河南省电力与经济发展关系分析与评估
电力是经济发展的“晴雨表”。电力作为国民经济的基本生产要素，其生产-输送-消费的实时性，以及电力数据以表计测量校核而成的可靠性和准确性，决定了电力在研判经济走势中的“风向标”地位，用电力指标可反映经济运行的基本状况。总体来看，经济发展与用电量增长呈现高度相关性，随着经济发展进入转型换挡、提质增效的新常态，电力经济关系呈现出不同于以往的新特征、新趋势，需要进一步分析研究电力经济关系的演变特征，深掘其阶段性特征背后的关联关系、影响机理，从而科学研判经济发展形势，并为相关部门的决策制定提供理论支撑。
一 影响电力—经济关系的主要因素
电力需求与经济社会发展关系紧密，长期来看，各国、各地区用电量增长与当地经济增长趋势总体一致，并在不同的发展阶段呈现出不同的特征，在特定的发展阶段两者会表现出一定程度的背离。影响电力需求与经济发展关系的因素主要包括度电产值、电力消费结构、市场、气候等。
（一）度电产值
高耗能工业、重工业的快速发展，以及电力占终端能源消费比重随工业化、城镇化和电气化的发展而不断提高，将会使度电产值有所下降，一定程度上造成用电量增速高于GDP增速。技术进步和产业转型升级使得度电产值提高，能够用更少的电力消耗创造更多的经济增加值，是造成GDP增速高于用电量增速的重要原因。由于上述两种走势的不同影响，导致在经济的不同发展阶段GDP与用电量增速不完全同步。
（二）电力消费结构
不同行业的电耗水平差异较大，创造相同的产值所消耗的电量差异明显，对应于不同行业的GDP增长，其电力消费增长幅度也大不相同，产业结构的持续调整将会使电力消费与经济增长产生一定程度的背离。而且，电力消费既有三次产业的生产耗用也有居民生活使用，居民用电与GDP的相关性相对较低，降低了电力需求与宏观经济在统计上的对应性。
（三）市场、气候等其他因素
从市场变动因素来看，在经济波动导致市场需求下降时，企业应对的滞后性使得企业库存大幅增加，在“去库存”期间，企业生产用电量增长少而GDP仍在增长，电力消费与GDP增长会出现明显背离。从气候因素来看，GDP增长受气候影响不大，而极端天气、特殊气候是造成电力消费异常变化的关键因素，夏季持续高温或冬季持续低温带来的降温或取暖电力增长往往是造成GDP与电力需求增长关系背离的主要原因。
二 河南省电力经济关系分析
电力需求与宏观经济的相关关系主要体现在总量相关性、增速相关性、结构相关性和度电产值等方面，并在经济发展的不同阶段表现出不同的特征。
（一）总量相关性
1.相关性研究
Person相关系数是度量两个变量间线性相关关系最常用的方法，相关系数的绝对值越大，相关性越强。1980～2015年全省GDP与全社会用电量的Person相关系数为0.987，其中2000～2011年两者的Person相关系数更是高达0.997，两者的变动趋势基本一致，这反映出全省经济发展与电力需求密切相关。1980～2015年河南省GDP和全社会用电量情况详见图1。
图1 1980～2015年河南省GDP与全社会用电量的关系
2.因果关系校验
从GDP与全社会用电量的计量经济学协整检验来看，电力消费与经济增长间有着相似的发展趋势，1980～2015年河南省GDP、全社会用电量对数的增长趋势详见图2。经单位根检验，电力消费和经济增长数据序列在1%的临界水平下拒绝存在单位根的零假设，为平稳时间序列，可进行协整分析。
图2 1980～2015年河南省GDP对数、全社会用电量对数的增长趋势
基于1980～2015年河南省的电力经济相关时间序列数据，笔者运用Stata12计量分析软件，检验经济增长与用电量之间的协整关系，可得协整方程如下。
lnGDP=1.796303+1.074215lnE，P值：0.000；标准差：0.0202845
从协整方程可以看出，用电量（lnE）与经济增长（lnGDP）呈同向变动关系，用电量每变动1%，经济增长同向变动1.07%。在电力经济协整分析的基础上，可进行格兰杰因果检验，从结果来看（见表1），用电量变动是经济增长变动的格兰杰原因，而经济增长变动不是用电量变动的格兰杰原因，这说明用电量对经济增长具有引领作用，可以通过用电量对经济增长进行格兰杰预测。
3.影响度分析
用电量对经济增长的引领作用可以通过影响度分析来进一步衡量，脉冲响应是影响度分析的重要方法。其衡量标准是：在扰动项上加一个标准差大小的冲击，对内生变量当前值和未来值所带来的影响。经济增长在受到用电量一个单位的冲击后，其冲击效果在第四年逐步趋于稳定。分别给经济增长和用电量一个标准差大小的冲击，得到相应的脉冲响应函数（见图3）［图中横轴表示冲击作用的响应期数（年），纵轴表示各变量的变化百分比］，图3分别显示出用电量对自身冲击的反应、经济增长受到用电量冲击的反应、用电量受到经济冲击的反应和经济受到自身冲击的反应。
表1 格兰杰因果分析结果
图3 河南省用电量脉冲变化对后续年份GDP的累积影响
从图3可以看出，经济增长在受到用电量的冲击后呈现出大幅上升的趋势，并且在第四年趋于稳定（具体数值如表2中序列2所示：经济增长在受到用电量一个标准差大小的冲击后，第一年同向变动0.282892，在第四年达到0.918365后逐步趋于稳定），这一结果也印证了用电量对经济增长的引领作用。河南省用电量脉冲变化对后续年份GDP的累积影响情况详见表2。
（二）增速相关性
2000～2015年，全省GDP和全社会用电量均保持快速增长，年均增速分别达到11.3%和9.7%，平均电力消费弹性系数为0.86。
表2 河南省用电量脉冲变化对后续年份GDP的累积影响
电力需求与经济发展强相关，且全社会用电量增速较GDP增速更敏感、先导性更强。“十五”以来全省经济和用电量增速的变化情况表明，全省GDP增速和全社会用电量增速阶段特征明显，两者之间的变动趋势总体基本一致，但用电量增速波动幅度比经济增速波动幅度剧烈得多，电量增速更敏感、先导性更强。2000～2015年，GDP有9年增速高于用电量增速，7年增速低于用电量增速，两者变化趋势、波动形态相当接近，形成3个比较显著的阶段（见图4）。在上升期（2000～2007年），用电量增速、经济增速同步上升，但用电量增速要大于经济增速；在波动期（2008～2011年），用电量增速的波动幅度要比经济增速的波动幅度更大、更明显；在回调期（2012～2015年），用电量增速、经济增速同步下降，但用电量增速要低于经济增速，下降幅度更大，电力与GDP增速存在较大背离。
图4 2000～2015年河南省经济与用电量增速关系
电力弹性系数与工业化发展阶段、产业结构调整密切相关，呈现出明显的阶段性特征。电力弹性系数为用电量增速和GDP增速的比值，其变化可度量用电量和GDP两者的“增速差”，电力弹性系数所表现出来的阶段性发展特征实质上是由经济不同发展阶段的产业结构变化所决定的。当第二产业尤其是重工业快速发展、比重较高时，电力弹性系数升高且大于1。在上升期（2000～2007年），全省经济走出1998年亚洲金融危机影响，工业进入持续高速发展阶段，高耗能行业发展迅速，全省经济发展重工业化特征明显，电力弹性系数大于1；在波动期（2008～2011年），受2008年全球金融危机影响，高耗能行业发展减速，其增加值占GDP比重也波动下降，电力弹性系数波动幅度较大且接近1；在回调期（2012年至今），全省产业结构深度调整，落后产能进一步淘汰，经济增速趋缓，电力增速下降明显，电力弹性系数小于1，其中2012、2013、2014、2015年电力弹性系数分别为0.33、0.61、0.08、-0.17（见图5）。
图5 2000～2015年河南省电力弹性系数
（三）结构相关性
1.用电结构与经济结构变化特征
经济学家钱纳里、库兹涅茨、赛尔奎等人在研究经济和工业化发展阶段时发现，在经济发展过程中产业结构会呈现出一定的规律性变化：第一产业比重下降；第二产业比重先上升，后保持稳定，再持续下降；第三产业比重则是先略微下降，后基本平稳，再持续上升。
在产业结构变化过程中，工业内部结构、相应的用电量结构也发生显著变化。工业化初期，纺织、食品等轻工业比重较高，其在全社会用电量中的比重也不断升高，之后持续下降；工业化中期，钢铁、水泥、电力等能源原材料工业比重较大，在用电结构中表现为重工业、高耗能行业用电比重大，之后开始下降；工业化后期，装备制造等高加工度的制造业比重明显上升，此时第二产业用电比重下降，而第三产业和居民用电比重不断上升。
目前河南省处于工业化中期阶段的后期，工业尤其是重工业占比仍较大，但其比重呈稳步降低趋势，第三产业比重上升，用电结构出现相似的变化。近年来，全省产业结构升级步伐明显加快，全省三次产业结构由2010年的14.2∶57.7∶28.1调整为2015年的11.4∶49.1∶39.5，产业结构持续优化。从用电量来看，第一、第二、第三产业及居民用电结构由2010年的3.3∶77.7∶7.5∶11.5调整到2015年的1.9∶75.7∶9.6∶12.8。其中，2015年第二产业用电量同比下降0.73%，对全社会用电量增长的贡献率为-40.1%；第三产业用电量同比增长3.26%，对全社会用电量增长的贡献率为21.9%。从第二产业用电结构来看，工业尤其是重工业仍是全省电力消费的主体，但重工业用电量占比呈稳步降低趋势。2015年全省重工业用电量同比下降1.55%，对全社会用电量增长的贡献率达-73.5%。全省经济结构和用电结构对比情况详见表3。
表3 经济结构和用电结构对比情况
2.用电结构与经济结构变动相关关系
河南省经济结构和用电结构均具有典型的工业化特征，可选用第二产业增加值占比（proind）和第二产业用电量占比（proelec）来分别表征全省经济结构和用电结构。
从用电结构（proelec）与经济结构（proind）的Person相关关系来看，河南省用电结构和经济结构变动高度正相关。2000～2015年河南省用电结构和经济结构的Person相关系数为0.9113，处于0.8～1的区间，根据Person相关系数的判别标准，属于极强相关范围。
从用电结构与经济结构的线性回归关系来看，河南省用电结构发生变化时，经济结构会发生同向的、更大幅度的变化。河南省经济结构和用电结构的回归方程为：
proindi=β0+β1proeleci+εi
其中，ε是随机扰动项。从方程的回归结果来看，2000～2015年河南省用电结构和经济结构的回归系数为1.87，即河南省用电结构每变动1个百分点，经济结构相应变动约1.87个百分点。
（四）电力需求与经济发展的度电产值关系
度电产值的提升使得经济增速高于电力消费增速，使电力与经济发展速度产生一定程度的背离，产业结构升级以及不同产业度电产值的差异则会进一步加强这一趋势。度电产值表示一度电所产生的经济增加值，反映三次产业的电耗水平，是衡量经济发展质量效益的重要指标之一，也是影响电力与经济发展关系的重要因素。度电产值对电力经济关系的影响，实质上反映了技术进步、产业结构升级在促进经济发展、降低电耗水平方面的巨大作用。从发达国家的发展规律来看，第二产业尤其是重工业的度电产值要普遍低于第一产业和第三产业，且各产业的度电产值随着技术进步而不断提高。
长期以来，河南省工业用电量占全社会用电量的比重在75%左右，全省经济发展重工业化特征明显，是造成度电产值较低、经济发展质量不高的重要原因。纵向来看，河南省度电产值由2010年的9.81元/千瓦时提高到2015年的12.85元/千瓦时，提高了近31%，表明经济发展的质量效益不断得到改善。这阶段河南省电解铝、钢铁、水泥等能源原材料工业比重持续下降，装备制造、战略性新兴产业等先进制造业快速发展，2010～2015年，河南省第二产业占比下降了8.6个百分点，第三产业上升了11.4个百分点。第三产业和先进制造业产生相同的GDP所消耗的电力远低于传统工业，2010年第三产业度电产值是第二产业的5.16倍，2015年则提升到6.32倍。横向来看，河南省度电产值与发达省份甚至中部其他省份相比差距较大，且有不断扩大的趋势。2005年以来河南省度电产值始终居于华中电网五省一市最末（赣湘渝鄂川豫），2005年河南省度电产值与四川省相当，2008年与四川省的差距为0.99元/千瓦时，至2015年此差距已拉大至2.23元/千瓦时。
（五）电力需求与经济发展近期背离的原因
1.工业化阶段的产业结构变化是造成电力与经济关系背离的根本原因
目前河南省处于工业化中期阶段的后期。2015年河南省人均GDP达到5422美元（按2005年美元价），三次产业结构为11.4∶49.1∶39.5，第一产业就业占比为40.7%，城镇化率达46.85%。
产业结构调整升级对经济、电力的差异化影响，是造成现阶段河南省电力与经济背离的根本原因。在工业化发展阶段，传统高耗能工业持续低迷，比重下降；先进制造业、现代服务业快速发展，比重上升，全省产业结构不断优化。当传统高耗能行业增速放缓时，由于其度电产值低因此其用电增速放缓更明显；当第三产业、先进制造业快速增长时，由于其度电产值较大，产生相同的GDP所消耗的电力远低于传统工业，导致其用电增长相较于其经济增速并不明显。以富士康为例，2015年富士康以消耗9亿千瓦时的电量产生了千亿级的增加值，其度电产值是第二产业的15倍以上。
2.高耗能行业不景气是河南省电力与经济短期背离的关键因素
高耗能行业发展形势对全社会用电量增速的影响幅度明显大于对GDP的影响。河南省六大高耗能行业占全社会用电量比重在54%左右，而产值仅占河南省GDP的18%以内。由于其度电产值明显低于全行业平均水平，高耗能行业发展形势对全社会用电量增速的影响幅度明显大于对GDP增速的影响。“十二五”期间，河南省高耗能行业产值增速基本呈逐年下降趋势，使得GDP与全社会用电量的增速差也逐年扩大。当剔除高耗能行业影响后，河南省GDP和用电量增速高度相关，增速背离基本消失。以2012年为例，当年六大高耗能行业用电量下降2.6%，全社会用电量增长3.3%，GDP增长10.1%，二者增速差为6.8个百分点。若六大高耗能延续2011年11.6%的正增长趋势，其他行业增长态势不变，则全社会用电量增长11.9%，GDP增长13.0%，两者增速差缩小至1.1个百分点。
3.电力与经济背离是宏观经济波动期的正常现象
在经济换挡、经济危机等波动性阶段，会出现用电量与GDP短期背离的现象。从世界来看，美国、日本、韩国等主要发达国家经济体在经济波动期均出现过经济与电力增长相背离的现象。2001年美国GDP增长0.8%，而电力消费却下降3.6%；2003年日本GDP增长1.8%，而电力消费下降1.3%；1980年韩国GDP下降1.5%，而电力消费却增长5.4%。1998年亚洲金融危机期间，中国GDP增长率为7.8%，电力消费仅增长2.8%；2008年次贷危机期间，GDP增长率为9.6%，电力消费仅增长5.6%。
三 河南省分区域电力与经济关系分析
（一）各区域单位产值电耗分析
2005～2015年，各区域单位产值电耗总体呈现下降趋势。按照电网结构情况，将全省区域划分为六大区域，分别为安鹤濮（安阳、鹤壁、濮阳）、豫中东（郑州、开封、商丘）、焦新、豫西（济源、洛阳、三门峡）、豫西南（平顶山、南阳）、豫东南（许昌、漯河、周口、驻马店、信阳）。其中豫中东、焦新、豫西、豫西南等区域的单位产值电耗下降幅度较大，分别下降了808.6、779.9、688.9、423.1千瓦时/万元。豫东南单位产值电耗下降幅度最小，安鹤濮下降幅度偏小。各区域部分年份单位产值电耗有上升情况，但总体呈现下降趋势，经济发展质量效益不断改善（见图6）。
图6 2005～2015年河南各区域单位产值电耗
（二）各区域电力消费弹性系数分析
2005～2015年，各区域电力消费弹性系数呈波动下降趋势。其中豫中东、豫西南弹性系数下降幅度最大，分别为2.48、2.44；安鹤濮区域弹性系数下降幅度最小。2015年，除焦新、豫东南区域弹性系数为正值外，其他区域皆为负值（见图7）。
图7 2005～2015年河南各区域电力消费弹性系数
四 河南省“十三五”电力需求形势评估预测
考虑河南省“十三五”规划纲要对经济社会发展的判断，结合河南省近远期电力与经济关系的变化特征，评估产业发展、城镇化进程、制度政策、能源效率、电能替代等各方面因素对电力需求的影响，设计三种情景对河南省“十三五”期间电力需求进行预测。
（一）情景一
全省生产总值年均增长8%，高于全国1～1.5个百分点，产业转型升级取得新突破，服务业增加值比重达到45%，提高5.5个百分点；常住人口城镇化率达到56%，提高9.2个百分点，郑州市作为国家中心城市，经济聚集效应进一步显现；电能替代推进顺利，达到600亿千瓦时电量目标，新一轮农网改造升级释放农村用电潜能；城乡电气化水平稳步提升，空调保有量增长较快；国资国企改革、电力体制改革释放改革红利，全省经济活动进一步活跃；单位GDP电耗进一步下降，能源效率得到提升。预计2020年全省全社会用电量4020亿千瓦时，“十三五”年均增速为6.9%。
（二）情景二
全省生产总值年均增长7.5%，高于全国1个百分点。电能替代小于600亿千瓦时电量目标，其他条件同情景一。预计2020年全省全社会用电量3880亿千瓦时，“十三五”年均增速为6.1%。
（三）情景三
在情景二的基础上，考虑产业结构转型升级快速推进，第二产业比重下降2个百分点，第三产业比重提高2个百分点，预计2020年全省全社会用电量3760亿千瓦时，“十三五”年均增速为5.5%。
综上所述，预计全省2020年全社会用电量为3760亿～4020亿千瓦时，“十三五”年均增速5.5%～6.9%。
五 主要结论
电力需求与经济增长的关系，在新常态下被赋予新的内涵。近年来，随着经济形势的深刻变化，资源禀赋条件逐渐改变，经济结构调整和发展转型逐步加快，使得在新时期的电力与经济关系发生了改变。因此，明晰其阶段性特征有利于科学判断经济和电力发展形势。
（一）河南省电力需求与经济发展紧密相关
全省电力需求受经济活动、社会发展影响较大，是经济发展的“晴雨表”。从总量来看，全省GDP与全社会用电量的相关系数接近于1，GDP与电力需求之间存在长期的稳定关系，用电量每变动1%，经济增长同向变动1.07%。从增速来看，全省GDP增速和全社会用电量增速阶段特征明显，两者变动趋势总体基本一致，但用电量增速波动幅度比经济增速波动幅度大得多，用电量增速更敏感、先导性更强。从结构来看，全省经济结构和用电结构变动高度正相关，当用电结构发生变化时，经济结构会发生同向的、更大幅度的变化。
（二）河南省经济发展质量效益不断提升
在技术进步、产业结构升级的推动作用下，全省经济发展的质量效益不断得到改善，度电产值由2010年的9.81元/千瓦时提高到2015年的12.85元/千瓦时，提高了近31%。分区域来看，2005～2015年，各区域单位产值电耗总体呈现下降趋势，其中豫中东、焦新、豫西、豫西南等区域的单位产值电耗下降幅度较大。
（三）河南省电力需求随经济发展增长潜力较大
随着中原城市群、中国（河南）自由贸易试验区等国家战略规划的实施和战略平台的建设，全省经济发展新动力将加快孕育成长，经济发展将保持良好态势。经济的平稳增长、新旧动力的转换、城镇化率和电能占终端能源消费比重的提升，将促进全省电力需求较快发展，预计“十三五”期间全省全社会用电量年均增速在5.5%～6.9%，增长潜力较大。
（四）河南省电力需求与经济发展背离是近期阶段性现象
在经济发展回调期（2012年至今），全省用电量增速、经济增速同步下降，但用电量增速下降幅度更大，两者之间出现了背离现象。河南省工业化阶段的产业结构调整升级对经济、电力的差异化影响，是造成现阶段河南省GDP和用电量增速背离的根本原因，高耗能行业不景气是关键影响因素，当剔除高耗能行业的影响后，河南省GDP和用电量增速背离现象基本消失。新常态下电力与经济关系的新变化显示出经济进入转型发展新阶段后结构调整取得积极进展。