為什么電力預測總不準？

2001年，美國勞倫斯?伯克利國家實(shí)驗室出版了一本美國能源預測回顧書(shū)——《歷史的啟示：美國長(cháng)期能源預測回顧》?；仡檶?xiě)道：美國的能源預測依據進(jìn)行了一個(gè)多世紀，1950—1980年期間的預測均偏高，一個(gè)突出的例子是沒(méi)有預測到美國經(jīng)濟通過(guò)提高效率應對20世紀70年代石油禁運的能力，而且所有的預測都低估了不確定因素。目前中國的情況正好與美國相反，中國用傳統的計劃經(jīng)濟思維，去預測中國的長(cháng)期電力需求，結果電力預測均偏低。

中國的電力需求預測從1996年到2015年共收集到145個(gè)預測，絕大多數都預測到2050年。(見(jiàn)下圖)

為什么中國電力需求預測的數字會(huì )越來(lái)越高，這是中國特殊的國情決定的，主要有以下幾個(gè)方面的因素：

1，中國的經(jīng)濟發(fā)展速度快，對電力的需求增長(cháng)很快。中國在改革開(kāi)放初期，對于經(jīng)濟增長(cháng)速度估計沒(méi)有那么快。如1996年做電力需求預測時(shí)，當時(shí)考慮從20世紀90年代到2050年，我國采取經(jīng)濟、社會(huì )、環(huán)境相協(xié)調的、開(kāi)放型的發(fā)展模式，當時(shí)對于保持較高的經(jīng)濟增長(cháng)速度的設定是：1990—2020年為7.8%，2020—2050年為3.5%，1990年—2050年平均6%左右，而實(shí)際上1990—2014年經(jīng)濟發(fā)展速度大大超過(guò)原來(lái)設定的目標，幾十經(jīng)濟進(jìn)入新常態(tài)，2015年的經(jīng)濟發(fā)展速度仍然為7%。這個(gè)速度比世界上任何一個(gè)國家經(jīng)濟發(fā)展速度都高，所以即便進(jìn)入新常態(tài)，電力需求的增長(cháng)仍然十分強勁。

2，中國在非化石能源發(fā)電，特別是新能源發(fā)電上，發(fā)展速度很快，在世界上處于領(lǐng)先地位，重復容量多，要增加裝機容量。水力發(fā)電具有季節性，風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電，具有間歇性、隨機性、不穩定性，都有相當多的重復容量，包括儲能設備容量，以及為水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電調峰，調頻，備用等服務(wù)的發(fā)電容量。白建華電力預測中，2050年裝機容量所以這么大與高速發(fā)展非化石能源發(fā)電有關(guān)，在他設定的2050年裝機容量方案中，非化石能源發(fā)電除核電外都是最高的，水電5.4億千瓦，可以說(shuō)是我國水利資源可以得到100%開(kāi)發(fā)的水平，風(fēng)電裝機達到15—20億千瓦;太陽(yáng)能發(fā)電裝機達到15—20億千瓦;生物質(zhì)發(fā)電裝機0.8—1億千瓦，可再生能源裝機達到36.2—46.4億千瓦，2050年我國可再生能源裝機將占全國總裝機的64%—71%，占全國用電量的57%—70%。白建華的預測可再生能源和新能源發(fā)電都是最高的。此外預計核電裝機規模達到2—3億千瓦。

在這里特別提出來(lái)，值得電力需求預測注意的一個(gè)問(wèn)題是：在大力發(fā)展風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的時(shí)候要特別重視靈活調節電源和儲能設施，靈活調節電源的儲能設施是互相關(guān)聯(lián)的。充足的靈活調節電源、充足的儲能設施，電力需求側管理和需求側響應是消納風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的重要條件。白建華的電力預測可貴之處是重視了這些問(wèn)題并規劃了2050年的儲能需求，認為2050年儲能裝機要達到4—6億千瓦，這是其他13個(gè)電力預測沒(méi)有考慮的一個(gè)問(wèn)題。白建華說(shuō)：“以2050年中國開(kāi)發(fā)利用發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電各20億千瓦以上為例，需要新型儲能將達到10億千瓦量級;考慮到未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)智能化水平提高，可參與電力系統調節，以及需求響應等元素，2050年我國儲能需求也將達到6億千瓦左右。需要指出的是，新型儲能技術(shù)如果不能加快達到成熟，未來(lái)電力系統發(fā)展將面臨較大的不確定性，需要加快解決新型儲能較常見(jiàn)電源壽命短，效率衰減性、單位投資高等問(wèn)題。這些是電動(dòng)汽車(chē)、新型儲能電源面臨的共同問(wèn)題。”這大概是過(guò)去電力預測中，裝機容量和發(fā)電量大大騙小的原因之一。在大規模發(fā)展風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電時(shí)，如果不能解決經(jīng)濟、高校儲能問(wèn)題，新能源發(fā)電就永遠地離不開(kāi)化石能源發(fā)電，就永遠也不可能完全替代化石能源電力。

從歐洲風(fēng)電、太陽(yáng)能比重大的丹麥、德國、意大利等國由于重復容量多，裝機容量為最高負荷的一倍以上，如果沒(méi)有重復容量，裝機容量只需要比最大負荷高20%—30%，滿(mǎn)足備用容量需要就可以了。從14個(gè)電力需求預測來(lái)看，發(fā)電量的預測數字變化不大，如2012年1月，吳敬儒預測2050年發(fā)電量為13.8萬(wàn)億千瓦時(shí)，到2015年4月白建華預測2050年發(fā)電量也只有14.9萬(wàn)億千瓦時(shí)至15萬(wàn)億千瓦時(shí)。如果考慮儲能損失的電量，如果儲能容量大，損失的電量多，多搞風(fēng)電，太陽(yáng)能光伏發(fā)電預測電量也會(huì )增加一些，總之，發(fā)電量增加的幅度遠小于裝機容量增加的幅度。

電力預測中裝機容量和發(fā)電量偏小的另一個(gè)重要原因是沒(méi)有考慮重復容量和儲能容量，沒(méi)有考慮儲能，包括抽水蓄能損失的電量有關(guān)。

3，以電代煤，以電代油，最終以非化石能源電力替代所有化石能源使電力預測走大。近年來(lái)國家電網(wǎng)公司提出“以電代煤，以電代油，電從遠方來(lái)。”2015年4月國家電網(wǎng)公司召開(kāi)2015年電能替代工作推進(jìn)會(huì )，會(huì )上發(fā)布《國家電網(wǎng)公司2015年全面深入推進(jìn)電能替代行動(dòng)計劃》提出確保全年完成650億，力爭實(shí)現750億千瓦時(shí)替代電量。如果完成650億千瓦時(shí)，相當于2015年替代電力使電力需求增加1.18%，如果完成750億千瓦時(shí)相當于2015年電力需求增加1.36%，如果2015年正常電力需求增長(cháng)2.5%，則電力替代等于使全年的電力需求增加50%。如果中國的第三次能源大轉換是用非化石能源去替代化石能源，非化石能源基本上只能轉換成電力，用電去替代化石能源，那么這個(gè)替代任務(wù)是非常繁重的，因為目前我國終端能源消費中，電力只占20%左右，需要替代的化石能源占80%，所以電力替代的數量遠遠超過(guò)正常的電力增長(cháng)，對電力需求的增長(cháng)影響很大。如果中國的第三次能源大轉換是用清潔能源去替代污染嚴重的化石能源，清潔能源不是單指風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電、還包括核電、潔凈煤、天然氣和氫能源等，那么電力替代的任務(wù)就可以輕一些。目前我們所做的電力預測，包括白建華的電力預測都沒(méi)有考慮電力替代對未來(lái)電力需求的影響。

4，做好需求側管理和電力需求響應，做好電力供應側和電力需求側互動(dòng)，取得做大可能的節能效果。新能源和可再生能源的蓬勃發(fā)展，更需要做好需求側管理和電力需求響應。有電依賴(lài)的一百多年中，大部分時(shí)間搞的是供應側管理，用搞好供應側管理來(lái)適應電力需求的變化，20世紀70年代美國發(fā)現做好需求側管理經(jīng)濟效益比搞供應側管理好，于是開(kāi)展了電力需求側管理?，F在新能源發(fā)電具有隨機性、間歇性、很難適應常規的電力需求的需要，如果通過(guò)需求側管理使部分電力需求能適應風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電軌跡，那么就可以大大節省電力系統的輔助服務(wù)。在水電比重大的省、市、自治區，夏伏季節豐水季電能用不完，冬春季節嚴重缺電，為此可以建季節性用電戶(hù)，專(zhuān)門(mén)消納水電站的季節性電能。如果電力需求側消納風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電有困難，可以考慮少建光伏電站，多建些太陽(yáng)能熱發(fā)電廠(chǎng)，必要時(shí)還可以蓄熱，要鼓勵大中小非并網(wǎng)風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)展，這些措施都可以減輕電力系統消納水電，風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的困難。

中國的電力預測有許多特殊性，需要深入研究，把預測工作做好。