【能源电力供需分析预测】我国电力弹性系数与工业化阶段关系
编者按：国网能源院供需所持续20多年开展电力供需分析预测、能源供需分析预测、能源绿色低碳转型、能源政策分析等方面的建模与研究工作。本专栏将围绕能源电力需求预测模型、能源电力供需形势、能源电力转型发展以及实验室建设等内容，结合相关研究成果和思考与读者分享交流。
文章导读：电力弹性系数是表征电力消费与经济增长关系的指标。从中长期看，电力弹性系数相对稳定，具有一定的规律性，可以作为中长期电力需求预测的校核依据。由于第二产业具有用电量比重大、产值单耗高等特征，全社会电力弹性系数与第二产业关联性强。在工业化中期，各地区电力弹性系数普遍较高，之后出现明显下降；工业比重大的省份电力弹性系数比较高。
我国电力弹性系数与工业化
阶段关系
执笔人：单葆国、张成龙、
王向、姚力
国网能源院
经济与能源供需研究所
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电力弹性系数的含义和特点
（1）电力弹性系数的含义
电力弹性系数是一定时期内全社会（或某产业）电力消费增速与国内生产总值、地区生产总值（或产业增加值）增速的比值，反映了两者的相对变化。其中，电力消费是由电能计量表计汇总的物理量；国内生产总值、地区生产总值（或产业增加值）是通过调查统计得到的价值量。电力消费与经济增加值密切相关，但两者又分别受到不同因素的影响，且影响程度各异，电力弹性系数的变化取决于两者增速波动幅度大小以及两者的相对变化。
用电量是国民经济发展的晴雨表，能够反映经济运行的特点。电力弹性系数计算方便、简单直观，常常作为开展经济运行分析的参考指标。从中长期来看，用电量增长周期与经济周期基本一致，电力弹性系数变化相对稳定，电力弹性系数法可以作为校核方法来判断电力需求预测结果的科学性和合理性。
电力弹性系数也有局限性。受经济发展阶段、产业结构、技术进步、气候气温以及突发事件等因素的影响，短期用电量与经济增速波动幅度存在明显差异，导致年度电力弹性系数波动起伏较大，实际参考意义不大。
（2）电力弹性系数波动的主要特点
从年度看，电力弹性系数波动较大。1978-2019年，我国年度电力弹性系数最大值为1.79（1989年），最小值为0.14（2015年）。例如，1989年受紧缩调控政策及有关政治事件影响，经济增速大幅下降，电力弹性系数跃升为1.79；1998年，受亚洲金融危机的影响，GDP增速明显下降，但电力消费增速下降更显著，电力弹性系数下降到0.36；2008年，受国际金融危机等影响，电力消费增速大幅下降，电力弹性系数为0.57；2015年，经济保持平稳增长，但钢铁、煤炭去产能力度很大，"三去一降一补"等政策措施见效，电力消费增速下降至1%左右，电力弹性系数仅为0.14。因此年度电力弹性系数波动幅度较大，无法用来进行年度电力需求预测，实际应用价值不大。下图是1978年以来我国电力弹性系数的变化情况。
从中长期看，电力弹性系数相对稳定，具有一定的规律性。1981-2019年，电力消费年均增速为8.5%，国内生产总值年均增速为9.4%，电力弹性系数为0.91。改革开放以来，我国经济发展大体经历了4个周期，每个周期10年左右。1981-1990年，我国产业结构以农业和轻工业为主，电力弹性系数为0.82；1991-1999年，产业结构以轻工业为主，电力弹性系数为0.74；2000-2009年，经济步入重化工业化阶段，电力弹性系数为1.13；2010-2019年，经济逐步进入新常态，工业化进入中后期阶段，电力弹性系数下降至0.92。在工业化前期阶段，电力弹性系数小于1；在工业化中期阶段，电力弹性系数大于1；进入工业化后期，电力弹性系数下降到1以下。不考虑工业化中期阶段，其他三个经济周期电力弹性系数均在0.74-0.92之间，相对稳定。因此中长期电力弹性系数具有参考价值，可以作为中长期电力需求预测的校核依据。
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我国电力弹性系数与工业化阶段关系
（1）我国各地区工业化发展阶段判断
工业化指的是以工业部门为代表的现代经济持续发展变化为主，并伴随着人均收入的增长和经济社会结构转换的综合过程。已有文献通常从经济发展水平、产业结构（尤其工业产值比重）、就业结构、工业内部结构、人口城乡分布等方面对工业化进行综合评价。本文选择人均GDP（以2010年美元为可比价）、三次产业产值结构、制造业增加值比重、第一产业就业占比、城镇化率作为具体评价指标，各指标不同工业化阶段的标志值参考陈佳贵等（2006）文献。然后，经过对各指标同向性、无量纲化等处理后，加权合成各省的工业化综合指数。根据计算出的工业化综合指数得分划分工业化阶段，指数值在1-33之间为工业化前期，在34-66之间为工业化中期，在67-99之间为工业化后期，100及以上为后工业化阶段。
从全国看，工业化综合指数超过95，表明我国已处在工业化后期阶段。从各省看，东部沿海除海南、河北外其他各省及西部的重庆均已基本完成工业化，进入后工业化阶段；东北三省、中部六省、西部的陕西、内蒙古、宁夏、青海以及河北处在工业化后期；其余八省（均为西部省份）尚处在工业化中期。下表是2018年各省份工业化综合指数。
（2）电力弹性系数与工业化阶段的关系
产业结构和用电结构的不对称性对电力弹性系数影响很大。改革开放以来，我国第二产业用电量占全社会用电量的比重长期在68%以上，而其增加值占GDP的比重仅为39%-48%；第三产业用电量占全社会用电量比重不到17%，但其增加值比重已由1978年的25%上升到2019年的54%；第二产业产值电耗是第三产业的5-9倍。因此产业结构调整对用电量增速的影响要远远大于对经济增速的影响。例如2000-2007年，第二产业增加值占GDP比重持续提高，电力消费增速远远快于经济增速，第二产业电力弹性系数大于1，导致全社会电力弹性系数也大于1；2012年以后，第二产业增加值占GDP比重持续下降，第二产业电力弹性系数下降到0.61，尽管第三产业电力弹性系数大于1，但全社会电力弹性系数也回落至0.74。第二产业对电力弹性系数的影响最大，1987年以来第二产业电力弹性系数与全社会电力弹性系数走势高度吻合。下图是全社会与三次产业电力弹性系数的变化走势。
随着工业化进程的推进，各地区电力弹性系数也经历了先上升后下降的过程。通过对1990年以来全国31个省份工业化进程各阶段电力弹性系数变化分析发现，在工业化前期和中期阶段，电力弹性系数普遍偏高，工业化中期多数省份电力弹性系数大于1；工业化后期和后工业化阶段电力弹性系数逐渐下降，多数省份小于1。在工业化前期阶段，约60%的省份电力弹性系数小于1；在工业化中期阶段，约62%的省份电力弹性系数大于1；在工业化后期阶段，约74%的省份电力弹性系数小于1；在后工业化阶段，约89%的省份电力弹性系数小于1。工业比重大的省份如新疆、青海、宁夏、内蒙古等，其工业化中期阶段电力弹性系数要远远大于1，高于其他省份。下图是1990年以来各地区不同工业化阶段工业化综合指数与对应电力弹性系数的散点图。其中9个省份经历2个阶段；16个省份经历3个阶段，6个省份经历4个阶段，共形成90个散点。
工业化阶段的关系
国际经验显示，工业增加值占GDP比重对电力弹性系数影响很大；随着工业增加值比重的下降，电力弹性系数呈明显下降趋势。根据1960年以来美国、日本、韩国数据分析可知：美国、日本工业增加值比重不断下降，电力弹性系数也出现大幅下降；韩国工业增加值比重先提高后保持相对稳定，电力弹性系数相对较高，各阶段均在1.0以上。下表是美国、日本、韩国不同经济发展阶段的电力弹性系数。
注释：1、工业比重是工业增加值占GDP的比重，为所对应阶段的平均值；时间段按照各国经济增长关键节点划分。2、数据来自于世界银行WDI数据库（2019）、《帕尔格雷夫：世界历史统计》（美洲卷、亚非和大洋洲卷）、IEA及《韩国电力统计年鉴》（2006）。
专家介绍
单葆国，国网能源院副总经济师兼经济与能源供需研究所所长，教授级高级工程师，享受国务院特殊津贴专家，国家注册咨询工程师，国家电网公司规划计划专业领军人才，国家电网公司重点实验室（电力供需研究实验室）负责人，经济与能源供需分析预测技术攻关团队负责人，中国电机工程学会智慧用能与节能专业委员会副主任委员兼秘书长。长期从事宏观经济运行、能源电力供需分析、节能及电力需求侧管理、能源经济等领域的研究与咨询工作。承担了国家能源局、国家发改委、国家电网公司等单位委托的重大课题，多项研究成果获得中国电力科学技术进步奖、国家能源局软科学优秀成果奖、国家电网公司科技进步奖等。共发表文章150余篇，出版专著2部，参编培训教材2部，拥有发明专利1项，发布团体标准2项。曾获得国家电网公司抗震救灾先进个人、电力市场分析工作先进个人、信息工作先进个人、品牌建设先进个人，国家电网公司劳动模范、最美国网人之敬业楷模等荣誉称号。
张成龙，国网能源院经济与能源供需研究所电力供需研究室主任，高级工程师，能源电力供需预测及预警研究领域专家。长期从事能源供需分析预测、宏观政策分析、电力市场分析预测等方面的建模与研究工作。先后负责承担《中长期电力供需形势研究》《基于新型城镇化的能源电力供需分析预测技术研究》《电力供需研究实验室扩建及推广应用（一期）》等来自国家能源局、国家电网公司的重大课题20余项。发表学术论文20余篇，获得软件著作权11项。获得国家电网公司科技进步奖、软科学优秀成果奖、国家能源局软科学成果奖、中电联创新奖等奖项10多项。
王向，国网能源院经济与能源供需研究所高级研究员，经济学博士，高级经济师，主要从事宏观经济形势跟踪、电力市场分析预测、重点行业形势及能效、能源电力景气预测预警等领域的研究工作。曾主持或参与国家能源局能源战略规划、国家电网公司发展规划/科技项目/战略课题等研究；编写出版《中国电力供需分析报告》《节能节电报告》等著作、发表核心期刊学术论文10余篇；获得国家能源局软科学奖1项、中国电力企业联合会创新奖1项、国家电网公司科技进步奖/软科学奖/优秀调研成果奖等多项。
姚力，国网能源院经济与能源供需研究所研究员，电力系统自动化专业博士。主要从事电力需求预测、需求响应、电能替代等方面研究。曾负责《尖峰负荷发展趋势及综合控制措施研究》、《基于用户用电数据的北京市行业负荷特性研究及需求侧管理潜力评估》、国网福建公司电力供需实验室建设等多项重点课题；发表SCI/EI论文10篇。
团队简介：国网能源院经济与能源供需研究所（简称供需所）是一个具有优良历史传统的研究所，前身是国电动力经济研究中心电力市场研究所（1999年成立），2006年更名为电力供需与节能研究所，2009年更名经济与能源供需研究所。主要负责宏观经济、能源电力供需、电力需求侧管理、电能替代、电力营销等领域的研究工作。
供需所内设宏观经济研究室、电力供需研究室、节能与营销政策研究室，专业覆盖宏观经济、能源经济、电气工程及其自动化、技术经济等。共有24名员工，平均年龄33岁，其中博士18人，具有高级职称18人，1人获国务院特殊津贴。曾获得“国家电力公司先进集体”、“国家电网公司先进集体”、“国网能源院先进集体”以及“课题攻关党员创新团队”等称号。
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编辑：杨彪
审核：许晓艳
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