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从需求角度看电力消费未来增长

作者:中国储能网新闻中心 来源:享能汇 发布时间:2020-11-28 浏览:次
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中国储能网讯:新能源发电、电动汽车、综合能源服务等等跟电有关的行业在这些年不断占据着大众的视野,未来对电的需求似乎越来越大。

在《电力发展“十三五”规划》中”预期2020年全社会用电量6.8-7.2万亿千瓦时,年均增长3.6-4.8%“,从近几年数字看,曾经预期的增长量明显偏低了。

在未来用电量逐渐增大的背景下,我们试图进一步挖掘电力消费的方向,提出以下几个问题:

未来的用电增长到底会体现在哪些方面?

这些增长与以往会有哪些不同,可能会产生哪些影响?

在可预期的情况下,电量会增长到多少?电力市场的规模会是多大?

本文主要分三个部分,第一部分是回顾过往,看如今电力消费的增长到底有多快,结构是怎么样的,第二部分是分析哪些因素导致当下和未来的电力增长,这些变化可能会产生哪些不一样的影响,第三部分则是对未来电量增长的线性预估,以及市场化电量规模的展望。

一、用电量变化情况及特征

全社会用电量增速超过预期

从1978年到2019年,全社会用电量从2,498亿千瓦时增长到了72,255亿千瓦时,41年的复合增长率为8.6%。然而2011年后,全社会用电量增速就再未上过10%,这也导致了在“十三五”规划中,2015年-2020年全社会用电量的年均增长预测值在3.6-4.8%区间。当然从历史看我们的电量预测都趋于保守,毕竟超出预期比增长少要好。

鉴于太久之前的数据参考意义不大(其实是数据不好找),我们选取近10年的用电量变化看一下趋势。

从全国全社会用电量的发展看,同比增速有较大的波动,但从2012年开始增长区间基本处在2%-9%,最高的是2018年8.5%,最低为2015年2.3%。

2015年-2019年这四年的复合增长率为6.14%,2020年由于新冠疫情,截止到10月底,全国全社会用电量为60,306亿千瓦时,同比增长1.8%。

在剩下两个月,如果要达到全年6.14%的增长率,11月和12月每月平均电量要达到8,192亿千瓦时电量,显然是不大可能的。若按照10月单月6.6%的增速预测,则2020年剩下两个月预计用电量为13,881亿千瓦时,则2020年全年用电量在7.4万亿千瓦时左右,对应的同比增速为2.6%,为近十年第二低的增长速度。

然而数字只是数字,从5月之后的反弹复苏也强烈预示着经济活力的恢复,尤其是疫情促使进出口增加,从而带动的一系列行业增长,各项经济数据也都表明了未来经济增长的良好态势,也预示着用电量增长的潜力。

2. 结构分化和改变

从结构上看,第二产业一直是电力消费大头,但从近十年的数据看,其占比正在下降,第三产业和居民生活用电比重在不断提升,且此趋势几乎没有反复和波动。

如果再打开看每个部分的同比增速,第三产业和城乡居民生活用电的增长简直势不可挡。

从下表中也可以看到,第三产业用电量同比增速几乎就在10%左右,2018年甚至到了22%,而城乡居民用电量也保持着高增长。

二、电力消费增长的分析和影响

电力消费增长的原因分析

在2018年全国全社会用电量增长达到8.5%时,网上都在纷纷讨论用电量增长高企的原因。综合各类信息,我们梳理发现电力消费的增长表现形式可以归为以下三类。

一是传统用能的电量增加,这主要是随着业务规模及需求的上升,自然出现的产能扩张导致电量数量上的增长。比如装备制造业、高耗能行业的用电量增长。

二是电能替代,即电气化的发展。未来电力占终端能源的比例持续提高是能源体系发展的重要趋势。一方面是由于技术进步带来电能替代的成本效应,一方面是由政策推动,清洁减排需要引发的电能替代。这在电能替代的四个领域均有体现。

三是新增量。这主要是信息化带来的效应,如果我们看新基建的七大领域,其中的四大领域都与信息化相关,比如5G基站建设、大数据中心、人工智能、工业互联网。

虽然是这么划分,但实际用电量增长是复杂的、多重因素叠加、交互影响产生的。想准确分析出电量的增长到底属于哪一种情况其实是很难的,这也是电力增长预测的难度所在。

比如2020年光伏市场形势大好,但光伏组件企业却头疼于上游的玻璃行业产能,一方面对上游玻璃的高需求会增加产量、产能,带动用电量上升,另一方面,玻璃行业从传统玻璃窑炉改换为电窑炉的趋势也是可见的。由于传统玻璃窑炉的热能利用率仅为35%,实施电能替代后,电极直接插入玻璃液中加热,热能利用率可达80%以上,因此在能效利用上就能给企业降本增效。玻璃行业的用电量增加是传统用能的电量增长和电能替代的双重效应。

再比如烟草行业除行业自然增长导致的用电量上升需求外,烟草烤烟房的电能替代也是新增长点。经过多年发展烤烟房目前主要有燃煤烤烟房、生物质烤烟房和空气源热泵烤烟房,如果在电价合理情况下,电烤烟房的推广和利用也会带动电量需求的增加。

以上的例子只是生产制造领域的电能替代和电量增长,其实在其他领域如第三产业、居民用电这样的交互影响发生的更广,数不胜数,甚至还是是跨行业和产业的。

比如在《关于推进电能替代的指导意见》(发改能源[2016]1054号)中的第一个重点任务——居民采暖领域。这里主要针对燃气(热力)管网覆盖范围以外的城区、郊区、农村等还大量使用散烧煤进行采暖的,使用蓄热式电锅炉、蓄热式电暖器、电热膜等多种电采暖设施替代分散燃煤设施。电采暖属于民生领域,可以归为城乡居民用电部分。然而从电采暖的发展方向看,电采暖在整个供暖体系中又属于补充供暖方式,未来北方地区居民采暖主要还是依靠热电联产集中供热,特别是背压式热电联产,这是能源利用效率最高的方式。热电联产算是工业领域中“电力、热力、燃气及水生产和供应业”。当然这两者的关系并非简单叠加,甚至是有些负向影响,但这里想表达的是电量增长原因背后的复杂性。

除了行业的例子外,老百姓熟悉的交通领域,如新能源汽车的快速发展。还有家庭智能化、数字化电器设备的增加等等都从数量、电气化等方面推动着电力消费的增长。

在三个表现形式背后,驱动电力增加和电能替代的主要原因个人认为有三个方面:

一是科技的持续进步。将原有使用传统能源的交通、制造等行业都在向电气化方向发展,同时新兴的信息技术产业本身就建立在电的基础上发展,比如比特币对算力的需求就延伸到了对电力的需求。

二是环保的需求。过去虽然常说电能具有清洁、安全、便捷等优势,但常被人诟病电能生产的源头——火力发电并不清洁。而如今在电源侧在大力倡导清洁能源发展,因此从电力消费到电力生产是促进能源清洁化发展的一体举措。

三是能源体制改革,比如我们最熟悉的电力市场化改革,这实际上是在价格和机制上引导电力消费的持续发展,在电力消费大增长的背景下,不理清上下游的产业链的关系会对未来的发展埋下隐患。比如上述烟草行业的例子,如果没有较低的电价,用传统的燃煤烤烟房的价格可能更便宜,那电烤烟房可能根本无法推广。

电力消费增长的影响

从总量上看,电力消费的增长确定性较强,然而电力需求的上升不仅仅只是数量上的增长,还反映在用能方式的变化上。

目前来看,第三产业和居民生活用电的增长会使得电力负荷的变化更加明显,拉大了系统的峰谷差。这对电力系统的规划、电网架构、电源改造、电力体制改革等都有多重影响。

由于电力这种特殊商品没有库存,导致上下游的联动异常复杂,负荷的变化增加会对电网调度和电源产生直接影响。电力系统的灵活性改造成为迫切的需求,但光有灵活性改造也是不够的,比如燃气发电出力爬坡较快,但燃气价格及气电的电价没有理清的情况下,则可能出现“不平衡资金”的问题。

这还没有提到风电、光伏这类清洁能源的问题,风电、光伏皆属于不可控电源,其消纳无疑是一个巨大挑战。比如最近山东的例子,本来是应该是电价高峰的白天时段,由于新能源的加入,通过市场博弈后反而成为低电价时段,而晚上尤其是傍晚时分,新能源出力快速减少,导致可控电源需要及时顶上,反而使得原本低电价的时段价格相对高企。从消费端来说,许多写字楼、商业用电单位不可能因为电价的变化而去改变用电习惯,这样在一些单位的需求侧相应就无法实现。

以上这些影响无疑又会对未来的售电公司产生严峻的考验,到底负荷曲线怎么分解,该怎么报价,这都是切实的挑战,难度很大。

售电公司面临挑战的同时用户也面临着选择,比如清洁取暖的选择,最近山东德州市积极落实清洁取暖市场化采购工作,其方案是“清洁取暖用电市场化采购”项目采暖季期间,全电量暂按现行目录电价每千瓦时降低2.8分钱(含税)执行。但如果项目自主参与电力市场直接交易的,自动停止执行这个优惠电价政策,按照市场交易规则结算电费。这时候用户就可能会面临着选择,如果在电力市场直接交易中不能以低价采购电量,还不如不参与电力市场。

总结下来,未来电力消费的增长和特点会对电源、电网、售电、用户这几个方都产生巨大影响,而作用力也是相互的,综合能源服务会使得电力消费也相应的变化,参与到整个电力产业的上下游。

三、全社会用电量增长预估及市场化电量预估

虽然将来电力消费增长以及市场发展会带来一系列挑战,但往好处看,这些都是增长带来的烦恼,属于好的烦恼。

前面基本都是定性分析,最后我们试着用最简单的线性增长预测下未来的用电量以及市场化电量,给大家一个定量的展望。

全社会用电量预测

我们以各省从2016年-2019年期间的复合增长率为基准算出每个省从2020年至2030年的全社会用电量,再相加得到全国数字,则全国全社会用电量预测增长如下图:

以此线性计算,全国全社会用电量10年的复合增长率为6.9%,显然有些偏高了。这样的预测并不严谨,比如今年疫情,全国全社会用电量在文章的第一部分有做过分析,基本大致在7.4万亿千瓦时左右。而且未来的不确定性有很多,经济增长速度放缓无疑给电力消费增长一定的压力,但电气化和信息化的普遍趋势也可能使得用电量增长速度超越宏观经济增长速度。

用电量的增长无疑对电力市场的规模起到正面作用,那么电力市场的规模又是多大呢?

电力市场规模预测

2019年6月27日国家发改委发布《国家发展改革委关于全面放开经营性电力用户发用电计划的通知》(发改运行〔2019〕1105号),“经营性电力用户的发用电计划原则上全部放开。除居民、农业、重要公用事业和公益性服务等行业电力用户以及电力生产供应所必需的厂用电和线损之外,其他电力用户均属于经营性电力用户。”从这点上,我们基本可以以经营性用电量的规模来预测电力市场的规模。

然而,经营性用电量数据没有直接公布,根据发改委政策研究室副主任兼委新闻发言人孟玮在2019年8月16日“关于电力体制改革进展情况”的介绍里提到”今年上半年,全国完成电力市场化交易电量达1.1万亿千瓦时,同比增长29.3%,占全社会用电量的32.4%,占经营性行业用电量的58.3%。“可以反推测出经营性用电量为18,867.92亿千瓦时,占全社会用电量的55.53%。也就是说经营性用电量占全社会用电量的一半以上,且有理由相信随着新基建、电气化程度加深,经营性用电量比例将持续增大。

另一种计算方式可以以经营性用电量的定义为一个角度,简单粗暴的办法是将第一产业、居民用电剔除,第二三产业中把“重要公用事业和公益性服务等行业电力用户以及电力生产供应所必需的厂用电和线损”剔除,按15%计算(不要问为什么,拍脑袋而已),则电力市场的规模是二三产业的85%。

根据2020年10月中电联电力消费报告,第二产业占全社会用电量的66.9%,第三产业占全社会用电量的16.5%,二者相加为73.4%。根据上面假设85%的规模为电力市场规模的话,那么电力市场占全社会用电量的58.7%。

据了解截止2020年10月份全国电力市场交易电量已达到全社会用电量的40%以上。假设未来5年逐步增加电力市场规模,在2025年达到全社会用电量的60%,在2030年达到全社会用电量的70%。那么电力市场规模如下:

以上的预测及数字纯属假设,也并不严谨,各位看官权当看看参考,这里仅是让大家有一个数量上的视角。未来到底如何变化,很难预测。尽管电力消费的趋势很好,然而电力市场仍然有许多未解之题,希望电力市场的发展亦如电力消费的趋势一样,稳步向前!

关键字:电力需求

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