The Driving Force of China Rural Electrification

Research Center for Sustainable Development in CASS

Beijing China

March 18,2005

Contents

• Demand and Supply of China Rural Electricity

• Process of China Rural Electrification

• Overall Performance and problem of Rural Electrification

• Driving Force of Rural Electrification

• Concluding Remarks

1-1a 农村居民消费用电的需求函数

• 假设农村居民的效用函数为 U=U （ B ，N ）

• 消费者预算约束： Y=PbB+PeE+PsS

• Max L=U[B, N(E, S)]+M(Y- PbB-PeE-PsS)

• Let U=Bf1Nf2

• Let N=exp(Sg1Eg2)

• E=KPst1Pe

t2Yt3

1-1b 农村居民消费用电的需求函数

• Let E=F(R)Xer

• PeE=PxXer=Px[E/f(R)]

• Xer=h(R)Pst1Px

t2Yt3

• Where h(R)=Kf(R) -1-t2

• Let t2=k0+k1lnPx

• Xer=h(R)Pst1Px

(k0+k1lnPx)Yt3

• lnXer=G(R)+t1lnPs+k0lnPx+k1(lnPx)2+t3lnY (1)

1-1c 农村生产用电的需求函数 • Let X=F(K, L, M, Q1, ···,Qn; S’),

• Qe=Qe(PK, PL, PM; P1, ···, Pn; X; S’)

• Qe=Qe(PL/PK, PM/PK, P1/PK, ···, Pn/PK; X/PK; S’)

• Let O=O(J, N)

• Min L=PeE +PsS+ PjJ+M[O’-O(J, N(E,S))]

1-1d 农村生产用电的需求函数• Let O=Jf3Nf4

• Suppose N=exp(Sg3Eg4)

• lnXei=H(R)+r1lnPs+r2lnPx+r3(lnPx)2+r4lnVi (2)

1-1e 　农村能源消费情况 1980 1991 2000 2002

小计 生活 生产 小计 生活 生产 小计 生活 生产 小计 生活 生产

商品能源

煤 65.1 37.0 28.0 197.75

77.52 120.23

293.28 118.01 175.27 353.16 157.35 195.81

油品 15.0 1.0 14.0 39.34 1.33 38.01 53.12 7.57 45.55 66.54 8.48 58.06

电力 19.0 3.0 16.0 40.89 11.63 29.26 99.13 34.44 64.69 75.91 24.76 51.15

合计 99.0 41.0 58.0 277.98

90.48 187.5 445.53 160.02 285.51 495.61 190.59 305.02

非商品能源

薪柴 112.0 103.0 9.0 123.65

103.03 20.62 95.48 80.52 14.96 138.31 114.01 24.30

秸秆 117.0 117.0 162.13

162.13 123.6 123.6 141.47 141.47

合计 229.0 220.0 9.0 285.78

265.16 20.62 219.08 204.12 14.96 279.78 255.48 24.3

总计 328.0 261.0 67.0 563.76

355.64 208.12

670.47 370.0 300.47 782.79 453.47 329.32

Mtce

1-1f 加总的农电需求曲线 • 将农村生活用电需求曲线和生产用电需求曲线分别横向加总后再纵向

加总，可以得到总的农电需求曲线 P

Q

Xe

Xei

Xer

1-2a 全国通电县类型年份 县级供电状况

直供县 （个）

趸售县 （个）

自供县 （个）小水电 小火电 合计

1993

1994

1995 707 996 567 79 646

1996 716 1004 571 81 652

1997 727 1005 580 66 646

1998 775 1065 513 35 548

1999

2000 854 1131 433 20 453

2001

2002

2003

（资料来源：中国电力年鉴）

1-2b 直供县、趸售县和自供县的区位和含义

资料来源：中国电力年鉴

1-2c 农电的电源结构• 大电网、农村小水电、小火电及可再生能源多能互补的农村电源格局 中国电力装机容量及发电量的能源构成

装机容量 /GW 发电量 /TW·h

年份 总计 火电 水电 核电 总计 火电 水电 核电

1980 65.9 45.6 20.3 301 243 58

1985 87.0 60.6 26.4 411 318 92

1990 137.9 101.8 36.0 621 495 126

1995 217.2 162.9 52.2 2.1 1007 807 187 13

2000 319.3 237.5 79.4 2.1 1369 1108 243 17

2001 338.5 253.0 83.0 2.1 1484 1205 261 18

2002 356.6 265.6 86.0 4.5 1654 1352 275 27

2003 1911

1-2d 　农电的供给曲线 • 短期边际成本曲线（存在生产能力约束）

Ｑ

Ｃ

SRMC1

SRMC2

1-2e 农电的供给函数

• 考虑一种比较简单的情形。假定电力供给总成本有如下的形式： AC=FC+MC1Q1+MC2Q2

• 由于在中国农村没有高峰电价和非高峰电价，用 P 表示不同地区的电力价格综合水平，则

（ FC+MC1Q1+MC2Q2 ）•（ 1+r ） = P• （ Q1+Q2 ）　　式中， r 表示收益率• 在一定的生产技术条件下，供电数量是供电价格和包括电能质量的函

数，即 Q=Q(P, R)• R 表示电能质量　提高中国农村电力供给质量主要体现在提高农村通电率和降低损耗上，

因此，电能质量的提高将使 2-3a 图中的供给曲线右移

2-1 第一阶段（ 1949-1978 ）：增加农电供给

De

Se Se’

Q

P

Pg

2-1a 电力短缺和计划经济• 农电供给能力低，供给不足。解决农村居

民生产和生活用电，缺点是农村电网标准低、布局不合理

• 农民收入水平低，农电需求较低 据测算， 1950—1978 年国家通过价格分

配（以剪刀差的形式）手段从农业抽吸大约 5239 亿元。

• 计划经济，发展农电保障农产品供给，服务于工业化

2-1b 开发小水电

• 增加农电供给主要依靠发展单项技术即小水电• 国家制定了一系列扶持政策：在建设上发动县、社、队三级办电，实行“谁建、

谁管、归谁所有” 和“自建、自管”等政策；资金上实行以电养电，国家补助 20% （每千瓦 150

元）；主机设备，各省自产留用，国家补助原材料；在大小电网关系上制定了保护小水电供电区的并网

办法

2-1c 中国中、小水电可开发资源量分布

地区 小水电 中水电 合计 地区 小水电 中水电 合计北京 9.00 44.85 53.85 湖北 403.60 159.1 562.71

河北 93.93 61.54 155.47 湖南 414.60 279.82 694.42

山西 58.10 34.60 92.70 广东 416.60 231.32 647.92

内蒙古 38.70 119.60 158.30 广西 232.20 258.90 491.10

辽宁 42.91 102.89 145.30 海南 39.74 28.63 68.37

吉林 188.79 142.31 331.10 四川 587.80 1278.63 1866.43

黑龙江 72.80 77.78 150.58 贵州 255.40 364.05 619.45

江苏 11.20 11.20 云南 1025.00 717.58 1742.58

浙江 322.65 117.25 439.90 西藏 1600.00 234.80 1834.80

安徽 68.45 45.05 113.50 陕西 156.90 153.30 310.2

福建 359.40 272.49 631.89 甘肃 108.90 254.76 363.66

江西 308.33 230.89 533.22 青海 200.00 321.46 521.46

山东 21.50 21.50 宁夏 2.30 5.50 7.80

河南 103.10 52.25 155.35 新疆 397.90 728.77 1126.67

全国总计 7539.8 6318.2 13858

单位：万千瓦

2-1d 农村生产用电格局

• 农村生产用电格局由单一的排灌用电发展为县社工业用电为主

如 1978 年农村用电量超过 510 亿千瓦时，其中县社工业用电量即占一半以上，打破了农村用电即排灌用电的单一结构

2-2 第二阶段（ 1978-1997 ）：农电供给和需求都有较大幅度增加

• 供给曲线和需求曲线都向右侧移动

Q

P

De

De’

Se Se’

2-2a 背景• 农村能源紧张。 1979 年有 2/5 的农户缺烧三个月

以上。农村的生活用能以及许多农产品加工如炒茶、烤烟等，主要靠薪柴和秸秆，年耗实物量 6亿多 t ，在 2.5 亿 t 薪柴中的 30-40% 由过量樵采攫取而得。农村能源短缺与贫困、生态恶化交织在一起

• 农民收入水平有所增加。 1978 年开始农村经济体制改革；乡镇企业快速发展，既提高了农民收入也增加了农电需求； 1979—1990 年，工农产品价格剪刀差每年约有 400 亿元，但国家对农业的支持有所增加，农业平均每年净留出额为 80 亿元

• 主管农电的机构；水利电力部—能源部—水利部和电力部

2-2b 农村水电 123 扶贫工程 • 开展了以小水电供电为主的初级电气化县，“七五”期间建成第一批

109 个农村水电初级电气化县，“八五”期间建成第二批 208 个农村水电初级电气化县，“九五”期间计划 300 个，简称农村水电 123扶贫工程

• 国家从 1985 年起每年补助“拨改贷”资金 1 亿元，共计 2 亿元，只占 13.8% ，其余资金都是集资解决，其中“以电养电”资金 3.1 亿元，占总投资的 21.4% 。继续实行低息贷款，还款期由原定 3—5 年，改为必要时可延长到十年

• 1990 年以前达到初级电气化标准：全县有 90% 以上的家庭用上电，用电保证率应达到 85% 以上；能满足农副产品加工和农牧业生产、企业用电需要，全县总用电量每人平均 200 千瓦时以上，对于牧区、林区和少数民族等地区可降低到 150 千瓦时；户均年生活用电量 200千瓦时以上（包括公共照明、文化娱乐）

• 1997 年，第三批农村水电初级电气化县共投入建设资金 40.7 亿元，占当年全国水利系统电力建设投资的 28% ，其中中央补助资金 2.5亿元，占 6.1% ，比 1996 年增加了 5000万元，省补助资金 2.6 亿元，占 6.4% ，县自筹资金 15.5 亿元，占 38.1% ，银行贷款 20.1 亿元，占 49.4% 。到 1997 年底，电气化建设累计投入资金 99.5 亿元（含 1995 年投入），有 20 个县投入超过 1 亿元

2-2c 电力扶贫和农村电气化县建设• “ 电力扶贫共富工程”即电力扶贫： 1994 年 5月国家计委、经贸委和电力工业部联合提出“电力扶贫共富工程”，此工程被列入《国家八七扶贫攻坚计划》。仅 1994 年，全国共投入扶贫通电资金 7.2 亿元，到 1996 年共投入资金 21 亿元。截止到 2002 年底，国家电力公司定点扶贫共投入资金 3200万元，主要用于无电村通电工程

• 农村电气化县建设。电力口：计划到 2000 年建成农村电气化县 400 个，到 1997 年已完成 500 个。水利口：“十五”期间建设 400 个水电电气化县，国家每年补贴 4 亿元

• 1993 年，国税与地税分流。 1994 年，中央政府集中的财政收入占全国总收入的比例由 40% 提高到 60% ，地方政府办电的能力和积极性也有所增强

2-3 第三阶段（ 1998至今） 从制度上规范农电市场

• 国家通过规范农电市场扩大需求

Se

De’

De

Q

P

2-3a 背景 1• 1997 年亚洲金融危机后，中国加大基础设施的建设和投入，扩大内需以实现 8% 的年增长率

• 电力供大于求：发电设备平均利用小时数

2-3a 背景 2

• 农电供电环节和价格形成机制

2-3a 背景 3

• 小城镇发展及农村人口构成变化（包括生态移民）

0

20000

40000

60000

80000

100000

78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 00 02

Urban Villege

Population and Its Composition

2-3b 规范农电市场 • 国务院于 1999 年 2月 4日印发了《国务院批转国家经贸委关于加快农村电力体制改革，加强农村电力管理意见的通知》（国发 [1999]2号）

• “两改一同价”：改革农电管理体制、改造农村电网、实现城乡用电同网同价

2-3c 改革农电管理体制• 建立国家、省（电力公司）、县（供电企业）三级电力经营实体，坚持农电网络统一规划、统一建设和一个县一个独立供电公司统一管理的原则，逐步将直供直管县改革成为各省电力公司的全资子公司，将趸售县和自供自管县改革成为由省电力公司直接管理的全资子公司或控股公司

• 改革乡镇电管站管理体制，将乡镇电管站改为县供电企业直接经营管理的供电营业所，使其成为县供电企业统一管理的派出机构。减少农村供电中间环节。到 1999 年底，裁减农村电工 11.2万人。截止到 2000 年 10月底，撤消乡镇电管站 19704 个，精简农村电工 199308人。 2002年撤消 27728 个乡镇电管站

2-3d 改造农村电网• 改变过去国家长期对农村电网没有正常投入的状况，由国

家统一安排农村电网建设改造，项目的资本金由国家发行的财政债券安排，融资部分由商业银行贷款安排，重点是改造 10 千伏以下的低压配电网络，并对农村低压配电网络实行统一管理，农村用户实行一户一表，由供电企业管理到户、抄表到户、收费到户，同时支持和鼓励供电企业通过合法渠道融资筹资改造资金

• 国家决定从 1998 年起投资 2900 亿元，用 5 年的时间，改造农村电网。农网改造原则上由各省电力公司担当项目法人，负责统一规划、建设、管理、经营，还本付息电价由全网承担。改造后的高压电网综合线损达到 10% 以下，农村低压电网线损在 15% 以下

2-3e 实现城乡用电同网同价 • 对城乡低压配电电网实行统一核算，对城乡用户实行统一

价格。将电网高压输电成本与低压配电成本分别核算，在此基础上分别核定高压输电电网批发电价和低压配电电网零售电价。农村电网改造投资的还本付息资金计入电网成本，逐年摊入全国电价

• 农村电网建设改造工程的还本付息方面，均通过在销售电价中加价的形式解决

• 解决农村电网还本付息和城乡差价均摊问题，主要从 2000 年取消每千瓦时加收的 0.02 元电力建设基金腾出的空间，降低还贷已结束的发电机组上网电价和尚未结束还贷的机组按剩余的经营期及现行贷款利率重新核定上网电价腾出的空间这两个方面解决

• 把由农民承担的农村低压电网运行维护成本纳入国家目录电价，在全网分摊（交叉补贴？）。提高了用电的透明度

2-3f 水利系统农网改造• 到 2002 年，水利系统一期农村电网改造竣

工，二期农村电网改造和县城电网改造规划进展顺利，涉及 7 个省

3-1a 全国县及县以下通电面及无电情况年份 通电率 无电情况

乡 村 农户 无电县 个

无电乡 个

无电村 个

无电农户 万户

无电人口 万人

1993 97.4% 93% 89.6% 26 1269 54858 2501

1994 97.8% 95% 91.3% 16 1071 37151 2214

1995 98.25% 96.06% 93.3% 16 828 29783 1731

1996 98.60% 96.72% 94.67% 11 649 24818 1404 7200

1997 99.03% 97.66% 95.86% 10 442 17462 1107

1998 99.20% 98.10% 96.87% 8 364 14042 881 5000

1999 98.31% 97.77% 97.43% 7 766 16509 706

2000 98.45% 98.23% 98.03%

2001 98.56% 98.53% 98.40% 3 629 10952 478

2002 98.54% 98.71% 98.48% 3 608 9303 458

3-1b 农电供电质量年份 农村居民端电压

合格率 供电可靠率（农民生活用电保证率达到80% 的通电村的比例）

线损比率

1993 >20%

1994 75% >20%

1995 80% >20%

1996 85% >20%

1997 92% >20%

1998 <12%

1999 <12%

2000 <12%

2001 90.03% 99.12% <12%

2002 91.21% 99.16% <12%

3-1c 中国农村供电价格年份 电价收费得到

合理水平的村所占比重

城乡同价的县数 个

电价 元/KWh.

1992

1993 75% 0.85

1994 80% 0.84

1995 0.84

1996 0.83

1997 85% 0.81

1998 0.71*

1999 0.655*

2000 0.62

2001 200 0.59

2002 934 0.56

2003

电价计算方法： 1998年同网同价前，农电成本比城市平均高 0.20元，对于农电而言，合理水平计为 0.80 元，没达到合理水平的计为1 元； 1998 年同网同价后，农电成本比城市平均高 0.10 元，城乡同价的计为 0.50 元，没实现同价的计为 0.60元。

农村居民到户电价情况

（表中带星号的数据来自中国电力年鉴，

其余数据由作者计算得出）

3-1d Rural Electricity Consumption

0

500

1000

1500

2000

2500

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

Rural Electricity Consumption (Under County)

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

93 94 95 96 97 98 99 00 01 02

Rural Electricity Consumption(County and Under County)

3-1e 农村电气化县建设

• 国家电力公司到 1997 年已建成 500 个农村电 气化县

• 水利部计划在 2001-2005 年建成 400 个农村水电电气化县

3-2 Problem of Rural Electrification

• 需求测：中国农村人均电力消费水平非常低，全面建设小康社会势必导致对电力的需求有较快增长

中国的人均电力消费水平只有世界人均水平的 1/3 和 OECD 国家的 1/9 ，而农村的人均电力消费水平远低于全国平均水平

• 供给测：目前中国能源趋紧、电力短缺• 全部依赖大电网供电（主要是化石燃料）不现实，而可再

生能源经济效益低，商业化运作还有困难• 电力市场垄断。 1998 年规范农电市场阶段，国家电力公司上划和代管了趸售县和一部分自供自管县，使农村小水电发展更加处于不利的局面

• 中国的温室气体减排压力与日俱增，而农村电气化对能源的需求可能是一个重要的碳排放源

4-1a Central Government

• 主要依靠行政力量推动：• 国家直接补助：在资金方面，拨改贷、以电养电、低息贷款、电力扶贫；在原材料方面，计划经济时期，国家补助原材料

• 税收优惠；农村办电 6%VAT ，农民自产自用可以不交税• 降低农电成本：改革农电管理体制，减少农村供电中间环节；改造农村电网，降低线损；把由农民承担的农村低压电网运行维护成本纳入国家目录电价，在全网分摊

• 完善市场手段没有触及根本问题，且大都没被很好地执行：• 推行“谁建、谁管、归谁所有” 和“自建、自管”等产权

政策；提高小水电的上网电价（价格政策）；在大小电网关系上制定保护小水电供电区的并网办法（产品市场政策）

4-1b Local Government

• 地方政府发展地方经济的利益驱动• 省级政府：管理制度上规范和直接补助 • 县级政府：开展以县为单位的农村电气化建设• 乡镇集资办电 例如，各级政府采取扶持政策，增加投入，加上

用户自筹，全国农村能源建设总投入已从 1981年的 0.37 亿元增加到 1996 年的 34.27 亿元，增长 92倍。 1996 年度的省市拨款和贷款为 0.77亿元，地县 2.21 亿元，区乡 2.50 亿元，用户自筹 28.79 亿元。其中自筹资金 22 亿元，折劳投资6.78 亿元

4-2 Market Force

0

500

1000

1500

2000

2500

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 00

Consumption ExpenditureIncome

China Rural Residents' Income (excluding transfer)and Consumption Expenditure

农民收入水平有所提高

4-3 Interest Groups

• 1998 年规范农电市场阶段，国家电力公司和水利部的竞争（中央政府依靠行政力量）

从 1996 年开始，国家电力公司生产能力过剩；农村电力市场不规范，潜在的需求无法变成

现实的需求

5-1 Main Conclusion从建国至今，中国农村电气化的驱动力主要来自于中央政府的行政力量和地方政府发展本地经济的积极性

中国农村电气化的发展历程说明，仅有政府的推动，农村电气化进程难以稳定有效实施

农村电力市场化改革是中国农村电气化的制度保证，为此，政府要从依靠行政力量为主转变为依靠市场机制发挥作用，要解决电力市场垄断和体现农电的公益性质

大力发展可再生能源是实现农村电气化的必然选择。政府要制定优惠政策，从制度上保障可再生能源的发展

5-2 Further Work

• 定量分析：电力需求模型中的参数还有待估计，模型本身可能需要修正，并据此对未来一段时期的农村电力需求进行预测

• 实地调研：对中国农村电气化的驱动力作进一步的考察

• 可再生能源在农村的商业化运作前景及其温室气体减排潜力情景和对应成本分析