2025年，我国全社会用电量同比增长5%，同期火电发电量同比增速为-1%，几乎所有增量用电需求都由光伏、风电、水电等新能源发电满足。

　　用新能源发电不是一个“消耗”矿产品的过程，而是一个“制造”能源的过程：无论是光伏板还是风电机，都是制造品。当电力成为一种“制造品”，整个新能源系统驱动的制造业体系就进入了一种奇特的“自我循环”模式：制造业通过“消耗”能源来“制造”能源。

　　我们构建了一个理想化的描述能源转型的模型，然后结合实际数据对模型的参数进行校准并对2015-2050年光伏发电占比、发电成本等数据进行了动态模拟，给出一个理论上的路径，来展示当电力成为“中国制造”后的可能情景。

　　我们的模拟结果表明：（1）2022年之后，光伏发电的占比进入快速爆发期，一直持续到2035年。（2）2024年开始，发电成本会进入加速下降期，到2035年，发电成本将比2021年下降31%。（3）火电发电量在2025年见顶，此后先经历快速下降，然后在2035年之后缓慢回落。

　　* 本文作者系中国金融四十人研究院朱鹤、郭凯。本文版权归中国金融四十人研究院所有，未经书面许可，禁止任何形式的转载、复制或引用。受版面所限，参考文献略。

　　根据国家统计局的数据，2025年我国全社会用电量首次突破10万亿千瓦时，达到103682亿千瓦时，同比增长5%。2025年，火电发电量同比增速为-1%，这意味着，2025年的所有增量用电需求几乎都由光伏、风电、水电等新能源发电满足。

　　从发电结构看，火电占比自2011年起就持续下降，到2025年降至64.8%，水电、风电、光伏等新能源发电的占比则达到30.3%，核能发电占4.9%。

　　相比于用化石能源发电，新能源发电的最大特点是边际成本趋近于0，或者是一个很低的边际成本，我们这里用0来近似表示。

　　用新能源发电不是一个“消耗”矿产品的过程，而是一个“制造”能源的过程：无论是光伏板还是风电机，都是制造品。这样一来，电力就成了一种特殊的“制造品”，整个新能源系统驱动的制造业体系，就进入了一种奇特的“自我循环”模式：制造业通过“消耗”能源来“制造”能源。

　　举一个特别具体的例子：目前行业主流的1W的单晶硅组件，以25年生命周期和平均光照条件（每年1200小时）来算，考虑到衰减和损耗，整个生命周期大概能够发25度电。而生产1W的单晶硅组件大概消耗的硅料是2.3g，从提取这些多晶硅到生产成光伏组件，全流程大概会消耗0.3度电，如果考虑到生产玻璃、铝边框等其他成本的耗电，大概综合耗电量是0.5度电。

　　当电力成为了“制造品”，新能源发电就不仅有了“自我循环”的特点，同时还有一个自我加速的机制。

　　一方面，新能源发电占比增加会带动发电成本下降。因为新能源发电的边际成本为0，而按照边际定价原则，作为制造品的电力价格也就会越便宜，而电价便宜了，意味着制造业的成本在下降，新能源设备的成本也会下降，进而进一步带动电力成本下降。

　　另一方面，新能源领域（发电设备和储能）有更陡峭的学习曲线，即装机规模越大，成本越低，这与其他制造品是一样的。学习曲线的存在，意味着新能源发电占比增加也会导致投资新能源设备成本的下降。

　　两方面因素都会提高投资新能源设备的性价比，引导资源流向新能源领域，最终带动新能源发电的占比进一步增加，进而带来电力成本的下行和制造成本的普遍下行。

　　以上是一个简单的逻辑。为了更严谨并简练地展现上述逻辑，我们构建了一个理想化的描述能源转型的模型，这个模型只考虑火电和光电两种发电模式，主要是为了描述和证实上面所说的动态。

　　然后，我们结合实际数据对模型的参数进行校准，并对2015-2050年光伏发电占比、发电成本等数据进行了动态模拟，来给出一个理论上的路径。这个路径能够较好拟合2015年-2025年的实际数据，同时对未来的路径做出预测，来展示当电力成为“中国制造”后的可能情景，结果见图1和图2。

　　（1）2022年之后，光伏发电的占比进入快速爆发期。到2035年，光伏发电占比为57.3%，也就是光伏的发电量全面超过火电。即使在支持政策退出后，光伏占比仍会继续上升，到2050年达到71.2%，并长期稳定在72%左右的水平，也就是光伏发电与火电的比例会稳定在2.5:1。

　　（2）2024年开始，发电成本会进入加速下降期。这个阶段会一直持续到2035年前后，然后发电成本下降的速度会放缓。到2030年，发电成本比2021年下降18.5%；到2035年，发电成本将比2021年下降31%；到2050年，发电成本将比2021年下降35%。

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　　（3）火电发电量在2025年见顶，此后先经历快速下降，然后在2035年之后缓慢回落。火电产能利用率的见顶会更晚一些，在2030年见顶，这是因为火电的自然折旧会减少一部分存量产能，对冲产能利用率的减少。然后，从2031年的83.1%快速下降到2040年的38.9%，然后逐步回落到20%的水平。

　　1. 只考虑火电和光伏两种发电方式，并遵循“按需发电”的逻辑，即有多少需求，就要发多少电。在生产顺序上，优先使用光伏发电，剩下的缺口全部由火电来填补。

　　a.外生的基准用电增速，2015-2025年，我们根据历史实际表现设定为6%的年均增速。此后，我们参照国家能源集团发布的《中国能源展望2025-2060》中发布的预测数据，2026-2030年的年均增速是4.5%，2031-2035年的年均增速是3%，2036年之后的年均增速是1.5%。

　　b.电价变化带动的增量需求，也就是电价越便宜，大家用电需求就越多，主要通过电价的需求弹性来反映电价变化对用电需求的影响。电价指数用发电成本衡量，也就是以火电和光伏两种发电的占比为权重，结合两种发电的成本做的加权值。

　　如前所述，新能源发电意味着电变成了“制造品”，而且可以实现自我循环，也就是“用电生产电”。这一特点与古典增长模型中对产出的设定相一致，也就是把投资作为产出的一部分来积累。

　　因此，在每一期产出的电力中，都有一部分电力专门用于生产未来的发电设施（如光伏板），或者说都有一部分收入会被固定地转化为下一期的电力投资资金，从而实现资本的不断积累。积累率为外生设定，且考虑到政策层面对能源安全愈发重视，在能源转型的重点时期，积累率还会逐渐增加，以满足能源安全的要求。

　　问题的关键在于，如何在火电和光伏发电之间分配这笔新增的投资。这里，我们设定了一个双重分配原则。

　　第一个原则是基于收益率的市场化分配机制，模型会实时比较火电和光伏的投资回报率（ROI），投资比例与两者ROI差异的关系设定为Logic函数（S型曲线），即更多的资金会自动流向回报更高的一方，而且两者差距越大，资金流动的速度就越快。此外，与火电相比，光伏的边际收益要明显更高，因为光伏发电的边际成本接近于0，而火电需要耗煤，实际的边际成本要明显大得多。

　　第二是政策扶持机制。在模型中，政策会强制规定一个流向光伏的最低投资比例，确保在光伏还没那么赚钱的时候也能有人投，直到政策期结束后完全交给市场去调节。

　　例如，2020年之前对光伏发电一直有补贴机制，这是保障投资的最主要因素；2020年公布双碳目标之后，政策在原则上则是禁止新增火力发电的产能，也同样意味着把增量的用电需求都给了新能源发电。

　　并且，根据现实情况，我们把2015-2020年期间的政策扶持力度设定为中等，在2021-2035年期间，政策扶持力度就严格按照政策规定，即原则上禁止新增火电产能（这期间，如果火电需要补供给缺口，可以增加产能利用率）。2035年，政策完全退出。

　　第一种是降低成本的力量，指的是随着光伏板和储能电池修的越来越多，大家的技术越练越熟，单位成本就会按照固定的比例不断下降。这就是所谓的“莱特定律”。

　　参照历史情况，我们设定了25%的学习率，即装机存量规模每增加一倍，成本就会降低25%。这一设定主要参考了国际可再生能源署、清华大学能源环境经济研究所等权威机构的测算结果，还有一些测算结果认为实际的学习率会达到30%以上，如2022年发表在《自然》（Nature）上的文章认为中国光伏产业的专属学习率为33%，远超德国和美国。

　　第二种是增加成本的力量，指的是随着光伏发电占比逐渐增高，为了提高发电系统稳定性而需要投资的储能成本将会非线性增加，直到抵消继续增加光伏发电的收益。

　　这是因为光伏是看天吃饭的，当光伏发电占比太高，超过了电网原本的承受能力时，系统就必须强制花钱去配储能电池来稳定供电。光伏占比越高，就需要配越多的储能，这部分额外的成本会随着渗透率的提高而越来越贵，从而抵消掉一部分技术进步带来的便宜。

　　这里要说明一点，模型的起始时间是2015年，终点是2050年。所有的参数设定都经过了2015-2025年实际数据的检验和校准，如实际的发电量、实际的造价变化等。具体的数学公式和参数设定见附录。

　　如图3所示，模型的结果表明，在仅考虑火电和光伏发电两种发电形式的情形下，光伏的发电量先经历一个缓慢的增长期，然后进入一个指数型增长阶段，这个阶段从2022年起一直持续到2035年。此后，随着用电需求增速的回落，光伏发电规模的增速会呈现出线性增加的模式。

　　相对应地，火电的发电量变化也是三个阶段，在2025年之前主要依靠火电来满足增量的发电需求，到2025年火电的发电量会见顶，然后逐步开始加速回落，到2035年之后火电发电量趋于平稳。

　　图4给出了两种发电形式的占比。结果显示在光伏发电快速增长阶段，也就是2022-2035年期间，光伏发电的占比会从4.7%快速增加到57.8%，2033年前后光伏发电和火电的发电规模会大致相等。然后，到2035年光伏占比达到70%之后，光伏占比基本稳定到72%左右。

　　随着光伏发电规模和发电量占比的增加，光伏发电的建造成本会持续下降，综合发电成本也会持续下降。图5和图6分别给出了发电成本、光伏系统建造成本和光伏占比。

　　从图中可以看出，光伏系统建造成本会在2015-2030年持续下降，但发电成本的下降和光伏占比的上升，则会明显滞后于成本下降的时间。这一时期，正是陡峭的学习曲线开始发挥作用的关键时期。

　　发电成本的下降始于2021年，然后从2024年开始进入加速下降的阶段，到2032年发电成本会比2021年下降25.8%。这一阶段，发电成本下行来自两方面因素的驱动，一方面是因为光伏发电占比在快速增加，另一方面来自光伏系统成本还在继续下降，最终驱动电价快速下降。

　　2035年之后，发电成本下行的速度开始明显放缓，也主要是因为上述两方面因素出现了反向变化：光伏发电占比增速放缓，以及光伏系统的建设成本趋于稳定。

　　光伏发电的扩张和发电成本的持续下降，在催生新的用电需求的同时，也必然会导致火电的持续收缩。图7和图8就是本文最开始给出的两张图。在技术进步和政策扶持的双重力量下，光伏在2022年开始进入爆发阶段并一直持续到2035年政策退出。在政策退出之后，光伏发电占比还会继续增加，但增加的速度会放慢。

　　相比之下，火电发电量会在2025年见顶，然后持续下降，直到2035年后下降的速度开始放缓。火电的产能利用率会在2030年见顶，比火电发电量见顶还要晚5年左右，这主要是由于自然折旧导致的存量发电产能在减少。然后，火电的产能利用率会进入快速下降的阶段，2035年之后下降的速度也会放缓。