为什么电力预测总不准？

　　文/朱成章    知名电力专家
　　2001年，美国劳伦斯•伯克利国家实验室出版了一本美国能源预测回顾书——《历史的启示：美国长期能源预测回顾》。回顾写道：美国的能源预测依据进行了一个多世纪，1950—1980年期间的预测均偏高，一个突出的例子是没有预测到美国经济通过提高效率应对20世纪70年代石油禁运的能力，而且所有的预测都低估了不确定因素。目前中国的情况正好与美国相反，中国用传统的计划经济思维，去预测中国的长期电力需求，结果电力预测均偏低。
　　中国的电力需求预测从1996年到2015年共收集到145个预测，绝大多数都预测到2050年。（见下图）
　　为什么中国电力需求预测的数字会越来越高，这是中国特殊的国情决定的，主要有以下几个方面的因素：
　　1，中国的经济发展速度快，对电力的需求增长很快。中国在改革开放初期，对于经济增长速度估计没有那么快。如1996年做电力需求预测时，当时考虑从20世纪90年代到2050年，我国采取经济、社会、环境相协调的、开放型的发展模式，当时对于保持较高的经济增长速度的设定是：1990—2020年为7.8%，2020—2050年为3.5%，1990年—2050年平均6%左右，而实际上1990—2014年经济发展速度大大超过原来设定的目标，几十经济进入新常态，2015年的经济发展速度仍然为7%。这个速度比世界上任何一个国家经济发展速度都高，所以即便进入新常态，电力需求的增长仍然十分强劲。
　　2，中国在非化石能源发电，特别是新能源发电上，发展速度很快，在世界上处于领先地位，重复容量多，要增加装机容量。水力发电具有季节性，风电、太阳能光伏发电，具有间歇性、随机性、不稳定性，都有相当多的重复容量，包括储能设备容量，以及为水电、风电、太阳能光伏发电调峰，调频，备用等服务的发电容量。白建华电力预测中，2050年装机容量所以这么大与高速发展非化石能源发电有关，在他设定的2050年装机容量方案中，非化石能源发电除核电外都是最高的，水电5.4亿千瓦，可以说是我国水利资源可以得到100%开发的水平，风电装机达到15—20亿千瓦；太阳能发电装机达到15—20亿千瓦；生物质发电装机0.8—1亿千瓦，可再生能源装机达到36.2—46.4亿千瓦，2050年我国可再生能源装机将占全国总装机的64%—71%，占全国用电量的57%—70%。白建华的预测可再生能源和新能源发电都是最高的。此外预计核电装机规模达到2—3亿千瓦。
　　在这里特别提出来，值得电力需求预测注意的一个问题是：在大力发展风电、太阳能光伏发电的时候要特别重视灵活调节电源和储能设施，灵活调节电源的储能设施是互相关联的。充足的灵活调节电源、充足的储能设施，电力需求侧管理和需求侧响应是消纳风电、太阳能光伏发电的重要条件。白建华的电力预测可贵之处是重视了这些问题并规划了2050年的储能需求，认为2050年储能装机要达到4—6亿千瓦，这是其他13个电力预测没有考虑的一个问题。白建华说：“以2050年中国开发利用发电、太阳能发电各20亿千瓦以上为例，需要新型储能将达到10亿千瓦量级；考虑到未来电动汽车智能化水平提高，可参与电力系统调节，以及需求响应等元素，2050年我国储能需求也将达到6亿千瓦左右。需要指出的是，新型储能技术如果不能加快达到成熟，未来电力系统发展将面临较大的不确定性，需要加快解决新型储能较常见电源寿命短，效率衰减性、单位投资高等问题。这些是电动汽车、新型储能电源面临的共同问题。”这大概是过去电力预测中，装机容量和发电量大大骗小的原因之一。在大规模发展风电、太阳能光伏发电时，如果不能解决经济、高校储能问题，新能源发电就永远地离不开化石能源发电，就永远也不可能完全替代化石能源电力。
　　从欧洲风电、太阳能比重大的丹麦、德国、意大利等国由于重复容量多，装机容量为最高负荷的一倍以上，如果没有重复容量，装机容量只需要比最大负荷高20%—30%，满足备用容量需要就可以了。从14个电力需求预测来看，发电量的预测数字变化不大，如2012年1月，吴敬儒预测2050年发电量为13.8万亿千瓦时，到2015年4月白建华预测2050年发电量也只有14.9万亿千瓦时至15万亿千瓦时。如果考虑储能损失的电量，如果储能容量大，损失的电量多，多搞风电，太阳能光伏发电预测电量也会增加一些，总之，发电量增加的幅度远小于装机容量增加的幅度。
　　电力预测中装机容量和发电量偏小的另一个重要原因是没有考虑重复容量和储能容量，没有考虑储能，包括抽水蓄能损失的电量有关。
　　3，以电代煤，以电代油，最终以非化石能源电力替代所有化石能源使电力预测走大。近年来国家电网公司提出“以电代煤，以电代油，电从远方来。”2015年4月国家电网公司召开2015年电能替代工作推进会，会上发布《国家电网公司2015年全面深入推进电能替代行动计划》提出确保全年完成650亿，力争实现750亿千瓦时替代电量。如果完成650亿千瓦时，相当于2015年替代电力使电力需求增加1.18%，如果完成750亿千瓦时相当于2015年电力需求增加1.36%，如果2015年正常电力需求增长2.5%，则电力替代等于使全年的电力需求增加50%。如果中国的第三次能源大转换是用非化石能源去替代化石能源，非化石能源基本上只能转换成电力，用电去替代化石能源，那么这个替代任务是非常繁重的，因为目前我国终端能源消费中，电力只占20%左右，需要替代的化石能源占80%，所以电力替代的数量远远超过正常的电力增长，对电力需求的增长影响很大。如果中国的第三次能源大转换是用清洁能源去替代污染严重的化石能源，清洁能源不是单指风电、太阳能光伏发电、还包括核电、洁净煤、天然气和氢能源等，那么电力替代的任务就可以轻一些。目前我们所做的电力预测，包括白建华的电力预测都没有考虑电力替代对未来电力需求的影响。
　　4，做好需求侧管理和电力需求响应，做好电力供应侧和电力需求侧互动，取得做大可能的节能效果。新能源和可再生能源的蓬勃发展，更需要做好需求侧管理和电力需求响应。有电依赖的一百多年中，大部分时间搞的是供应侧管理，用搞好供应侧管理来适应电力需求的变化，20世纪70年代美国发现做好需求侧管理经济效益比搞供应侧管理好，于是开展了电力需求侧管理。现在新能源发电具有随机性、间歇性、很难适应常规的电力需求的需要，如果通过需求侧管理使部分电力需求能适应风电、太阳能发电轨迹，那么就可以大大节省电力系统的辅助服务。在水电比重大的省、市、自治区，夏伏季节丰水季电能用不完，冬春季节严重缺电，为此可以建季节性用电户，专门消纳水电站的季节性电能。如果电力需求侧消纳风电、太阳能光伏发电有困难，可以考虑少建光伏电站，多建些太阳能热发电厂，必要时还可以蓄热，要鼓励大中小非并网风电、太阳能光伏发电的发展，这些措施都可以减轻电力系统消纳水电，风电、太阳能光伏发电的困难。
　　中国的电力预测有许多特殊性，需要深入研究，把预测工作做好。