孫 鵬,張 力
(1.暨南大學(xué)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究院,廣東 廣州 510632;2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,廣東 廣州 510642)
黨的18大報(bào)告中明確指出要全面建設(shè)推進(jìn)生態(tài)文明社會(huì),努力推進(jìn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展,形成節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的空間格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式。大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)是實(shí)現(xiàn)這一戰(zhàn)略目標(biāo)的重要舉措,然而當(dāng)前由于可再生能源技術(shù)體系不成熟、單位發(fā)電成本居高不下等原因?qū)е缕渑c傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中處于不利地位,必須依靠政府扶持進(jìn)行發(fā)展。
學(xué)者們對(duì)于新能源產(chǎn)業(yè)價(jià)格補(bǔ)貼的效果基本達(dá)成共識(shí),大部分學(xué)者都認(rèn)同價(jià)格補(bǔ)貼政策是當(dāng)前促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最有效策略(Bürer and Wüstenhagen,2009;Johnstone,2010;Finon,2006;Lund,2009;Lewis and Wiser,2007)[1][2][3][4][5]。但無(wú)論是學(xué)術(shù)界還是實(shí)踐中,在新能源價(jià)格補(bǔ)貼的成本分?jǐn)倖?wèn)題上還存在較大分歧。當(dāng)前很多國(guó)家包括我國(guó)在內(nèi)都在使用全網(wǎng)消費(fèi)者分?jǐn)傂履茉磧r(jià)格補(bǔ)貼方式,這種方式被認(rèn)為是一種最受政府歡迎的,因?yàn)樗恍枰黾诱呢?cái)政負(fù)擔(dān)(?lz and Beerepoot,2010)[6]。另外也有一部分國(guó)家正在采用財(cái)政承擔(dān)或公共部門(mén)承擔(dān)的方式,這種方式雖然會(huì)加重政府財(cái)政負(fù)擔(dān),但卻能使補(bǔ)貼資金快速到位,并且減輕了電力消費(fèi)企業(yè)以及消費(fèi)者負(fù)擔(dān)(Menanteau,et al;2003)[7]。另外,有學(xué)者指出前兩種方式都無(wú)法通過(guò)向傳統(tǒng)能源征收環(huán)境負(fù)外部性懲罰稅來(lái)提高新能源的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力,因此無(wú)法真正解決市場(chǎng)失靈(Lund,2009)[4]。盡管隨著我國(guó)《可再生能源法》以及相關(guān)配套條例的實(shí)施,國(guó)內(nèi)學(xué)者逐漸開(kāi)始重視研究新能源發(fā)電的價(jià)格補(bǔ)貼問(wèn)題(肖黎明,2009;李慶,2012;許廣月,2011)[8][9][10]。但國(guó)內(nèi)還鮮有學(xué)者對(duì)價(jià)格補(bǔ)貼分?jǐn)偡绞竭M(jìn)行比較研究。
基于此,本文構(gòu)建一個(gè)包含政府、新能源企業(yè)、傳統(tǒng)能源企業(yè)、能源消費(fèi)企業(yè)以及終端消費(fèi)者五方在內(nèi)的四階段博弈模型,分析比較不同成本分?jǐn)偡绞较碌淖顑?yōu)補(bǔ)貼價(jià)格以及社會(huì)福利水平,為政府制定更加合理的新能源上網(wǎng)電價(jià)成本分?jǐn)傉咛峁├碚搮⒖肌?/p>
假定市場(chǎng)中有兩家發(fā)電企業(yè)R、D,企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)量(發(fā)電量)競(jìng)爭(zhēng),R企業(yè)為新能源發(fā)電企業(yè),D企業(yè)為傳統(tǒng)能源發(fā)電企業(yè)。為扶持新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展,政府給予一個(gè)高于市場(chǎng)價(jià)格的價(jià)格購(gòu)買(mǎi)新能源企業(yè)的發(fā)電量,再以市場(chǎng)價(jià)格銷(xiāo)售給消費(fèi)者。電力消費(fèi)者包括兩方面,一個(gè)是能源消費(fèi)企業(yè)M,它通過(guò)消費(fèi)電力能源生產(chǎn)出商品W供給終端消費(fèi)者,終端消費(fèi)者同時(shí)消費(fèi)兩種商品:企業(yè)R和D提供的電力能源和企業(yè)M提供的商品W。對(duì)新能源企業(yè)的價(jià)格補(bǔ)貼支出可以由三種方式進(jìn)行分?jǐn)?①由政府部門(mén)承擔(dān),記為G方式;②由傳統(tǒng)能源企業(yè)承擔(dān),記為D方式;③由全網(wǎng)電力消費(fèi)者(包括消費(fèi)企業(yè)M和終端消費(fèi)者)共同承擔(dān),稱(chēng)為C方式。
以下分別就三種分?jǐn)偡绞綐?gòu)建四階段博弈模型:第一階段政府確定補(bǔ)貼價(jià)格,第二階段新能源發(fā)電企業(yè)R確定產(chǎn)量,第三階段傳統(tǒng)能源發(fā)電企業(yè)D確定產(chǎn)量,第四階段能源消費(fèi)企業(yè)M確定商品W產(chǎn)量。
在政府承擔(dān)補(bǔ)貼支出這種情形下,新能源發(fā)電企業(yè)R利潤(rùn)函數(shù)為:
其中,QGR為新能源發(fā)電企業(yè)的產(chǎn)量(發(fā)電量)①變量上方的G代表此時(shí)為政府承擔(dān)(G方式)下的變量值,下同。另外兩種方式變量上方分別標(biāo)有D和C,分別表示傳統(tǒng)能源企業(yè)分?jǐn)偡绞揭约叭W(wǎng)消費(fèi)者分?jǐn)偡绞?。,G為政府的支持價(jià)格,cRQG2R為企業(yè)的生產(chǎn)總成本,表示為規(guī)模報(bào)酬遞減。傳統(tǒng)能源發(fā)電企業(yè)的發(fā)電價(jià)格由市場(chǎng)決定,假定消費(fèi)者消費(fèi)的電量是同質(zhì)的,傳統(tǒng)能源發(fā)電企業(yè)D的利潤(rùn)函數(shù)為:
其中,QGD為傳統(tǒng)能源企業(yè)發(fā)電量,α≥0為常數(shù),表示電力需求的市場(chǎng)規(guī)模,α-QGR-QGD為市場(chǎng)決定的電價(jià),cDQG2D為企業(yè)的生產(chǎn)總成本。假定電力消費(fèi)企業(yè)M消費(fèi)1單位電量將生產(chǎn)1單位的商品W,生產(chǎn)過(guò)程中只消耗電力,沒(méi)有其他成本存在,則其利潤(rùn)函數(shù)可以表示為:
其中,QGM為電力消費(fèi)企業(yè)生產(chǎn)的商品W的產(chǎn)量,β≥0為常數(shù),表示商品W的市場(chǎng)規(guī)模,β-QGM為商品W的價(jià)格,電價(jià)α-QGR-QGD為企業(yè)M的邊際成本。消費(fèi)者剩余由三個(gè)部分組成:電力能源消費(fèi)福利+商品W的消費(fèi)福利-傳統(tǒng)能源消費(fèi)產(chǎn)生的負(fù)外部性,即:
其中,f(QD)=γ(kQGD)2為消費(fèi)化石能源的污染損害函數(shù),其為總污染物排放量的二次式形式(Poyago-Theotoky,2007;孫鵬和聶普焱,2013)[11][12]。其中kQD為化石能源消費(fèi)時(shí)有害污染物排出量,k∈ [0,1]表示化石能源排放強(qiáng)度;γ為污染損害系數(shù)。新能源價(jià)格補(bǔ)貼成本在G方式下由政府承擔(dān),故政府支出函數(shù)GE為:
由(2)-(5)可知社會(huì)福利函數(shù)W為(1)+(2)+(3)+(4)-(5),即為:
為保證模型的解有意義,需要增加兩個(gè)假設(shè)條件:
假設(shè)2:γ(kQ*D)2>(*-P*D)Q*R>0,表示化石能源生產(chǎn)消費(fèi)過(guò)程中產(chǎn)生的負(fù)外部性效應(yīng)要大于政府扶持新能源發(fā)電企業(yè)的支出總額,且政府的價(jià)格補(bǔ)貼水平要高于市場(chǎng)價(jià)格,這是為了保證政府從社會(huì)福利最大化出發(fā)必須給予新能源產(chǎn)業(yè)一個(gè)高于市場(chǎng)價(jià)格的補(bǔ)貼價(jià)格。
根據(jù)逆向歸納法,首先對(duì)能源消費(fèi)企業(yè)M利潤(rùn)函數(shù)關(guān)于產(chǎn)量求一階導(dǎo),得:
其次對(duì)傳統(tǒng)能源發(fā)電企業(yè)利潤(rùn)函數(shù)關(guān)于產(chǎn)量求一階導(dǎo)有:
再對(duì)新能源發(fā)電企業(yè)利潤(rùn)函數(shù)關(guān)于產(chǎn)量求一階導(dǎo)有:
將(9)式代入(7)、(8)再代入到利潤(rùn)函數(shù)與消費(fèi)者剩余函數(shù)可求的各企業(yè)的利潤(rùn)和消費(fèi)者剩余,再將這些代入社會(huì)福利函數(shù)可以得到社會(huì)總福利為:
如果價(jià)格補(bǔ)貼由傳統(tǒng)能源企業(yè)承擔(dān),與G方式相比少了政府支出項(xiàng)GE,而傳統(tǒng)能源電力企業(yè)D利潤(rùn)函數(shù)將變?yōu)?
如果價(jià)格補(bǔ)貼支出由全網(wǎng)電力消費(fèi)者承擔(dān),此時(shí)兩個(gè)能源發(fā)電企業(yè)的利潤(rùn)函數(shù)與G方式下的相同。補(bǔ)貼支出在能源消費(fèi)企業(yè)與終端消費(fèi)者之間進(jìn)行分?jǐn)?,合理的分?jǐn)偡绞绞前凑障M(fèi)量分?jǐn)?,消費(fèi)的越多,分?jǐn)傎M(fèi)用就越多。補(bǔ)貼支出為[C-(α-QCR-QCD)]QCR,因此單位能源消費(fèi)的分?jǐn)偟某杀緸?,此時(shí)電力消費(fèi)企業(yè)M的利潤(rùn)函數(shù)為:
本節(jié)采用數(shù)值模擬的方法,賦予模型各參數(shù)項(xiàng)以實(shí)值,通過(guò)MATLAB7.0軟件程序運(yùn)算,求得參數(shù)變動(dòng)時(shí)變量的數(shù)值解路徑。在6個(gè)參數(shù)中,給定傳統(tǒng)能源成本系數(shù)cD、商品W市場(chǎng)規(guī)模β以及排放強(qiáng)度k分別為:cD=1,β=15,k=0.1①給定新能源成本系數(shù)cD與商品市場(chǎng)規(guī)模β實(shí)質(zhì)是一種標(biāo)準(zhǔn)化處理,cD與cR對(duì)應(yīng),β與α對(duì)應(yīng)。,著重探討電力市場(chǎng)規(guī)模α、新能源企業(yè)成本系數(shù)cR以及損害系數(shù)γ變動(dòng)時(shí)對(duì)最優(yōu)補(bǔ)貼價(jià)格以及社會(huì)福利的影響。具體思路為:分別給定參數(shù)cR、γ一個(gè)高值,一個(gè)低值,兩兩進(jìn)行組合就構(gòu)成了四種情形:[低成本,低損害]、[低成本,高損害]、[高成本,低損害]、[高成本,高損害];然后討論這四種情形下α變動(dòng)的影響。我們對(duì)各參數(shù)取值進(jìn)行重復(fù)嘗試,在不改變基本趨勢(shì)關(guān)系的前提下,僅報(bào)告趨勢(shì)關(guān)系比較顯著的區(qū)間范圍,令cR分別取1、1.5,γ取80、100,α取值范圍為 [12.5,17.5]。
最優(yōu)補(bǔ)貼價(jià)格的高低是反應(yīng)政府對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)扶持力度的大小。價(jià)格越高,新能源企業(yè)的產(chǎn)量以及利潤(rùn)就會(huì)越高,能源發(fā)電中新能源的占比提高就越快。
1.方式內(nèi)比較
如圖1所示,三種方式下,無(wú)論新能源企業(yè)成本系數(shù)cR以及損害系數(shù)γ高低,市場(chǎng)規(guī)模增加都會(huì)使得補(bǔ)貼價(jià)格提高。由于市場(chǎng)規(guī)模增大,傳統(tǒng)能源產(chǎn)量會(huì)提高,向空氣中排放的污染物的量就會(huì)增加,因此需要更高的新能源企業(yè)扶持力度。此外,新能源企業(yè)成本系數(shù)cR越大,補(bǔ)貼價(jià)格也會(huì)越高。cR越高,與傳統(tǒng)能源企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中新能源企業(yè)越處于不利地位,越需要提高新能源企業(yè)的扶持力度。最后,損害系數(shù)γ越高,補(bǔ)貼價(jià)格越高。損害越大,傳統(tǒng)能源生產(chǎn)中負(fù)的外部性就越大,因此越需要提高補(bǔ)貼價(jià)格支持新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2.方式間比較
(1)市場(chǎng)規(guī)模α影響。如圖2所示,不論新能源企業(yè)成本系數(shù)與污染損害系數(shù)大小如何,G方式下的最優(yōu)補(bǔ)貼價(jià)格都嚴(yán)格高于D方式的補(bǔ)貼價(jià)格,由可知,G方式下的新能源企業(yè)利潤(rùn)也始終高于D方式的利潤(rùn),顯示G方式下對(duì)新能源企業(yè)的扶持力度要高于D方式下的。C方式下的補(bǔ)貼價(jià)格隨α變動(dòng)最敏感,其隨α增加逐漸超過(guò)其他兩種方式下的補(bǔ)貼價(jià)格。當(dāng)電力市場(chǎng)規(guī)模α較小時(shí),消費(fèi)方分?jǐn)偝杀緯r(shí)對(duì)新能源企業(yè)的扶持力度最小,隨著α逐漸增大,這種方式下扶持力度提高的最快,當(dāng)電力市場(chǎng)規(guī)模與商品W市場(chǎng)規(guī)模相等時(shí),C方式的補(bǔ)貼價(jià)格與G方式的相等②這從(11),(19)式也可以反映出來(lái)。,而當(dāng)α>β時(shí),C方式下的補(bǔ)貼價(jià)格將超過(guò)G方式的。
圖1 三種分?jǐn)偡绞絻?nèi)部參數(shù)變動(dòng)對(duì)補(bǔ)貼價(jià)格影響比較
圖2 三種分?jǐn)偡绞介g參數(shù)變動(dòng)對(duì)補(bǔ)貼價(jià)格影響比較
D方式下支出由傳統(tǒng)能源企業(yè)分?jǐn)偅瑢?shí)質(zhì)是一種征收負(fù)外部性的庇古稅,這會(huì)降低傳統(tǒng)能源企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,對(duì)新能源企業(yè)的價(jià)格補(bǔ)貼就不需要太高;而如果在G方式下,沒(méi)有降低傳統(tǒng)能源企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,扶持力度就會(huì)高于D方式的。C方式下是向全體消費(fèi)方征稅,這種方式的影響面最廣,不僅涉及到消費(fèi)者在電力產(chǎn)品與商品W間的選擇消費(fèi)問(wèn)題,還會(huì)傳到能源發(fā)電企業(yè)和商品生產(chǎn)企業(yè),補(bǔ)貼價(jià)格也最為敏感。當(dāng)電力市場(chǎng)規(guī)模α小于商品市場(chǎng)規(guī)模β時(shí),消費(fèi)者更加偏重商品W,補(bǔ)貼價(jià)格過(guò)高反而會(huì)降低社會(huì)福利,故價(jià)格低于G方式下的補(bǔ)貼價(jià)格。隨著α逐漸變大,C方式的補(bǔ)貼價(jià)格會(huì)超過(guò)G、D方式達(dá)到最大。
(2)新能源成本系數(shù)cR以及污染損害系數(shù)γ的影響。對(duì)子圖A、C以及B、D進(jìn)行橫向比較可以發(fā)現(xiàn),在高成本情形下,隨市場(chǎng)規(guī)模增大,D方式的補(bǔ)貼價(jià)格提高的更快。新能源企業(yè)的成本越高,兩能源企業(yè)間的利潤(rùn)差距越大,市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大會(huì)使這種差距的更加顯著,因此需要更多向傳統(tǒng)能源企業(yè)征稅來(lái)提高新能源企業(yè)的扶持力度,補(bǔ)貼價(jià)格上升的就越快。
1.方式內(nèi)比較
如圖3所示,在三種補(bǔ)貼方式下,不論新能源企業(yè)成本還是傳統(tǒng)能源企業(yè)負(fù)外部性程度高低,市場(chǎng)規(guī)模的增大,都會(huì)導(dǎo)致社會(huì)福利水平的提高。此外,新能源企業(yè)成本與傳統(tǒng)能源企業(yè)負(fù)外部性程度越高,社會(huì)福利水平就會(huì)越低。顯然,降低新能源企業(yè)成本與傳統(tǒng)能源企業(yè)的污染排放量是提高社會(huì)總福利的重要途徑。
圖3 分?jǐn)偡绞絻?nèi)部參數(shù)變動(dòng)對(duì)社會(huì)福利的影響比較
2.方式間比較
(1)市場(chǎng)規(guī)模α影響。由圖4可以看出,市場(chǎng)規(guī)模較小時(shí),采用政府支出分?jǐn)偡绞?G)的社會(huì)福利水平較高;市場(chǎng)規(guī)模較大時(shí),采用由傳統(tǒng)能源企業(yè)分?jǐn)偡绞?D)的社會(huì)福利較高;而采用消費(fèi)方分?jǐn)偡绞?C)的社會(huì)福利水平始終位于另外兩種方式之間,在市場(chǎng)規(guī)模越小時(shí)大于D方式,小于G方式,而在市場(chǎng)規(guī)模較大時(shí)大于G方式,小于D方式。在電力市場(chǎng)規(guī)模較小時(shí),如果采用由傳統(tǒng)能源企業(yè)進(jìn)行分?jǐn)偟姆绞綍?huì)增加傳統(tǒng)能源企業(yè)成本,降低傳統(tǒng)能源企業(yè)產(chǎn)量,導(dǎo)致下游商品生產(chǎn)廠商產(chǎn)量降低,消費(fèi)者福利以及上下游企業(yè)利潤(rùn)都降低,而采用政府支出方式下,則不會(huì)影響到下游商品的生產(chǎn),此時(shí)社會(huì)福利相對(duì)較高。而采用消費(fèi)方分?jǐn)偟姆绞剑粫?huì)影響到下游商品生產(chǎn)廠商的產(chǎn)量及消費(fèi)者剩余,其影響程度介于D方式和G方式之間,因此社會(huì)福利也在二者之間。隨著市場(chǎng)規(guī)模的逐漸增大,傳統(tǒng)能源企業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的負(fù)外部性越來(lái)越大,用以政府支出的分?jǐn)偡绞讲蛔阋越档蛡鹘y(tǒng)能源產(chǎn)量減少污染物排放,而由傳統(tǒng)能源企業(yè)分?jǐn)偟腄方式則降低了傳統(tǒng)能源企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,最大化地遏制了污染的排放,因此社會(huì)福利是最高的。而C方式通過(guò)增加消費(fèi)方的消費(fèi)成本遏制了一部分傳統(tǒng)能源的消費(fèi),效果要比G方式好,比D方式稍差。
(2)新能源企業(yè)成本系數(shù)cR與損害系數(shù)γ的影響。分別比較圖4中子圖A,B與C,D,可以看出,無(wú)論新能源企業(yè)成本系數(shù)cR高低,損害系數(shù)γ越大,隨著市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大,D方式下的社會(huì)福利越早超過(guò)G方式下的社會(huì)福利。顯然,污染系數(shù)越大,隨著電力市場(chǎng)規(guī)模的增大,越需要更早運(yùn)用D方式來(lái)取代G方式來(lái)提高傳統(tǒng)能源企業(yè)成本,最大限度地降低污染排放,提高社會(huì)總福利。同樣,分別比較子圖A,C與B,D可以發(fā)現(xiàn),無(wú)論損害系數(shù)γ高低,新能源企業(yè)成本系數(shù)cR越高,隨著市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大,D方式下的社會(huì)福利越早超過(guò)G方式下的社會(huì)福利。這是由于cR越高,與傳統(tǒng)能源企業(yè)的成本差距越大,隨著市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大,這種差距帶來(lái)的產(chǎn)量以及利潤(rùn)差距會(huì)進(jìn)一步放大,政府支出方式下只會(huì)降低新能源企業(yè)成本而不會(huì)改變傳統(tǒng)能源企業(yè)成本,對(duì)污染物排放量的控制屬于間接調(diào)控。而傳統(tǒng)能源企業(yè)分?jǐn)偡绞较?,直接增加了傳統(tǒng)能源企業(yè)的生產(chǎn)成本,對(duì)降低污染物排放作用巨大。故成本差距越大時(shí),隨市場(chǎng)規(guī)模增加,D方式的社會(huì)福利會(huì)越早超過(guò)G方式。
圖4 分?jǐn)偡绞介g參數(shù)變動(dòng)對(duì)社會(huì)福利的影響比較
本文比較了新能源產(chǎn)業(yè)價(jià)格補(bǔ)貼的三種分?jǐn)偡绞介g差異。結(jié)果表明:市場(chǎng)規(guī)模較低時(shí),消費(fèi)方分?jǐn)偡绞?C)的新能源扶持力度最低,政府支出分?jǐn)偡绞?G)的新能源支持力度最高。而在市場(chǎng)規(guī)模較高時(shí),C方式新能源企業(yè)的支持力度最高,D方式最低。社會(huì)福利方面,電力市場(chǎng)規(guī)模、新能源企業(yè)成本系數(shù)以及污染損害程度越小,越傾向于采用政府支出分?jǐn)偡绞?,反之則傾向于采用傳統(tǒng)能源企業(yè)分?jǐn)偡绞健?/p>
我國(guó)目前采用的方式是由全體電網(wǎng)消費(fèi)者分?jǐn)?,從本文的福利比較結(jié)論來(lái)看,無(wú)論在何種狀況下,采用由全體消費(fèi)分?jǐn)偡绞蕉疾皇巧鐣?huì)福利最大化方式,因此還需充分考慮各種市場(chǎng)和企業(yè)因素,探尋更加合理的成本分?jǐn)偡绞?。因此本文的政策建議如下:(1)政策制定上應(yīng)考慮逐步向化石能源分?jǐn)偡绞睫D(zhuǎn)型。未來(lái)基于污染排放量增加,環(huán)境承載力持續(xù)減弱等因素考慮,全網(wǎng)消費(fèi)者分?jǐn)偡绞綉?yīng)逐步向傳統(tǒng)能源發(fā)電企業(yè)分?jǐn)偡绞睫D(zhuǎn)變。(2)逐步減少化石能源補(bǔ)貼額度,控制化石能源消費(fèi)量。(3)制定更加全面的新能源產(chǎn)業(yè)扶持政策,長(zhǎng)期來(lái)看,政府還要特別重視對(duì)新能源企業(yè)研發(fā)補(bǔ)貼以及其他一些扶持方式上。
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