（技术经济及管理专业论文）基于系统动力学模型的差别电价政策研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文 摘要 差别电价政策作为我国政府运用价格杠杆直接调控经济的一项重要举措，一 方面有利于抑制高耗能企业盲目投资，促进节能降耗，提高产业整体技术水平， 实现资源优化配置；另一方面，在政策制定和执行中也存在一些问题。 对此，本文主要研究两个方面的问题。一是根据经济学的理论，把资源和环 境的外部性与差别定价理论中拉姆齐定价模型相结合，得出差别电价政策的经济 学理论依据。二是以电解铝企业为例初步建立差别电价政策的系统动力学仿真模 型，对差别电价下企业的市场行为进行模拟和分析。根据前面分析的结果，最后 本文针对差别电价政策提出结论和建议。 关键词：差别电价，差别定价，系统动力学，政策模拟 a b s t r a c t d i f f e r e n t i a le l e c t r i c i t yp r i c ep o l i c y , a sac r u c i a lm e a s u r ef o ro u rg o v e r n m e n tu s e s p r i c ea sl e v e rt oc o n t r o le c o n o m y , o no n eh a n d ，i ti s f a v o r a b l ef o rr e s t r a i n i n gb l i n d i n v e s t m e n to fh i g he n e r g y - c o n s u m i n ge n t e r p r i s e s ，p r o m o t i n ge n e r g y s a v i n ga n d r e d u c t i o n ，a d v a n c i n gi n d u s t r yt e c h n o l o g ya n da c h i e v i n gr e s o u r c e so p t i m i z a t i o n ；o n t h eo t h e rh a n d ，i nt h ep r o c e s so fp o l i c ym a k i n ga n de x e c u t i n g ，s o m ep r o b l e m sh a v e b e e na r i s e n t h i sp a p e rm a i n l yr e s e a r c h e sd i f f e r e n t i a le l e c t r i c i t yp r i c ef r o mt w oa s p e c t s f i r s t l y , c o m b i n gt h et h e o r yo fr e s o u r c e sa n de n v i r o n m e n t se x t e r n a l i t i e sw i t hr a m s e y p r i c i n gm o d e l ，t h i sp a p e rh a sp u tf o r w a r dat h e o r yf o u n d a t i o no fd i f f e r e n t i a l e l e c t r i c i t yp r i c ep o l i c y s e c o n d l y , t a k i n ga ne l e c t r o l y t i ca l u m i n u mc o r p o r a t i o n 弱 e x a m p l e ，t h i sp a p e rh a se s t a b l i s h e ds y s t e md y n a m i c ss i m u l a t i o nm o d e l ，u s i n gt h i s m o d e l ，i th a ss i m u l a t e da n da n a l y z e dt h ee n t e r p r i s e s m a r k e tb e h a v i o r su n d e r d i f f e r e n t i a le l e c t r i c i t yp r i c ep o l i c y a tl a s t ，a c c o r d i n gt ot h ea n a l y s i so u t c o m es o m e c o n c l u s i o n sa n ds u g g e s t i o n sh a v eb e e np r o p o s e d s u n y i x i n ( t e c h n i c a le c o n o m i c sa n dm a n a g e m e n t ) d i r e c t e db ya s s o c i a t ep r o f is i f ty i n g l i n g k e yw o r d s ：d i f f e r e n t i a l e l e c t r i c i t yp r i c e ，p r i c ed i s c r i m i n a t i o n ，s y s t e m d y n a m i c s ，p o l i c ys i m u l a t i o n 1 华北电力大学硕士学位论文 摘要 差别电价政策作为我国政府运用价格杠杆直接调控经济的一项重要举措，一 方面有利于抑制高耗能企业盲目投资，促进节能降耗，提高产业整体技术水平， 实现资源优化配置；另一方面，在政策制定和执行中也存在一些问题。 对此，本文主要研究两个方面的问题。一是根据经济学的理论，把资源和环 境的外部性与差别定价理论中拉姆齐定价模型相结合，得出差别电价政策的经济 学理论依据。二是以电解铝企业为例初步建立差别电价政策的系统动力学仿真模 型，对差别电价下企业的市场行为进行模拟和分析。根据前面分析的结果，最后 本文针对差别电价政策提出结论和建议。 关键词：差别电价，差别定价，系统动力学，政策模拟 a b s t r a c t d i f f e r e n t i a le l e c t r i c i t yp r i c ep o l i c y , a sac r u c i a lm e a s u r ef o ro u rg o v e r n m e n tu s e s p r i c ea sl e v e rt oc o n t r o le c o n o m y , o no n eh a n d ，i ti s f a v o r a b l ef o rr e s t r a i n i n gb l i n d i n v e s t m e n to fh i g he n e r g y - c o n s u m i n ge n t e r p r i s e s ，p r o m o t i n ge n e r g y s a v i n ga n d r e d u c t i o n ，a d v a n c i n gi n d u s t r yt e c h n o l o g ya n da c h i e v i n gr e s o u r c e so p t i m i z a t i o n ；o n t h eo t h e rh a n d ，i nt h ep r o c e s so fp o l i c ym a k i n ga n de x e c u t i n g ，s o m ep r o b l e m sh a v e b e e na r i s e n t h i sp a p e rm a i n l yr e s e a r c h e sd i f f e r e n t i a le l e c t r i c i t yp r i c ef r o mt w oa s p e c t s f i r s t l y , c o m b i n gt h et h e o r yo fr e s o u r c e sa n de n v i r o n m e n t se x t e r n a l i t i e sw i t hr a m s e y p r i c i n gm o d e l ，t h i sp a p e rh a sp u tf o r w a r dat h e o r yf o u n d a t i o no fd i f f e r e n t i a l e l e c t r i c i t yp r i c ep o l i c y s e c o n d l y , t a k i n ga ne l e c t r o l y t i ca l u m i n u mc o r p o r a t i o n 弱 e x a m p l e ，t h i sp a p e rh a se s t a b l i s h e ds y s t e md y n a m i c ss i m u l a t i o nm o d e l ，u s i n gt h i s m o d e l ，i th a ss i m u l a t e da n da n a l y z e dt h ee n t e r p r i s e s m a r k e tb e h a v i o r su n d e r d i f f e r e n t i a le l e c t r i c i t yp r i c ep o l i c y a tl a s t ，a c c o r d i n gt ot h ea n a l y s i so u t c o m es o m e c o n c l u s i o n sa n ds u g g e s t i o n sh a v eb e e np r o p o s e d s u n y i x i n ( t e c h n i c a le c o n o m i c sa n dm a n a g e m e n t ) d i r e c t e db ya s s o c i a t ep r o f is i f ty i n g l i n g k e yw o r d s ：d i f f e r e n t i a l e l e c t r i c i t yp r i c e ，p r i c ed i s c r i m i n a t i o n ，s y s t e m d y n a m i c s ，p o l i c ys i m u l a t i o n 1 华北电力大学硕士学位论文 主要符号表 符号说明 仍 第i 种产品的需求弹性 r ( g l ”易) 企业总收入 c ( g l ，吼) 企业总成本 k 生产i 种产品的共用成本 s ( g l ，”吼) 消费者总剩余 u 社会福利水平 k w h 千瓦时 k v a 千伏安 i v 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文基于系统动力学模型的差 别电价政策研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导 下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注 和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 学位论文作者签名：硇日期：碹乡! ；。户 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用 影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被 查阅或借阅；学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意 学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 导师签名：三毖趁一 日 期：吐量，肜 日期：丝生竺 华北电力大学硕士学位论文 1 1 问题的提出及研艽恧义 第一章引言 近年来随着我国经济步入重化工业阶段末期，能源成为制约国民经济发展的主 要因素之一，人均能源资源不足在一定程度上制约着经济增长的模式，以煤和石油 为主的能源结构今后还要面临严峻挑战。我国一直对能源问题比较重视，在不同阶 段采取不同的政策，包括能源开发政策，节能政策，能源技术政策，能源经济政策， 能源进出口政策等。这些政策的出台与实施，促进了能源供应的增长和合理利用， 支持了国民经济的高速发展。当前我国经济增长模式正处于转型阶段，产业结构发 展亟需由粗放型型向集约型转变，单纯依靠固定资产投资和低成本消耗资源的经济 增长之路已经走到了尽头，取而代之的是寻求一条节能环保的可持续发展之路。差 别电价政策正是基于这样的背景推行的一套政策，是将价格政策与产业政策结合起 来实施宏观调控的一次新的尝试。 所谓差别电价政策是指我国自2 0 0 4 年6 月以来相继出台的一系列针对提高高耗 能企业电费的电价政策。2 0 0 4 年6 月，国家发改委和电监会发出关于贯彻落实国 家电价政策有关问题( 发改价格 2 0 0 4 1 1 4 9 号) 的通知，首先将电解铝、铁合金、 电石、烧碱、水泥、钢铁六个高耗能行业的企业区分为淘汰类、限制类、允许类和 鼓励类四类企业，并试行差别电价政策。2 0 0 5 年国家发改委进一步下达了促进产 业结构调整暂行规定( 国发 2 0 0 5 1 4 0 号) ，将产业结构调整指导目录作为引导 投资方向的重要依据。2 0 0 6 年9 月，国家又转发了发改委关于完善差别电价政策 的意见( 国办发 2 0 0 6 7 7 号) ，进一步完善差别电价政策。主要包括：一是禁止各 地自行出台优惠电价措施。二是在原来基础上，进一步将黄磷、锌冶炼两个行业纳 入实施范围。三是调整差别电价政策界限，对淘汰类、限制类企业划分标准作适当 调整。四是提高差别电价加价标准，将淘汰类企业加价标准从每千瓦时5 分提高到 2 角；对限制类企业的加价标准由2 分调整为5 分。五是对企业自备电厂实行收费 政策。近年来，国家又提出取消部分高耗能行业的优惠电价，并大力督促地方政府 严格落实差别电价政策的一系列规定。可见，差别电价政策已成为我国政府实行产 业结构调整、节能减排等重大方针的有力调控工具，国家对此高度重视，社会各界 对此也十分关注。 政府制定差别电价政策的根本目的是通过运用价格杠杆，抑制高耗能企业盲目 投资和低水平重复建设，促进现有高耗能企业进行节能降耗技术改造，逐步淘汰落 后生产能力，提高高耗能产业的整体技术装备水平和竞争能力，实现资源优化配置。 华北电力大学硕士学位论文 实践证明，差别电价政策在很大程度上对遏制高耗能行业盲目发展、扶优抑劣、促 进产业结构调整和产业升级，提高能源利用效率，促进经济、环境与资源的协调发 展起到了积极的作用。 但目前的差别电价政策仍存在一些缺陷值得反思。第一，差别电价政策实际上 属于一种价格歧视政策，差别电价水平的制定需要科学合理的依据，否则就会产生 明显的非效率性，而目前政府对差别电价政策在制定方面缺乏全面系统的研究；第 二，部分高耗能产品市场需求旺盛，抵消了差别电价政策效果。一些高耗能企业自 备电厂机组规模小、能耗高、环保设施不完善，加剧了资源浪费与环境污染，也规 避了差别电价的惩罚。一些地方受退出机制未建立等因素影响，对淘汰落后产业态 度不积极，致使落后生产能力退出缓慢。第三，由于各地差别电价政策贯彻情况并 不相同，执行过程中存在问题。特别是一些经济欠发达、工业基础薄弱、电力供应 较为富裕的地区，担心差别电价政策会影响税收、就业及经济发展，对政策执行存 在怀疑或观望的态度。 综上所述，差别电价政策是在中国经济转型这一特殊时期下调控产业结构发展 的重大政策，在执行中既有很多成功经验也有一些有待完善的方面。由于差别电价 政策面对的问题较为复杂，涉及的利益主体也较多，相关研究的文献又非常少，为 政策的有效实施带来了困难，因此对差别电价政策的研究具有很强的理论创新性和 实践指导意义。针对上述提到的诸多问题，本文仅以差别电价政策的实施依据以及 实施后市场的反馈为研究重点进行分析，并力求在这两个方面有所创新。 1 2 国内外研究综述 为了刺激经济增长并限制污染排放，发达国家在能源税制方面采取的间接税日 益增多，各国的减税计划都将直接税的削减和间接税的加强相配合，以保证收支平 衡n 1 。文献 2 认为对排污征税( 或削减补贴) ，企业会产生削减污染的经济激励， 而且即使在政府不清楚污染函数与削减成本的情况下，只有能够得到足够的信息， 确定任意的税率都可以实现一定的污染减排水平。可见，差别电价政策收取电力消 费的附加费，具有间接税的属性，但差别电价更多体现在差别性上，又具有明显的 歧视性定价的特点。a r m s t r o n g ，m ( 1 9 9 9 ) 在文献 3 中指出，所谓差别定价就是在 具有现实和潜在差异价格存在的商品定价中均衡价格的形成过程。文献 4 指出就 国外能源产品定价的现状来看，其差别定价的核心和主要内容是在分析影响能源产 品价格因素的基础上，实证地研究针对不同消费品、不同消费市场下不同价格的确 定方法。电力行业作为自然垄断行业的典型代表，电价在一定程度上受到政府的管 制，因此对电力产品实行差别电价需要考虑其特殊性。拉姆齐定价原则在国外首先 被应用在自然垄断产业的管制研究中，并作为对差别定价制定的依据。拉姆齐定价 2 华北电力大学硕士学位论文 的思想来自于f r a n kr a m s e y ( 1 9 2 7 ) 的一篇旨在解决最优征税问题的论文，后来 b o i t e u x ( 1 9 5 6 ) 把它引入到定价模式中，因此也称作r a m s e y - - b o i t e u x 模型。这 种定价原则本质上属于一种基于效率和公平原则下的差别定价，符合社会福利最大 的要求因而广泛应用于交通、能源等具有自然垄断性的产业啼刚h 儿引。 在研究税制理论和差别定价理论的基础上，还需要进一步了解中国电价政策方 面的基本国情。按照生产和流通环节划分，电价可分为上网电价、输配电价和销售 电价。其中我国销售电价存在的问题很复杂：销售电价水平高，结构不尽合理；越 权制定优惠电价政策，助长了一些有悖于国家产业政策的低效高耗能企业的发展砷1 ； 电价形成机制不尽公平和合理：电价不合理导致电厂与大用户自行实行架专线直 供，干扰了电力市场秩序，同时在现行的销售电价体系中存在明显的交叉补贴现象， 影响了市场的效率n o 】n 地儿1 3 1 。f a u l h a b e r 认为当价格p 满足s a c p i c 条件时，价格 p 不存在交叉补贴1 ，否则即认为存在交叉补贴n 利。同时，根据福利经济学的研究发 现，对特定人群直接给予收入补贴要优于通过价格扭曲进行补贴n 引。而由于差别电 价的征收体现在销售电价中，在研究差别电价政策时同样需要考虑以上销售电价中 存在的问题。文献 1 5 j 分析了拉姆齐定价原则在售电价格管制中的理论研究和应用， 并用拉姆齐定价模型对高峰负荷定价和两部制定价进行分析。 对于价格政策的模拟，t a k a d a m a 等研制了基于主体的宏观经济模型，用于分析 政府干预对宏观经济产出的影响n6 1 。文献 1 7 根据均衡理论，提出政府应根据供给 需求的变化制定相应的价格政策，但论述多为定性描述，没有进一步深入具体地研 究。文献 1 8 基于成本费用利用率，运用统计学聚类分析手段对电价政策限制垄断 的措施力度进行分析，但该方法只是从限制垄断的角度，而关于电价对供求的调节 效果、电力生产效率、对电价水平和电价结构等因素的影响都没有分析。文献 1 9 采用产值电费率和价格上涨率作为对地方经济影响的定量分析指标，能够发现对电 价变动敏感的行业，但这种分析是主要依靠历史数据的静态分析，而考虑的变动因 素较少。运用投入产出分析，可以进行国民经济各部门的综合平衡，对未来进行预测， 还可以对价格进行综合分析。文献 2 1 、 2 2 分别利用基于投入产出法的价格变动模 型分析电价、矿业价格变动对其它部门的影响，但这种分析较难处理经济活动中的动态 问题，没有考虑最终需求的确定以及生产与收入之间的反馈关系。9 0 年代以来，系统 动力学被逐渐引入到电力系统，尤其在分析电价政策研究中发挥了出色的优势。系 统动力学由美国麻省理工学院斯隆管理学院f o r r e s t e r 教授在2 0 世纪5 0 年代创立。 它通过分析行为模式背后的反馈环路结构，建立系统动态模型，改变结构中相关变 量的状态值，了解不同策略下不同行为模式，来完成策略的优化，具有政策分析、 决策研究的功能乜3 1 乜钔口朝汹1 。政策分析是系统动力学提供的一个重要的分析工具。在 1 s a c 和l c 分别表示独立成本和增量成本。 3 华北电力大学硕士学位论文 文献 2 7 、 2 8 中，f o r d ( 1 9 9 9 ，2 0 0 1 ) 利用系统动力学对d i t c h 市场的p x 规则进 行了模拟研究，结果发现在p x 规则下将出现剧烈的投资周期波动和相应的价格周 期性波动，并分析了其波动的条件。在文献 2 9 、 3 0 中国内学者黄健柏等( 2 0 0 5 ) 基于用户相应函数、发供方电价联动、发供用三方利益均衡构建了我国电力市场简 要的系统动力学模型。 l t e s f a t s i o n ( 2 0 0 1 ) 认为宏观经济动态是微观个体之间相互作用的自然累积 口。因此本文选择以微观视角研究差别电价政策问题，通过改变政府主体的属性和 行为，可以观察相应的模型运行结果，进而间接地分析宏观价格政策的运行动态和 相应的政策效应。在前面文献研究的基础上可知，差别定价理论可作为研究差别电 价政策的理论基础，系统动力学理论可作为分析差别电价政策的工具，本文对差别 电价政策的研究以二者作为切入点。 1 3 主要解决的问题及研究内容 1 3 1 主要解决的问题 前面提到，差别电价政策存在很多值得研究的问题，本文研究并解决两个方面 的问题。一是根据经济学的理论，把资源和环境的外部性与差别定价理论中拉姆齐 定价模型相结合，得出差别电价政策的经济学理论依据。二是以电解铝企业为例初 步建立差别电价政策的系统动力学仿真模型，对差别电价下企业的市场行为进行模 拟和分析，提出结论并提出建议。 1 3 2 论文研究内容 论文第二章是整个政策研究的理论基础，以差别定价的经典理论为切入点，通 过加入资源和环境的外部性影响因素，推导出差别电价的经济学依据。第三章主要 介绍系统动力学模型的优越性、一般研究方法和思路，以及常见建模软件。第四章 以电解铝企业为例建立差别电价政策的系统动力学仿真模型，并通过一系列实证分 析，研究在差别电价政策下高耗能企业的市场反应，并运用政策模拟进行分析。第 五章总结全文，给出结论和建议。 4 华北电力大学硕士学位论文 第二章差别电价政策的理论基础 2 1 差别定价理论概述 差别电价政策里，供电企业在供电成本相同的情况下，根据高耗能企业 的耗能情况的不同收取不同程度的电费。从经济学的角度看这属于一种差别 定价的行为，因此本文依据差别定价的经济学理论对差别电价政策展开分 析。差别定价是一种价格歧视策略，由于在电力行业中销售电价是由政府制 定的，所以差别定价又成为政府对电力管制并对其它行业调控的手段。 有关差别定价的理论，可追溯至经济学的价格歧视( 在经济学中，“歧视 是一个中性词) 理论口引。价格歧视是指针对需求强度和支付能力不同的顾客， 索取不同的价格。价格歧视的理论根据是：针对同一种产品，不同的顾客有不 同的需求强烈程度和支付能力，故为追求利润最大化，企业应对需求强烈且 有能力支付的顾客索取较高的价格，而对需求不太强烈或支付能力较差的顾 客索取较低的价格。 西方经济学者庇古( p i g o u ，1 9 2 0 ) 在福利经济学中将价格歧视根据 生产者攫取消费者剩余大小程度的不同，分为三个级别的价格歧视，并指出 这种价格歧视是有损社会福利的垄断行为，必然造成社会资源的浪费侧。泰 勒尔在他的产业组织理论书中是这样说的：要想出一个让人满意的价 格歧视定义非常不容易，粗略地说，当两个单位的同种商品对同一消费者或 不同消费者售价不同，我们就可以说生产者实行了价格歧视口引。电网企业在 销售电价环节制定的峰谷电价、分时电价以及政府制定的差别电价政策，存 在明显的二级和三级的价格歧视行为，但从出发点来看，实施歧视定价是为 了改善电网的运行质量，有效进行需求侧管理以及产业结构调控等公共利 益，体现了公共事业企业的社会责任，因此销售电价有其特殊性应与典型的 价格歧视行为区别看待。 拉姆齐( r a m s e y ，1 9 2 7 ) 提出的拉姆齐定价模型则解决了具有自然垄断 属性企业的产品定价模型。根据拉姆齐定价原则，在垄断企业收支平衡基础 上，对用户按需求弹性进行区别定价，需求弹性大的用户价格低，需求弹性 小的用户价格高。由于拉姆齐定价既考虑到生产者扩大生产所需的成本，又 考虑到用户的支付意愿，一直被看作是符合社会福利的理论定价。电力行业 是具有重要地位的国民经济基础行业，它与国民经济发展的关系极为密切。 政府调整电价不仅是管制电力行业重要手段，也是对国民经济宏观调控的重 要杠杆。拉姆齐定价对电价制定的指导意义重大，目前国内外比较成熟的两 5 华北电力大学硕士学1 1 i 7 ：论文 部制电价就是依据拉姆齐定价原则制定的啼1 。 2 2 拉姆齐定价的经济学内涵 在自然垄断行业里由于成本具有劣加性，即同一个企业生产几种不同的 产品要比单独企业生产节约成本。拉姆齐定价正是针对这些具有成本劣加性 的复合产品进行定价的。 若只考虑这i 种产品不相互依赖，即第i 种产品的需求仅取决于该产品的 价格，则第i 种产品的需求弹性为刁= 一罄7 詈；用尺( 孙吼) = 喜只g ，表示企 业收入；用c ( g l ，吼) = k + q g f 表示企业成本函数，k 表示生产i 种产品 i = 1 的共同成本，c f 表示生产第i 种产品的边际成本。用s ( 吼，吼) 代表消费者总 剩余? 它是消费者净剩余与企业收入之和，且有嚣= p f ；当企业收入可以 补偿成本时，s ( 吼，吼) 一c ( g l ，吼) 就等于消费者净剩余与企业利润之和，因而 可以用来代表社会福利水平。由于拉姆齐定价是在满足企业财政预算约束条件 下使社会福利最大化，即： u = m a x s ( g l ，吼) 一c ( g l ，“吼) 】 ( 2 1 ) 满足约束条件 r ( g l ，g 。) 一c ( g i ，g 。) 0 ( 2 2 ) 引入拉格朗日乘数力 令= s ( g i ，g 。) 一c ( 口i ，吼) + 五 r ( g i ，g 。) 一c ( 吼，g 。) 】 ( 2 3 ) 最优条件为： 嚣州c p ，- q + 喜缸瑚 协4 ) 当这i 种产品相互独端上式中的喜静= 吾乃； 解方程可得： 盟：l 土 p i1 + 旯碾 6 ( 2 5 ) 华北电力大学硕士学位论文 令t = j 1 + l 2 t 为拉姆齐指数，则有： 笠兰：三 p i编 a 2 南 ( 2 - 6 ) ( 2 - 7 ) 在拉姆齐定价中，拉姆齐指数的含义是对边际成本定价打上一定折扣或 给予一定的加成指数。i 种商品的定价虽因i 的不同而不同，但必须按比率 对拉姆齐指数r 打上一定的折扣，且r 越大则价格p 越大。而且针对不同的 商品( 或不同的用户群) ，依据它们之间需求弹性的不同而指定不同的价格。 需求弹性越大的商品( 或用户群) ，对它的定价则越低。 如果厂商规模经济递增，在盈亏平衡的情况下，所有产品的价格都得高 于其边际成本。在这种情况下，反弹性规则表明，在给定边际成本时，低需 求弹性的服务定价对边际成本的偏离大于高需求弹性服务定价对边际成本 的偏离。也就是说，低需求弹性的服务得承担起更多的回收成本的重任。因 此，当两种服务不等地偏离其边际成本时，社会福利是增加的。其隐含的意 思就是，需求的价格弹性越大，用户用于“错误”的价格信号所造成的消费 扭曲越小。当一种业务价格弹性为0 时，用户不可避免的要承受着上涨的价 格，在这种情况下，价格的上涨只会造成收入的再分配效应而应无其他的负 面效应。根据k a l a o r 和h i c k s 的标准，这种服务价格的上涨不会产生任何 的效率损失口引。因此，拉姆齐定价是一种厂商收回生产成本而将福利扭曲降 至最低的定价方法。与边际成本定价相比，拉姆齐定价使各种服务的需求量 按比例地减少。 ， 拉姆齐定价在经济原理上是一种依据需求价格弹性而定的特别的第三级 差别价格( 价格歧视) ，但这种差别定价是以实现以收支平衡为前提条件下的 经济福利最大化为目的，是一种帕累托次优定价。与其他定价法相比，“拉 姆齐价格 考虑到需求的价格弹性，对固定成本的分摊符合社会福利净损失 最小，能够形成与需求结构相适应的定价体系，因而更具优越性。 2 3 差别电价的经济学基础 2 3 1 差别电价政策的经济学依据 在传统经济体制下，我国长期实行的是“商品高价、原料低价、资源无 价 的价格体系，理论上不承认资源有价，或者说至少在理论上回避资源有 7 华北电力大学硕士学位论文 价值的问题口引。在很长时期内，我国资源定价没有充分考虑资源开采成本或 获取成本，也没有将资源利用或开采所造成的环境成本考虑在内，更没有将 资源回收利用成本以及由于资源的不合理使用对后代人产生的成本考虑在 内，即没有考虑到资源的可持续利用问题，因而我国资源产品的价格一直偏 低，不符合当前循环经济模式下经济与资源环境协调发展的要求。劳动价值 论认为劳动投入在资源定价中具有决定性作用，为价格运动的根本趋势提供 了理论依据；稀缺性理论则立足于供求关系，通过市场调节形成价格，着眼 于说明价格偏离和趋向于符合价值的调整过程。二者相互结合，构成了资源 定价的主要理论，但它们的共同缺陷在于都没有考虑外部性引起的市场失灵 及其弥补，而这正是导致当前日益严重的资源环境问题的主要原因之一。 外部性的概念是由马歇尔和庇古在2 0 世纪初提出的。最早对外部性问题 进行研究的是剑桥学派的两位奠基者亨利西奇威克( h e n r y s i d g w i c k ) 和阿 弗里德马歇尔( a 1 f r e dm a r s h a ) 。尤其是马歇尔，他在1 8 9 0 年问世的巨著 经济学原理中首先提出了“外部经济和“内部经济”这一对概念b 。 之后，许多经济学家从不同的角度对外部性问题进行了讨论，如阿瑟庇古 ( a r t h u rp i g o u ) 、罗纳德科思( r o n a l dc o a s e ) 等。 外部性或外部影响( e x t e r n a l i t y ) 是指一个经济主体( 生产者或消费者) 在自己的活动中对旁观者的福利产生了一种有利影响或不利影响，这种有利 影响带来的利益( 或者说收益) 或有害影响带来的损失( 或者说成本) 都不是 生产者或消费者本人所获得或承担的啪1 ，是一种经济力量对另一种经济力量 “非市场性的附带影响。 根据庇古理论，在资源定价时应该对外部性成本即社会成本和私人成本 之差征税以使外部成本内部化。由于能源价格长期偏低，高耗能企业在大量 消耗能源的同时实际上相当于社会其他部门对其进行补贴，而且高耗能企业 对环境的污染也影响了公共的利益，因此高耗能企业普遍存在明显的外部 性，实行差别电价政策也正是基于以上理由。 电力行业属于自然垄断行业，电力属于特殊的商品。若按用户分类简单 分成三类用户电价，即商业用电、工业用电与居民用电，一方面它们之间电 压等级不同，可靠性要求也不同，可以作为不同的差别商品；另一方面，这 三类用户电价之间又有共同承担的电网固定成本，且三类用户的需求是独立 的，具备差别定价的实旌条件。因此，拉姆齐定价原理对于不同用户电价的 制定是具有指导意义的。本文将拉姆齐定价原则与外部性理论结合起来作为 研究差别电价政策的经济学依据。 ，8 华北电力大学硕士学位论文 2 3 2 差别电价的经济学模型 对于一个具有外部性的企业来说，需要将外部成本内部化，如下图 3 9 o p p l p o 0 q oq lq 图2 1 外部成本内部化 由图2 1 所示，当不考虑企业的外部性时，企业的盈亏平衡点为a ，此 时该企业的盈亏平衡产量为q 。，盈亏平衡价格为p 。；当把外部影响c 计入到 企业成本中时，企业的盈亏平衡点移动到b 点，对应的盈亏平衡产量为q 。， 盈亏平衡价格为p 。将外部成本内部化后，企业的成本会上升，盈亏平衡所 需的产量增加，企业的经济利益会受到影响，市场竞争力下降，从而起到限 制这类企业盲目发展的作用。 若把高耗能企业对资源和环境造成的外部性作为社会成本来考虑，则对 于工业用户来说，应以按消耗社会成本的不同进行差别定价。参照拉姆齐定 价公式( 2 7 ) ，供电企业对某用户提供电力服务的总边际成本包括该用户的 供电边际成本和该类用户用电对外部影响的边际成本。因此，拉姆齐定价对 于不同用户电价的应用可以表示为 忍毒南2 焉 浯8 ， 其中q 表示总边际成本，q 表示对用户供电的边际成本，c f 表示社会为 该用户付出的边际成本。按照公式( 2 8 ) 的描述，对某类工业用户的电价 不仅应考虑供电成本和用户需求弹性，还应考虑该类用户对社会的外部影 响，主要包括对能源的低效率使用以及对环境的污染等。大工业用户尤其是 高耗能行业中技术落后、规模较低的企业产生的q 较高，而技术更先进并具 备规模优势的同行业企业的c f 较低。对于电压等级相同，供电情况相似的不 9 华北电力大学硕士学位论文 同工业用户而言，q 基本相同；由于电能的可替代性很小，不同用户对电能 的需求弹性仍也基本相同。因此，差别电价的定价依据只与q 有关，对c f 较 大的用户制定较高的电价，对q 较低的用户制定较低的电价。 2 3 3 差别电价模型分析 现假设不同用户的供电成本相同，用户单位电耗为珥，则对社会外部成 本的描述可由供电企业角度向用户生产角度转化，可表示为： 叠2 尚2 孺t r ，2 志- t r 。+ 踹- t r h 州 沿 1 1 一t 仍 1 11 ”1 。 为用户生产单位产品产生的边际社会成本，可理解为该用户生产一单 位产品，社会需要承担的外部成本。岛部分为基本的电度电价，b 为加 成的差别电价。这样在执行差别电价政策后，对于供电成本相同的高耗能企 业来说，需要从和q 两方面来考虑新增的成本压力q 。从消除外部性的角 度来看，企业应逐渐减少对环境污染和资源依赖的程度，即降低；从用电 效率来看，企业存在逐步降低单位电耗q 的动力，这将直接减少企业的电费 成本。政府部门在制定差别电价政策时，可根据公式( 2 - 9 ) 从和口，两方 面对高耗能企业发展进行宏观调控。 按照目前政府最新规定2 ，电网企业执行差别电价增加的电费收入应全额 上缴地方国库，纳入省级财政预算，实行“收支两条线”管理，专项用于支 持当地经济结构调整和节能减排工作。可见，差别电价政策是符合消除社会 外部性原则的，但政策如何进一步落实还需要不断研究。 2 4 小结 通过前面的理论分析可以为差别电价政策找到经济学依据，但在实际研 究中发现，按照公式( 2 9 ) 对差别电价进行定价在科学测算上存在困难。 一方面，由于不同用户之间对环境的外部影响难以量化，资源价格的扭曲也 影响这种外部性的计算；另一方面，对不同行业不同类别的企业计算和q 本身也是一个纷繁复杂的过程，操作上存在困难。 西方国家主要采用财税政策的手段，通过一系列税收手段( 如能源税、 炭排放税、燃油税等) 规制企业的行为，将外部成本内部化，引导产业结构 2 关于进一步贯彻落实差别电价政策有关问题的通知( 发改价格【2 0 0 7 】2 6 5 5 号) 1 0 华北电力大学硕士学位论文 的有序发展。而我国目前采用政府直接宏观调控的手段，按照产业结构调 整指导目录( 2 0 0 5 年本) ( 国务院国发 2 0 0 5 4 0 号) 将高耗能行业分为鼓励 类、限制类和淘汰类三大类，对不同类别制定不同电价。这种差别电价政策 可操作性强、执行效果好，对现阶段我国产业结构的宏观调控很有帮助。但 在具体问题上还有很多值得研究之处。卢现祥( 2 0 0 0 ) 认为多种电价制度必 然导致社会各利益集团的寻租行为3 ，同时现行差别电价政策在用户分类和电 价水平上存在一定程度的随意性，这也将影响到差别电价执行的力度和效果 h 们。对此，后文将以在本章介绍的经济学模型为理论依据，采用系统动力 学作为分析工具，对现行差别电价政策进行模拟，并进行分析和评价。 3 租的经济学含义是指“利用资源并通过政治过程获得特权从而构成对他人利益的损害大于 租金获得者收益的行为。 华北电力大学硕士学位论文 第三章系统动力学仿真模型构建 3 1 系统动力学模型概述 差别电价政策在执行中涉及到多个利益主体，影响的传导机制较为复杂， 需要借助社会经济系统模型对各个利益主体之间的相互反应以及政策执行 情况做出模拟。表3 1 列出了四种常见的建模方法h 引，通过对比分析发现 系统动力学方法在研究变量与变量互相的传递影响上具有优势，因此本文采 用系统动力学作为分析研究差别电价政策的建模工具。 表3 1 1 社会经济系统模型对比分析 模型 类别 模型创立模型形式主要特定 局限性主要应用范围 投 由俄裔美籍经济以投入产出表能清楚地反应出较难处理经济活是搞好综合平 入 学家瓦西里列昂为核心的代数各部门间的生产动中的动态问衡的重要工具， 产 惕夫于2 0 世纪3 0方程组( 静态)联系，模型简明题；没有考虑最主要应用于生 出 年代首次提出或差分方程组 终需求的确定以产系统的平衡 ( 动态) 及生产与收入之 法 间的反馈关系 由挪威的经济学线性或非线性将经济理论、统有一定时间跨度经济结构分析； 计家佛里希在1 9 2 6联立差分方程计学、数学和计的高质量经济统经济政策评价； 量年提出组算机仿真技术有计数据难以获经济预测，但预 经 机的结合在一起得；当经济结构测期限不长 济等变化较大时， 学 模型难以及时做 出反应 1 9 5 2 年在巴黎召以离散形式的能充分反映国民目前使用的模型能进行各种期 经开的世界控制论状态空间模型经济的调节控制还处于开发阶段限的预测；能进 济大会上首次提出为主 机制，充分利用行战略研究和 控了“经济控制论” 控制理论的现代制定最优经济 制一词 成果政策：能作为制 论定五年计划的 辅助工具 1 2 华北电力大学硕士学位论文 系由美国麻省理工可带有时滞的能方便地处理非预测精度不高，在制定国民经 统 学院的福瑞斯特一阶微分方程线性和时变现较适用于分析研济的中远期发 动教授于2 0 世纪5 0组象，能做长期的、究系统的结构与展规划时作战 力年代中期创立的动态的、战略的动态行为略研究和政策 学仿真分析与研究分析 由于系统动力学具有以上特点，在解决问题时可以从系统内部的微观结 构入手建模，同时借助计算机仿真技术来分析研究系统结构功能与动态行为 的内在关系，从而找出解决问题的对策。基于因果关系和结构决定行为，是 系统动力学建模的独到之处，在分析问题上有如下优点： ( 1 ) 适用于处理长期性和周期性的问题。如自然界的生态平衡、人的生 命周期和社会问题中的经济危机等都呈现周期性规律并需通过较长的历史 阶段来观察，己有不少系统动力学模型对其机制做出了较为科学的解释。 ( 2 ) 适用于对数据不足的问题进行研究。建模中常常遇数据不足或某些 数据难于量化的问题，系统动力学利用各要素问的因果关系、有限的数据及 一定结构仍可进行推算分析。 ( 3 ) 适用于处理精度要求不高的复杂的社会经济问题。不少系统因描述 方程是高阶非线性动态的，应用一般数学方法很难求解，而系统动力学借助 于计算机及仿真技术仍能获得主要信息。 ( 4 ) 能够进行政策仿真。利用模型仿真剖析系统，可以获取更丰富、更 深刻的信息，进而觅寻解决问题的途径。系统动力学解决问题的过程实质上 也是寻优过程，其最终目的是寻找系统较优结构，以求得较优的系统功能。 3 2 系统动力学应用特性 系统动力学( s y s t e md y n a m i c s ) 是一门分析研究信息反馈系统的学科， 是认识与解决系统问题、沟通自然科学与社会科学的边缘学科，属于系统科 学的一个分支：系统动力学以传统的管理程序为背景，引用信息反馈理论和 系统力学理论，把社会问题流体化，从而获得描述社会系统构造的一般方法， 并通过计算机仿真运算，获得对真实系统的跟踪，实现社会系统的战略与策 略实验幢引。 系统动力学研究处理复杂系统问题的方法是定性与定量结合，系统整体 思考与分析、综合与推理的方法。概况来说，运用系统动力学建立模型具有 下列应用特性： ( 1 ) 研究问题注重从因果机制出发。因果关系是存在于各种现象的普遍 1 3 华北电力大学硕士学位论文 关系。从因果关系出发，分析各因素之间构成的因果反馈环，才能从纷乱的 现象中找出发生这些现象的内在原因和形成机制。 ( 2 ) 从观察系统结构入手。系统动力学认为系统结构是系统发展的内在 动力。只有了解了系统的结构和变化机制，才有可能预测系统未来的行为。 因而系统动力学模型也被称为“结构依存型模型。 ( 3 ) 所建模型与管理者的思维模型相沟通。任何模型一般总是要组织信 息、澄清观点、统一认识，对令人困惑和有争议的系统行为给出令人满意的 解释。系统动力学的建模技术易于将管理者的思维进行量化。 ( 4 ) 内生化处理。系统动力学认为，系统的行为模式与特性主要取决于 其内部的动态结构与反馈机制，所以应从内部寻求解释系统行为的规律，重 点在于模型的内部结构。 ( 5 ) 非线性行为。系统动力学模型能够处理复杂的非线性系统，因而适 于研究社会经