电力行业专题报告：理解电能需求，超额增速势难挡|电力行业_新浪财经

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（报告出品方/作者：国泰君安证券，于鸿光、孙辉贤、汪玥）

1. 理解电能需求：超额增速势难挡

能源消费弹性周期复盘：能源消费弹性系数独立于 GDP，主要取决于产业变迁及居民用能。能源消费弹性系数周期受产业结构变动影响更为显著。复盘能源消费弹性系数四大历史阶段，我们发现仅第二阶段 1997~2004 年能源消费弹性系数与 GDP 增速同向变化，其余阶段并无显著相关性。我们认为能源消费弹性系数与经济增速是否上行并无太多关联，其与经济产业结构的动态变动更为密切相关。我们认为影响能源需求弹性系数的三大因素主要为：1）大类产业结构变化；2）高能耗产业占比变动；3）居民用能增长。

电力消费弹性趋势演变：新兴高能耗产业崛起叠加电气化水平抬升，电力消费弹性系数持续向上。1）2016~2021 年我国年均新增电能替代电量 1809 亿千瓦时，占同期全社会用电增量的比例为 37.8%，为我国用电量增长的重要增量来源之一；2）2023 年电量高增主要来源于二产及三产电量的高增长。二产用电增量由传统及新兴高耗能产业共同拉动，其中有色金属冶炼及压延加工业等三类高耗能产业用电量延续近年高增趋势，非金属矿物制品业等高耗能行业用电需求增长主要受益于 2022 年低基数。三产用电量高增主要受益于线下消费场景修复及新能源车充换电配套设施快速发展。用电量增长展望：电力消费弹性系数有望维持高位，用电量增长或将长期高于经济增速。1Q24 用电量增速加快，新兴高耗能相关行业用电增速持续扩大；传统高耗能用电增量贡献率下降，居民用电增长贡献显著提升。我们认为：1）长周期来看，受益于电气化水平提升、新兴高耗能行业发展、居民生活用能持续增长等因素，我国电力消费弹性系数有望长期维持高位，用电量增长或将长期高于经济增速；2）2024 年：基数效应消退叠加新兴高耗能增速边际放缓，我们预计 2024 年电力消费弹性系数同比持平或略降（2023 年我国电力消费弹性系数 1.29 为 2005 年以来新高值）。

2. 复盘：能源消费弹性系数独立于 GDP 增速

2.1. 我国能源消费弹性系数共经历四大阶段

我国官方能源消费弹性采用逐年计算法。据国家统计局，能源消费弹性系数是反映能源消费增长速度与国民经济增长速度之间关系的指标。我国统计局公布的能源需求弹性系数采用的是逐年计算法，即当年能源消费弹性系数=当年能源消费量增长速度/当年国民经济（GDP）增长速度，其中 GDP 增长速度按可比价格计算。我国能源消费弹性系数共经历四大阶段。改革开放以来我国能源需求弹性系数变动可分为四大阶段，其中：1）第一阶段 1979~1996 年：能源消费弹性系数基本维持在 0.3~0.7 区间内窄幅波动（仅个别年份因事件冲击产生短暂异常波动）；2）第二阶段 1997~2004 年：能源消费弹性系数受高耗能重工业加速发展趋势性上升；3）第三阶段 2005~2015 年：能源消费弹性系数随产业结构调整及节能工作推进趋势性下移（2008~2010 年受政策刺激短暂上行）；3）第四阶段 2016~2023 年：居民能源消费具有韧性叠加产业结构调整速度趋缓，能源消费弹性系数触底后重回增长通道。

1979~1996 年：产业结构相对稳定，能源消费弹性系数窄幅震荡。本阶段除 1981 年、1989 年出现短暂扰动外，我国能源消费弹性系数长期在 0.3~0.7 区间内窄幅震荡。我们认为：1）该阶段能源消费弹性系数较稳定主要由于改革开放初期百业待兴，各产业均处于需求推动的高速发展阶段，第二产业（能耗水平显著高于第一、第三产业）占我国 GDP 比重保持相对稳定（1996 年第二产业 GDP 占比为 47.1%，仅较 1979 年+0.15 ppts）；2）1981 年、1989 年我国经济增速短暂处于较低水平，进而造成能源消费弹性系数在数值上的短期异常波动。

1997~2004 年：投资拉动重工业加快发展，能源消费弹性大幅提升。本轮上行周期我国能源消费弹性系数从 1997 年的 0.06 上升至 2004 年的 1.67（自 1980 年以来最高点），持续时间较长，上升幅度较大。我们认为本轮能源消费弹性系数上升主要由于投资额增加拉动重工业加速发展所致：1）2004 年我国资本形成总额对 GDP 的贡献率为 62.0%，较 1998年+34.3 ppts；2）大量的房地产及固定资产投资使得经济对水泥、钢筋等高能耗工业用品需求量增加，1999~2004 年我国重工业增加值增速持续高于工业整体增加值。

第三阶段 2005~2015 年：能源消费弹性系数随产业结构调整及节能减排工作推进趋势性下移。本轮下行周期我国能源消费弹性系数从 2004 年的 1.67 大幅下降至 2015 年的 0.19，其中在 2008~2010 年受刺激性政策拉动出现短暂反弹。我们认为主要由于：1）2005 年后投资对我国经济的拉动作用逐步下降，2015 年我国资本形成总额对 GDP 的贡献率仅为 23.0%，较 2004 年-39.4 ppts；2）二产占 GDP 比重持续降低，2015年第二产业 GDP 占比为 40.8%，较 2004 年-5.1 ppts；3）在能源强度较高的第二产业占比降低及节能工作推进下，我国单位 GDP 能源消费量进入快速下行阶段，2015 年我国单位 GDP 能源消费量为 0.66 吨标准煤/万元，较 2004 年-34.2%。

2008~2011 年政策刺激下能源消费弹性出现短暂反弹。在 2005~2015 年能源消费弹性系数下行大周期期间，2008~2011 年我国能源消费弹性系数在政策刺激下曾出现小幅反弹，从2008年的0.31上升至2011年的0.77，但持续时间较短，上升幅度较小。2008 年 11 月国务院推出“扩大内需促进经济增长十措施”，刺激性政策出台后我国基础设施建设加速，高能耗行业发展进入新一轮上行周期，带动能源消费弹性系数出现短暂反弹。

本轮（2016 年至今）能源需求弹性趋势性上升主要受三方面因素驱动。 2023 年能源需求消费弹性系数为 1.10，为 2006 年以来最高水平。我们认为本轮（2016 年至今）能源需求弹性趋势性上升主要受三方面因素驱动：1）居民生活用能持续高增，能源消费增速在经济下行期具备韧性； 2）二产单位能耗远高于其他产业，“十三五”以来产业结构调整速度趋缓；3）部分高耗能企业用电增速抬升二产能源消费弹性。

2.2. 本轮能源消费弹性系数上升受多重因素驱动

2.2.1. 居民生活用能持续高增，能源消费增速在经济新周期具备韧性

居民生活能源消费快速提升，占全国能源消费总量提升。全社会能源消费量可拆分成贡献 GDP 增长的非居民（生产）用能及不直接贡献 GDP 增长的生活用能两部分。2021 年我国居民生活用能 6.7 亿吨标准煤， 1999~2021 年复合增速 CAGR +7.2%，较我国能源消费总量同期复合增速 CAGR 高 1.0 ppts。受益于居民能源消费量快速增长，2021 年我国居民能源消费量占全国能源消费总量比重为 12.8%，较 1999 年高 2.4 ppts。

居民生活用能持续高增，正向拉动能源消费弹性系数。由于居民生活能源消费并不直接贡献 GDP 增量（只抬升能源需求弹性系数分子端），且主要受气候及城镇化水平影响（与当年经济发展情况相关性较低），故能在一定程度上抬升能源消费弹性系数。2015~2021 年我国居民生活能源消费复合增速 CAGR+5.0%，较我国非居民（生产）能源消费同期复合增速 CAGR 高 2.0 ppts。居民用能增速在经济新周期保持相对韧性，是 2015 年以来我国能源消费弹性系数上升的重要原因之一。

2.2.2. 二产单位能耗远高于其他产业，“十三五”以来产业结构调整速度趋缓

二产单位能耗远高于其他产业，产业转移影响我国能源消费弹性系数。以 2021 年我国 GDP 现价计算，我国一产/二产/三产的单位国内生产总值能源消费量为 0.12/0.79/0.15 吨标准煤/万元，二产单位国内生产总值能源消费量远高于其他产业（约为三产的 5.4 倍，一产的 6.8 倍）。由于二产单位能耗较高，当二产占国内生产总值比例快速下降时，将带动能源需求弹性系数下降（反之当二产占国内生产总值比例趋稳时，将拉动能源需求弹性系数上升）。

“十三五”以来产业结构调整速度趋缓，二产 GDP 占比下滑带来的能源消费负贡献削弱。“十一五”以来我国产业结构快速向第三产业调整， GDP 中第三产业占比迅速从 2008 年的 42.9%提升至 2015 年 50.8%；GDP 中第二产业占比从 2010 年的 47.0%下降至 2015 年 40.8%。而“十三五”以来产业结构调整速度趋缓，2023 年 GDP 中第三产业占比为 54.6%，较 2015 年+3.8 ppts； 2023 年 GDP 中第二产业占比为 38.3%，较 2015 年-2.6 ppts。受二产 GDP 占比下滑幅度放缓影响，我国单位 GDP 能耗同比降幅自 2015 年整体呈收窄趋势。

2.2.3. 高耗能电量需求的“软着陆”

2015 年以来二产电力及能源消费弹性系数均处于上升周期。由于二产能源消费量细分行业数据公布相对滞后（截至 2024 年 3 月细分行业数据仅公布至 2021 年），且二产用能以电能为主，我们以二产用电量作为能源消费量的数据表征。2023 年我国二产用电量为 6.07 万亿千瓦时，同比+6.47%，二产电力消费弹性系数为 1.38，为 2005 年以来最高值。

2015 年后部分高耗能企业用电增速高于二产整体。“十二五”期间受节能减排政策影响，我国高能耗企业用电量同比增速连续 5 年持续低于二产用电量同比增速。2015 年后由于技术改造带来的能耗节约接近尾声，2015~2023 年的 8 年期间有 5 年高耗能企业用电量增速高于二产用电量增速，其中有色金属冶炼及压延加工业、石油煤炭及其他燃料加工业、电力热力的生产和供应业用电量增速常年持续高于二产整体。

新能源产业快速发展，光伏设备制造能耗水平较高。近年来我国新能源产业规模快速增长，2023 年太阳能电池产量 541 GW，同比+75.2%；同期新能源车产量 944 万辆，同比+32.9%。光伏设备及元器件制造过程中能耗水平较高，据隆基绿能李振国，制备 1W 光伏组件综合能耗为 0.4 千瓦时，我们据此测算 2023 年光伏产业链整体耗电量约 2165 亿千瓦时，约占 2023 年二产用电量的 3.6%。

新能源行业增长迅速拉动二产用电量。受益于新能源产业快速发展，电气机械和器材制造业（含光伏设备及元器件制造）、汽车制造业（含新能源车整车制造）等新能源产业用电量均快速增长。2023 年电气机械和器材制造业用电量 1548 亿千瓦时，同比+28.6%；汽车制造业用电量 693亿千瓦时，同比+16.5%。上述二类新能源相关产业 2023 年合计新增用电量 505 亿千瓦时，占同期二产用电增量的比例为 13.5%。

AI 产业发展提升算力需求，相关产业耗电量快速增长。据国家能源局， 2022 年全国数据中心耗电量达 2700 亿千瓦时，约占同期我国全社会用电量的 3%。2022 年 11 月 OpenAI 发布 ChatGPT，AI 产业浪潮席卷全球，对算力的需求与日俱增。2023 年我国计算机、通信和其他电子设备制造业用电量 2549 亿千瓦时，同比+10.2%；同期信息传输、软件和信息技术服务业用电量 1473 亿千瓦时，同比+9.8%。

2.3. 能源消费弹性系数与产业结构变迁息息相关

能源消费弹性系数周期受产业结构变动影响更为显著。复盘历史能源消费弹性系数周期，我们发现能源消费弹性变动方向与 GDP 增速方向并无明显的相关性：1）1979~1996 年我国 GDP 增速波动较大，但剔除个别极端年份后能源消费弹性系数并无显著趋势；2）1997~2004 年能源消费弹性系数与增速同向变化； GDP 3）2005~2015 年能源消费弹性系数先于 GDP 增速见顶，亦先于 GDP 增速反弹；4）2016~2023 年能源消费弹性上升阶段发生于经济新常态阶段。我们认为能源消费弹性系数与经济增速是否上行并无太多关联，其与经济产业结构的动态变动更为密切相关。我们认为影响能源需求弹性系数的三大因素主要为：1）大类产业结构变化：三大产业的单位耗能水平差异巨大，二产单位能耗显著高于一、三产，产业结构调整会对我国能源消费弹性系数产生较大影响；2）高能耗产业占比变动：传统六大高耗能产业及新兴高耗能产业单位产值耗电量明显高于其他产业，高耗能行业占比提升期间我国能源消费弹性系数往往处于上升阶段。3）居民用能：居民生活能源消费持续增长，但居民能源消费的“产值”并不直接体现在 GDP 中，因此居民生活用能水平的变化也会对能源弹性系数造成较大影响。

3. 新兴高能耗产业崛起叠加电气化水平提升，电力消费弹性持续上行

3.1. 电力消费弹性常年高于能源消费，电气化因素不容忽视

我国电力消费弹性长期高于能源消费弹性。自 1990 年以来，除个别年份外，我国电力消费弹性系数持续高于能源消费弹性系数，显示电能消费增长持续快速其他非电能源消费增长。2016 年国家发展改革委等八部委发布《关于推进电能替代的指导意见》，提出：1）电能替代是在终端能源消费环节，使用电能替代散烧煤、燃油的能源消费方式；2）电能具有清洁、安全、便捷等优势，实施电能替代对于促进能源清洁化发展意义重大。

电气化水平提升为我国电量增长的重要来源之一。电能替代政策进一步推进我国其他电能对其他能源的替代量，2016~2023 年我国电力消费弹性系数连续 8 年高于能源消费弹性系数。截至 2021 年我国电能占终端能源消费比重为 26.9%，2016~2021 年我国年均新增电能替代电量 1809亿千瓦时，占同期全社会用电增量的比例为 37.8%，为我国用电量增长的重要增量来源之一。

“双碳”目标下新型电力系统需持续推动电能替代工作。2023 年 6 月国家能源局发布《新型电力系统发展蓝皮书》，提出：1）实现“双碳”目标需要电力系统碳排放总量逐步达到“双碳”目标要求，同时电能替代在工业、交通、建筑等领域得到较为充分的发展，电能逐步成为终端能源消费的主体；2）2030 年以前电能在工业、建筑、交通等重点用能领域的替代“提速扩围”，终端用能电气化水平提升至 35%左右；3）2030~2045 年全社会各领域电能替代广泛普及，电能在终端能源消费中逐渐成为主体，助力能源消费低碳转型。新能源车蓬勃发展，电能替代量持续提升。以交通领域为例，2023 年我国新能源汽车销量及保有量均迅速提升，新能源汽车运行过程中产生的电能替代已成为我国电能替代的主要增量之一。截至 2023 年末我国新能源车保有量为 2041 万辆，同比+55.8%；2023 年我国新能源车销量为 950 万辆，占同期我国汽车总销量的 31.6%。

充换电服务业用电量增长显著。2023 年我国充换电服务业用电量 538 亿千瓦时，同比+69.3%；2023 年我国充换电服务业新增 237 亿千瓦时，占同期我国全社会用电增量的 4.0%。而充换电服务业用电量仅计入新能源汽车到公共充电桩所耗电量，实际新能源车所产生的电能替代增量或远高于充换电服务业用电增量。

我们测算考虑私人充电桩后，充换电服务业用电量增长显著。2023 年我国私人充电基础设施数量均值为 465 万台，若假设拥有私人充电基础设施的业主每人拥有一辆新能源车，其余新能源车主通过公共充电基础设施充电，且每一辆新能源车年耗用电量相同，我们测算 2023 年私人充电量耗用电量为 203 亿千瓦时，同期私人充电量耗用电量新增 109 亿千瓦时，占同期我国全社会用电增量的 1.9%。

3.2. 2023 年二、三产推升电力消费弹性系数

2023 年电量高增主要来源于二产及三产电量的高增长。据中电联，2023 年全社会用电增量 5869 亿千瓦时，较 2022 年同期用电量增量+2606 亿千瓦时；其中同期一产 / 二产 / 三产 / 城乡用电增量分别为 131/3745/1835/158 亿千瓦时，较 2022 年同期用电量增量 +8/+2875/+1207/-1466 亿千瓦时。2023 年第二产业及第三产业用电增量扩大是 2023 年电量增速加快的主要来源。

二产用电增量由传统及新兴高耗能产业共同拉动。分细分行业来看， 2023 年第二产业中用电增量主要来源于：1）传统六大高耗能产业用电量增速在 2022 年增速放缓甚至部分行业负增长后，2023 年用电增速有所加快；2）电气机械和器材制造业（含光伏设备及元器件制造），计算机、通信和其他电子设备制造业（含 AI 相关产业制造）等新兴高耗能产业用电量随产业蓬勃发展高速增长。

2023 年传统高耗能企业用电增速加快，但原因有所分化：1）2023 年有色金属冶炼及压延加工业，化学原料及化学制品制造业，石油、煤炭及其他燃料加工业延续用电量高增趋势，但电力消费弹性系数均呈下行趋势，或显示行业能源利用效率有所上升；2）2023 年非金属矿物制品业，黑色金属冶炼及压延加工业，电力、燃气及水的生产和供应业用电需求增长或主要受益于 2022 年低基数，2022~2023 年两年复合增速分别为 +4.1%/+3.1%/+4.4%，均低于第二产业同期复合增速+4.8%。

新兴高耗能行业用电量及用电弹性双双提升：2023 年新兴高耗能行业用电增速加速上涨，且用电弹性持续提升，我们认为主要由于行业内单位能耗较高的光伏设备及通讯设备制造业高速发展所致：1）2023 年电气机械及器材制造业用电量同比增速 29.3%，较 2022 年增速+9.0 ppts；同期用电弹性系数 2.3，较 2022 年+0.6；2）2023 年计算机、通信和其他电子设备制造业用电量同比增速 11.5%，较 2022 年增速+5.6 ppts；同期用电弹性系数 3.4，较 2022 年+2.6。

三产受益于线下消费场景修复及新能源车快速发展。分细分行业来看，2023 年第三产业中用电增量主要来源于批发和零售业，交通运输、仓储、邮政业。我们认为主要受益于：1）2023 年线下经济快速修复（2023 年我国社会消费品零售总额同比+7.2%，增速较 2022 年+7.4 ppts），带动相关行业用电量增长；2）新能源车保有量迅速提升，2023 年我国充换电服务业用电量 538 亿千瓦时，同比+78.6%（详见本章 3.1）。

4. 展望：电力消费弹性系数有望维持高位，用电量增长或将长期高于经济增速

4.1. 2024 年电量增长开门红，新兴产业用电增长更具韧性

1Q24 用电量增速加快。据中电联，1Q24 全社会用电量同比+9.8%，较 2023 年+3.1 ppts。分产业看，1Q24 一产/二产/三产/居民用电量同比增速为+9.7%/+8.0%/+14.4%/+12.0% ，较 2023 年-1.8/+1.6/+2.1/+11.0 ppts。二产、三产以及城乡居民用电增速均有所扩大。制造业用电增速略有下滑，居民用电增长贡献显著提升。分细分行业来看：1）1Q24 制造业用电增量 743 亿千瓦时，同期对用电增长的贡献率为 35.7%，仍为分行业用电增量的最高贡献者，但 1Q24 制造业用电量同比增速为 7.3%，较 2023 年-0.4 ppts；2）1Q24 电力、燃气及水的生产和供应业，批发和零售业用电增量为 353/166 亿千瓦时，且同比增速较 2023 年有所扩大；3）1Q24 城乡居民用电增量 405 亿千瓦时，同期对用电增长的贡献率为 19.5%，较 2023 年+16.8 ppts，我们推测城乡居民对用电量增长的贡献率显著提升或与天气因素有关。

制造业：传统高耗能用电增量贡献率下降，新兴高耗能用电增速持续扩大。1）传统高耗能产业 1Q24 用电量增速有所分化，同期有色金属冶炼及压延加工业，黑色金属冶炼及压延加工业，石油、煤炭及其他燃料加工业用电增速较 2023 年有所降低，且上述行业对制造业用电增长的贡献率均有所下降； 2）电气机械和器材制造业（含光伏设备及元器件制造），计算机、通信和其他电子设备制造业（含 AI 相关产业制造）等新兴高耗能产业 1Q24 用电量持续高增，且同期用电量增速均较 2023 年有所扩大。

三产：低基数抬升整体增速，充换电服务业用电量持续高速增长。1） 1Q24 三产细分行业中除交通运输、仓储、邮政业外，其他行业用电量增速均较 2023 年有所上升，我们认为或与 2023 年同期低基数有关（1Q23 三产用电量增速为+4.1%）；2）1Q24 充换电服务业用电量 176 亿千瓦时，同比+70.0%，维持高速增长。

4.2. 我国电力消费弹性系数有望高位震荡

长期：我国电力消费弹性系数有望维持高位。1）电气化水平提升仍在持续推进中，《新型电力系统发展蓝皮书》提出 2030 年终端用能电气化水平提升至 35%左右，我们认为终端电能替代需求将持续贡献用电消费增长，并拉高电力消费弹性（电气化水平提升对经济总量的拉动作用相对有限）；2）光伏产业、新能车产业、AI 产业等新兴高耗能产业仍在持续高速增长，新兴高耗能行业在经济结构中占比提升或将持续抬升电力消费弹性；3）截至 2022 年我国人均一次能源消费量为 112 千兆焦耳/ 人，为经合组织国家人均一次能源消费量的 66%，美国人均一次能源消费量的 39%，尚未达经合组织国家 1965 年水平（129 千兆焦耳/人），我们认为未来居民用能增长亦有望持续拉动我国电力消费弹性系数。

2024 年：电力消费弹性系数同比持平或略降。2023 年我国电力消费弹性系数为 1.29，创 2005 年以来新高。我们认为 2023 年电力消费弹性系数创新高主要由于新老高耗能产业共同发力所致，预计 2024 年电力消费弹性系数同比持平或略降：1）2024 年部分传统高耗能行业及与线下消费关联的第三产业用电量增长基数效应将消失，该部分行业用电需求或像电量增长中枢靠拢；2）2023 年太阳能电池产量同比+75.2%，截至 2023 年末我国新能源车保有量同比+55.8%，2023 年新兴高耗能产业增速绝对值较高，我们预计未来新兴高耗能产业或仍有望高速增长，但同比增速或将边际放缓。结合中电联预测，我们预计 2024 年全社会用电量同比增速为 6.0%，截至 2024 年 5 月 14 日 Wind 一致预期 2024E GDP 增速为 5.0%，对应电力消费弹性系数为 1.20。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）