煤电产业发展趋势分析报告智库

发布时间:2019-05-09 17:07:51  作者:方晓刚 沈家宁 陈珊  来源:本站原创  浏览次数:

1、从人均用电端分析

1.1美国能源趋势分析

能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础,人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的重要变革。美国是一个高度发达的资本主义国家,是世界第一大经济体,目前唯一的超级大国,在经济、文化、工业等领域都处于全世界的领先地位,研究其能源发展趋势对发展中的中国来说具有极大的现实意义。

美国300多年来随着经济的发展、人口的增加,能源使用量呈现出一个缓慢增长、高速增长、缓慢增长、稳定并开始缓慢下降的趋势。根据世界银行最新公布的数据,美国能源使用量从1960年的10.19亿吨石油当量逐步增加到2005年的23.19 亿吨石油当量,并在此拐点开始历史性下降,虽然在2007年有所反弹,但下降的历史趋势已经开始,到2015年,美国能源使用量已经下降到21.82亿吨石油当量。但是从2005年至今,美国GDP总量仍然持续增长,这说明,经济发展到一定程度,经济的增长不再依靠能源消耗的推动了。美国能源消费与经济增长的历史拐点在2005年,这对预测我国未来能源需求具有极大的参考意义。以上分析是通过对美国近50年的能源消费量、GDP、人口变化情况综合统计得出,可靠性有多高呢?下面我们通过人均耗电量的变化来分析验证。

根据世界银行最新公布的数据,美国人均用电量从1960年的4050千瓦时/人,逐步增加到2005年的历史最高点13705千瓦时/人,之后便在此拐点开始历史性下降,到2017年,美国人均用电量已经下降到12365千瓦时/人。这也从另一个方面印证了2005年是美国能源与GDP增长规律发生变化的历史拐点。

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图1.1-1 美国近50年能源趋势变化分析  数据来源:世界银行

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图1.1-2  美国近50年人均用电量趋势变化分析  数据来源:世界银行

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图1.2-1美国近50年人均用电量增长率拟合分析  数据来源:世界银行

1.2中国能源趋势分析

根据美国的能源趋势,可以进一步预测中国的能源发展趋势,预测我国能源与GDP增长规律发生变化的历史拐点,并通过人均用电量这个关键指标,拟合预测中国能源与GDP增长规律发生变化的历史拐点会在哪一年出现。2017年,中国人均用电量为4672千瓦时/人,相当于美国1963年的水平,美国从1963年到2005年用了42年才达到能源与GDP的历史拐点,即使按照中国GDP增速是美国GDP增速的1.5倍估算,中国要达到能源与GDP增长规律发生变化的历史拐点,也需要将近28年。下面就通过人均用电量数据来详细分析。

根据国家统计局数据,中国人均用电量从2006年的2156千瓦时/人上升到2017年的4672千瓦时/人,年均增长率7.36%。结合美国近50年增长率数据,拟合得到中国人均用电量增长率(%)年度变化趋势函数y=-0.045ln(x)+0.1553

以中国人均用电量增长率(%)年度变化趋势函数y=-0.045ln(x)+0.1553为基础,即可计算出各年中国人均用电量增长率,从而计算出各年人均用电量的预测值,分析出中国人均用电量将于2045年达到历史拐点,距今还有27年,2045年实现人均用电量最高值9621千瓦时,总用电量达到153780亿千瓦时。

预计2045年,中国实现人均用电量9621千瓦时,与美国200513705千瓦时/人的人均用电量有所差别,那么,届时中国的经济社会结构与美国的会不会也有那么大的变化呢。通过美国历史数据,结合中国实际数据,进一步分析拟合得到中国单位GDP能耗趋势函数y=-0.307ln(x)+1.3433,预计2045年,中国单位GDP能耗将下降到0.21吨标准煤/万元,与美国2005年单位GDP能耗基本一致,因此,2045年中国的经济社会结构与美国2005年不会有加大差异,对比分析的基础依然成立,依然具有极强的可比性。

根据拟合计算出各年的人均用电量结合中国人口增长曲线,即可计算出中国各年总用电量数据。总用电量呈现从快速增长-缓慢增长-基本稳定到缓慢下降的趋势,2048年达到最高值154771亿千瓦时。据国家统计局数据,中国总用电量中火电占比从2006年的83.17%逐步下降到2017年的71.79%,按照国家能源规划和中国历史实际情况,结合美国历史经验,我们拟合得到中国火电在总用电量中的占比随时间变化的函数为y=-0.051ln(x)+0.8592。据此,计算预测出中国未来火电需求量,2047年中国火电使用量将达到最高点,为103880亿千瓦时。

根据火电使用量预测结果,按照供电标准煤耗300克标准煤/千瓦时来测算,2047年中国电煤需求量为31.17亿吨标准煤,折合原煤44亿吨。按照国家统计局数据,中国电煤在煤炭总需求中的占比从2006年的41.39%逐步上升到2018年的52%,结合美国历史数据,拟合预测得到中国电煤在煤炭需求中的比重曲线呈现缓慢上升-快速上升-平衡-缓慢下降的趋势,2047年达到最大占比75.25%后开始逐步下降。运用已经拟合得到的电煤需求曲线,结合电煤占比曲线,即可得到中国煤炭总需求量曲线,预计到2041年,达到最大需求量42.67亿吨标准煤,折合原煤60亿吨。

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图1.2-2 中国人员用电量拟合预测  数据来源:国家统计局数据+拟合分析预测

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图1.2-3 中国人居用电量拟合预测  数据来源:国家统计局数据+拟合分析预测

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图1.2-3 中国人均用电量拟合预测 数据来源:国家统计局数据+拟合分析预测

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图1.2-5 中国电煤、煤炭总需求预测  数据来源:国家统计局数据+拟合分析预测

1.3贵州能源趋势分析

根据国家统计局数据,通过拟合近20年贵州省煤炭需求量占全国煤炭需求量的比例,我们得到贵州省煤炭需求量占全国煤炭需求量的比例呈现y=0.0038ln(x)+0.038指数型增长,据此,我们结合已有全国煤炭需求量曲线,即可估算出贵州省煤炭总需求量。计算表明,2044年贵州煤炭总需求量达到最大值2.2亿吨标准煤,折合原煤3.1亿吨。

同样,通过拟合历史数据结合全国趋势,得到贵州电煤占贵州煤炭总需求量比例随时间的变化趋势函数y=0.0804ln(x) + 0.2718,即可确定各年度贵州电煤占贵州煤炭总需求量的比例,从而结合已有贵州煤炭总需求量,得到贵州电煤需求量,分析表明,到2045年,贵州电煤需求量达到1.25亿吨标准煤,折合原煤1.75亿吨。

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图1.3-1 贵州煤炭总需求量预测  数据来源:贵州统计局+拟合分析预测

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图1.3-2 贵州电煤需求量预测  数据来源:贵州省统计局+拟合分析预测

2、从能源消费结构端分析

2.1中国能源消费情况分析

从能源消费总量方面来看,据国家统计局最新数据显示,2013至2017年,我国能源消费总量从416943万吨标准煤上升至449000万吨标准煤,消费速度明显加快。从具体能源来看,天然气消费比重从2013年的5.3%上升至2017年的7%,一次电力及其它能源消费从2013年的10.2%上升至2017年的13.8%。受政策影响,我国传统煤炭消费占比开始下降,从2013年的67.4%下降到2017年的60.4%。由于工业的不断发展,汽油消费从2013年的17.1%上升至2017年的18.8%。总的来说,煤炭消费比重虽然下降到60.4%,但在国民经济中仍然占据着重要地位。虽然煤炭占比在下降,但是其消费总量还是保持较好,2016年由于煤炭去产能等因素,消费总量处于近10年最低点,为270208万吨标准煤,2017年开始回升,并保持增长,只是增速放缓。根据国家统计局数据结合国家“十三五”规划以及人口增长率,拟合得到中国能源消费总量预计将按照每年3%的增长率,在20年内持续增长,到2040年,预计能源消费总量将达到886140万吨标准煤。按照国家规划,煤炭在能源消费总量中的占比将逐步降低,2017年美国煤炭消费量在能源消费总量中的占比仅为28.45,全球平均为30%,结合中国实际国情、人口增长率拟合近10年历史数据,中国煤炭在能源消费总量中的占比将呈指数型递减,由2017年的60.4%下降到203248%后基本保持不变。

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图2.1-1 2013年-2040年中国能源消费总量情况 数据来源:国家统计局+分析拟合

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图2.1-2 2013-2040年中国煤炭消费情况预测  数据来源:国家统计局+分析拟合

2.2中国煤炭消费情况分析

世界主要工业国家的经验表明,随着技术进步和国民生活水平的提高,电力在终端能源消费结构中的比例逐步上升,社会对能源的需求尽可能通过电力这种次能源形式来实现。电力在终端能源消费结构中比例上升的过程,也是煤炭消费结构优化的过程。在美国、澳大利亚等发达国家, 80%以上的煤炭消费用于发电,欧盟约 2/3 的煤炭用于发电。2017年,美国电煤占所有煤炭消费的93%,欧盟为82%,俄罗斯为64%,世界平均电煤占比为78%

从资源实际情况看,我国在未来相当长的时间内,煤炭都将是基础能源。从利用方式看,发电是煤炭利用的最主要方式,具有利用效率高、污染易集中治理的突出优点。煤炭的其他利用方式还包括工业动力用煤、生活用煤、煤化工等,因此,不断提高煤炭用于发电的比例,是煤炭清洁高效利用的必然趋势。我国电煤占比从2015年的46.78%逐步提升到2017年的51%,按照《国家能源发展“十三五”规划》,到2020年,电煤占煤炭消费比重要达到55%,年均占比增长率约为1%,拟合计算到2040年,电煤占煤炭消费比重将达到75%,达到2017年世界平均水平,与美国等发达国家80%以上的水平相比还是偏低,这是与美国等发达国家油气价格比中国低廉的经济大背景息息相关的。以煤炭消费量占能源消费总量的占比可估算,到2040年,中国煤炭消费总量将达到428900万吨标准煤,折合原煤约60亿吨,其中电煤321700万吨标准煤,折合原煤45亿吨。

2.3贵州能源生产情况分析

贵州省是全国生态文明先行示范区、目前正处于整体转型升级的发展时期,进一步加大产业结构调整力度,转变生产方式、提高经济增长质量和效益面临巨大的压力,而能源产业作为所有产业发展的基础,能源结构及利用效率对贵州省整体产业结构调整起着至关重要的作用。贵州省一次能源生产结构中,煤炭占比达80%以上。水电作为清洁能源,在多年开发中已接近上限,风能、太阳能、地热能等的开发受客观条件限制体量小。20132017年受经济下行的影响,贵州省一次能源生产总量从14404万吨标准煤下降至13651万吨标准煤。但下降趋势逐年减少,2018年已经得到有效遏制,后期将按照国家能源总体趋势逐步实现正增长。从具体能源构成来看,受政策影响,贵州省煤炭生产量在一次能源生产总量中的占比持续下降,从2013年的89.4%下降到2017年的81.4%。总的来说,煤炭生产量在一次能源生产总量中的占比虽然持续下降,但在全省经济中仍然占据着重要地位,随着贵州经济的快速发展,一次能源生产量的不断提升,全省煤炭生产量的绝对值会在一段时间内持续增长。

结合贵州省统计局数据,按照《贵州省“十三五”规划》及《贵州省能源发展“十三五”规划》等文件,贵州省一次能源生产总量要从2015年的15061万吨标准煤上升到2020年的17500万吨标准煤,年均增长3%。结合近10年的历史数据,按照政策规划文件通过分析拟合,预计2040年贵州省一次能源生产总量将达到26942万吨标准煤,其中煤炭生产总量20449万吨标准煤,折合原煤2.9亿吨,占2040年全国煤炭消费总量的5%,与贵州GDP占全国GDP的增速一致(2017年贵州GDP占全国GDP1.6%,按照经济增长和规划拟合,到2040年贵州GDP将占全国GDP5.1%)。值得注意的是,通过分析拟合,我们发现贵州省煤炭生产量在一次能源生产总量的占比在逐年下降的过程中,在2028年将达到平衡点,此时煤炭生产量在一次能源生产总量的占比为75.9%,之后将不再下降,这也与我国能源价格结构上,油气价格比美国等发达国家高的现实事实一致。

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图2.1-1 2013-2040年贵州省能源生产情况预测  数据来源:贵州省统计局+分析拟合

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图2.1-2  2013-2040贵州省煤炭生产情况  数据来源:贵州省统计局+分析拟合

2.4贵州煤炭生产情况分析

结合我国电煤占煤炭总量比重,从2015年的46.78%逐步提升到2017年的51%,拟合计算出2040年全国电煤占煤炭消费比重将达到75%,达到2017年世界平均水平的大背景。我们进一步测算贵州省电煤生产情况,按照《贵州省能源发展“十三五”规划》,电煤占煤炭消费的比重要从2015年的44%提高到2020年的51.3%,年均增长3.1%。根据贵州省统计局数据,我们分析拟合近10年的历史数据,预计2040年电煤占煤炭消费的比重将达到60%左右,全年预计需要生产电煤12269万吨标准煤,折合原煤约1.7亿吨。

(作者单位:贵州省非常规油气资源工程技术研究中心、贵州君跃律师事务所)