”期间能否解决弃水、弃风、弃光，甚至弃核的要求?

“十三五”规划中虽有水电、风电、太阳能发电、核电的装机规模，也有天然气发电、煤电、抽水蓄能电站的规模，但没有水电、风电、太阳能发电、核电需要多少调峰、调频和辅助服务容量。不知道非化石能源电力的辅助服务要求能否满足?弃水、弃风、弃光、弃核的问题能否解决?最好是调峰、调频、灵活电源多准备些，以便水电、风电、光电、核电超计划完成，才能保证不丢弃、少丢弃电能。

关于饱和用电水平

饱和用电水平是关系国家及地区电力规划的关键指标，对其进行科学研究，将有助于远近结合，统筹兼顾，将有助于指导当前能源电力发展建设。过去有人研究认为2030年是电力发展峰值年。最近南方能源报刊登《基于国际比较的我国饱和用电水平研判》，认为我国人均用电量约为7000~8000千瓦时/年，2032年或2042年达到饱和时期，全社会用电量预计将达到11.68万亿千瓦时(8000千瓦时/人/年×14.6亿人口。

能源转型对于饱和用电水平有很大影响，所以首先要了解清楚能源转型。能源转型包含多种理解：一是在供给侧，用清洁能源替代化石能源;在能源消费侧实施清洁能源替代。这里所说的清洁能源是指风能、太阳能、水能等可再生能源，还包括煤炭清洁高效利用和天然气等。另一种理解则是，发展以电力为中心，实现“两个替代”，能源开发实施“清洁替代”，以太阳能、风能、水能等清洁能源替代化石能源，能源消费实行“电能替代”，以电代煤、以电代油、以电代天然气，实现一个回归(化石能源回归基本属性，主要作为工业原料和材料使用)，一个提高(即提高电气化水平)。因为第一方案缺乏必要的数据，难以估算，现在按第二方案，能源供给实施可再生能源和核电替代，能源消费以电能替代，估计需要电能20万亿千瓦时(按国家发改委等八部委电能4500亿千瓦时替代标准煤1.3亿吨计算)。

改革开放以后的能源预测，都或多或少在考虑能源转型，用清洁、低碳能源替代化石能源。从1996年到2015年收集到14个预测资料来看，绝大部分预测的时间节点为2050年。随着对能源转型的认识，2050年的发电量和装机容量不断提高，但到目前为止，2050年的发电量预测还没有提高到20万亿千瓦小时。

“十三五”规划中2020年发电量6.8~7.2万亿千瓦时，装机容量20亿千瓦。2012年国家开发银行的预测，2050年发电量为13.8万亿千瓦时，装机容量35亿千瓦;2012年中国电力企业联合会王志轩预测，2050年发电量为16.3万亿千瓦时，装机容量达49亿千瓦。2014年华北电力大学罗建国等人预测，2050年发电量15万亿千瓦时，装机容量41亿千瓦，2015年国家电网公司能源研究院白建华预测，发电量15万亿千瓦时，装机容量68.4亿千瓦(其中包括储能容量为6亿千瓦)。如果按白建华的预测2050年发电设备利用小时数为2200小时，那么要达到饱和电量20万亿千瓦时，装机容量应该达到90.9亿千瓦。如果要想用电力完全替代所有各种化石能源，以全球综合电力网替代全球综合能源网，20万亿千瓦时是不够的，关键是4500亿千瓦时电力替代不了1.3亿吨标煤。看来认为2030年是电力发展峰值年是不可靠的。

最近有人说，在2017年前中国一直存在着两个潜在的风险，第一个是能源，第二个是粮食。自从在技术上获得三大突破，中国有可能排除两大风险。这三大突破一是地热发电的研究成功;二是低成本沙漠化土壤改良;三是海水、盐碱地、水稻种植。热干岩勘查取得重大突破，其储量比煤炭、石油的储量高几十倍，甚至可能使人类放弃高聚变生产能源。热干岩如能开采成功，可以弥补我国能源资源的不足，对于电能的替代，电力饱和水平也可能有影响。电力饱和用电水平的高低，取决于用电力替代化石能源的水平(用电力替代化石能源的比例，例如替代50%，80%或是全替代)。再一个就是电力替代化石能源的速度，替代速度愈快，饱和用电水平就会愈快到来。而这两个发展速度的快慢取决于经济性的实现。同时，我们也希望页岩气的利用技术能很快成熟，与地热发电一同为我国电力发展作贡献。

新时代、新征程、新常态下，就要有新的电力预测方法，要抛弃电力弹性系数法、人均用电量法，要用调查研究来预测负荷。

(本文刊载于《中国电力企业管理》2018年2期，作者系本刊特约撰稿人)