劉軍+王薇

【摘 要】 本文采用逐步回歸和VAR模型分析影響電能替代的多維因素，運(yùn)用Monte Carlo模擬和ARIMA模型進(jìn)行多情景下的參數(shù)設(shè)置和電能替代潛力預(yù)測(cè)，并結(jié)合浙江省的區(qū)域發(fā)展，測(cè)量電能替代的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

【關(guān)鍵詞】 電能替代 VAR 潛力預(yù)測(cè) 效益分析

中圖分類號(hào)：F426；TK01

1.引言

近年來隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源資源的需求日益增大，尤其是化石能源的不可再生和環(huán)境污染問題，加劇了經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境之間的矛盾。而電能作為二次能源，相對(duì)傳統(tǒng)的化石能源具有明顯的清潔、安全、可再生優(yōu)勢(shì)，目前全球約1/5的終端用能來自電力，電能占終端用能的比重持續(xù)上升。根據(jù)《BP世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒2017》，隨著世界經(jīng)濟(jì)繼續(xù)電氣化，近三分之二的全球新增能源需求來自于發(fā)電，全球電能替代潛力巨大，電能終將成為最主要的終端能源消費(fèi)品種。2013年國家電網(wǎng)公司印發(fā)《國家電網(wǎng)公司電能替代實(shí)施方案》，全面落實(shí)“以電代煤、以電代油、電從遠(yuǎn)方來，來的是清潔電”的能源消費(fèi)新理念。浙江作為經(jīng)濟(jì)大省、資源小省，通過電能替代實(shí)現(xiàn)新常態(tài)下經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排的意義尤為重大，2015年浙江出臺(tái)《浙江關(guān)于加快實(shí)施電能替代的意見》，預(yù)計(jì)“十三五”期間完成電能替代電量250億度。新一輪電力體制改革的重要任務(wù)之一是放開售電側(cè)，打破現(xiàn)行售電環(huán)節(jié)電網(wǎng)企業(yè)獨(dú)家售電的壟斷格局，允許所有符合準(zhǔn)入條件的企業(yè)逐步從事售電業(yè)務(wù)，釋放改革紅利。電能替代帶來的直接經(jīng)濟(jì)效益對(duì)社會(huì)主體進(jìn)入售電市場(chǎng)有著極大地吸引力。

本文基于以上背景，采用逐步回歸法、向量自回歸模型（VAR）分析電能替代影響因素，運(yùn)用蒙特卡羅模擬、ARIMA時(shí)間序列等方法預(yù)測(cè)關(guān)鍵影響因素，結(jié)合浙江區(qū)域宏觀環(huán)境和政府規(guī)劃進(jìn)行多情景電能替代潛力分析，進(jìn)而分析電能替代產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益、間接經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)保效益，展望浙江電能替代的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域和政府政策支持。

2.電能替代影響因素分析

2.1 電能替代的影響因素篩選

本文借鑒孫毅等（2017）關(guān)于電能替代量的設(shè)計(jì)方法，設(shè)定基準(zhǔn)年TB，第t年電能消耗相比基準(zhǔn)電能消耗的增加量定義為電能替代量：

（1）

式中，De，t為電能替代量，Ye，t為第t年的實(shí)際電能消耗量，Yt為第t年的終端能源消耗總量。

國內(nèi)外研究經(jīng)驗(yàn)表明，電能替代受到人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、電氣化程度、能源結(jié)構(gòu)和政府政策等因素的綜合影響。為進(jìn)行量化分析，將以上因素進(jìn)行指標(biāo)化，其中人口采用人口增長率；經(jīng)濟(jì)發(fā)展采用人均GDP增長率；電氣化程度采用電能消費(fèi)強(qiáng)度；由于政府主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整及清潔能源消費(fèi)導(dǎo)向作用是影響終端能源替代結(jié)構(gòu)變化的主要因素，且終端清潔能源主要是指電能，因此用電能替代量占電能消耗量表示政府政策扶持力度。

本文采用逐步回歸法對(duì)上述五個(gè)關(guān)鍵因素進(jìn)行篩選。逐步回歸的基本思想是將變量逐個(gè)引入模型，每引入一個(gè)解釋變量后都要進(jìn)行F檢驗(yàn)，并對(duì)已經(jīng)選入的解釋變量逐個(gè)進(jìn)行t檢驗(yàn)，當(dāng)原來引入的解釋變量由于后面解釋變量的引入變得不再顯著時(shí)，則將其刪除，確保每次引入新的變量之前回歸方程中只包含顯著性變量，以保證最后所得到的解釋變量集是最優(yōu)的。依據(jù)上述思想，利用逐步回歸篩選并剔除引起多重共線性的變量，最終選取人口、GDP、電氣化、政策扶持四個(gè)變量進(jìn)行電能替代潛力分析。

2.2 電能替代的影響因素分析

在逐步回歸篩選出影響電能替代的關(guān)鍵因素后，再通過向量自回歸模型（VAR）建立計(jì)量模型如下：

（2）

式中，Dt為第t年電能替代量增長率，Peoplet為第t年人口增長率，Gdpt為第t年的人均GDP增長率，Technologyt為第t年的電氣化程度，Policyt為第t年的政策扶持力度。

選取2000-2015年的浙江省人口、GDP、全省能源消費(fèi)量、全省電力消費(fèi)量等指標(biāo)，數(shù)據(jù)均來源于《浙江省統(tǒng)計(jì)年鑒》，通過公式（1）計(jì)算得到電能替代量，所有數(shù)據(jù)均以2000年作為基期進(jìn)行調(diào)整。使用Eviews7.2軟件運(yùn)行公式（2）的計(jì)量模型，得到結(jié)果如下：

R2=0.999461 DW=1.570582

R2接近1，說明模型整體擬合效果好；DW接近2，說明模型不存在一階自相關(guān)；除人均GDP指標(biāo)系數(shù)的顯著性水平通不過檢驗(yàn)，其余指標(biāo)的系數(shù)均在1%的顯著性水平下通過檢驗(yàn)，因此，模型的整體實(shí)證性較強(qiáng)。從擬合結(jié)果看，電氣化程度和政府政策扶持力度對(duì)電能替代進(jìn)程作用顯著且通過計(jì)量模型檢驗(yàn)，而人口和經(jīng)濟(jì)增長作為影響電力消費(fèi)的常規(guī)因素，對(duì)電能替代也有一定的推動(dòng)作用。

3.多情景下的電能替代潛力預(yù)測(cè)

3.1 多情景下的電能替代參數(shù)設(shè)定

對(duì)情景A、情景B和情景C下的人口、人均GDP、電氣化程度和政府政策扶持參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，預(yù)測(cè)電能替代潛力的發(fā)展變化。人口增長率預(yù)測(cè)采用蒙特卡羅模擬（Monte Carlo），選取2000-2015年浙江常住人口數(shù)據(jù)，通過分析樣本期數(shù)據(jù)的可能變化范圍及其概率分布，模擬試驗(yàn)隨機(jī)選取各隨機(jī)變量的值，并使選擇的隨機(jī)值符合各自的概率分布，再使用隨機(jī)數(shù)或直接用計(jì)算機(jī)求出隨機(jī)數(shù)，進(jìn)行多次模擬試驗(yàn)，求出人口增長率的概率分布和其他特征值；同時(shí)結(jié)合浙江省社會(huì)科學(xué)院發(fā)布的《浙江藍(lán)皮書：2017年浙江發(fā)展報(bào)告》中的人口增長率預(yù)期，預(yù)測(cè)人口增長率。人均GDP增長率、電氣化程度變化率、政府政策扶持力度的預(yù)測(cè)采用ARIMA的時(shí)間序列預(yù)測(cè)法，具體結(jié)果見表3-2。其中：為人口增長率，為人均GDP年增長率，為電氣化程度變化率，為政府政策扶持力度變化率。

3.2多情景下的電能替代潛力預(yù)測(cè)

預(yù)測(cè)結(jié)果如表3-3所示，2016-2020年浙江累計(jì)電能替代307億千瓦時(shí)，略高于十三五規(guī)劃的250億千瓦時(shí)。終端電能替代量在情景A、情景B與情景C下，到2035年之前均會(huì)呈現(xiàn)增長趨勢(shì)。其中情景A下的電能替代量增長幅度小于情景B和情景C，這是因?yàn)榍榫癆沒有電氣化推動(dòng)與相關(guān)政策對(duì)電能替代工作的推進(jìn)。情景C由于增加政府對(duì)電能替代相關(guān)工作的扶持，因此該情景下的電能替代量增長速率大于情景B。2030-2040年之間，由于替代領(lǐng)域接近飽和，電能替代量也逐漸趨于平穩(wěn)，不會(huì)出現(xiàn)大幅增長。endprint

4.電能替代效益分析

實(shí)施電能替代能夠從源頭上有效化解浙江化石能源資源緊缺矛盾，減少碳排放，提高全社會(huì)電氣化水平，有明顯的環(huán)保效益。同時(shí)，在售電側(cè)放開的電改政策下，能夠釋放明顯的改革紅利，為參與電力市場(chǎng)的社會(huì)主體帶來直接經(jīng)濟(jì)效益。

4.1 電能替代的直接經(jīng)濟(jì)效益

電能替代的直接結(jié)果就是帶來全社會(huì)用電量增長，增加售電企業(yè)的收入。依據(jù)多情景下浙江省電能替代潛力預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合浙江省執(zhí)行電價(jià)目錄，測(cè)算不同情景下的售電增收情況。如表4-1所示，沒有電氣化和政策推動(dòng)，每個(gè)五年計(jì)劃新增電能替代收入保持在62-85億元；在電氣化推動(dòng)下，新增電能替代收入增加到104-174億元；若在電氣化和政府政策扶持雙重推動(dòng)下，新增電能替代收入由2020年的185億元達(dá)到2040年的419億元。可見，不斷推進(jìn)電能替代給售電公司帶來顯著的經(jīng)濟(jì)收益。

4.2 電能替代的間接經(jīng)濟(jì)效益

電能替代同時(shí)兼具清潔替代的功效，即在能源開發(fā)上以清潔能源發(fā)電代替火力發(fā)電，積極消納風(fēng)電、光伏，間接減少煤炭的消耗量。本文以節(jié)約煤炭量作為電能替代的間接經(jīng)濟(jì)效益，按照完成C情景預(yù)定目標(biāo)值的不同進(jìn)度，進(jìn)行電能替代間接效益測(cè)算。如表4-2，按照電能替代潛力測(cè)算，50%、80%和100%的替代進(jìn)度下，分別節(jié)約用煤614、982和1228萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，折合經(jīng)濟(jì)效益分別為54、86和108億元。

注：1度電=節(jié)約0.4千克標(biāo)準(zhǔn)煤；1kg原煤=0.7143kg標(biāo)準(zhǔn)煤；動(dòng)力煤價(jià)格=625.7元/噸（來自商務(wù)廳數(shù)據(jù)）。

4.3 電能替代的環(huán)保效益

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)煤折算排放污染物系數(shù)，分進(jìn)度對(duì)電能替代的預(yù)測(cè)值和規(guī)劃值進(jìn)行污染物排放量折合，進(jìn)而對(duì)電能替代的環(huán)保效益進(jìn)行比較分析。如表4-3，按電能替代潛力測(cè)算，50%-100%的替代進(jìn)度下，可減少CO2排放1531-3061萬噸，減少粉塵排放418-835萬噸，減少SO2排放46-92萬噸，減少氮氧化物排放23-46萬噸；按十三五規(guī)劃值測(cè)算，50%-100%的替代進(jìn)度下，可減少CO2排放1247-2493萬噸，減少粉塵排放340-680萬噸，減少SO2排放38-75萬噸，減少氮氧化物排放19-38萬噸。從環(huán)保視角看，電能替代煤炭的減排效果明顯。

注：1度電=節(jié)約0.4千克標(biāo)準(zhǔn)煤；節(jié)約1kg標(biāo)準(zhǔn)煤=減排2.493kgCO2 =減排0.68kg粉塵=減排0.075kgSO2=減排0.0375kgNXO。

5.展望

浙江作為沿海經(jīng)濟(jì)和能源需求大省，電能替代規(guī)劃和發(fā)展都走在全國前列。今后浙江電能替代的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域：一是大力發(fā)展電動(dòng)汽車，加快充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)；二是積極部署港口岸電，加快空港岸電系統(tǒng)改造，推進(jìn)海陸空交通領(lǐng)域電能替代全覆蓋。當(dāng)然電能替代的發(fā)展也需要政府政策的扶持：一是規(guī)劃引領(lǐng)，將電能替代納入我省能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和大氣污染防治工作中，加強(qiáng)電能替代潛力分析，明確電能替代工作方案；二是技術(shù)支持，加快電能替代的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備研發(fā)，加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)運(yùn)用和保護(hù)，促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化；三是財(cái)政補(bǔ)貼，對(duì)符合條件的電能替代項(xiàng)目、電能替代技術(shù)研發(fā)予以財(cái)政支持，對(duì)電能替代的大中小型企業(yè)，出臺(tái)貸款貼息政策。

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