朱成章:新時代下的電力需求預(yù)測
業(yè)內(nèi)對“十三五”電力規(guī)劃似乎充滿了信心,負責(zé)起草規(guī)劃的國家電力規(guī)劃研究中心寫了不少文章,也有一些專家認(rèn)為煤電裝機富余,這些都是以“十三五”電力規(guī)劃中的需求預(yù)測為標(biāo)準(zhǔn)來說話,但卻沒有人討論“十三五”電力規(guī)劃中需求預(yù)測是否準(zhǔn)確?是否有可修改之處?
“十三五”電力規(guī)劃與“十五”電力規(guī)劃有相似之處。在“十五”規(guī)劃之前,我國電力工業(yè)由于受到東南亞金融危機的影響,電力消費增速下降,1997年增速為4.8%,1998年為2.8%。由于受到“十五”前幾年低增速的影響,在研究編制“十五”電力規(guī)劃時,各主管部門和各研究單位預(yù)測2005年發(fā)電量和裝機容量偏小,如國家計委預(yù)測2005年發(fā)電量17300億千瓦時,裝機容量3.7億千瓦,“十五”期間年均增長率分別為4.8%和3%;國家經(jīng)貿(mào)委預(yù)測2005年發(fā)電量為17500億千瓦時,裝機容量3.9億千瓦,年均增長率分別為5.04%和4.0%;研究單位及專家預(yù)測,2005年發(fā)電量17500~18500億千瓦時,裝機容量為3.9~4億千瓦,增長率分別為5.04%~6.2%及4.08%~4.6%。由于實際經(jīng)濟發(fā)展速度比預(yù)測的速度快,“十五”期間電力規(guī)劃在三年完成,于是修訂“十五”電力規(guī)劃,預(yù)計2005年發(fā)電量達到19600~20000億千瓦時,年均發(fā)電量增長率提高到6%~7.3%,結(jié)果仍然偏低。2005年實際完成發(fā)電量為24975億千瓦時,是國家計劃發(fā)電量的1.44倍;裝機容量為51718萬千瓦,是國家計劃裝機容量的1.40倍。
最近幾年,由于受國際經(jīng)濟疲軟的影響,中國經(jīng)濟進入新常態(tài),電力增速下降,2012年為5.9%,2013年8.9%,2014年為3.8%,2015年0.96%,2016年為5%,在這種情況下,“十三五”電力規(guī)劃制定采用全社會用電量為6.8~7.2萬億千瓦時,年平均增速為3.6%~4.8%,另考慮儲備2000億千瓦時為考量依據(jù)。“十三五”電力規(guī)劃公布后,2017年全國全社會用電量6.3萬億千瓦時,全社會用電量同比增長6.6%,增速同比提高1.6個百分點。很可能“十三五”電力規(guī)劃的預(yù)測跟“十五”一樣,預(yù)測負荷偏低。接連幾年電力需求高增長,使電力規(guī)劃失去意義,需要不斷地滾動修編。其實在新常態(tài)下,電力需求年增長7%~8%甚至8%~9%也不為過,如果“十三五”規(guī)劃從2017年開始增長率高于“十三五”電力規(guī)劃值,那么“十三五”也可能像“十五”電力規(guī)劃那樣,需要及時修訂。
不能忘記調(diào)查研究
調(diào)查研究是電力需求預(yù)測的基本功,改革開放以后,我國逐步從國外引進了模型預(yù)測,彈性系數(shù)預(yù)測方法體系。原電力部計劃司司長曾強調(diào)調(diào)查研究是計劃、規(guī)劃工作的基本功,沒有調(diào)查研究就沒有資格做負荷預(yù)測。電力規(guī)劃工作者應(yīng)當(dāng)?shù)睫r(nóng)林水和各個工業(yè)部門去了解情況,到農(nóng)村、到工廠實地調(diào)研,尋找電力供應(yīng)和消費的規(guī)律。
在全球經(jīng)濟“大轉(zhuǎn)型”的新常態(tài)下,能源行業(yè)何去何從?我們首先需要識別出哪些是確定的,哪些是不確定的,哪里存在著新機會,哪些存在著風(fēng)險。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人類將更加尊重地球生態(tài)邊界、氣候變化、空氣質(zhì)量、環(huán)境保護等;人類將推動全球能源結(jié)構(gòu)走向低碳綠色、逐步脫離以化石能源為主導(dǎo)的狀態(tài);提高全球電氣化的比重,這些都是確定性的,尤其是電力作為終端能源消費的比重不斷升高,這更加確定無疑。總之,通過調(diào)查研究,才能夠比較準(zhǔn)確地預(yù)測負荷。
據(jù)國家電力規(guī)劃研究中心介紹,“十三五”我國用電需求是用數(shù)量經(jīng)濟模型、電力彈性系數(shù)法和分行業(yè)用電量法預(yù)測的。這是我國電力工業(yè)常用的預(yù)測方法,這些預(yù)測方法都存在主觀隨意性。
根據(jù)數(shù)量經(jīng)濟模型做電力需求預(yù)測,外行看了覺得很神秘,很科學(xué),但實際上模型的靈魂是數(shù)據(jù)。大家的興趣在模型,設(shè)計建立預(yù)測模型,可以寫論文,卻沒有人沉下心來研究數(shù)據(jù)。模型再好,沒有數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)不科學(xué),輸進去的是“垃圾”,出來的成果也是“垃圾”。電力彈性系數(shù)法預(yù)測,設(shè)定第二產(chǎn)業(yè)彈性系數(shù)為0.5~0.55之間,第三產(chǎn)業(yè)為1.05~1.15,居民生活為1.1~1.2,綜合計算為0.65~0.71之間。從國家統(tǒng)計局《中國統(tǒng)計摘要》來看,2008為彈性系數(shù)為0.58,2009年為0.75,2010年為1.25,2011年為1.27,2012年為0.77,2013年為1.16,2014年為0.51,缺乏規(guī)律性。
所以自2010年世界能源危機之后,大家認(rèn)為電力彈性系數(shù)已經(jīng)不可作為能源、電力需求預(yù)測的方法。與其花功夫預(yù)測電力彈性系數(shù),不如在調(diào)查研究上多花點功夫。至于行業(yè)用電量法預(yù)測與第二種電力彈性系數(shù)預(yù)測法是類似的——先預(yù)測各行業(yè)電力彈性系數(shù),綜合各行業(yè)的彈性系數(shù),得出總的電力彈性系數(shù),然后求得2020年全社會用電量;而第三個預(yù)測,則是直接預(yù)測各行業(yè)的用電量,然后各行業(yè)相加得出全社會用電量。三個方法預(yù)測結(jié)果,第一個方法為7.2~7.4萬億千瓦時,第二個方法為7.0~7.3萬億千瓦時,第三個方法為6.8~7.4萬億千瓦時,似乎都很接近,其實搞電力需求預(yù)測的人都知道,預(yù)測時可以通過試算解決,甚至可以使三個方案的預(yù)測結(jié)果都相等。
要預(yù)測總發(fā)電量
在我國的電力數(shù)據(jù)統(tǒng)計中,包括發(fā)電量和全社會用電量,發(fā)電量比全社會用電量大。有人以為發(fā)電量包括廠用電、線損,其實全社會用電量中也包括廠用電、線損。這個差額主要是進出口電量。隨著我國國際交往增加,洲內(nèi)跨國聯(lián)網(wǎng),洲際聯(lián)網(wǎng)增加,以及全球能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,發(fā)電量的數(shù)字會不斷增加,如在2010年差額為279億千瓦時,占全社會用電量0.66%,到2017年已達到1200億千瓦時,占全社會用電量1.18%。這是我們承擔(dān)的國際義務(wù),這部分發(fā)電量和全社會用電量一樣是不能少的,所以我們在預(yù)測全國用電量之外,應(yīng)當(dāng)預(yù)測總發(fā)電量。2010年~2017年的發(fā)電量和全社會用電量數(shù)字如下表:
在“十三五”我國用電需求預(yù)測的文章中,關(guān)于電力需求預(yù)測用了三個名詞:在數(shù)量經(jīng)濟模型預(yù)測中,2020年全國需電量為7.2萬~7.4萬億千瓦時,這里用的是“全國需電量”;在電力彈性系數(shù)法預(yù)測,2020年全社會需電量預(yù)測為7.0萬~7.3萬億千瓦時,這里用的是“全社會需電量”;在分行業(yè)用電量法預(yù)測中,2020年全社會用電量在6.8萬~7.4萬億千瓦時,這里用的是“全社會用電量。”前面講的是三種預(yù)測方法,可是后面又加了一種人均用電量法共四種名詞,但并沒有介紹人均用電量法的測算。在最后總結(jié)中2020年統(tǒng)一歸結(jié)為全社會用電量6.8~7.2萬億千瓦小時,應(yīng)該說三種預(yù)測方法預(yù)測的都是全社會用電量。
要推進電能替代
為貫徹落實中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會議《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)大氣污染防治行動計劃的通知》(國發(fā)〔2013〕37號)及《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014~2020年)》(國辦發(fā)〔2014〕31號)相關(guān)部署,國家發(fā)展改革委等八部委以發(fā)改能源〔2016〕1054號文聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于推進電能替代的指導(dǎo)意見》,要求“2016~2020年,實現(xiàn)能源終端消費環(huán)節(jié)電能替代散燒煤,燃油消費總量約1.3億噸標(biāo)煤,帶動電煤占煤炭消費比重提高到1.9%,帶動電能占終端能源消費比重提高約1.5%,促進電能占終端能源消費比重達到約27%。”
有一件事情始終沒有弄清楚,就是以電代煤,要代替1.3億噸標(biāo)煤,需要多少電?后來媒體公布,代替1.3億噸標(biāo)煤要用4500億千瓦時電力。因為以電代煤,不是用電去代替聲、光、通信等高效用電,以電代煤是用電去代替經(jīng)濟性差的供熱部分。因為這部分經(jīng)濟性差,所以一直還是用煤炭、石油、天然氣等化石燃料供應(yīng)。最近幾年由于熱泵技術(shù)的發(fā)展,1千瓦時電可以獲得2千瓦時、3千瓦時、甚至4千瓦時電的能量。用電制熱效率高了,經(jīng)濟性有所提高,但由于發(fā)電和熱泵需要巨大的投資和運行費用,因此目前熱泵的經(jīng)濟性并不高,有待于技術(shù)水平的提升。
目前來看,用電鍋爐代替煤鍋爐,環(huán)境效益好,但能效和經(jīng)濟性還不高。現(xiàn)在關(guān)于以電代煤公布了一些數(shù)字:國家電網(wǎng)公司從2013~2016年累計推廣實施電能替代電量達1030億千瓦時,首次突破1000億大關(guān),相當(dāng)于在能源消費終端減少燃煤4037萬噸,減排二氧化碳7190萬噸,減排二氧化硫等污染物76萬噸,環(huán)保、社會效益顯著。還有一種估計,在“十三五”期間,電能替代在國家電網(wǎng)公司供電區(qū)域內(nèi)可完成5000億千瓦時替代量,南方電網(wǎng)公司供電區(qū)域內(nèi)可完成1000億千瓦時電能替代(沒有提到內(nèi)蒙古電力公司供電區(qū)域內(nèi)可以完成多少),至少兩大電網(wǎng)公司可完成6000億千瓦時,加上這筆用電量,2020年全社會用電增長率至少可以達到6.5%。
這里是按電能替代電能利用高效率來計算耗電量的,每億千瓦時電能可以替代3億噸左右標(biāo)準(zhǔn)煤或4億噸左右原煤來計算的,象電鍋爐、電炊具達不到這么高效率,要替代1.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,替代電量還要增加,“十三五”相應(yīng)的全社會用電量和全社會用電量增長率還會增加。因為電能替代1.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤是必須完成的。所以電能替代的電量是一定能夠完成的,應(yīng)當(dāng)納入電力規(guī)劃。
關(guān)于靈活電源平衡
在建國初期電力短缺,為了多發(fā)電力滿足電力需求,往往采取調(diào)班用電,提高發(fā)電設(shè)備利用小時數(shù)。那時傾向于多建基荷電廠。后來裝機容量比較富裕之后,為了保持各類電廠運行的靈活性、可靠性和經(jīng)濟性,在進行電力規(guī)劃中,不僅要保證有足額的裝機容量,而且要根據(jù)負荷特性,使高峰電廠、腰荷電廠和基荷電廠有合理的比例。
目前我國處在化石能源發(fā)電向可再生能源和新能源發(fā)電大轉(zhuǎn)換時期,要大力發(fā)展可再生能源電力和新能源電力,需要用火電(天然氣發(fā)電和煤電)、儲能和需求響應(yīng)來解決可再生能源電力和新能源電力的間歇性,隨機性和季節(jié)性問題。特別是目前需求響應(yīng)尚不能大規(guī)模發(fā)展時,主要靠火電調(diào)峰、調(diào)頻、輔助服務(wù)的情況下,矛盾比較突出。“三北”棄風(fēng)棄光,云南、四川棄水,局部地區(qū)調(diào)峰能力不足,煤電利用小時數(shù)不斷下降,輸電系統(tǒng)利用率偏低。為了解決這些問題,我們在進行電力需求預(yù)測時,是否應(yīng)該測算一下,我們發(fā)展可再生能源電力、核電電力,風(fēng)電、太陽能電力,需要多少調(diào)峰、調(diào)頻容量?需要多少輔助服務(wù)容量?我們有多少調(diào)峰、調(diào)頻、輔助服務(wù)容量,是否平衡,能否滿足發(fā)展水電、核電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電要求?在“十三五”期間能否解決棄水、棄風(fēng)、棄光,甚至棄核的要求?
“十三五”規(guī)劃中雖有水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電、核電的裝機規(guī)模,也有天然氣發(fā)電、煤電、抽水蓄能電站的規(guī)模,但沒有水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電、核電需要多少調(diào)峰、調(diào)頻和輔助服務(wù)容量。不知道非化石能源電力的輔助服務(wù)要求能否滿足?棄水、棄風(fēng)、棄光、棄核的問題能否解決?最好是調(diào)峰、調(diào)頻、靈活電源多準(zhǔn)備些,以便水電、風(fēng)電、光電、核電超計劃完成,才能保證不丟棄、少丟棄電能。
關(guān)于飽和用電水平
飽和用電水平是關(guān)系國家及地區(qū)電力規(guī)劃的關(guān)鍵指標(biāo),對其進行科學(xué)研究,將有助于遠近結(jié)合,統(tǒng)籌兼顧,將有助于指導(dǎo)當(dāng)前能源電力發(fā)展建設(shè)。過去有人研究認(rèn)為2030年是電力發(fā)展峰值年。最近南方能源報刊登《基于國際比較的我國飽和用電水平研判》,認(rèn)為我國人均用電量約為7000~8000千瓦時/年,2032年或2042年達到飽和時期,全社會用電量預(yù)計將達到11.68萬億千瓦時(8000千瓦時/人/年×14.6億人口。
能源轉(zhuǎn)型對于飽和用電水平有很大影響,所以首先要了解清楚能源轉(zhuǎn)型。能源轉(zhuǎn)型包含多種理解:一是在供給側(cè),用清潔能源替代化石能源;在能源消費側(cè)實施清潔能源替代。這里所說的清潔能源是指風(fēng)能、太陽能、水能等可再生能源,還包括煤炭清潔高效利用和天然氣等。另一種理解則是,發(fā)展以電力為中心,實現(xiàn)“兩個替代”,能源開發(fā)實施“清潔替代”,以太陽能、風(fēng)能、水能等清潔能源替代化石能源,能源消費實行“電能替代”,以電代煤、以電代油、以電代天然氣,實現(xiàn)一個回歸(化石能源回歸基本屬性,主要作為工業(yè)原料和材料使用),一個提高(即提高電氣化水平)。因為第一方案缺乏必要的數(shù)據(jù),難以估算,現(xiàn)在按第二方案,能源供給實施可再生能源和核電替代,能源消費以電能替代,估計需要電能20萬億千瓦時(按國家發(fā)改委等八部委電能4500億千瓦時替代標(biāo)準(zhǔn)煤1.3億噸計算)。
改革開放以后的能源預(yù)測,都或多或少在考慮能源轉(zhuǎn)型,用清潔、低碳能源替代化石能源。從1996年到2015年收集到14個預(yù)測資料來看,絕大部分預(yù)測的時間節(jié)點為2050年。隨著對能源轉(zhuǎn)型的認(rèn)識,2050年的發(fā)電量和裝機容量不斷提高,但到目前為止,2050年的發(fā)電量預(yù)測還沒有提高到20萬億千瓦小時。
“十三五”規(guī)劃中2020年發(fā)電量6.8~7.2萬億千瓦時,裝機容量20億千瓦。2012年國家開發(fā)銀行的預(yù)測,2050年發(fā)電量為13.8萬億千瓦時,裝機容量35億千瓦;2012年中國電力企業(yè)聯(lián)合會王志軒預(yù)測,2050年發(fā)電量為16.3萬億千瓦時,裝機容量達49億千瓦。2014年華北電力大學(xué)羅建國等人預(yù)測,2050年發(fā)電量15萬億千瓦時,裝機容量41億千瓦,2015年國家電網(wǎng)公司能源研究院白建華預(yù)測,發(fā)電量15萬億千瓦時,裝機容量68.4億千瓦(其中包括儲能容量為6億千瓦)。如果按白建華的預(yù)測2050年發(fā)電設(shè)備利用小時數(shù)為2200小時,那么要達到飽和電量20萬億千瓦時,裝機容量應(yīng)該達到90.9億千瓦。如果要想用電力完全替代所有各種化石能源,以全球綜合電力網(wǎng)替代全球綜合能源網(wǎng),20萬億千瓦時是不夠的,關(guān)鍵是4500億千瓦時電力替代不了1.3億噸標(biāo)煤。看來認(rèn)為2030年是電力發(fā)展峰值年是不可靠的。
最近有人說,在2017年前中國一直存在著兩個潛在的風(fēng)險,第一個是能源,第二個是糧食。自從在技術(shù)上獲得三大突破,中國有可能排除兩大風(fēng)險。這三大突破一是地?zé)岚l(fā)電的研究成功;二是低成本沙漠化土壤改良;三是海水、鹽堿地、水稻種植。熱干巖勘查取得重大突破,其儲量比煤炭、石油的儲量高幾十倍,甚至可能使人類放棄高聚變生產(chǎn)能源。熱干巖如能開采成功,可以彌補我國能源資源的不足,對于電能的替代,電力飽和水平也可能有影響。電力飽和用電水平的高低,取決于用電力替代化石能源的水平(用電力替代化石能源的比例,例如替代50%,80%或是全替代)。再一個就是電力替代化石能源的速度,替代速度愈快,飽和用電水平就會愈快到來。而這兩個發(fā)展速度的快慢取決于經(jīng)濟性的實現(xiàn)。同時,我們也希望頁巖氣的利用技術(shù)能很快成熟,與地?zé)岚l(fā)電一同為我國電力發(fā)展作貢獻。
新時代、新征程、新常態(tài)下,就要有新的電力預(yù)測方法,要拋棄電力彈性系數(shù)法、人均用電量法,要用調(diào)查研究來預(yù)測負荷。
責(zé)任編輯:滄海一笑
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