一、研究和解決中國能源電力問題亟需深入研究中國電力需求峰值和拐點問題
能源電力的安全穩定供應不僅密切關系我國經濟發展和社會穩定,也深切影響國際經濟和政治大局。改革開放,特別是進入二十一世紀以來,我國能源,尤其是電力需求和供應快速增長,引發的能源資源價格上升和環境形勢日益嚴峻等問題日益受到國內外各界的關注和重視。中國的一次能源資源和環境容量能否承載電力需求持續快速增長的壓力已成為核心和焦點問題。解答這一問題首先要回答中國電力需求的峰值是多少?拐點何時出現?只有峰值和拐點明確了,才能回答資源供應是否可靠,環境承載力是否足夠的問題。并且,這也是制定能源電力戰略和長期規劃的關鍵依據,對電力及相關產業的發展和投資至關重要。
目前,我國政府已公布的能源電力戰略和規劃中還沒有關于中國電力需求峰值和拐點的明確論斷。社會上對此問題的研究不多,僅有少數機構和專家開展過深入研究,如中國工程院開展的《中國能源中長期(2030、2050)發展戰略研究》和吳敬儒等開展的《中國電力工業2010-2050年低碳發展戰略研究》,二者均認為2050年前我國電力需求持續增長,不會出現峰值,在能源電力界有較大影響,成為主流觀點。
然而,雖然目前我國經濟社會發展水平和人均用電水平較低,未來電力需求和發展空間巨大,電力需求“峰值、拐點”是遠慮而非近憂,我們依然需要對這個問題進行廣泛、深入的超前研究,以便為科學制定中國能源電力發展戰略,實現經濟社會的可持續發展提供支撐。特別是進入2012年以來,我國電力供需形勢急劇變化,全社會用電量增速大幅度下降,可能預示著我國電力中長期發展增速的下降幅度超過預期,以及中國電力需求峰值和拐點的提前到來,凸顯深入開展中國電力需求峰值和拐點問題研究的緊迫性。
二、采用人均用電量法預測電力需求峰值相對簡便,便于探討
目前,國內雖然有一些機構建立和采用復雜的模型方法預測電力需求,但多數單位主要使用GDP增速彈性系數法、部門需求法和人均用電量法預測電力中長期需求。用電量的GDP增速彈性系數是指用電量增速和GDP增速的比值,若彈性系數大于1,表明用電量增長速度快于GDP增長速度,反之則表明用電量增長速度慢于GDP增長速度。由于GDP增速的長期預測十分復雜,加之不同國家間以及同一個國家在經濟社會發展的不同階段用電量的GDP增速彈性系數相差較大,通過GDP增速彈性系數法預測全社會用電量容易產生較大誤差。部門需求法存在部門種類多、難以預測、誤差疊加的問題。
相比之下,由于一個國家的人口數量相對容易預測,且世界各國人均用電量數據齊全,容易參照和比較。因此,采用人均用電量法預測電力需求峰值相對容易簡便,并且便于探討和修正。當然,由于某個國家的人均用電量水平不僅與該國經濟發展水平、產業結構密切相關,而且與該國的氣候、居民生活習慣直接相關,因此人均用電量法也存在難以準確預測人均用電量水平的不足。
三、中長期電力需求與人口密切相關,2030年后中國人口數量持續下降對全社會用電量需求影響巨大
人口數量是預測中長期電力需求的重要參數,直接影響全社會用電量的最終數值,同時人口數量和結構與人均用電量水平也有密切關聯。2005年以來英國、德國、意大利、日本等國全社會用電量陸續達到峰值并緩慢下降,就與人口總量減少和人口結構老化有密切的關系。但目前國內機構和學者在研究和預測中國中長期電力需求時,對中國人口問題普遍著墨不多,大多直接取值,基本都采用了2050前中國人口數量持續增加的判斷。由于未來中國人均用電量水平較目前會有顯著提高,加之中國人口基數巨大,人口數量值的差異會導致全社會用電量和發電量總值的巨大差異。如果2050年人口數量相差一個億的話,會影響發電量9000億度,相應需要增加或減少2億千瓦的火電裝機或1.2億千瓦的核電裝機,或者是6億多千瓦的太陽能發電裝機。因此,研究和預測未來中國電力需求和峰值,首先要研究中國的人口問題。
2111年底,我國大陸人口總量為13.47億。2011年,我國出生人口1604萬,人口出生率11.93‰,比2002年下降0.93個千分點。2011年我國死亡人口960萬,人口死亡率7.14‰,比2002年上升0.73個千分點。2011年人口自然增長率4.79‰,比2002年下降了1.66個千分點;年增加人口644萬人,比2002年的826萬人少增加164萬人。目前,我國人口已由高速增長階段進入低速穩定增長階段,人口自然增長率為世界平均水平的41%,人口自然增長率排名世界第150位以后。
雖然2010年第六次全國人口普查數據表明2010年我國的總和生育率為1.18,預示中長期我國人口數量會大幅度下降,但從今年到2020年的九年,是總數近4億的1980后和1990后的生育高峰期,我國人口出生率僅會比目前小幅下降;由于老齡人口數量的增加,人口死亡率會繼續上升;雖然人口自然增長率會繼續下降,但人口總量仍會增加約5000萬,預計到2020年底,我國大陸人口總量約14億。
2021年至2030年期間,是1990后和2000后的生育高峰期,由于二者人口總數比1980后總和1990后總人數少近7000萬人,即使考慮到屆時計劃生育政策調整并放松,但由于生育高峰人口的減少,加之生育觀念的轉變(新加坡、臺灣、香港和澳門等中華文化圈國家和地區的總和生育率均屬全球最低之列),預計人口出生率也會持續下降到10‰以下。同時,人口死亡率會有較大幅度上升,預計2030年前后,我國人口自然增長率趨近于零,人口總量達到峰值和拐點,人口峰值不會超過14.2億。
2031至2050年,我國將出現人口死亡高峰,按人均自然壽命80歲計算,將有約4億人去世;同期,按較樂觀的總和生育率估算,最多約有2.5億人出生。期間,我國人口將由峰值快速下降,進入長期的人口持續快速下降期,預計2050年底,我國大陸人口數量約12億至12.5億。
四、2030年前后是中國電力需求的峰值,全社會用電量約11萬億度,2050年全社會用電量將下降到約10萬億度
2011年,我國全社會用電量4.7萬億度,超過美國,排名世界第一。2011年,我國人均用電量3490度,比世界平均水平高約450度,排名世界第五十五位左右。過去十年,我國人均用電量凈增2340度。
今年以來,我國全社會用電量增速已從過去十年的12%下降到5%。雖然增速下降很快,但由于我國城鎮化率僅為51.3%,世界工廠的地位依然穩固,工業化水平仍有較大提升空間,因此,中長期全社會用電量和人均用電量持續增長的趨勢并不會改變。預計2012年到2020年,我國人均用電量水平仍會有較大幅度增長。預計2020年,我國人均用電量約5800度,九年增加量的絕對值基本與過去十年相同,約相當于OECD國家2010年人均用電量水平的72%。預計2020年,我國全社會用電量8萬億度左右。
2021年至2030年期間,隨著城鎮居民數量的持續增加以及城鎮居民生活水平的提高,我國人均用電量水平將會繼續低速穩定增長,預計2030年人均用電量約8000度,基本相當于2010年OECD國家人均用電量水平,超過2010年日本(7833度)、法國(7494度)和德國(6781度)的人均用電量水平。預計2030年前后,我國全社會用電量達到11萬億度左右。
2031年至2050年期間,雖然我國城鎮化率仍會繼續提高,但隨著65歲及以上人口占總人口比例超過14%并上升到20%以上,人口超老齡化和勞動力人口的不足將影響工業和經濟的活力,導致人均用電量水平提高十分緩慢并趨于飽和,預計2050年,我國人均用電量約8500度。隨著2030年以后人口總量的持續減少,全社會用電量將由11萬億度的峰值緩慢下降。預計2050年,全社會用電量約10萬億度,比2030年下降1萬億度。
五、未來我國保障電力供應的壓力將逐漸降低,但保護環境、優化電力結構、實現可持續發展的挑戰更加突出
按2020年全社會用電量8萬億度計算,預計2013年至2020年,我國全社會用電量平均每年將新增3750億度,與2007年至2011年的年平均增幅(3732億度)基本相當,與2010年、2011年連續兩年全社會用電量新增5000多億度相比,降低20%以上。從新增發電裝機需求來看,在基本不考慮從國外輸入電力的情況下,平均每年新增5000萬千瓦煤電裝機、700萬千瓦的燃氣發電裝機、1100萬千瓦常規水電裝機、600萬千瓦核電裝機、1500萬千瓦風電裝機,700萬千瓦的太陽能發電裝機以及150萬千瓦的生物質、余溫、余熱、余壓和垃圾發電裝機等就可滿足電量平衡的需要。除核電、太陽能發電外,新增發電裝機需求與我國近幾年新投產發電裝機容量的實際水平基本相當,煤電裝機水平還有所下降。我國一次能源資源的儲量和未來供給能力,電源項目的貯備情況,完全能夠滿足需求,但由于需凈增4億千瓦的煤電,保護環境,控制火電廠大氣污染物排放、保護水土資源的壓力巨大,水電開發移民的壓力也十分巨大,此外抽水蓄能電站容量不足的矛盾會進一步加劇,需要妥善應對。
2021年至2030年,預計全社會用電量平均每年將新增3000億度,需求壓力進一步降低。屆時第三代核電技術將更加成熟,氣電發展條件更加成熟,太陽能發電成本將明顯降低,同時,還可從國外輸入一定規模的電力。通過加大核電、氣電、太陽能發電發展力度,優化發電裝機結構和電量結構,提高清潔電力比重完全可以滿足新增電力需求。根據測算,2021年至2030年期間,平均每年新增2000萬千瓦煤電裝機、1000萬千瓦常規水電裝機、1000萬千瓦核電裝機、800萬千瓦的燃氣發電裝機、1500萬千瓦風電裝機、1500萬千瓦太陽能發電裝機,以及100萬千瓦的生物質、余溫、余熱、余壓和垃圾發電裝機就可滿足電量平衡的需要,期間水電移民和環保壓力巨大,同時需要加大抽水蓄能電站的建設,以滿足電網安全穩定運行的需要。
2030年后,隨著全社會用電量達到峰值并由升轉降,我國電力供需壓力明顯降低并逐步消失,電力供應的主要矛盾轉變為優化電量結構、優化投資結構,降低電力成本,實現可持續發展。屆時通過大力發展太陽能發電,建設一定數量的調峰調頻用燃氣發電機組和抽水蓄能機組,新建適量的風電、核電,開發西藏地區的水電滿足替代退役發電機組能力的需要,基本不需要建設新的燃煤發電機組,同時隨著到期燃煤發電機組的不斷退役,我國煤電裝機容量將持續下降,對煤炭資源的消耗將持續減少,水電移民壓力基本緩解,電力環保壓力明顯降低。
六、未來我國清潔電力比重將持續上升,2050年達到50%左右
根據以上電力需求和供給結構測算,預計2020年、2030年和2050年全國發電裝機容量(不含抽水蓄能裝機容量)分別為19.2億千瓦、27.1億千瓦和28.6億千瓦,其中清潔電力發電裝機(水電、核電、風電、太陽能發電、生物質發電等)容量分別為6.3億千瓦、11.3億千瓦和17億千瓦;占同期全國發電裝機容量的比例分別為32.8%、41.7%和59.4%,相比2011年,占比分別提高6.9個百分點、15.8個百分點和33.5個百分點。
預計2020年、2030年和2050年我國清潔電力(水電、核電、風電、太陽能發電、生物質發電等)發電量分別為2萬億度、3.6萬億度和5萬億度,占同期全國發電量的比例分別為23.4%、31.1%和47.2%,相比2011年,占比分別提高5.9個百分點、13.6個百分點和29.7個百分點。到2050年,我國清潔電力發電量占全部發電量比重接近50%,將實現從以煤為主向以清潔電力為主的電源結構的轉換。
預計2020年、2030年和2050年我國可再生能源(水電、風電、太陽能發電、生物質發電等)發電量分別為1.5萬億度、2.3萬億度和3.1萬億度,占同期全國發電量的比例分別為17.1%、19.8%和29.1%,相比2011年,占比分別提高1.4個百分點、4.1個百分點和13.4個百分點。
(作者為中國電力企業聯合會規劃與統計信息部副主任,文章屬個人觀點,不代表供職單位)