电力经济学:透过电力看经济
北极星输配电网讯:胡兆光:大家好!很高兴有这样的机会跟大家一起来讨论关于中国电力和经济。今天下午我想分成几个方面与大家讨论:一是什么叫电力经济学,二是我国经济发展现状,从用电量来看经济怎么样,三是2020年经济比2010年翻一番的情景分析,四是我国经济的发展潜能。最后有时间想谈一点方法论,在信息技术如人工智能、模糊数学、智能体agent等快速发展的今天,科学的方法论如何从系统工程向智能工程,以解决日益复杂的现实问题,如经济学上的一些问题,供大家参考。
1、电力经济学简介
首先,电是一种很特殊的商品,最主要的特殊性是从发电、输电、配电、用电同时完成,这样的特点决定了它的实时性。其次,电能跟国民经济的相关性及同时性。GDP计算的时候,如果生产出来的产品没有卖出去,在仓库里面,也算到GDP里面去。在用电量中,生产出来的东西也许没卖出去,但是用电量用掉了。用电量也具有准确性及广泛性。几乎所有生产经营企业(不含汽车、飞机、轮船)都在用电。最后,用电量很容易获取。现在我们国家在电力用户侧有4亿支智能电表,还不包括电厂、电网中的电表,它们时时刻刻记录着每一个用户的用电状况。
我们可以通过用电数据可以详细了解企业的生产状况、生产线的运行情况,也可以了解人们的生活习惯、用电方式,通过这个来分析企业生产的状况。在90年代末,20世纪初我曾经想找一种电力经济学的书,学习电力与经济的关系,通过用电量来研究经济问题。我在全球找电力经济学的书,没有找到。后来,根据我自己的一些经验,写了一本书,《电力经济学引论》,这是2013年清华大学出版社出了,2013年末翻译成英文,由国际出版商Springer出版社出版。电力经济学有一个最基本的原理:电能生产函数。我们都知道柯布-道格拉斯生产函数,实际上它刚发表的时候,当时的人们提出了很多的批评,这个生产函数缺乏理论基础,特别是缺乏微观层面的理论支撑。后来柯布及道格拉斯又补充了一些企业的案例,从微观到宏观,获得了大家的认可。我感觉到,其实批评是很好的事,一个新的东西出来以后,需要大家的批评,不断沉淀,最后形成一个能够坚持下来的东西。
电力大数据产量具有时时性、准确性、广泛性、可获取性,还有一个重要特点:用电量与生产产出呈严格的正相关。用电量越多,产出越多;用电量越少,产出越少。生产投入有许许多多的要素,用电量也是投入之一。如果我们单独拿出来作为其他投入的代表,就以用电量作为投入,看它的产出,这就是电能生产函数的基本思路。
电能生产函数定义就是在企业生产中用电量与最大产出的关系。我们做了很多企业的调查,发现一个很有趣的东西,即我们发现:在企业生产中每新增一个单位的用电量,所能增加的总产出不变,即边际电能产出不变。由边际电能产出长期保持不变的特性,可以导出电能生产函数是一个线型函数:y=ae+b,其中a是边际电能产出,b是一个常数。
我们对电石企业的测算,这个企业里面有三类生产线,不同类型生产线综合到一起,用电量与产量仍然保持很好的线性关系。不仅仅是产量,还可以看它的利润,看它的销售收入,看它的增加值,以及用工、劳动力等等。
电力经济学里面有许多电能生产函数,有许许多多的特征,我就不细说了。
2、我国经济运行分析
我们看一下用电量,今年7月份的全社会用电增速是8.17%,第一产业增长1.89%,第二产业增长6.92%,第三产业增长15.28%,居民生活用电增长9.57%(见图1)。
7月份有一个很重要的因素,天气非常热,而去年的7月份,恰恰又是一个凉夏,今年是一个热夏,气侯因素对用电量产生了很大的影响。把气侯因素剔除掉以后,7月份用电量增速是3.55%(见图2),气侯因素占了五个百分点。
根据电力经济学原理,我们可以通过用电量计算出三次产业的增加值及增速,图3显示:7月份,第二产业增加值的增速是3.56%,第三产业增速是13.51%,整个GDP的增速是7.83%。今年1-7月份二产增速是1.47%,三产的增速是12.16%,GDP是6.95%,相当接近于7%了,还是很不错的。再往前看,1月份那么高也是春节因素,今年的春节和去年的春节不在一个月份,有一个影响,今年2月份有一个29天,1-2月影响较大。但是3月份应该是可比的,3月份为什么上来了?跟这次3月份央行放水还是有关系的,但是这次放水并没有直接在生产里面产生很大的作用,对市场需求带来一些炒作行为,所以4月份掉下来了。但是,从4月份开始,三次产业开始稳步往上升了,达到7月份较高的增长水平。
分析一下7月份新增加的用电里面行业贡献率,可以就知道这些增长是哪儿来的。三次产业里面,一产贡献2%左右,二产是负的7.75%,三产贡献了98%,可以看出大部分是由三产贡献的。
在工业贡献率中,轻工贡献了42%,重工是负的51%。轻工贡献的多,重工还是维持下滑的态势。再看制造业贡献率,黑色金属贡献负38%,钢铁仍然还在往下走,有色、水泥、肥料这些都是在往下走的。而这些行业是在往上走的,一个是食品,一个是纺织,一个是皮革,服装,木材这些基本上是正的,还有一个很重要,是金属品制造业,贡献是18%,通用设备制造贡献了8%,电子设备的制造贡献了31%,目前在轻工里面,这些制造业应该说贡献了很大的作用。
在三产贡献的98%中,商业、住宿和餐饮业贡献很大达到26.8%,交通是15%,计算机、信息化这一块儿还有房地产也做了一些贡献。说明我们现在的消费在往上走了。
另外,主要产品产量,每个行业都有一些行业统计,统计的大多数是规模以上的企业产量。用电量的范围是全口径的,只要用电,就在这个范围之内。前七个月,煤炭生产了20亿吨,同比下降了4.9%,水泥生产了11.54亿吨,同比下降了3.6%,粗钢生产了3.7亿吨,同比下降了8.2%,十种有色金属是2600万吨,同比下降了4%。
大家对就业很关注,政府目标是实现一千万的就业,现在的就业是多少呢?今年前七个月,全国新增就业是905万,其中三产增加了852万,二产增加了52万,二产里面还有一部分是下岗的,有正的增加,也有负的下岗,净的增加是52万。今年1000万的目标基本上没有什么问题。
今年前七个月整体走势来看,总的形势还是不错的,特别是4月份以后,逐步往上抬,7月份继续延续了这个势头,继续往上升,我觉得8月份仍然会保持这个势头。是什么因素促使今年经济有所好转?是财税政策、营改增、中小企业减负、行政审批权下放…等等相关政策措施发挥作用了?现在还说不好。如果是的话,那么,这种经济增长态势将会持续到今年年底。我们将拭目以待。
我们再看一下前几年的情况,用电力经济学的方法计算我国GDP,2010年是39万亿的(2010年的价,下同),2011年是43万亿,2015年是60万亿的GDP。每年的GDP增速为:2010年增长12.9%,2011年是11.7%,2012年是9%,2013年是10.65%,2014年是7.6%,2015年是5.66%。
比较一下用电量算出来的GDP和我们公布的有什么差别。都折算到了2010年价,公布的统计年鉴里面一直给到2013年的数据,2014年及2015年的数据还没有出来,我们可以按照增长率算出来。我们发现,2010年公布的GDP比用电力经济学的方法算出来的多了16000亿元,2011年多了9800亿元,2012年多了4900亿,2013年开始,用电力经济学的方法算出来比公布的数据多了8800亿,2014年多了11600亿,2015年多了5660亿。
3、2020年情景分析
2020年GDP要比2010年翻一番有两个概念:一个是比2010年的GDP总量翻一番,还有一个是比2010年人均GDP翻一番,这两个概念是不一样的。如果是2020年比2010年的GDP要翻一番,我们做一个数字游戏,大致应该是怎样呢?由电力经济学方法计算:“十三五”GDP年均增长5.46%就可以达到,其中一产年均增长2.16%,二产增年均长1.71%,三产年均增长9.38%,用电量的增长来看,一产增长1.48%,二产增长0.87%,三产用电量增长7.4%。跟“十二五”比较一下,同样由电力经济学方法计算:“十二五”GDP年均增长了8.92%,一产增长了3.95%,二产增长了9.05%,三产增长了9.84%,用电量上,一产增长了1.27%,二产增长了5.67%,三产增长了9.86%。“十三五”期间的就业可以看出来,每年基本上是1200万,1300万,1400万这样往上走。由此可见,2020年GDP要比2010年翻一番基本上没有问题,如果是比2010年人均GDP翻一番,还需要更高的增速。
4、我国经济增长潜力
我们国家的经济在“十三五”会是怎么样,我2000年写了一篇文章提出来,我们国家的经济周期大约是9年左右,就是根据用电量来判断经济发展的情况。红色这条线是历年的用电增速,蓝色的是我们公布的GDP增速,在这个基础上做了一个拟合,形成这样一个像正弦波一样的曲线,这是很理想的曲线,大致是9年左右一个周期。
受到亚洲金融危机的影响,2000年做“十五”规划的时候,政府认为“十五”GDP要增长7%,用电量增速在5%就够了。我认为不够,根据这个周期,2002年可能还会上升。后来2003年还是缺电了,每年都修改电力的“十五”计划。
根据这个周期,我在2002年预计马上就要缺电了,怎么办?当时我们写了几个内参给中央的高层,我们提出几个建议,包括需求侧管理等等。2004年我们一个内参被当时的高层领导批示了,觉得这个办法很好,请有关部委按照这个办法解决一下。缓解了缺电的压力。
现在来看,这种周期性走势还是有效的。按照这种走势,“十三五”后面应该是上升的。中国经济L型还是V型,这个问题就来了,后面是V型还是L型,还是I型,我感觉到还是取决于我们改革的力度。现在我们国家的经济增长潜力很大,为什么增长潜力很大?
经济学家钱纳里曾经提出有一种工业化阶段划分的理论,他是按照人均GDP来做的。GDP是价值量,与时间有关。我按照用电量来做,电量是一个物理量,与时间无关。我根据全球的230多个国家的数据,工业化阶段范围之内找了一些规律,发现可以是这样的划分。用人均用电量与人均生活用电量作为划分指标(见表1)。工业化的初期,人均用电量是300到1000,生活用电量是20到80,我们国家2015年人均用电量是4077度,生活用电量是529度,我国处于工业化阶段的后期。
我们跟日本做了一个比较,我们现在的人均用电量跟日本70年代中期的水平差不多。因为日本工业体系是相对比较完善的,技术水平也差不多,在工业化的后期,他的二产用电量在下降,三产和居民的用电在上升,这是一种走势。另外,日本真正经济泡沫破灭是在90年代,房地产泡沫破了。我们现在也有这种情况,我们的房地产泡沫破了以后是不是跟日本一样呢?日本房地产泡沫是在工业化完成以后破的,我们现在处于工业化进程的后期,我们现在的经济发展阶段跟日本当年还差着十多年。我们的时间被压缩了,日本是90年代破的,我们现在相当于是在70年代中期,这样压缩的时段,我们后面的潜力还很大。第二点,日本现在是在完全市场经济的体制下完成的工业化进程,而我们现在还是计划经济向市场经济过渡,我们改革的潜能还是很大的,我们改革的还能推动我们的经济往前发展。我们现在房地产泡沫破了,是不是跟日本一样一蹶不振,我觉得不会。如果现在房地产泡沫破掉的话,一定会有一段阵痛期,但是我们后面还有很大的发展潜力,因为发展阶段不一样,我们改革的空间还很大,发展空间也很大。
我们说经济的三架马车,投资、消费、出口。从供应侧来说我们还有三架驴车:农业、轻工业与三产。三产不用说了,就是消费拉动,为什么是轻工业呢?轻工业的产品是直接面对消费者,产品生产出来直接就消费掉了,消费能拉动三产也同样能拉动轻工业。我在这儿为什么把农业拉出来呢?因为农业的增长空间非常大。
诚信是制约三产发展的表观障碍,房地产市场的赌博,价格扭曲导致人人的浮躁,不愿意做实体经济。影响我们消费的信誉问题,诚信问题,食品安全、产品质量等等,最后影响到消费。这个扭曲已经导致价值观的扭曲,当然这超出了经济学的范围。
改革的红利在什么地方呢?现在国家已经开始抓了,食品安全、产品质量、诚信,包括短信诈骗,但是这仅仅是一块儿。另外一块儿,现在的房屋使用权70年,为什么是70年,700年行不行?还有土地财政政策,现在的土地财政政策我认为不可能持续,已经成了制约经济发展一个很重要的因素。为什么农业有这么大的空间,一个是农业宅基地使用权和流转的问题,前面经济学家也提到过,我感觉到这还是有很大的空间和作用。还有一个就是农业生产,我们现在18亿亩耕地的红线还是承包到每个人,这种生产方式是不是能够改变,改成股份公司,农民入股,生产率是不是可以提高。我觉得下一步农业有非常非常大的空间,就看我们能不能思想解放。另外,上次苏教授提到沙漠怎么来治理,我非常感兴趣,沙漠治理是给你使用权还是给你产权,我总感觉这一块儿还是有很多空间,这一块儿还有很大的空间。改革促进经济增长潜能很大,反过来,拿经济增长的潜能倒逼,必须进行改革。
5、方法论:从系统工程到智能工程
我们知道倒摆实验,如果采用系统工程的方法来控制的话,我们要建数学模型,要建一大堆微分方程,然后要求解,相当复杂。这个东西如果我不用数学的方法,怎么来控制呢?就是大脑的思维模拟,你往这边倒,我往这边拉,我刚刚展示的就是计算机用模糊控制来控制的,现在不仅控制一节了,已经控制到三节,在北师大我已经亲眼看到的。这样一个游戏给了我们一个启发,现在很复杂的问题就是系统工程,就是用数学方程。随着不确定性越来越多,系统工程很难解决,怎么办呢?我们想一下,能不能将数学模型推广到广义模型来,除了传统的数学模型以外,还有规则型模型,模糊推理模型,如果…,则…。还有就是模糊推理模型,还有神经网络的模型,还有混合模型,智能体模型agent等。系统工程向智能工程扩展,理论上有很多东西需要研究。
我们现在做的agent模型,有市场、生产市场、消费市场、劳动力、政府,经济体出现的东西,都可以在这儿进行模拟。通过这样的模拟,我们感觉到这还是一个很好的思路和方法。我们去年写了一本书,ChinasEconomicGeneMutationsbyElectricityEconomicsandMulti-agent就是基于刚才的那个模型进行模拟。
这是我今天跟大家一块儿讨论的,我非常真诚的希望大家批评,真理在批评中发展,谬论在赞美中滋生。谢谢!