電力需求在多大程度上是可預測的？

對于未來，我們需要保持足夠的謙卑——我們幾乎一無所知。在政策與規(guī)劃層面，更顯性地考慮不確定性以及如何“穩(wěn)健”地應對，應該代替所謂的“準確把握需求”。

在過去的電力規(guī)劃以及政府文件中，“準確把握電力需求”的提法不一而足，比如2012年《迎峰度夏》通知，2016年發(fā)改運行[2016]413號文件，發(fā)改運行〔2018〕855號文件都提及，要準確把握電力需求形勢。這種提法存在何種程度上的意義?辦得到嗎?本期專欄我們將特別討論這個問題。

經濟能源系統(tǒng)是開放的巨系統(tǒng)，不同于邊界明確的物理實驗室系統(tǒng)

通常來講，一個系統(tǒng)要變得可預測，是具有苛刻條件的：系統(tǒng)是可觀測的，可以收集足夠多與準確的數(shù)據(jù);系統(tǒng)的結構是不隨時間而改變的;不存在不可預知的突發(fā)事件(比如石油危機、美國911)或者技術變化。

能源與經濟系統(tǒng)隨時都在發(fā)生結構性變化與技術變化，以及黑天鵝事件。這些都將明顯改變過去的軌跡。因此，無論是能源系統(tǒng)還是經濟系統(tǒng)，不具有可預測性，而具有可塑造性，是受到人的行為等因素影響的。這一點在長期尤其是這樣。

一個系統(tǒng)的結構變化可能是很緩慢的，但是長期的積累就會變得很顯著。比如過去，可能的經濟增長與煤炭的消費幾乎是線性關系，但是對那些已經處于油氣時代的國家，這一點顯然不適用。

過去的預測記錄——運氣不佳

因此，預測是否準確，不是一個方法論好壞、是否運用得當、參數(shù)是否選取合理(這個只有事后才知道)就可以充分決定的問題。它在更大的程度上取決于現(xiàn)實中的慣性能夠在多大程度上維持，那些忽略的關鍵因素以及邊界外的因素是否保持基本的穩(wěn)定，以及預測者的運氣如何——不要遇到黑天鵝事件。

從過去的實踐來看，大部分人的運氣是不佳的。以官方發(fā)布的電力五年規(guī)劃為例，孫壽廣等人曾做過一個很好的回顧。他們的統(tǒng)計匯總顯示，對于我國這樣一個大國，體量很大，年度電力需求增長，其本來就在一個比較窄的可能區(qū)間上(起碼過去不可能高于20%，也不可能低于-5%)，其預測偏差都少則0.3個百分點，多則6個百分點。請注意：是百分點，而不是百分比。如果按百分比算誤差，6個百分點的誤差接近100%。

中國電力企業(yè)聯(lián)合會在近些年均會發(fā)布過去一年的電力回顧以及新一年的電力展望。卓爾德中心對這些展望以及實際的電力增長進行了比較。結果如下。可以看出，僅僅是1年的提前量，其預期與實際的差別也可以用“巨大”來形容。

國際機構的運氣也不行——概莫能外

當然，這不是我國能源工作者的問題，而是世界各國各機構普遍存在的現(xiàn)象。如圖1所示，國際能源署在10年周期以上的光伏預測結果偏差過大引來NGO組織的苛責。

曾幾何時，以上的機構，還是政府間氣候變化組織(IPCC)發(fā)布關于未來的情景分析，均被部分機構解讀為“預測”。這些機構也比較享受這種感覺，甚至有所謂代表“權威預測”的想象與幻覺。

不過，現(xiàn)在，隨著時間的推移，這種工作做得多了，與現(xiàn)實的發(fā)展大相徑庭之后，這些機構都紛紛澄清自己的工作完全不是“預測”，而是基于給定的技術進步與政策影響下的后果檢驗，這的確已經回歸了這些工作的本意。

這些澄清，國際能源署在2017年的《世界能源展望》第二章專門用了一個章節(jié)說明自己的三種情景為何不是預測練習;IEA 解讀自己的結果，通常開頭就是“正如我們總是指出的，我們的結果不是預測(Fore)”。

IPCC從1990年開始發(fā)表綜合評估報告AR1，到現(xiàn)在已經發(fā)布的AR5，也可以清晰地看出對這種對未來的“展望”的解讀的變化。

當然，最近在能源預測屆出現(xiàn)了一個億萬富翁，就是Bloomberg的老總。他經常津津樂道其新能源財經業(yè)務對可再生能源發(fā)展的把握，比如：“為什么彭博社的新能源金融團隊比大多數(shù)人做得更好?”筆者的答案很簡單——因為他干的時間還不長，運氣迄今還不錯。

“我很熟悉這樣一條線，即這些不是預測，而是場景，僅用于顯示在某些輸入假設下發(fā)生的情況。我拒絕它……如果這不是目的，為什么要出版它呢?”筆者的回應是：情景類似地圖，是用來指明短期技術與政策的長期影響，以及長期目標的短期含義的。

對于此，我們還是留待時間給他更多檢驗的機會。

用一句話來概括，對于未來，我們需要保持足夠的謙卑——我們幾乎一無所知。在政策與規(guī)劃層面，更顯性地考慮不確定性以及如何“穩(wěn)健”的應對，應該代替所謂的“準確把握需求”。

不是不需要預測，而是基于預測的有限性角色做額外安排

事實上，電力系統(tǒng)隨時都在做預測，各種時間尺度與地理范疇上的。即使預測不準確，其仍舊是有意義的，比如風功率的預測。

這一結果跟天氣氣象情況具有緊密的聯(lián)系，越靠近實時的預測，越有望延續(xù)系統(tǒng)慣性的維持，從而在統(tǒng)計意義上更加準確，從而服務于系統(tǒng)的整體平衡，以及調度準確相應的備用，來應對絕大部分可能(比如95%)下的預測偏差問題。

也就是說，對于風電的功率，如果不預測，那么需要準備的備用就基本是整個風電的波動全部;如果預測了，大部分的波動通過提前計劃(scheduling)得以消化，需要安排備用的部分只是那部分“預測偏差”(fore error)。

我國的調度部門目前風光預測是否有用，是否根據(jù)預測安排開機組合計劃，而不是其他粗糙穩(wěn)健的規(guī)則，由于調度運行數(shù)據(jù)不公開，不得而知。但是，無疑，在可再生能源越來越多的今天，做細提前計劃已經是一個必須的工作。

這是預測的意義所在。但是，我國過去關于電力預測的討論，特別是長時間尺度預測的討論，完全不是這種范式。其基本的特點在于：

不承認或者忽視未來需求存在的固有不確定性。不同人的預測，完全不固定前提與假設的互相比較其結果。這意味著假設默認未來已經確定了，只是不同人的修為不同或者修為不夠，“參不透”。

這明顯是一種類似宗教性質的未來認識論。討論到最后居然就沒有不確定性了。把一個復雜不確定的問題，以及如何在不確定的環(huán)境下作決策，高度簡化成了幾個百分點與幾個比例。

高度簡化的方法論，完全不考慮價格的角色與消費者的響應變化。2025年電力平均價格是3毛還是5毛，代表著截然不同的社會電力總需求，與不同能源間替代的程度。這無疑是個重要因素。

還有用發(fā)達國家類比。發(fā)達國家一方面也在一個很大的區(qū)間上;另一方面，現(xiàn)在的我國相當于歐盟日本的哪個階段，雖然我們可以說出一種設定明顯(比如按照日本工業(yè)化前的)比另外一種不合理(日本70/80年代)。但是總體而言，合理不合理很大程度上是個很主觀的事情。

基于不同方法論“綜合”“平均”得出電力需求預測。應該講，這種方法論在理工領域存在廣泛的應用，具有統(tǒng)計上的道理——各個方法會或正或負的趨近“真值”，從而平均在統(tǒng)計意義上將降低誤差。

但是，開放的能源系統(tǒng)，比如未來5年的電力需求，卻是一個完全不存在“真值”的問題，其具體水平還取決于這5年內的發(fā)展，以及到時候的氣溫。這種方法的采用，完全是方法論誤用。

經濟能源系統(tǒng)的模型與方法，給予不同的參數(shù)，永遠可以得出任何結果。與之前類似，這些不同參數(shù)是否有道理，以及在多大程度上有道理，很大程度上屬于操刀者的“主觀判斷”。

進行確定性規(guī)劃之后，排斥其他可能性。這一現(xiàn)象典型的體現(xiàn)在前幾年對我國的煤炭消費是否達峰的熱烈討論。先“認定煤炭要達峰”，然后設定“達峰的目標與規(guī)劃”，如果現(xiàn)實發(fā)展不符合這種目標或者規(guī)劃，就用各種行政手段去趨近目標，比如關停眾多仍未到壽命期的煤炭利用基礎設施。類似“理論不符合現(xiàn)實的時候，去修改現(xiàn)實”。

這涉及到我們如何理解規(guī)劃的作用，我們將在今后詳細討論，但是必須指出的是：這種范式構成對市場的統(tǒng)一與開放性質的嚴重干擾。

大數(shù)據(jù)與人工智能時代：情況會有變化嗎?

過去的科學往往是這樣的：運用某個方法進行度量(measure or detect)，然后試圖對其進行從原因到結果的解釋(explain or attribute)。不僅需要理解什么發(fā)生了，也需要理解為什么會發(fā)生。

大數(shù)據(jù)時代這似乎在改變。戰(zhàn)勝國際象棋大師的深藍，與戰(zhàn)勝圍棋大師的AlphaGo，起碼筆者是無法理解其為何能夠獲勝了。但是它們的確是深度學習與人工智能的產物。從原因到結果的鏈條不再那么直接，機器的算法完全成為了黑箱。

這可以用來做電力預測嗎?當然可以，尤其是短期。但是，大數(shù)據(jù)也是會犯錯誤的，也是會有誤差的。是不是類似醫(yī)療與自動駕駛方面的案例，會比人的誤差更小還不得而知。因此，技術的發(fā)展并不會改變我們上面討論問題的基本結論。

十四五規(guī)劃抉擇：將“準確把握電力需求”列入禁用詞表

基于以上的討論，我們可以看出，電力系統(tǒng)這個系統(tǒng)不具有可預測性，短期需要市場的特別安排以應對這種不確定性，而長期系統(tǒng)具有可塑造性。

預測往往是不準確的，特別是對于長期，所謂預測更確切的說法是基于各種前提的“情景分析”。這個長期有多長，取決于我們分析問題的類型與尺度?；诨痣?-3年的建設期，風電1-2年的建設期，光伏6個月-1年的建設期，房地產1-3年建設期，主要工業(yè)設施2-10年建設期，電力需求的增長5年規(guī)劃問題已經是個中長期問題。

我們并不需要從現(xiàn)在就對更長期的電力需求未雨綢繆，這一點跟長期的能源環(huán)境目標(比如氣候目標)存在迥異的區(qū)別。

將“準確把握電力需求”列入禁用詞表，對于一個有用的能源電力十四五規(guī)劃，是非常具有意義的。

當然，從操作環(huán)節(jié)，我們仍舊需要設定或者模擬十四五的電力需求，作為一個整體行業(yè)發(fā)展模擬的一部分，甚至是起點(這是過去的范式)。

但是，這一工作的開展與討論，必須基于透明與明確方法論框架與參數(shù)設定的實證分析與比較，進行一個設計與設定，而不是一個關于各路專家主觀判斷的“大匯總”。