基于家用电器耗电量的广东省城乡居民用电需求分析

冷 媛，邢胜男，陈 政，徐兵华（.南方电网科学研究院有限责任公司，广东广州，50080；.北京经世万方信息技术有限公司，北京，000）



基于家用电器耗电量的广东省城乡居民用电需求分析

冷 媛1，邢胜男2，陈 政1，徐兵华2
（1.南方电网科学研究院有限责任公司，广东广州，510080；2.北京经世万方信息技术有限公司，北京，100022）

摘要：居民生活用电一直是电力市场中最具潜力的增长点，而对城乡居民生活用电需求的分析也一直是各界人士倍受关注的热点问题之一。本文基于leap模型从家用电器耗电量的角度分析广东省城乡居民未来5年的用电需求。结果发现， 2016-2020年城镇空调、电冰箱的使用引起的用电量年均增长率分别为8.21%和8.33%；而农村空调、电冰箱的使用引起的用电量年均增长率分别为11.41%和7.31%。城乡居民用电潜在需求较大。

关键词：居民用电量；leap模型；家用电器

0 引言

近年来，随着广东省经济的发展和经济结构的调整，广东省用电结构也有对应的调整。随着城乡居民生活水平的提高，城乡居民用电保持快速增长，城镇居民用电年均增速为12.1%，而农村居民用电量年均增速9.3%。从2002年至2014年的历史年份的数据来看，2014年，广东省城镇、农村居民用电量分别达到496.14亿千瓦时和315.36亿千瓦时。广东省城乡居民用电在全社会用电量中的比重基本维持在15%左右，这一占比有逐年上升的趋势。居民用电需求是电力市场的潜在增长点之一。

“以旧换新”、“家电下乡”、“节能补贴”等前几年的国家刺激政策对家电市场的作用有目共睹。国家政策的支持刺激了各省城乡居民家用电器保有量的快速上升，进而刺激了居民用电需求的提高。城乡居民用电需求中，家用电器设备及照明设施等基本构成了居民用电来源。本文详细分析家用电器（电冰箱、空调）对居民生活用电需求的影响，其他的家用电器、照明用具等构成居民用电的部分均进行打包分析。城乡居民家用电器的保有量、功率以及利用时长等对居民电力消费有直接的影响。因此，有必要重点研究居民家用电器的使用引起的城乡居民用电需求的变动。

居民生活用电一直是电力市场中最具潜力的增长点，而对城乡居民生活用电需求的分析也一直是各界人士倍受关注的热点问题之一。

学者杨力俊等通过对北京地区居民用电消费结构及数量的统计计算与分析，找出了居民用电需求的影响因素基本为以下几大类：收入、替代商品的价格，即各类能源商品的价格、季节因素、气候情况及居民用电习惯等，并在此基础上预测了北京市居民用电市场发展的潜力等。而学者梁慧芳则通过另一视角，将居民用电归结为家庭家用电器的使用以及家用照明情况，而用电需求则取决于家用电器的保有量、使用频率及家用电器的功率等因素，而家庭照明的使用则取决于家庭人均住房面积、家庭规模、单位住房面积照明等因素。基于此情况下的分析，预测出家用电器及家庭照明潜在用电水平。而国外对于农村用电需求的研究也有所涉猎，E Pourazarm在研究伊朗农村地区用电水平时发现，居民生活用电受经济增长以及极端温度的影响较大。

对于居民用电需求的研究分析，多种方法均适用。学者梁慧芳基于用电需求影响因素的分析，采用了多元选择模型针对居民购买家用电器的购买行为进行概率估计，进而预测出家用电器及家庭照明潜在用电水平。宋炜等选择了人均可支配收入、居民用电价格及上期居民人均用电量作为因子，建立了本期居民生活用电需求的误差修正预测模型。张宇等基于面板数据模型，采用自行计算的综合电器指数作为解释变量对中国典型城市的居民用电进行详细的预测，即从家用电器的角度来分析居民用电量的变化趋势；苏铭等则基于logit模型构建了华东四省一市居民用电预测模型。

综合来看，基于家用电器的居民用电需求分析的理论较少，采用leap模型对用电量需求进行分析的文献同样较少。因此，本文采用leap模型从居民家用电器着手研究城乡居民用电需求这一思路具有方法及理论上的创新性。

1 城镇居民用电需求分析

电力需求是一种间接需求，居民生活用电需求取决于家用电器保有量。基于上述分析的三种家用电器的耗电量分析居民用电需求。

1.1城镇居民电冰箱年耗电量的分析

当前购买冰箱多为一级节能冰箱，而老冰箱仍存在二级节能冰箱。查阅相关资料发现，一级节能冰箱每天耗电量为0.5-0.6千瓦时，二级节能每天耗电量约为0.75千瓦时，但是该耗电量均为理想状态下测试的电耗。受存储量及气温等因素的影响，一般会高于这一数据，夏季一般会在1-1.5度电，冬季大约是0.8度，考虑到广东省春、冬两季温度处于10-20度左右，设定该季节冰箱每天耗电1千瓦时，而夏、秋两季温度较高，预计冰箱每天耗电量将会在1-1.5千瓦时，假设每天耗电量为1.25度电左右，根据上述假设计算得到每年每台冰箱耗电量为410.75千瓦时。因此，每户冰箱的耗电量=百户城镇居民电冰箱拥有量*每台冰箱耗电量/100。

考虑到未来期居民生活水平的提高冰箱的容积会不断加大，但是冰箱的节能程度也在不断改善，因此，假定2020年每台冰箱耗电量保持不变，仍为410.75千瓦时。同时，对于2020年广东省城镇百户电冰箱拥有量的设定，考虑到广东省的居民收入水平及气象因素，冰箱及空调均为居民生活的必需品，但是当家庭拥有量满足基本生活需求得到满足，该类商品很可能成为奢侈品，例如，每家拥有一台冰箱即可满足基本生活需求，当然不排除部分家庭需要两台冰箱，但是对绝大多数家庭而言，一台冰箱已足够，因此，当百户冰箱拥有量超过100之后，后期百户冰箱用有量的上升速度会减缓。查上海、北京市数据发现，2012年上海市居民百户冰箱拥有量为106.1台，但是从2003年至2012年共9年时间仅增加了4台（从102台增加至106台），基于此，广东省2020年百户冰箱拥有量设为105台。

1.2城镇居民空调年耗电量的分析

居民每台空调年耗电量的计算公式如下：

其中，wh为每台空调的年耗电量；w为居民空调用电量；h为城镇居民户数；p为每户城镇居民空调拥有量。下面分析确定w数值的方法。

由于广东省的季节特点，广东省属热带和亚热带季风气候区，冬季气温偏高，所以冬季较温暖。基本上，春季、冬季居民均不需要开启空调制热，而夏秋两个季节是广东省居民开启空调制冷的集中季节。下面从广东省历史数据确定，即居民空调用电量具体产生的月份。选取2010-2013年每月的广东省城镇居民用电数据分析空调用电产生的月份。由图1可以看出，同年广东省城镇居民1-5月用电处在相同的水平，6月由较明显的上升变化，9月份达到高峰之后开始下滑，直下滑至12月份的最低水平，假设这种下滑是由空调使用量的减少所导致的。12月份的用电量基本与3、4月份在同一水平，因此假定12月份不存在空调用电量。

图1 2010-2013年每月广东省城镇居民用电趋势图Fig.1 Monthly electricity trend of urban residents in Guangdong Province from 2010 to 2013

因此，设定基础电量为不开空调的常温度下城镇居民使用电量，即1-5月与12月的城镇居民用电量的均值，而6-11月份高于基础电力的部分即为开启空调产生的空调电量，6-11月份的空调电量之和为全年的空调电量。基于公式1及上述分析，即可确定城镇居民每年每台空调的年耗电量。

未来期居民空调拥有量与冰箱类似，但是饱和量却发生变化，每家一台冰箱即可满足基本生活需要，但是一台空调远远不够，空调的饱和量应该是每个房间一台，根据基本家庭户型计算，每户需要3台空调左右，即百户空调拥有量的饱和度应该在300左右。受南北气象的因素的影响，上海、北京等地百户空调拥有量均低于广东省，无法进行比较。2013年广东省百户空调保有量已达到231.9台，由图可以看出今年增长速度已有所放缓，因此对未来期百户空调保有量的设定依据是略有上升。同时，对于2020年城镇居民每台空调耗电量的设定，每年的每台空调耗电量考虑到广东省2010-2013年的年均增长率为1.02%，因此，按照此增速，2020年城镇居民每台空调耗电量设为220kwh。

1.3城镇居民其他用电设备年用电量的分析

城镇居民用电量中，扣除由电冰箱和空调的使用引起的用电量，其他的用电量即为城镇居民家庭其他用电设备的使用引起的用电量。即城镇居民其他用电量=城镇居民用电量-城镇居民空调用电量-城镇居民电冰箱用电量。基于此分析可得到历年城镇居民其他用电设备年用电量。

至于2020年广东省城镇居民其他用电设备的年用电量的设定，则结合2010-2013年的年均增速来给定。2010-2013年城镇每户居民其他用电设备的用电量年均增速为8.06%。由于其他用电设备包括家用照明设备和冰箱、空调之外的家用电器，考虑到居民家用照明设备基本饱和，且后期会更加倾向于节能照明设备，同时其他家用电器的节能程度会进一步提升。因此，给定城镇每户居民其他用电设备2013-2020年的年均增速为5%是合理的。

2 农村居民用电需求分析

2.1农村居民电冰箱年耗电量的分析

同广东省城镇居民电冰箱年耗电量的设定基本相同，电冰箱的年耗电量并不以农村、城镇区分，且基本上，居民使用电冰箱的年利用小时数与气温相关，而无低于差异。因此，基本假定农村居民使用电冰箱的频率基本相同与城镇居民相似，且年耗电量亦相同。

同城镇居民的电冰箱耗电量的设定，考虑到未来期居民生活水平的提高冰箱的容积会不断加大，但是冰箱的节能程度也在不断改善，因此，假定2020年每台冰箱耗电量保持不变，仍为410.75千瓦时。

2013年广东省电冰箱百户居民拥有量为72.33，且2010-2013年的年均增速为13.7%，说明广东省农村居民电冰箱购买潜力较大，预计达到一户一台为基础。因此2020年此值设定为100，表明2020年广东省农村居民电冰箱拥有量基本达到一户一台。

2.2农村居民空调年耗电量的分析

广东省农村居民每台空调年耗电量的计算公式同公式（1）。同时，公式（1）中全年的农村居民空调电量的分析方法也同城镇居民空调电量的分析方法相同，按照上述部分分析的结果，农村居民每台空调年耗电量的数据即可得出。

为了简化设置2020年农村每台空调年耗电量的复杂过程，这里假设2020年农村每台空调耗电量与城镇相同。且2020年广东省农村居民百户空调拥有量的设定，考虑到农村居民百户空调保有量仍处于较高的增长阶段，一旦百户空调拥有量达到100之后，增速将有所放缓，因此，按照较近年份（2012和2013年）的增速取算数平均数作为2020年广东省农村百户空调拥有量的年均增速。以此设定2020年广东省农村百户空调拥有量为112.5台。

2.3农村居民其他用电设备年耗电量的分析

农村居民用电量中，扣除由电冰箱和空调的使用引起的用电量，其他的用电量即为农村居民家庭其他用电设备的使用引起的用电量。即农村居民其他用电量=农村居民用电量-农村居民空调用电量-农村居民电冰箱用电量。基于此分析可得到历年农村居民其他用电设备年用电量。

2020年的数值按照2010-2013年的年均增速给定。2010-2013年的广东省农村居民其他用电设备年用电量年均增速为7.3%，基于此增速下2020年的农村居民每户其他用电设备年用电量为5124.16千瓦时。

基于上述分析，2016-2020年的广东省城镇居民用电水平预测结果可知，2020年城镇空调、电冰箱的使用引起的用电量分别达到127.59和97.26亿千瓦时，2016-2020年年均增长率分别为8.21%和8.33%；而2016-2020年的广东省农村居民用电水平预测结果可知，2020年农村空调、电冰箱的使用引起的用电量分别达到20.1和33.54亿千瓦时，2016-2020年年均增长率分别为11.41%和7.31%。一部分原因是城镇居民空调拥有量基本饱和且后期家用电器节能程度加强。从上述分析基本可以看出，城镇居民用电需求仍大于农村居民的用电需求。

3 结论

随着城乡居民的收入倍增及人口结构的变动，中国家庭的家电购买耐受力将大幅提升，从而直接带动居民家电百户拥有量增长。将家用电器的保有量的增长潜力作为城乡居民用电量新的增长点的切入点有据可依。城乡居民家用电器用电量具有较大潜力，但鉴于家用电器的节能程度上有所提高，后期城乡居民家用电器用电需求仍较大，其中与诸多因素有关，人口总量增长以及居民收入的提高是其主要因素，后期可以从多个方面综合考虑城乡居民家用电器的变化趋势。

参考文献

［1］杨力俊，乞建勋.北京地区居民生活用电需求现状及前景分析［J］.华北电力大学学报：社会科学版， 2004（03）：34-37.

［2］梁慧芳，苏铭，田磊.我国居民用电方式与新型城镇化要求相一致吗？——基于城镇居民家庭用电设备及用电状况的实证研究［J］.经济学报， 2014（1）.

［3］E Pourazarm， A Cooray. Estimating and forecasting residential electricity demand in Iran［J］. Economic Modelling，2013， 35（5）：546-558.

［4］宋炜，顾阿伦，吴宗鑫.城镇居民生活用电需求预测模型［J］.中国电力， 2006， 39（9）：67-70.

［5］张宇，何永秀，等.基于Panel Data模型的中国城市居民生活用电预测研究［J］.华东电力， 2009， 37（1）：51-55.

［6］苏铭，杨宗麟，田磊.基于logit模型的华东四省一市居民生活用电预测研究［J］.华东电力， 2014， 42（4）.

中图分类号：F224

文献标识码：A

作者简介

冷媛（ 1986） ，女，工程师，硕士，从事电力供需、能源电力发展领域研究工作。

邢胜男（1971），男，北京人，本科，高级工程师，研究方向为能源经济，能源预测等。

陈政（1976），男，硕士，高级工程师，研究方向为能源经济、电力系统规划；

通讯作者：徐兵华 （1990-），女，硕士，从事电力经济关系相关研究工作。

The Analysis of the Demand for Electricity Consumption of Urban and Rural Residents in Guangdong Province Based on the Power Consumption of Household Electric Appliances

Leng Yuan1，Xing Shengnan2，Chen Zheng1，Xu Binghua2
（1.China South Power Grid International Co.，LTD510080；2. Beijing JSWF Information Technology Co.，Ltd.100022）

Abstract：Resident electricity has been the most potential growth in the electricity market，and the analysis of electricity demand in urban and rural areas has been one of the hottest topics，it has been paid close attention to the people from all walks of life.This article is based on the leap model and analyses the electricity demand of urban and rural residents in Guangdong province from the perspective of household appliances power consumption demand in the next five years.The results shows that from 2016 to 2020，in urban areas of Guangdong province，the average annual growth rate of the power consumption is 8.21% and 8.33% caused by the use of air conditioners and refrigerators. Respectively， in rural areas the average annual growth rate of the power consumption is11.41% and 7.31% caused by the use of air conditioners and refrigerators.Urban and rural residents electricity potential demand is huge.

Keywords：Electricity consumption of resident；leap model； Household appliances