一、2023年可能存在约1200亿度的工业“超额用电”
电力在现代社会中被广泛运用，用电量是观察经济运行状态的重要指标。2023年的用电量有着较为特殊的表现——全社会用电和工业用电增速同时较大幅地高于对应的增加值增速：全社会用电量9.2万亿度(kWh)，较上年增加5869亿度，增速6.8%，比GDP增速(5.2%)高出1.6个百分点;同时，6.6%的工业用电增速也显著高于规模以上工业增加值增速(4.6%)2.0个百分点。
此前，这一现象在近十余年间仅在2018年出现过，但2018年全社会用电和工业用电的同步相对高增主要是因为“煤改电”等工作集中开展。根据中国电力企业联合会披露的数据，2018年“以电代煤、以电代油”产生的电能替代总量约1500亿度，拉动全社会用电增长超过2.3个百分点，这一因素基本可以解释2018年全社会用电增速超过GDP增速的部分。
2021年，虽然全社会用电增速也较大幅地高于GDP增速，但主要是因为第三产业用电的恢复性反弹(增速18%)，当年9.1%的工业用电增速依然要低于工业增加值增速(9.6%)。
2023年工业用电增速显著高于历史水平。2023年，工业用电近6万亿度，较上年增加约3700亿度，增速6.6%(用第二产业用电增速代替)。这一增速较2015-2019年的平均增速高出2.4个百分点，也较2020-2022年的平均增速高出2.1个百分点。
工业用电量的相对高增情况如此罕见，我们猜想，工业行业在2023年或许存在着超出工业增加值增长所能解释的“超额用电量”：
工业超额用电量=工业用电实际值-基于工业增加值和工业用电间的相关关系计算的工业用电拟合值
本文采用三种不同的、可相互验证的方法，测算结果均显示：2023年存在着约1200亿度的工业超额用电量。
方法一：利用2012-2022年工业用电量和增加值增速的年度数据，建立以各行业用电量增速为因变量、各行业规模以上工业增加值增速为解释变量的回归模型，并根据38个工业行业生成对应的虚拟变量。
根据回归结果，可得各行业基于增加值增速的用电增速拟合值，进一步计算可得整体工业用电量拟合值。结果表明，2023年工业用电量的拟合值约为5.8万亿度，用电增速拟合值为4.4%;即2023年6.6%的实际工业用电增速高于增速拟合值2.2个百分点，存在约1212亿度的超额用电量。
方法二：继续使用方法一中的回归模型，但将数据换成2019-2022年工业用电量和增加值的当月同比增速数据，也可得到工业用电的增速拟合值。结果显示：2023年工业用电量拟合值为4.3%，存在约1280亿度的超额用电量。
方法三：采用一个更简单的方法，计算工业用电的增加值弹性=工业用电增速/规模以上工业增加值增速。可见除2022年外，2015年供给侧改革以后，历年的工业用电弹性基本稳定。2016-2021年的用电量弹性均值为0.93(即工业增加值每增长1个百分点，用电量增长0.93个百分点)。
以此为基准计算，2023年4.6%的工业增加值增速，对应着4.3%的工业用电增速和5.84亿度的用电量。与工业实际用电量比较，显示2023年存在着约1291亿度的超额用电量。
二、工业“超额用电”主要来自新能源产品生产
前文在采用方法一计算工业整体超额用电量的过程中，也得到了各工业行业的超额用电量(图6)。超额用电情况最突出的是非金属矿物制造业、电气机械和器材制造业，这两个行业的超额用电量占到全部工业超额用电量的60%。
而这两个行业均与近年表现亮眼的新能源产业有着密切关联：新能源汽车所用的动力电池、储能电池以及光伏设备的制造均属于电气机械和器材制造业;电池、光伏产品制造所需的石墨、光伏玻璃的产业链则涉及非金属矿物制造业。
基于这一现象，可以进一步猜想：工业“超额用电量”可能主要来自新能源产品生产耗电。为了验证这一猜想，下文估算了动力和储能电池、光伏产品和新能源汽车这三类主要新能源产品的用电，发现这些主要新能源产品的全流程生产过程合计耗电较上年增长约1197亿度，基本可以解释前文测算的工业超额用电量。
动力和储能电池生产用电
随着电动汽车的快速发展以及电能储存需求的扩大，中国动力和储能电池的产量在近年也快速扩张(图7)，2023年达到778Gwh(1Gwh=100万Kwh)，较上年增长42.5%，是2019年产量的9倍有余。
目前的动力和储能电池基本都是锂离子电池，电池的正极材料是含锂化合物、负极材料多使用石墨。我国生产的动力和储能电池目前主要有磷酸铁锂电池和三元材料电池，前者以磷酸铁锂作为正极材料，后者正极材料是镍、钴、锰(或铝)三种金属元素的聚合物，二者在2023年的产量占比分别为68.3%和31.5%。
锂离子电池的生产过程较为耗电，电极涂布后的烘干过程和干燥间的干燥机组运行耗用了大量电力。根据已有研究(见附录1)，规模化锂离子电池生产过程的单位耗电量约在35-50kWh/kWh，若取中间值42.5kWh/kWh(即每生产1kWh的电池耗用42.5度电)计算，2023年我国动力和储能电池生产过程耗电约331亿度，较上年增加约99亿度。
此外，电池正、负极材料以及电解液的生产也较为耗电。以磷酸铁锂电池为例，根据业内企业披露数据，生产1GWh磷酸铁
