馬 丁(國網(wǎng)能源研究院，北京 102209)

經(jīng)濟新常態(tài)下中國中長期能源展望

馬 丁
(國網(wǎng)能源研究院，北京 102209)

本文利用自底向上的能源需求預測模型體系，對新常態(tài)下的中國中長期能源需求總量及結(jié)構(gòu)開展情景分析。結(jié)果顯示：“十三五”及2021～2030年期間，我國經(jīng)濟增速總體呈“傾角向下”的L型特征；能源需求增速逐步放緩，預計2020年和2030年需求總量分別為48.5～49.6億、54.3～58.2億噸標煤；能源消費結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，第三產(chǎn)業(yè)和居民部門成為拉動能源增長的主要動力；在轉(zhuǎn)型情景下，通過消費側(cè)推進節(jié)能優(yōu)先戰(zhàn)略，供給側(cè)大力發(fā)展非化石能源，能夠順利實現(xiàn)“十三五”及中長期非化石能源發(fā)展目標和碳強度下降目標。

經(jīng)濟新常態(tài)；宏觀經(jīng)濟發(fā)展；能源需求；展望

引言

2012年以來，中國經(jīng)濟進入新常態(tài)，增速換檔，結(jié)構(gòu)調(diào)整加快。在應對氣候變化和“四大能源革命”等背景下，中國能源轉(zhuǎn)型步伐加快，新能源與可再生能源快速發(fā)展。在新常態(tài)期間，能源發(fā)展面臨更為復雜的內(nèi)部與外部環(huán)境。準確預測“十三五”及中長期能源需求的總量及結(jié)構(gòu)是能源規(guī)劃的重要前提條件[1-4]。

本課題首先回顧了改革開放以來中國能源的消費特點，在此基礎上，以“新常態(tài)”期間供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革取得顯著成效，“四大能源革命”穩(wěn)步推進為基準，力圖系統(tǒng)研究經(jīng)濟新常態(tài)條件下能源、電力供需市場的變化，旨在為中國能源戰(zhàn)略研究提供參考。

1 改革開放以來能源消費特點

能源消費規(guī)模穩(wěn)步增長。改革開放以來，隨著中國經(jīng)濟的快速增長，能源消費規(guī)模逐年提升。一次能源消費量從1978年的5.7億噸標煤增至2015年的43.0億噸標煤，總量增長6.5倍，年均增長5.6%。

能源消費結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。1978年煤炭占能源消費總量的比重為72.0%，2015年，煤炭消費量為39.7億t，占能源消費總量的64.4%，較1978年下降7.6個百分點。近10年來，石油占能源消費比重維持在17%左右，天然氣比重略有提高，2015年達到6%。隨著節(jié)能減排的深入推進，非化石能源的消費規(guī)模逐年提升，非化石能源占比從1978年的4%增至2015年的12%。

分行業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)深度調(diào)整。2000-2014年間，第二產(chǎn)業(yè)能源消費占比均保持在三分之二左右。在工業(yè)部門內(nèi)部，四大高耗能行業(yè)能源消費占比累計超過60%，其中建材和化工行業(yè)能源消費保持在10%左右，鋼鐵行業(yè)能源消費占比上升顯著，從2000年的13%增至2014年的19%，提升近6個百分點。

東部仍是能源消費重心，但西部地區(qū)能源消費增速快于東中部。東部地區(qū)能源消費總量較大，2000年之前能源消費占比持續(xù)上升，之后不斷下降；西部地區(qū)能源消費量較低，2000年以后能源消費比重提升明顯。2015年，東部能源消費占全國的比重為46.3%，中部為26.6%，西部為27.1%，中西部能源消費量幾乎相當。

2 模型與方法

本研究建立了自底向上的中長期能源需求預測模型體系，共分為3個模塊：宏觀經(jīng)濟分析模塊、能源服務需求預測模塊、能源系統(tǒng)優(yōu)化分析模塊(圖1)。

圖1 中長期能源需求預測模型體系

2.1 宏觀經(jīng)濟分析預測模塊

宏觀經(jīng)濟分析預測模塊主要預測新常態(tài)下中長期國內(nèi)及分部門生產(chǎn)總值等宏觀經(jīng)濟變量，為能源服務需求和能源系統(tǒng)優(yōu)化分析模塊提供輸入。本文采用2001-2015年數(shù)據(jù)建立全國及分部門生產(chǎn)函數(shù)，根據(jù)對未來勞動力、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、固定資產(chǎn)、技術(shù)等因素的判斷，預測“十三五”及中長期全國及分部門增加值增長情況。

2.2 能源服務需求預測模塊

能源服務需求預測模塊是能源需求預測模型體系的基礎。在本研究中，能源服務需求預測模塊將終端部門分為工業(yè)、交通、商業(yè)、居民和農(nóng)業(yè)等。針對不同階段、不同部門的發(fā)展特點，分別采用物質(zhì)流分析法、計量經(jīng)濟法、產(chǎn)業(yè)周期曲線法和彈性系數(shù)法等開展預測。

2.3 能源系統(tǒng)優(yōu)化分析模塊

能源系統(tǒng)分析模塊是中長期能源需求預測模型體系的核心[5-6]。該模塊以China TIMES模型為基礎，以能源服務需求預測模塊的結(jié)果為驅(qū)動，通過設定不同的資源、技術(shù)和環(huán)境約束來分析不同政策或措施對能源系統(tǒng)的影響。模型的優(yōu)化目標是滿足給定需求和約束下規(guī)劃期內(nèi)(2010-2050年)的總成本最小化。目標函數(shù)如公式(1)所示：

式中：OBJ(z)代表不同階段的成本折現(xiàn)到z的系統(tǒng)總成本；dy代表折現(xiàn)率；R代表折現(xiàn)目標年；Years代表模型考慮的時間周期；ANNC(y)代表技術(shù)成本；SLAV為折算到基年的資產(chǎn)殘值。

技術(shù)成本ANNC(y)如公式(2)所示：

ANNC(y)=INVC(y)+INVT(y)+INVD(y)+FIXC(y)+

式中：INVC代表技術(shù)投資成本；INVT代表投資相關(guān)的稅收和補貼；INVD代表拆除費用；FIXC代表固定運行維護費用；FIXT代表與固定年運行維護費用相關(guān)的稅收和補貼；VARC代表可變年運行維護費用；ELASTC代表價格彈性導致的需求變化的成本；LATER代表裝置回收費用。

3 情景設計

3.1 基本假定

綜合現(xiàn)有規(guī)劃和未來預測，對中國經(jīng)濟社會發(fā)展進行初步假定。人口從2010年的13.6億增至2035年的峰值14.7億，然后下降到2050年 的14.2億。城鎮(zhèn)化率從2010年的49.7%逐漸提高到2050年的73.9%。第三產(chǎn)業(yè)比重從2010年的43.2%逐年提高到2050年的61.7%。

3.2 情景設計

基于引言中對能源行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展目標的介紹與分析，本文設計了兩個情景來對“十三五”及中長期能源的發(fā)展予以模擬。

情景一 基準情景，作為情景比較與分析的基礎?！笆濉逼陂g，中國政府陸續(xù)出臺了一系列有關(guān)節(jié)能減排的法規(guī)政策，直接或間接地對能源行業(yè)提出了要求。本文設計的基準情景將基于能源行業(yè)在“十二五”期間的發(fā)展，并充分考慮已采取的與能源行業(yè)發(fā)展和非化石能源發(fā)展相關(guān)的戰(zhàn)略規(guī)劃目標，不再附加其他額外針對性政策。

情景二 轉(zhuǎn)型情景，為模擬新政策措施得以實施的情況，在滿足碳排放達峰、非化石能源占比上升以及碳強度下降等目標的基礎上，進一步考慮供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革穩(wěn)步推進，“一帶一路”發(fā)展取得顯著成效，能效平穩(wěn)提高，清潔替代與電能替代步伐顯著加快的情況。

4 “十三五”及中長期能源需求預測

根據(jù)前述兩個情景，綜合考慮能源利用效率、能源價格、碳排放約束以及能源政策等因素，采取中長期能源需求預測模型體系，對“十三五”及中長期能源需求增長進行分析。

4.1 能源需求總量

能源需求持續(xù)增長，2020年以后增速明顯放緩。在轉(zhuǎn)型情景下，2015～2020年我國一次能源消費年均增長2.4%，2020年達到48.5億噸標煤，較2015年增加5.5億噸標煤；2021～2030年，隨著工業(yè)化基本完成，加之能源效率進一步提升，一次能源消費增速將降至1.1%，到2030年達到54.3億噸標煤，較2020年增加約5.8億噸標煤，增長約12%。與轉(zhuǎn)型情景相比，基準情景下能源消費增速較快，2020、2030年消費總量分別高出2.8億、3.9億噸標煤。

圖2 兩種情景下的能源需求總量

4.2 能源需求結(jié)構(gòu)

一次能源結(jié)構(gòu)趨于清潔化和低碳化，非化石能源成為第二大能源。在轉(zhuǎn)型情景下，2020年非化石能源占一次能源消費的比重將升至16.8%，較2015年上升4.8個百分點；2030年非化石能源比重達到22.8%。煤炭消費受“總量控制”和“煤改電”等因素影響，在2020年后進入“零增長”，2030年占一次能源消費比重降至50%以下。與轉(zhuǎn)型情景相比，基準情景下煤炭和石油占比相對較高，非化石能源和天然氣比重則偏低。

表1 兩種情景下一次能源分品種結(jié)構(gòu)

交通、商業(yè)和居民成為能源消費的主要增長點。在轉(zhuǎn)型情景下，2020年工業(yè)用能達到22億噸標煤，占終端能源需求的61.2%，在終端能源消費中居于主導地位。2021～2030年，終端用能增量的60%左右來自第三產(chǎn)業(yè)和居民生活，到2030年第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用能占比將超過40%。與轉(zhuǎn)型情景相比，基準情景下工業(yè)、交通和居民部門的能源消費量相對較高，第一產(chǎn)業(yè)的能源消費量幾乎相當。

表2 兩種情景下終端能源分部門結(jié)構(gòu)

5 主要結(jié)論及建議

本文基于自底向上的能源需求預測模型體系，對“十三五”期間及中長期能源消費及其結(jié)構(gòu)進行了展望分析，主要研究結(jié)果如下：

在經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)階段，我國能源消費增速逐步放緩，能源消費結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。2020年的能源消費總量目標區(qū)間在48.5～49.6億噸標煤；2030年能源消費總量目標區(qū)間在54.3～58.2億噸標煤。

從完成既定目標的角度，我國應及早制定可持續(xù)的能源發(fā)展戰(zhàn)略，大力推進能源結(jié)構(gòu)性改革。具體如下：

一是堅持節(jié)能優(yōu)先戰(zhàn)略。節(jié)能不僅是確保能源安全的基礎，更是提高經(jīng)濟競爭力，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要措施。要針對能源消費的重點部門和關(guān)鍵領域制定更為嚴格和先進的能效指標體系，普及和推廣節(jié)能減排技術(shù)。用盡可能少的能源消費，支撐全面建設小康，支撐創(chuàng)新綠色發(fā)展。

二是加快能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的清潔化和低碳化。首先要積極化解煤炭行業(yè)過剩產(chǎn)能。落實國務院《關(guān)于煤炭行業(yè)化解過剩產(chǎn)能實現(xiàn)脫困發(fā)展的意見》，嚴格控制煤炭新增產(chǎn)能，加快淘汰落后產(chǎn)能。其次是嚴格控制煤電新開工規(guī)模，對存在電力冗余的地區(qū)要根據(jù)實際情況，暫緩一批煤電項目核準，緩建一批已核準項目。最后是大力發(fā)展非化石能源。有效把握水電、核電發(fā)展節(jié)奏，發(fā)展風電、光伏和生物質(zhì)能，地熱能以就近消納為主?；庀{存量，優(yōu)化系統(tǒng)調(diào)度運行，鼓勵發(fā)展抽水蓄能等調(diào)峰電源。

[1]周大地.十三五及中長期能源發(fā)展戰(zhàn)略問題[J].開放導報，2016(6).

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[3]王仲穎.2050年高比例可再生能源發(fā)展圖景[J].國家電網(wǎng)，2015，9：61-62.

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Scenario Analysis on 13th Five-Year-Planning and Mid-long Term Energy Demand in China

MA Ding
(State Grid Energy Research Institute，Beijing 102209)

In this study，scenario analysis was made on the total and structure of 13th FYP and mid-long term energy demand in China by using the bottom-up energy demand forecast model system. The results show that：the GDP growth rate of China in 13th YP and 2021-2030 period is “tilt down” L-type. The energy consumption will be 48.5～49.6 billion tce in 2020 and 54.3～58.2 million tce in 2030. From the point of the structure，the energy consumption in the third industry and resident sector will become the main driving force. In the transformation scenario，it can successfully achieve long-term carbon intensity reduction targets and non-fossil energy accounting targets through promoting energy-saving priority strategy in consumption side and developing non-fossil energy in energy supply side.

New normal economy；macro economy；energy demand；outlook

馬丁，博士，中級研究員，宏觀經(jīng)濟分析和能源預測，工業(yè)節(jié)能與電能替代

F426

A

1673-288X(2017)01-0026-03

引用文獻格式：馬 丁.經(jīng)濟新常態(tài)下中國中長期能源展望[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(1)：26-28.