2024年電力行業專題報告：理解電能需求_超額增速勢難擋1.理解電能需求：超額增速勢難擋能源消費彈性周期復盤：能源消費彈性系數獨立于GDP，主要取決于產業變遷及居民用能。能源消費彈性系數周期受產業結構變動影響更為顯著。復盤能源消費彈性系數四大歷史階段，我們發現僅第二階段1997~2004年能源消費彈性系數與GDP增速同向變化，其余階段并無顯著相關性。我們認為能源消費彈性系數與經濟增速是否上行并無太多關聯，其與經濟產業結構的動態變動更為密切相關。我們認為影響能源需求彈性系數的三大因素主要為：1）大類產業結構變化；2）高能耗產業占比變動；3）居民用能增長。電力消費彈性趨勢演變：新興高能耗產業崛起疊加電氣化水平抬升，電力消費彈性系數持續向上。1）2016~2021年我國年均新增電能替代電量1809億千瓦時，占同期全社會用電增量的比例為37.8%，為我國用電量增長的重要增量來源之一；2）2023年電量高增主要來源于二產及三產電量的高增長。二產用電增量由傳統及新興高耗能產業共同拉動，其中有色金屬冶煉及壓延加工業等三類高耗能產業用電量延續近年高增趨勢，非金屬礦物制品業等高耗能行業用電需求增長主要受益于2022年低基數。三產用電量高增主要受益于線下消費場景修復及新能源車充換電配套設施快速發展。用電量增長展望：電力消費彈性系數有望維持高位，用電量增長或將長期高于經濟增速。1Q24用電量增速加快，新興高耗能相關行業用電增速持續擴大；傳統高耗能用電增量貢獻率下降，居民用電增長貢獻顯著提升。我們認為：1）長周期來看，受益于電氣化水平提升、新興高耗能行業發展、居民生活用能持續增長等因素，我國電力消費彈性系數有望長期維持高位，用電量增長或將長期高于經濟增速；2）2024年：基數效應消退疊加新興高耗能增速邊際放緩，我們預計2024年電力消費彈性系數同比持平或略降（2023年我國電力消費彈性系數1.29為2005年以來新高值）。2.復盤：能源消費彈性系數獨立于GDP增速2.1.我國能源消費彈性系數共經歷四大階段我國官方能源消費彈性采用逐年計算法。據國家統計局，能源消費彈性系數是反映能源消費增長速度與國民經濟增長速度之間關系的指標。我國統計局公布的能源需求彈性系數采用的是逐年計算法，即當年能源消費彈性系數=當年能源消費量增長速度/當年國民經濟（GDP）增長速度，其中GDP增長速度按可比價格計算。我國能源消費彈性系數共經歷四大階段。改革開放以來我國能源需求彈性系數變動可分為四大階段，其中：1）第一階段1979~1996年：能源消費彈性系數基本維持在0.3~0.7區間內窄幅波動（僅個別年份因事件沖擊產生短暫異常波動）；2）第二階段1997~2004年：能源消費彈性系數受高耗能重工業加速發展趨勢性上升；3）第三階段2005~2015年：能源消費彈性系數隨產業結構調整及節能工作推進趨勢性下移（2008~2010年受政策刺激短暫上行）；3）第四階段2016~2023年：居民能源消費具有韌性疊加產業結構調整速度趨緩，能源消費彈性系數觸底后重回增長通道。1979~1996年：產業結構相對穩定，能源消費彈性系數窄幅震蕩。本階段除1981年、1989年出現短暫擾動外，我國能源消費彈性系數長期在0.3~0.7區間內窄幅震蕩。我們認為：1）該階段能源消費彈性系數較穩定主要由于改革開放初期百業待興，各產業均處于需求推動的高速發展階段，第二產業（能耗水平顯著高于第一、第三產業）占我國GDP比重保持相對穩定（1996年第二產業GDP占比為47.1%，僅較1979年+0.15ppts）；2）1981年、1989年我國經濟增速短暫處于較低水平，進而造成能源消費彈性系數在數值上的短期異常波動。1997~2004年：投資拉動重工業加快發展，能源消費彈性大幅提升。本輪上行周期我國能源消費彈性系數從1997年的0.06上升至2004年的1.67（自1980年以來最高點），持續時間較長，上升幅度較大。我們認為本輪能源消費彈性系數上升主要由于投資額增加拉動重工業加速發展所致：1）2004年我國資本形成總額對GDP的貢獻率為62.0%，較1998年+34.3ppts；2）大量的房地產及固定資產投資使得經濟對水泥、鋼筋等高能耗工業用品需求量增加，1999~2004年我國重工業增加值增速持續高于工業整體增加值。第三階段2005~2015年：能源消費彈性系數隨產業結構調整及節能減排工作推進趨勢性下移。本輪下行周期我國能源消費彈性系數從2004年的1.67大幅下降至2015年的0.19，其中在2008~2010年受刺激性政策拉動出現短暫反彈。我們認為主要由于：1）2005年后投資對我國經濟的拉動作用逐步下降，2015年我國資本形成總額對GDP的貢獻率僅為23.0%，較2004年-39.4ppts；2）二產占GDP比重持續降低，2015年第二產業GDP占比為40.8%，較2004年-5.1ppts；3）在能源強度較高的第二產業占比降低及節能工作推進下，我國單位GDP能源消費量進入快速下行階段，2015年我國單位GDP能源消費量為0.66噸標準煤/萬元，較2004年-34.2%。2008~2011年政策刺激下能源消費彈性出現短暫反彈。在2005~2015年能源消費彈性系數下行大周期期間，2008~2011年我國能源消費彈性系數在政策刺激下曾出現小幅反彈，從2008年的0.31上升至2011年的0.77，但持續時間較短，上升幅度較小。2008年11月國務院推出“擴大內需促進經濟增長十措施”，刺激性政策出臺后我國基礎設施建設加速，高能耗行業發展進入新一輪上行周期，帶動能源消費彈性系數出現短暫反彈。本輪（2016年至今）能源需求彈性趨勢性上升主要受三方面因素驅動。2023年能源需求消費彈性系數為1.10，為2006年以來最高水平。我們認為本輪（2016年至今）能源需求彈性趨勢性上升主要受三方面因素驅動：1）居民生活用能持續高增，能源消費增速在經濟下行期具備韌性；2）二產單位能耗遠高于其他產業，“十三五”以來產業結構調整速度趨緩；3）部分高耗能企業用電增速抬升二產能源消費彈性。2.2.本輪能源消費彈性系數上升受多重因素驅動2.2.1.居民生活用能持續高增，能源消費增速在經濟新周期具備韌性居民生活能源消費快速提升，占全國能源消費總量提升。全社會能源消費量可拆分成貢獻GDP增長的非居民（生產）用能及不直接貢獻GDP增長的生活用能兩部分。2021年我國居民生活用能6.7億噸標準煤，1999~2021年復合增速CAGR+7.2%，較我國能源消費總量同期復合增速CAGR高1.0ppts。受益于居民能源消費量快速增長，2021年我國居民能源消費量占全國能源消費總量比重為12.8%，較1999年高2.4ppts。居民生活用能持續高增，正向拉動能源消費彈性系數。由于居民生活能源消費并不直接貢獻GDP增量（只抬升能源需求彈性系數分子端），且主要受氣候及城鎮化水平影響（與當年經濟發展情況相關性較低），故能在一定程度上抬升能源消費彈性系數。2015~2021年我國居民生活能源消費復合增速CAGR+5.0%，較我國非居民（生產）能源消費同期復合增速CAGR高2.0ppts。居民用能增速在經濟新周期保持相對韌性，是2015年以來我國能源消費彈性系數上升的重要原因之一。2.2.2.二產單位能耗遠高于其他產業，“十三五”以來產業結構調整速度趨緩二產單位能耗遠高于其他產業，產業轉移影響我國能源消費彈性系數。以2021年我國GDP現價計算，我國一產/二產/三產的單位國內生產總值能源消費量為0.12/0.79/0.15噸標準煤/萬元，二產單位國內生產總值能源消費量遠高于其他產業（約為三產的5.4倍，一產的6.8倍）。由于二產單位能耗較高，當二產占國內生產總值比例快速下降時，將帶動能源需求彈性系數下降（反之當二產占國內生產總值比例趨穩時，將拉動能源需求彈性系數上升）。“十三五”以來產業結構調整速度趨緩，二產GDP占比下滑帶來的能源消費負貢獻削弱。“十一五”以來我國產業結構快速向第三產業調整，GDP中第三產業占比迅速從2008年的42.9%提升至2015年50.8%；GDP中第二產業占比從2010年的47.0%下降至2015年40.8%。而“十三五”以來產業結構調整速度趨緩，2023年GDP中第三產業占比為54.6%，較2015年+3.8ppts；2023年GDP中第二產業占比為38.3%，較2015年-2.6ppts。受二產GDP占比下滑幅度放緩影響，我國單位GDP能耗同比降幅自2015年整體呈收窄趨勢。2.2.3.高耗能電量需求的“軟著陸”2015年以來二產電力及能源消費彈性系數均處于上升周期。由于二產能源消費量細分行業數據公布相對滯后（截至2024年3月細分行業數據僅公布至2021年），且二產用能以電能為主，我們以二產用電量作為能源消費量的數據表征。2023年我國二產用電量為6.07萬億千瓦時，同比+6.47%，二產電力消費彈性系數為1.38，為2005年以來最高值。2015年后部分高耗能企業用電增速高于二產整體。“十二五”期間受節能減排政策影響，我國高能耗企業用電量同比增速連續5年持續低于二產用電量同比增速。2015年后由于技術改造帶來的能耗節約接近尾聲，2015~2023年的8年期間有5年高耗能企業用電量增速高于二產用電量增速，其中有色金屬冶煉及壓延加工業、石油煤炭及其他燃料加工業、電力熱力的生產和供應業用電量增速常年持續高于二產整體。新能源產業快速發展，光伏設備制造能耗水平較高。近年來我國新能源產業規模快速增長，2023年太陽能電池產量541GW，同比+75.2%；同期新能源車產量944萬輛，同比+32.9%。光伏設備及元器件制造過程中能耗水平較高，據隆基綠能李振國，制備1W光伏組件綜合能耗為0.4千瓦時，我們據此測算2023年光伏產業鏈整體耗電量約2165億千瓦時，約占2023年二產用電量的3.6%。新能源行業增長迅速拉動二產用電量。受益于新能源產業快速發展，電氣機械和器材制造業（含光伏設備及元器件制造）、汽車制造業（含新能源車整車制造）等新能源產業用電量均快速增長。2023年電氣機械和器材制造業用電量1548億千瓦時，同比+28.6%；汽車制造業用電量693億千瓦時，同比+16.5%。上述二類新能源相關產業2023年合計新增用電量505億千瓦時，占同期二產用電增量的比例為13.5%。AI產業發展提升算力需求，相關產業耗電量快速增長。據國家能源局，2022年全國數據中心耗電量達2700億千瓦時，約占同期我國全社會用電量的3%。2022年11月OpenAI發布ChatGPT，AI產業浪潮席卷全球，對算力的需求與日俱增。2023年我國計算機、通信和其他電子設備制造業用電量2549億千瓦時，同比+10.2%；同期信息傳輸、軟件和信息技術服務業用電量1473億千瓦時，同比+9.8%。2.3.能源消費彈性系數與產業結構變遷息息相關能源消費彈性系數周期受產業結構變動影響更為顯著。復盤歷史能源消費彈性系數周期，我們發現能源消費彈性變動方向與GDP增速方向并無明顯的相關性：1）1979~1996年我國GDP增速波動較大，但剔除個別極端年份后能源消費彈性系數并無顯著趨勢；2）1997~2004年能源消費彈性系數與增速同向變化；GDP3）2005~2015年能源消費彈性系數先于GDP增速見頂，亦先于GDP增速反彈；4）2016~2023年能源消費彈性上升階段發生于經濟新常態階段。我們認為能源消費彈性系數與經濟增速是否上行并無太多關聯，其與經濟產業結構的動態變動更為密切相關。我們認為影響能源需求彈性系數的三大因素主要為：1）大類產業結構變化：三大產業的單位耗能水平差異巨大，二產單位能耗顯著高于一、三產，產業結構調整會對我國能源消費彈性系數產生較大影響；2）高能耗產業占比變動：傳統六大高耗能產業及新興高耗能產業單位產值耗電量明顯高于其他產業，高耗能行業占比提升期間我國能源消費彈性系數往往處于上升階段。3）居民用能：居民生活能源消費持續增長，但居民能源消費的“產值”并不直接體現在GDP中，因此居民生活用能水平的變化也會對能源彈性系數造成較大影響。3.新興高能耗產業崛起疊加電氣化水平提升，電力消費彈性持續上行3.1.電力消費彈性常年高于能源消費，電氣化因素不容忽視我國電力消費彈性長期高于能源消費彈性。自1990年以來，除個別年份外，我國電力消費彈性系數持續高于能源消費彈性系數，顯示電能消費增長持續快速其他非電能源消費增長。2016年國家發展改革委等八部委發布《關于推進電能替代的指導意見》，提出：1）電能替代是在終端能源消費環節，使用電能替代散燒煤、燃油的能源消費方式；2）電能具有清潔、安全、便捷等優勢，實施電能替代對于促進能源清潔化發展意義重大。電氣化水平提升為我國電量增長的重要來源之一。電能替代政策進一步推進我國其他電能對其他能源的替代量，2016~2023年我國電力消費彈性系數連續8年高于能源消費彈性系數。截至2021年我國電能占終端能源消費比重為26.9%，2016~2021年我國年均新增電能替代電量1809億千瓦時，占同期全社會用電增量的比例為37.8%，為我國用電量增長的重要增量來源之一。“雙碳”目標下新型電力系統需持續推動電能替代工作。2023年6月國家能源局發布《新型電力系統發展藍皮書》，提出：1）實現“雙碳”目標需要電力系統碳排放總量逐步達到“雙碳”目標要求，同時電能替代在工業、交通、建筑等領域得到較為充分的發展，電能逐步成為終端能源消費的主體；2）2030年以前電能在工業、建筑、交通等重點用能領域的替代“提速擴圍”，終端用能電氣化水平提升至35%左右；3）2030~2045年全社會各領域電能替代廣泛普及，電能在終端能源消費中逐漸成為主體，助力能源消費低碳轉型。新能源車蓬勃發展，電能替代量持續提升。以交通領域為例，2023年我國新能源汽車銷量及保有量均迅速提升，新能源汽車運行過程中產生的電能替代已成為我國電能替代的主要增量之一。截至2023年末我國新能源車保有量為2041萬輛，同比+55.8%；2023年我國新能源車銷量為950萬輛，占同期我國汽車總銷量的31.6%。充換電服務業用電量增長顯著。2023年我國充換電服務業用電量538億千瓦時，同比+69.3%；2023年我國充換電服務業新增237億千瓦時，占同期我國全社會用電增量的4.0%。而充換電服務業用電量僅計入新能源汽車到公共充電樁所耗電量，實際新能源車所產生的電能替代增量或遠高于充換電服務業用電增量。我們測算考慮私人充電樁后，充換電服務業用電量增長顯著。2023年我國私人充電基礎設施數量均值為465萬臺，若假設擁有私人充電基礎設施的業主每人擁有一輛新能源車，其余新能源車主通過公共充電基礎設施充電，且每一輛新能源車年耗用電量相同，我們測算2023年私人充電量耗用電量為203億千瓦時，同期私人充電量耗用電量新增109億千瓦時，占同期我國全社會用電增量的1.9%。3.2.2023年二、三產推升電力消費彈性系數2023年電量高增主要來源于二產及三產電量的高增長。據中電聯，2023年全社會用電增量5869億千瓦時，較2022年同期用電量增量+2606億千瓦時；其中同期一產/二產/三產/城鄉用電增量分別為131/3745/1835/158億千瓦時，較2022年同期用電量增量+8/+2875/+1207/-1466億千瓦時。2023年第二產業及第三產業用電增量擴大是2023年電量增速加快的主要來源。二產用電增量由傳統及新興高耗能產業共同拉動。分細分行業來看，2023年第二產業中用電增量主要來源于：1）傳統六大高耗能產業用電量增速在2022年增速放緩甚至部分行業負增長后，2023年用電增速有所加快；2）電氣機械和器材制造業（含光伏設備及元器件制造），計算機、通信和其他電子設備制造業（含AI相關產業制造）等新興高耗能產業用電量隨產業蓬勃發展高速增長。2023年傳統高耗能企業用電增速加快，但原因有所分化：1）2023年有色金屬冶煉及壓延加工業，化學原料及化學制品制造業，石油、煤炭及其他燃料加工業延續用電量高增趨勢，但電力消費彈性系數均呈下行趨勢，或顯示行業能源利用效率有所上升；2）2023年非金屬礦物制品業，黑色金屬冶煉及壓延加工業，電力、燃氣及水的生產和供應業用電需求增長或主要受益于2022年低基數，2022~2023年兩年復合增速分別為+4.1%/+3.1%/+4.4%，均低于第二產業同期復合增速+4.8%。新興高耗能行業用電量及用電彈性雙雙提升：2023年新興高耗能行業用電增速加速上漲，且用電彈性持續提升，我們認為主要由于行業內單位能耗較高的光伏設備及通訊設備制造業高速發展所致：1）2023年電氣機械及器材制造業用電量同比增速29.3%，較2022年增速+9.0ppts；同期用電彈性系數2.3，較2022年+0.6；2）2023年計算機、通信和其他電子設備制造業用電量同比增速11.5%，較2022年增速+5.6ppts；同期用電彈性系數3.4，較2022年+2.6。三產受益于線下消費場景修復及新能源車快速發展。分細分行業來看，2023年第三產業中用電增量主要來源于批發和零售業，交通運輸、倉儲、郵政業。我們認為主要受益于：1）2023年線下經濟快速修復（2023年我國社會消費品零售總額同比+7.2%，增速較2022年+7.4ppts），帶動相關行業用電量增長；2）新能源車保有量迅速提升，2023年我國充換電服務業用電量538億千瓦時，同比+78.6%（詳見本章3.1）。4.展望：電力消費彈性系數有望維持高位，用電量增長或將長期高于經濟增速4.1.2024年電量增長開門紅，新興產業用電增長更具韌性1Q24用電量增速加快。據中電聯，1Q24全社會用電量同比+9.8%，較2023年+3.1ppts。分產業看，1Q24一產/二產/三產/居民用電量同比增速為+9.7%/+8.0%/+14.4%/+12.0%，較2023年-1.8/+1.6/+2.1/+11.0ppts。二產、三產以及城鄉居民用電增速均有所擴大。制造業用電增速略有下滑，居民用電增長貢獻顯著提升。分細分行業來看：1）1Q24制造業用電增量743億千瓦時，同期對用電增長的貢獻率為35.7%，仍為分行業用電增量的最高貢獻者，但1Q24制造業用電量同比增速為7.3%，較2023年-0.4ppts；2）1Q24電力、燃氣及水的生產和供應業，批發和零售業用電增量為353/166億千瓦時，且同比增速較2023年有所擴大；3）1Q24城鄉居民用電增量405億千瓦時，同期對用電增長的貢獻率為19.5%，較2023年+16.8ppts，我們推測城鄉居民對用電量增長的貢獻率顯著提升或與天氣因素有關。制造業：傳統高耗能用電增量貢獻率下降，新興高耗能用電增速持續擴大。1）傳統高耗能產業1Q24用電量增速有所分化，同期有色金屬冶煉及壓延加工業，黑色金屬冶煉及壓延加工業，石油、煤炭及其他燃料加工業用電增速較2023年有所降低，且上述行業對制造業用電增長的貢獻率均有所下降；2）電氣機械和器材制造業（含光伏設備及元器件制造），計算機、通信和其他電子設備制造業（含AI相關產業制造）等新興高耗能產業1Q24用電量持續高增，