摘 要：“十三五”以来，受国内外多种复杂因素影响，中国电力消费超预期增长。深入分析电力消费快速增长的原因，剖析中长期电力需求的影响因素，科学研判未来电力需求增长趋势，对电力工业高质量发展具有重要意义。分析“十三五”以来电力消费增长原因的基础上，综合考虑新形势下影响中长期电力需求的主要因素，采用中长期电力需求预测模型对 2020—2050 年中国电力需求进行展望。在加速电气化情景下，预计 2020、2030、2035、2050 年全社会用电量分别达到 7.7 万亿、11.1 万亿、12.2 万亿、13.9 万亿kW·h，2015—2020、2020—2035、2035—2050 年全社会用电量年均增速分别为 6.1%、3.1%、0.9%，2050 年电能占终端能源的比重达到 45.2%。
关键词：“十三五”；电力规划；电力消费；影响因素；中长期展望；情景分析
（来源：中国电力 作者：国网能源研究院有限公司 张成龙，谭显东，翁玉艳，单葆国）
0 引言
作为国民经济发展的重要基础性行业，电力发展在经济新常态下出现了一些新变化。“十三五”以来，在国际经济缓慢复苏、国际贸易形势复杂多变 [1-2] 等背景下，中国经济增速换挡回落、结构优化升级、动力转换加快 [3-4] ，电力消费增速明显超过预期，三次产业和居民生活用电量均实现较快增长。面向经济高质量发展和生态文明建设等新要求，有必要深入分析其原因，并结合主要影响因素的变化展望中国未来电力需求发展趋势。
本文系统回顾了改革开放以来经济增长与电力消费之间的关系，重点分析了“十三五”以来电力消费超预期增长的原因，深入研究了新形势下影响中长期电力需求的主要因素，利用中长期电力需求预测模型，对中国未来电力需求增长进行了展望，并提出相关建议。
1 中国电力消费增长分析
改革开放以来，中国经济保持较快增长，取得了巨大进步。国内生产总值（GDP）由 1978 年的 3 679 亿元（当年价，下同）增长至 2018 年的90.0 万亿元，年均增长 9.4%，在全球主要经济体中名列前茅 [5] 。随着经济发展和人民生活水平的提高，电力消费也稳步提升，全社会用电量保持较快增长。电力消费从 1978 年的 2 498 亿 kW·h 增长至 2018 年的 6.8 万亿 kW·h [6-8] ，年均增长 8.6%，如图 1 所示。
从电力消费结构来看，第二产业是电力消费的主要动力，但其比重总体呈现下降趋势，第三产业和居民生活用电比重逐渐上升。如图 2 所示，1990 年以来，第二产业用电年均增速为 8.5%，所占比重从 1990 年的 79.4% 下降到 2018 年的 69.0%；
第三产业和居民生活用电年均增速分别为 11.7%和 11.5%，所占比重分别从 1990 年的 8.0% 和7.5% 上升到 2018 年的 15.8% 和 14.1% [6-8] 。
2 “十三五”以来电力消费较快增长原因研究
“十三五”以来，中国经济从高速增长转为中高速增长特征明显，但全社会用电量连续三年加速增长，增速逐年上升。2016、2017 和 2018 年全社会用电量增速分别为 4.9%、6.6% 和 8.5% [6-8] ，均高于《电力发展“十三五”规划》年均 3.6%~4.8% 的增长预期 [9] ，2018 年用电增速和电力弹性系数均创近 7 年新高 [10-12] 。
装备制造业等非高耗能工业用电增速明显加快。2016—2018 年，装备制造业用电量年均增速为 7.9% 左右 [6-8] ，明显快于工业用电量增速。
在供给侧结构性改革政策措施下，工业内部结构优化升级加快，通用设备、电气机械等装备制造业电力需求快速增长；同时，随着“互联网+”与各行业的深度融合发展，数据中心、数字设备等相关产业电力需求快速增加。
黑色金属等部分高耗能行业电力消费增长较快。2016—2018 年，虽然高耗能行业整体用电量增长较慢，化工、建材、黑色金属、有色金属等四大高耗能行业合计用电量年均增速为 2.2% 左右 [6-8] ，但高耗能行业内部出现了明显的增速分化。由于钢材产量快速增长、电炉钢大量投产、“地条钢”出清以及环保设备大量使用等长短期因素共同作用，钢铁行业用电量大幅反弹。此外，玻璃、陶瓷等行业广泛使用电窑炉，拉动用电量较快增长。
现代服务业等新业态快速发展，推动第三产业用电高速增长。2016—2018 年，第三产业用电量年均增速为 14.7% [6-8] ，是全社会用电量年均增速的两倍以上。随着第三产业在 GDP 中的比重超过第二产业，成为拉动经济增长的重要动力，并且第三产业内部结构优化升级，信息技术、交通运输等生产性服务业功能逐渐增强，批发零售、住宿餐饮等生活性服务业质量进一步提高，都带动了服务业用电量快速增长。
伴随居民消费升级、脱贫攻坚不断深入，城乡居民用电快速增长。2016—2018 年，居民生活用电量年均增长 10.0%，其中，城镇居民生活用电量年均增长 10.4%，乡村居民生活用电量年均增长 9.3% [6-8] 。随着人们生活水平的提高，家用电器、消费电子产品等消费量提高，同时以电采暖为代表的居民生活领域电能替代也快速发展。
随着脱贫攻坚战的深入推进，乡村居民的生活大幅改善，用电普及率增加。
此外，部分年份气温因素也对用电增长产生较大影响。随着空调制冷设备和电采暖设备的普及率与使用率“双提高”，制冷、采暖电力需求对气候、气温变化更加敏感。
3 新形势下中长期电力需求影响因素分析
综合来看，“十三五”以来电力消费较快增长的原因中既有短期周期性因素，也有一些新的长期性因素。从中长期因素来看，一方面，中国步入高质量发展阶段，经济增长动能变化对电力需求产生新的影响；另一方面，加快打赢蓝天保卫战和建设生态文明等对能源和电力发展提出新的要求。在本文中，将影响中长期电力需求的因素主要归纳成以下 4 方面。
3.1 经济高质量发展
“十九大”报告指出，中国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，正处在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期 [13] 。
面对国内外严峻复杂形势，中国发展仍处于并将长期处于重要战略机遇期，经济仍将保持持续健康发展。随着供给侧结构性改革的不断深化，新产业、新业态、新商业模式将快速发展，产业结构优化升级，新旧动能加速转换，战略性新兴产业、高技术制造业等将持续实现较快增长。
结合多家研究机构的预测结果 [14-19] ，预计“十三五”期间，中国 GDP 年均增速为 6.5%；2020 年后，经济增速进一步回落，年均增长率为：2020—2025年5.9%，2025—2030年5.3%，2030—2035 年 4.7%，2035—2040 年 4.1%，2040—2045年 3.6%，2045—2050 年 3.1%。
产业结构加快转换，第三产业占比持续提升。预计 2020 年、2030 年、2035 年、2050 年三次产业比重分别为 6.8∶37.2∶56.0、6.2∶29.8∶64.0、5.9∶27.7∶66.4、5.3∶23.8∶70.9。
3.2 电能替代持续推进
电力占终端能源的比例持续提高是未来能源系统发展的重要趋势，同时可再生能源加快发展，进一步凸显电力在能源供应和消费中的重要地位，电力在能源经济绿色低碳转型过程中将发挥核心作用，在能源消费的增量和存量中对传统化石能源的替代将进一步加快。
2016 年，国家发改委出台《关于推进电能替代的指导意见》 [20] ，提出“十三五”期间，将在居民采暖、工业与农业生产、交通运输、电力供应与消费等重点领域全面推进电能替代，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 t 标煤，带动电煤占煤炭消费比重提高约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%。预计当前到 2030 年，累计理论可替代电量将至少达到 1.8 万亿 kW·h；之后，随着中国散煤利用量的下降，每年电能替代的潜力将逐步减少，从当前到 2050 年累计理论可替代电量将达3.5 万亿 kW·h 以上 [21-23] 。
3.3 建设生态文明和能源革命战略
面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化等挑战，中国政府提出坚持创新、协调、绿色、开放和共享五大发展新理念，走绿色低碳发展道路，加快生态文明建设 [24] 。《大气污染防治 行 动 计 划 》 《 能 源 生 产 和 消 费 革 命 战 略（2016—2030）》等政策规划的出台对能源电力发展等提出了新的目标要求。在新的政策形势下，能源的供应结构将加快优化，非化石能源将逐渐由补充能源向替代能源转变，非化石能源电力供应将加快增长。
3.4 其他因素
除上述影响因素外，能源价格、技术进步和电力需求响应等因素也会影响未来电力需求发展 [25-27] 。某种能源及其替代能源的价格通过用户选择影响最终的消费；技术进步带来能源利用效率的提高，从而降低能源强度；高效、灵活的需求响应通过改变用户用电模式，实现有序用电，提升节能节电空间。
4 研究方法和情景设计
本文采用中长期电力需求预测模型 [16, 28-29] 进行情景分析。中长期电力需求预测模型包括产量、单耗、人均生活用电等模块。该模型考虑新时代背景下宏观经济、电能替代等影响因素，采用计量经济学、可计算一般均衡模型（CGE）、专家判断、国际比较等方法，分析预测产品产量、行业增加值、单位产品电耗、单位产值电耗、人均生活用电等变量，得到中长期电力需求预测结果。模型框架如图 3 所示。
考虑经济转型、电能替代和政策环境等因素，本文设计了 3 种情景：基准情景、加速电气化情景、深度电气化情景；对中国中长期电力需求进行分析研判。3 种情景的主要参数如表 1 所示。
（1）基准情景。经济发展和结构转型维持目前趋势，现有政策持续实施，电能替代有限开展，各用能领域电气化水平逐步提高。
（2）加速电气化情景。经济高质量发展加快，能源革命和生态文明建设力度进一步加大，电力在供给侧和需求侧加快替代传统化石能源，各用能领域电气化水平高于基准情景。
（3）深度电气化情景。经济持续高质量发展，低碳转型对电力系统约束进一步强化，电能替代的力度全面加大，各用能领域电气化水平高于加速电气化情景。
5 情景结果分析
5.1 需求总量
2019—2050 年，中国用电需求将持续增长，仍有较大增长空间，但增速逐步放缓。其中，“十三五”期间，中国总体处于工业化后期，经济保持中高速平稳增长，电气化水平稳步提高，电力需求保持较快增长；2020 年基本完成工业化，2035 年全面实现工业化，工业增长将逐步放缓，钢铁等部分高耗电产品产量逐渐下降，电力需求增速回落。电力需求预测主要结果见图 4。
基准情景下，各领域电气化水平逐步提高，例如，钢铁行业电炉钢占比在 2020、2035、2050年分别达到 10%、20%、30%；电动汽车保有量在2020、2035、2050 年分别达到 500 万辆、8 100 万辆 和 2.3 亿 辆 。 预 计 2020、 2 0 1 5 — 2 0 2 0 、2020—2035、2035—2050 年全社会用电量年均增速分别为 5.8%、2.7%、0.6%，2020、2030、
2035、2050 年全社会用电量分别达到 7.5、10.5、11.3、12.3 万亿 kW·h。2050 年电能占终端能源的比重达到 37.2%。
加速电气化情景下，各领域电气化水平较快提高，例如，钢铁行业电炉钢占比在 2020、2035、2050 年分别达到 15%、35%、50%；电动汽车保有量在 2020、2035、2050 年分别达到 600 万辆、1.4 亿辆和 3.2 亿辆。预计 2015—2020、2020—2035、2035—2050 年全社会用电量年均增速分别为 6.1%、 3.1%、 0.9%， 2020、 2030、 2035、2050 年全社会用电量分别达到 7.7、11.1、12.2、13.9 万亿 kW·h。2050 年电能占终端能源的比重达到 45.2%。
深度电气化情景下，各领域电能替代潜力得到充分挖掘。预计 2015—2020、2020—2035、2035—2050 年全社会用电量年均增速分别为6.8%、3.3%、1.0%，2020、2030、2035、2050 年全社会用电量分别达到 7.9、11.6、12.9、14.9 万亿 kW·h。2050 年电能占终端能源的比重达到 51.6%。
5.2 用电结构
三种情景下，各产业和居民生活用电比重有所不同。总体来看，第二产业用电比重逐步下降，第三产业和居民生活用电比重不断上升，逐渐成为拉动全社会用电增长的主要动力。以加速电气化情景为例，2020 年中国第一、二、三次产业和居民生活用电比例为 2.0∶67.5∶15.5∶15.0，2030 年为 2.1∶57.7∶21.6∶18.6，2035 年为 2.2∶52.5∶24.8∶20.5，2050 年为 1.8∶39.0∶33.8∶25.4，如图 5所示。
如图 6 所示，加速电气化情景下，2015—2020 年第一、二、三次产业和居民生活用电对全社会用电增长的贡献率分别为 2.6%、52.4%、23.8%、21.2%，2020—2035 年贡献率分别为2.2%、26.9%、40.7%、30.1%，2035—2050 年贡献率分别为–0.2%、–56.0%、96.8%、59.4%，其中第一、二产业用电量对全社会用电增长的贡献不断减弱，第三产业和居民生活用电的贡献不断增强。
5.3 人均用电
3 种情景下，中国人均用电量增长速度有所不同。但总体来看，未来中国人均用电水平将大幅提升，与发达国家的差距不断缩减。以加速电气化情景为例，2020 年中国人均用电量约为 5 409kW·h/人，分别达到日本、美国、韩国、OECD 国家 2015 年人均用电量的 70.6%、42.2%、51.3%、68.1%；2030 年中国人均用电量约为 7 616 kW·h/人，与日本、OCED 国家 2015 年水平相当，但较美国、韩国 2015 年水平还有较大差距；2035 年中国人均用电量约为 8 405 kW·h/人，赶超 OCED 国家、日本 2015 年水平，但较美国、韩国 2015 年水平还有较大差距；2050 年中国人均用电量约为9 946 kW·h/人，是 OCED 国家、日本 2015 年水平的 1.3 倍，达到美国、韩国 2015 年人均用电量的77.6%、94.3%，如图 7 所示。
2020 年中国人均生活用电量约为 811 kW·h/人，分别达到日本、美国、韩国、OECD 国家 2015 年人 均 生 活 用 电 量 的 39.0%、 18.1%、 66.0%、35.8%；2030 年中国人均生活用电量快速增长至1 416 kW·h/人，是韩国 2015 年人均生活用电量的1.2 倍，分别达到日本、美国、OECD 国家 2015 年人均生活用电量的 68.1%、31.6%、62.5%；2035 年中国人均生活用电量快速增长至 1 723 kW·h/人，是韩国 2015 年人均生活用电量的 1.4 倍，分别达到日本、美国、OECD 国家 2015 年人均生活用电量的 82.9%、38.4%、76.0%；2050 年中国人均生活用电量达 2 228 kW·h/人，与 OCED 国家 2015 年水平相当，分别是韩国、日本 2015 年人均生活用电量的 1.8、1.1 倍，但较美国人均生活用电量仍有较大差距，仅达到美国 2015 年人均生活用电量的49.7%，如图 8 所示。
6 结语
“十三五”以来，中国电力消费增速快于规划预期，主要源于装备制造业等非高耗能工业用电增速明显加快，黑色金属等部分高耗能行业电力消费较快增长，现代服务业等第三产业用电高速增长，城乡居民用电快速增长，以及气温影响。从中长期来看，伴随中国经济步入高质量发展阶段，经济增长动能变化对电力需求产生新的影响。同时，加快打赢蓝天保卫战和建设生态文明等对能源和电力发展提出新的要求。
在这种背景下，本文分析了新形势下影响中国中长期电力需求的主要因素，进一步对中国中长期电力需求展开了情景分析。预计加速电气化情景下 2020、2030、2035、2050 年全社会用电量将分别达到 7.7、11.1、12.2、13.9 万亿 kW·h，深度电气化情景下将分别达到 7.9、11.6、12.9、14.9 万亿 kW·h。
为推动电力转型与高质量发展相互促进，建议滚动调整电力发展“十三五”及中长期规划目标；近中期，要朝着加速电气化情景努力，加快推进终端领域电气化，加快发展可再生能源等清洁电力，加强电力需求侧管理，进一步保障电力安全供应；中远期，要加快电力系统绿色低碳转型，大幅降低电力系统碳排放，为实现中国低碳转型目标做出重要贡献。
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