“十四五”以来,我国电力发展面临的内外部形势发生了深刻变化,电力—经济关系也呈现新的阶段性特征,新形势下中长期电力需求预测需紧密捕捉新旧动能转换特征,为电力供需分析和保供方案制定打下坚实基础。
电力需求面临的新形势及新要求
从全球视角来看,当前全球经济和贸易增长面临严峻挑战,技术封锁、贸易保护成为新常态;从增长动能来看,我国经济已经从高速增长转向更加注重高质量发展阶段,新质生产力加速培育,数字经济、低空经济等新动能层出不穷;从行业发展来看,新型能源体系和新型电力系统建设下新能源发展进入快车道,重点领域节能、清洁能源替代稳步推进,用户侧储能、虚拟电厂等新元素不断涌现。
在上述形势下,我国电力—经济关系呈现新的阶段性特征,2020—2024年我国全社会用电量增速持续高于经济增速,2024年这一差距为1.8个百分点,南方区域电力—经济增速差距更是达到3.8个百分点,主要受产业结构调整、用电新业态、气候气温、电能替代、居民用电等多重因素影响。
电力需求预测旨在摸清未来电量和负荷变化趋势,为电力供需分析及电源方案的制订提供依据。新形势下的电力需求预测,一是要摸清经济新旧动能转换下电能增长的驱动力转变规律;二是要系统研究“双碳”等顶层政策变化对电力需求的影响;三是要探索新型电力系统供需协同发展模式下负荷呈现的新特征。为实现上述目标,中长期电力需求预测需以“传统因素+新时代新要素”相结合、“以能定电+以产定电”相融通的方式,充分量化传统行业转型、新质生产力、城镇化、电气化、气候气温等的影响,在电力服务经济社会发展的同时,协同推进双碳目标的实现。
新时代中长期电力需求呈现的新特征
近中期电力需求仍保持刚性增长。从长时间尺度来看,产业结构仍然对电力弹性系数起决定性作用。预计中远期随着高端产业占比不断提升,产业结构加速升级,弹性系数降至1以下,电力消费逐步趋于饱和;但近中期仍处于新电气化快速推进、用电新业态快速增长阶段,预计电力—经济增速差距收窄速度较慢,“十五五”我国及南方区域电力弹性系数仍大于1,电力需求保持刚性增长。
电力需求增长点由传统高耗能行业逐步转向新质生产力,由第二产业加速转向第三产业和居民生活。新形势下用电动能实现新旧转换,高耗能行业用电增速整体放缓,高技术装备制造业、现代服务业逐步成为用电增长的主要推动力量。以算力为例,预计2030年我国数据中心用电达到5000亿至8000亿千瓦时,算力基础设施、新能源汽车等用电新业态将有力带动第三产业、居民生活用电快速增长。
新电气化助推电能占终端能源消费比重不断提升,推高人均用电水平。随着“消费领域广泛电气化,重点领域智能电气化”为核心的新电气化进程不断推进,化石能源消费加快向电力消费转移,预计全国“十五五”电能替代量达到6000亿千瓦时左右。此外,新电气化推高人均用电预期,2035年人均用电量预计达到1万千瓦时左右,超过新加坡目前水平。
西部省份用电增长较快,一定程度上影响西电东送格局。传统高耗能行业及大型算力基础设施等在西部省份的聚集效应将一定程度上重塑东西部供需格局。以南方区域为例,预计“十五五”期间广东省仍是用电主体,但占比下降1.5个百分点左右,而绿色铝、绿色硅、电池材料、国家算力枢纽等重大项目落地促使西部三省区用电保持旺盛增势,一定程度上影响送受端关系及西电东送格局。
气候变化所导致极端天气事件成为新常态,对电力需求影响持续加大。2013—2023年全国居民每百户空调拥有量翻一番,随着未来居民收入水平进一步提高,预计采暖制冷用电量比重持续上升;而全球变暖背景下极端天气事件多发频发,气候气温对负荷的波动性影响持续增大。南方区域气候条件复杂多变,气温的影响更为显著,以广东为例,预计2030年极端高温天气下(最高气温升高3—5摄氏度)最大负荷将增加1350万至2250万千瓦,对保供造成极大压力。
新型电力系统下供需互动能力显著加强。考虑技术和模式成熟度,近期主要挖掘工业负荷、电动汽车充电、商业楼宇、算力辅助设施等的响应潜力,远期积极探索电—氢/电—气耦合、算力时空调度、电动汽车V2G等技术在需求响应中的应用。预计“十五五”期间需求响应能力达到最大负荷的5%以上,电能实现时空转换,近中期最大负荷利用小时数逐步趋于稳定,远期可能呈上升趋势。
新形势下对电力供需研究工作的建议
“十五五”期间电力需求仍保持刚性增长,电力供需工作需聚焦跟踪新形势新变化,电力保供要在绿色、安全、经济、市场等多重因素约束下找到平衡点。
强化电力与产业的协同布局、能源流与信息流的协同规划,统筹送端能源开发需求与受端市场变化,统筹绿电建设与智算发展,合理谋划“十五五”西电东送方案,实现资源优化配置与特性有效互补。
聚焦用电新业态发展态势,持续跟踪电动汽车、智能算力等的用电特征;研究其大规模发展对局部主网架、配电网产生的影响,提前谋划电力基础设施建设,避免局部电力供应紧张。
充分挖掘需求侧的响应能力,加快完善相关机制,提升用户主动参与度;强化与规划的衔接,研究明确不同阶段下需求侧响应在电力保供中的作用、纳入电力平衡的合理方式等。
融合能源、经济、气象等外部数据,借助AI大模型等智能化手段,提升极端天气下负荷预测能力;强化极端天气等突发事件下电力保供研究,提升电力规划方案对极端情况的适应能力。
充分发挥市场和电价机制的重要作用,以相对完善的容量市场、辅助服务市场机制等,引导新型能源体系下各类电源的合理建设,提升电力系统的灵活性和安全保障能力。
苏步芸 刘展志 吴煜文 刘正超 董楠
(作者单位:南网能源院)
原标题:新形势下中长期电力需求发展特征思考及建议