国际经贸规则重构及碳达峰背...华东地区电力需求分析及预测_陆建忠.pdf

国际经贸规则重构及碳达峰背景下的华东地区电力需求分析及预测陆建忠，姚颖蓓，薛季良，周薪吉（国家电网华东分部，上海；华东电力设计院，上海；复旦大学 经济学院，上海）摘要：近年来国内外形势剧变，新冠疫情、“碳达峰”目标以及 和 等新型国际经贸规则对我国的产业和经济结构产生较大影响，从而对电力需求产生影响。针对 年华东地区的电力需求，在设定新冠疫情影响中长期化、年“碳达峰”目标实现、国际经贸格局变动如中国成功加入 和 等情景基础上，基于可计算一般均衡模型（）和全球贸易分析模型（）等方法，预测 年各省市的 及产业结构等宏观经济数据和发展趋势，并采用电力强度法对该地区电力需求进行预测。结果显示：基准情景、新冠冲击情景和综合情景下，四省一市的电力需求稳定增长；“碳达峰”目标实现情景下，各省市在 年前相较于基准情景电力需求增长率略微提升，年之后的增长率相对放缓，情景则与之相反；由于各省市产业结构的变动，加入 对各省市的影响也将呈现不同倾向。关 键 词：可计算一般均衡模型；全球贸易分析模型；电力需求；碳达峰；华东地区中图分类号：文献标志码：文章编号：-（）-：-收稿日期：；修回日期：基金项目：上海市哲学社会科学规划一般课题（）作者简介：陆建忠（），男，上海市人，高级工程师，硕士，主要从事电力系统规划设计研究，（）。通信作者：周薪吉（），男，重庆市人，博士研究生，主要从事能源和发展经济学研究，（）。引言 电力需求是社会经济状况重要的观测指标和“晴雨表”。科学预测中长期电力需求，可以有效规划电力系统、指导电力新基建、促进能源供需平衡、保障社会经济平稳运行和发展。尤其是在我国经济面临新冠疫情、“碳达峰”目标以及区域全面经济伙伴关系协定（）和全面与进步跨太平洋伙伴关系协定（）等新型国际经贸规则的新形势和挑战背景下，充分考虑经济增长、产业结构、经贸需求等因素，对提高电力需求精准度具有重要意义。华东地区是中国电力需求最旺盛的地区之一，有必要对该地区电力需求的预测进行深入研究。如何对电力需求进行合理预测，学界已有较多研究。例如，柴建等认为电力需求和其他经济变量指标具有某种长期均衡关系，利用时间序列法进行建模，预测了电力需求；何晓萍等和于松青等利用电力弹性系数法，通过回归得出电力弹性系数，其后假定相关指标变化趋势，预测了电力需求；邱波等利用因素分解法将电力需求拆分为不同因素，并对不同因素的变化趋势进行假设，从而预测了电力需求；谭显东等运用投入产出法，通过分产业和居民部门投入产出关系的调整，预测了全国电力需求。需要强调的是，伴随着生产要素禀赋的变化和生产技术的革新，宏观经济和产业结构都在不断增长和优化，而这才是影响电力需求乃至整体能源效率的关键因素，掌握其增长规律和演变动向才是对电力需求进行准确预测的前提。然而上述方法均存在对宏观经济趋势的预测精准度问题，以及对宏观经济及产业结构变化影响电力需求的机制关注不够等缺陷。第一，选取的原始数据样本区间不同，导致得出的相关性可能存在较大差异；第二，关于影响电力需求的各因素的相关性长期不变的假定，不符合现实；第三，没有充分考虑产业结构变动对电力需求产生的影响，从而削弱了电力需求对经济结构变动的敏感度，导致预测精度不足；第四，即使是可以分析细分产业结构的投入产出法，其忽略了市场价格机制，导致其面临价格大幅调整等情况时难以做出响应，因此，对宏观经济的预测也不够准确；第五，近年来，国内外宏观环境剧烈变动，增加了诸多不确定性，如新冠疫情对贸易需求产生了大幅冲击、“碳达峰”目标加速了我国产业结构升级进程、加入 和申请加入 影响了当前国际贸易投资格局等，现有研究均未考虑以上因素，导致预测结果难以贴合实际。为克服以上问题，本研究利用可计算一般均衡模型（），分析华东地区未来经济的变化趋势，对 年华东地区重要的经济数据进行预测，分析产业结构、投入产出、人口等经济指标的变化情况，并基于这些经济指标，利用电力强度法对未来电力需求进行预测。目前，仅少量国内研究将 运用于电力需求预测领域。张友国使用 模型研究了电价变化对产业结构的影响，贺超运用 模型分析和预测了贵州省的电力需求，但前者没有对电力需求做详细研究，后者没有利用 模型的优势进行情景分析，没有利用 输出的经济数据与电力需求预测衔接。单葆国等从 第 卷 第 期 年 月地域研究与开发 我国经济和产业不同指标出发，在我国电力需求高增长、中增长、低增长 种情景下进行了预测；张成龙等设定了不同的能源结构、能源效率和电气化水平，预测了我国在基准、加速电气化和深度电气化 种情景下的电力需求。国外利用 开展电力相关研究较多，但大多聚焦于利用 考察电价调整、能源结构变动、经济效益影响等方面，而在不同宏观冲击背景下开展电力需求预测相对较少。例如使用 模型，研究在不同发电模式下，巴西国内电力能源的变化及其对宏观经济的影响；模拟在可再生能源占比不断提高的情景下，智利到 年的碳排放状况；预测在电动车保有量持续增长的情形下，中国石油能源需求、宏观经济和碳排放的变化趋势。近年来，我国面临的国内外宏观形势发生了巨大变化，若不考虑新冠疫情对全球经济产生的影响、我国提出的“碳达峰”及“碳中和”环保目标以及于 年 月 日生效的 和我国正申请加入的 为代表的新型国际经贸协定等因素，对电力需求的预测就失去了现实意义，因此，亟需面对新形势重新开展研究和预测。本研究将这些重大变化纳入 分析框架，并进一步利用全球贸易分析模型（）等方法，充分考虑各类事件对宏观经济产生的异质性冲击，基于不同情景对华东地区电力需求开展预测。研究对象、研究方法与数据来源 研究对象华东电网是国家电网公司重要的组成部分，是我国规模最大的跨省市区域电网。本研究的研究区域为华东电网所覆盖的区域，包括上海、江苏、浙江、安徽和福建四省一市，研究对象为该区域 年的宏观经济发展趋势预测和用电需求预测。研究方法参照 等对居民行为、企业行为、政府行为、投资与储蓄行为、国际贸易行为、市场出清条件进行设定，构建标准的静态一般均衡模型。限于篇幅，具体 模型构建省略推导步骤和不同部门的最优化方程，仅展示市场出清条件。市场出清条件及变量含义如下：，；，。式中：表示第种复合商品的数量；表示居民消费第 种商品的数量；表示政府消费第 种商品的数量；表示对第 种复合商品的投资需求；，表示企业 所用到的第 种中间投入商品的数量；，表示生产所投入生产要素的数量；表示居民第 种要素的禀赋；表示对于任意第 种商品；表示对于任意第 种要素。在此基础上，通过对资本报酬与劳动报酬增长率的预测，建立动态一般均衡模型，并调整诸如投入系数、消费系数、投资系数等系数，模拟宏观经济的结构变化。资本报酬通过资本存量与资本回报率进行估算。参考单豪杰、李宾和黄勇峰等的研究，采用永续盘存法对资本存量进行估计。其后对资本存量进行预测，参考何枫等和张军等的研究，选取固定资本形成额作为投资流量，同时参照资本回报率的历史变化趋势，对资本回报率进行预测。劳动者报酬通过就业人数与平均工资进行估算。其中，就业人数基于常住人口与劳动参与率进行预测。前者根据 生长曲线模型和 人口阻滞增长模型进行组合预测。后者参照国际经验，利用发达国家的变化规律进行预测赋值。具体而言，平均工资以美国、日本和韩国在与相关省份经济发展特征相近的阶段的工资增长率作为预测参考。其后，参考国际经验，对中间投入系数、要素投入系数、效用函数中的消费份额系数和总投资的消费份额系数进行调整。思路是：为四省一市选取参照地区或国家，确定各省市与参照系的年份差距，最后构建参照系的 模型来获取各省市上述系数的数值。首先，确定参照国家或地区。参考史智宇选取“出口相似度指数”来度量不同国家的出口结构相似程度并以此来确定参照系。其次，需要确定各省市与参照系的年份差距。在考虑人均 的前提下，从参照系产业结构的时间序列中，选择与各省市 年产业结构最为接近的年份，以此确定各省市与参照系的年份差距。本研究中参照系及年份差距选取结果为：上海参照日本东京（年份差距为 年），江苏与浙江参照韩国（年份差距分别为 年与 年），福建参照浙江（年份差距为 年），安徽参照江苏（年份差距为 年）。目前持续的新冠疫情对中国社会和经济的影响具有不确定性。按历史经验，传染病和自然灾害对经济有长期和短期两类冲击效应。如“非典”疫情及 年东日本大地震灾害并未引起全球分工的剧烈调整，仅对宏观经济产生短期冲击，经济快速复苏呈现“”型走势。但本轮新冠疫情在全球的持续扩散，已呈现出对国际分工、国际贸易和产业结构产生较大影响进而形成中长期冲击的趋势。因此，将中国经济在 年内恢复、中国的基本宏观环境不发生变化的短期冲击设为基准情景，将中长期冲击（年）设为新冠情景，分别展开讨论。在基准情景中，将 年视为“”型走势的最底部，并假设之后年份的经济形势向着常规趋势回归。在后续的情景分析中，针对新冠疫情中长期化、“碳达峰”目标实现、中国加入 和中国加入 这种情景，以及在前 种情景均实现背景下最接近现实的综合情景分别进行预测。其中，后 种情景将运用 工具，通过模拟贸易和产业政策变化，特别是在加入两类国际经贸协定后的关税变动，来度量其对、贸易条件、贸易规模、部门产出以及福利水平变化的影响，并将 模拟结果带入 模型中完成情景分析。地域研究与开发第 卷该研究方法的优点在于 模型可以将各类经济主体链接到统一的一般均衡分析模型当中，使得社会系统中各变量间的相互作用得以体现；数据方面，除了覆盖投入产出表外，还容纳了财政税收、收入分配、政府转移支付等国民经济核算信息，因此更全面也更符合现实；另外，采用 等工具对当前国内外宏观形势变化进行情景模拟，可以使预测结果对重大冲击事件进行响应，提高预测准确度。其缺点在于 模型的运行及其中社会核算矩阵的参数校准强烈依赖于基准年的选取，如果该年面临巨大冲击或者当年数据存在统计偏误，将在模型中持续存在并产生模拟误差。数据来源本研究 模型预测所必需的社会核算矩阵的数据来源于上海、江苏、浙江、安徽和福建 年投入产出表及对应年份四省一市统计年鉴、税务年鉴、财政年鉴，参照系社会核算矩阵的数据来源于 年日本东京投入产出表和 年韩国投入产出表。宏观经济和电力需求结果分析 华东四省一市的经济发展使用 软件运算 模型，可以得出各年份各产业的相关经济指标。基准情景下，华东地区四省一市 的预测结果如图 所示。从预测结果可以看出，各省市因其经济基础不同，经济增速呈现出较大差别。但总体而言，各省市进入高质量增长区间后，增长率稳步下降并最终趋于稳定。图 华东地区 年均增速预测（年不变价，基准情形）（，）基准情景下的电力需求预测电力需求可以分为产业电力需求和居民电力需求。结合本研究预测的投入系数（即各行业电力中间投入与相应 的比值）和对应年份的预测，可以得到产业电力需求。此外，根据参照系和各省市的居民电力需求同各自 的比值，假设增长率保持不变，对预测年份的居民电力消费占比进行估算。相较于曾鸣等和黄宇娟的研究，本研究优势之一是可以呈现预测年份不同产业的电力需求，进而更具现实意义。限于篇幅，本研究仅展示上海市的电力需求结构（表）。基准情景下，总体上看，上海市全产业的电力需求不断降低。分产业看，上海市第一产业 年以来电力需求占比不断减少，年仅为 ；第二产业中，目前电力需求较大的行业未来占比均会持续下降；第三产业中，批发和零售行业电力需求占比不断上升，年将达到 ；特别地，第三产业总需求 表 基准情景下上海市产业内电力需求结构预测 产业结构行业 年 年 年 年第一产业 第二产业电力供应 化学产品 交运设备 金属加工 其他 小计 第三产业批发零售 房地产 其他 小计 总计 占比 年将达 ，成为电力需求的重点产业。这与经济发展过程中产业生产效率提高、经济高质量发 第 期陆建忠，等：国际经贸规则重构及碳达峰背景下的华东地区电力需求分析及预测展、能源结构不断优化升级、产业区域内调整转移的规律相一致。根据四省一市的总电力需求的预测结果，可以得到四省一市年均总电力需求的增长率（表）。表 基准情景下华东地区四省一市电力需求年均增长率预测 地区 年 年 年 年上海 江