（管理科学与工程专业论文）我国电厂投资的进入时机与区位选择的博弈分析.pdf

摘要 在电力市场改革不断推进的情况下，不同的投资主体已进入发电市 场，投资决策问题成为投资主体所要考虑的主要问题，而投资者的行为 必然会对电力市场的改革目标及行业的可持续发展带来影响。 本文对电厂投资中的两个主要问题即进入时机与区位选择进行了 博弈分析。在对进入时机的博弈分析中，主要分析了行政介入对进入时 点的影响，得出在电力短缺的情况下，行政的过度介入将引起抢占博弈， 造成优势区位的过度进入。在对区位选择的博弈中，本文对不同容量约 束条件下的区位选择进行了博弈分析，结合我国实际得出在无规制时会 有在高需求地区电厂投资过度进入的问题，而在制度激励的情况下可提 高在低需求地区投资的概率，从而引导投资。与之对应，本文构建了地 方政府与投资者的一个简单三方博弈模型，进一步指出造成无序投资及 区域的过度进入问题的原因。最后，从电力投融资体制，监管体制等 方面提出改善电力投资现状，促进电力市场改革的政策建议。 关键词：投资时机，期权博弈，区位博弈，容量约束 a b s t r a c t a tt h eb a c k g r o u n do fd e r e g u l a t i o nr e f o r mo fe l e c t r i c i t ym a r k e ta n d e l e c t r i c i t ys h o r t a g e ，m a n yk i n d so fi n v e s t o r sh a v ee n t e r e di n t og e n e r a t i o n m a r k e t a n dt h e yf o c u so nt h ei n v e s t m e n td e c i s i o n s ，w h i l ei t i su n a v o i d a b l e t h a tt h ei n v e s t o r s b e h a v i o rw i l lh a v eae f f e c to nt h ea i mo fe l e c t r i c i t yr e f o r i n a n dt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fe l e c t r i c i t yi n d u s t r y t h i sp a p e rm a i n l ya n a l y z e st h ei n v e s t m e n tt i m i n go fe l e c t r i c i t yp l a n ta n d l o c m i o nc h o i c eu s i n gg a m et h e o r i e s a st ot h eg a m ea n a l y s i so fe n t r yt i m i n g ， i tm a i n l ya n a l y z e st h ei m p a c t i o no fa d m i n i s t r a t i o n si n t e r v e n t i o no ne n t r y t i m i n g ，a n dd r a w st h ec o n c l u s i o nt h a tu n d e rt h e s i t u a t i o no fe l e c t t i c i t y s h o r t a g e ，a d m i n i s t r a t i o n s e x c e s si n t e r v e n t i o nw i l li n d u c ep r e e m p t i o n b e h a v i o r ，a n de v e nm a k ee x c e s se n t r yp r o b l e m a st ot h ea n a l y s i so fl o c a t i o n g a m e ，u n d e rd i f f e r e n tt r a n s m i s s i o nc a p a c i t yc o n s t r a i n t ，t h i sp a p e ra n a l y z e s t h el o c a t i o nc h o i c eo ft w oi n v e s t o r s c o m b i n e dw i t ht h er e a lc o n d i t i o n so f o u rc o u n t r y ，t h i sp a p e rd r a w st h ec o n c l u s i o nt h a tt h e r ec o m e st h ee x c e s s e n t r yo fp l a n ti n v e s t m e n tt oh i g hd e m a n dl o c a t i o n s w h e nt h e r ei sn o r e g u l a t i o n o np l a n ti n v e s t m e n t ，a n di ta l s oe d u c e st h a tt h r o u g hs y s t e m s s t i m u l a t i o n , w ec a ne n h a n c et h ep r o b a b i l i t yo fi n v e s t i n g o nl o wd e m a n d l o c a t i o n c o r r e s p o n d i n gt ot h ea b o v ea n a l y s i s ，t h i sp a p e ra l s oa n a l y z e st h e b e h a v i o ra m o n gl o c a lg o v e r r m a e n ta n di n v e s t o r s ，b r i n g i n gf o r w a r dt h e r e a s o no f1 0 wl e v e la n do u t - o f - o r d e ri n v e s t m e n ta n de x c e s se n t r y f i n a l l y ， t h i sp a p e rp u t sf o r w a r dt h ea d v i c ea n dp o l i c i e so fi m p r o v i n ge l e c t r i c i t y i n v e s t m e n ta c t u a l i t i e sa n dp u s h i n ge l e c t r i c i t ym a r k e tr e f o r mf r o mt h e s y s t e m so fe l e c t r i c i t yi n v e s t m e n ta n df m a n c i n ga n dr e g u l a t i o ns y s t e m s k e yw o r d s ：i n v e s t m e n tt i m i n g ，o p t i o ng a m e ，l o c a t i o ng a m e ，c a p a c i t y c o n s t r a i n t 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致 谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材 料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明 确的说明。 作者签名监日期丝年旦月乒日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学 位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学 位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 作者签名： ，垒叁蚨师签磊k 日期：丛年筝日 硕士学位论文第一章导论 1 1 研究背景及意义 第一章导论 世界各国正在进行的电力市场的改革使得电力行业面临着一些新的挑战。在放 松规制条件下的长期投资计划就是所面l 临的挑战之一。原来由国家独家垄断经营的 电力公司将进行业务及组织机构上的分离，中央与地方大部分电力资产已进行或将 进行重组，在这一过程当中，一些分离出来的电力企业将获得独立的经营管理权。 我国为在电力市场引入竞争机制，国务院于2 0 0 2 年4 月正式批准了电力体制改革 方案，开始进行新一轮的电力体制改革。电力市场的放松规制改革产生了许多具 挑战性的研究课题。在电力市场中，市场的短期效率是研究的焦点。直到近年，市 场的长期效率尤其是资本投资才开始引起关注。随着市场的逐步开放，以追求市场 价值最大化为目标的公司逐步掌握了投资决策权。其中一项关注的课题为如何保证 备用容量的充足性，以及随着行业的市场结构变化，不同的能源供应系统之间的竞 争性是如何相互影响的”3 。 伴随着放松规制的趋势，能源行业还面临着一个主要的问题即能源产品对环境 的影响。最突出的问题就是由二氧化碳、甲烷等导致温室效应的气体带来的全球变 暖问题。在不减少能源消费的条件下减少排放量，就须对现存的生产容量内部结构 进行实质的改变。现在面l 晦的压力是，一方面要减少旧的燃料发电容量，另一方面 须建设基于可再生技术的新容量。因此，在放松规制的能源市场中，公司的投资决 策在达到全球政策目标方面有着重要的影响“1 。 有关能源产品投资的传统文献多基于规划及优化的范例0 1 。然而，随着市场的逐 步开放，这些文献的适用性将减少。从社会的角度来说，新的行业组织并不是致力 于容量扩张的优化，而是市场规则的优化设计“1 。在这一市场设计下，为了达到长 期目标，就应该对市场参与者价值最大化的投资行为有一个正确的理解。 由于容量投资从长期来看是不可逆决策，不同的不确定性是公司投资行为的主 要决策变量。在有关投资的现代经济理论中也强调了这一观点。实物期权方法有着 其金融经济学基础，它强调金融衍生工具及实物投资机会之间的类推关系。然而， 在能源市场中，实物投资机会及金融衍生工具之间存在着许多本质的差异。能源产 品的一个典型特点就是在成本结构及相关的不确定性下，有许多可选择的技术应用 硕士学位论文 片 一早哥w 于不同的资产中。一些项目的选址比较特殊，例如，水力发电及输电容量投资，在 这当中存在投资机会的租金问题。另一方面，对于火力发电厂来说，特殊的选址并 不是最主要的决定因素，因此租金也取决于产品市场的竞争。一些技术使得小规模 发电机组的容量投资成为可能( 例如，天然气，生态火力发电厂及风力发电厂) ， 而其它技术必须应用于大规模的发电机组中，对大型的发电机组的单一投资通过影 响市场价格来影响所有的市场参与者。 相对于金融投资来说，能源投资最显著的特征可能是竞争互动。所有的能源投 资至少在某种程度上是相互关联的，由行业供求决定的产品价格形成了这些关联性。 当只有相对少的市场参与者时，就必须考虑策略互动的问题。 我国发电优势资源的开发程度较低，在电力项目审批制的情况下，抢占优势资 源会获得很大的租金与比较竞争优势。在电力需求缺口较大的情况下，水力资源、 煤炭资源丰富的省份已成为五大发电集团抢滩的要地。3 。就我国电力市场现阶段而 言，发电市场是垄断竞争市场，国有发电公司占据市场主导地位，在分析其投资行 为时必须考虑策略互动问题。投资者的抢占投资，过度进入问题，及行政的不恰当 介入问题，都反映了投资主体博弈的特定后果。 在现阶段，发电市场的投资者进行的是抢滩博弈，表现为进入时机的选择上， 而投资者对投资时机的抢占最终体现为对资源的抢占，也就是体现在对区位选择上 的竞争，区位的竞争最终会影响到我国电力行业的可持续发展及区域经济的发展。 因此，本文将结合我国电力市场改革的实际情况，拟运用期权博弈的思想对电厂投 资建设中的投资者进入时机及运用博弈论对投资者区位选择行为与之相关的政府行 为进行分析。在此基础上，得出引发我国电厂投资问题的深层次原因，提出引导我 国电力投资与电力发展的长远规划相协调，保证区域的平衡发展及我国未来能源结 构的合理分布的政策建议，这对其他自然垄断行业放松规制改革意义进程也有借鉴 意义。 1 2 研究文献综述 1 2 1 国外研究综述 1 、实物投资与实物期权 实物投资( r e a li n v e s t m e n t ) 即直接投资，指投入形成固定资产的投资。与 之相对的是间接投资，指投入形成金融资产的投资。实物资产与金融资产都可以估 价，尽管在估价实施过程中使用的信息与技术有很大的不同。但两种估价过程所隐 。l 硕士学位论文第一章导论 含的基本原理却非常相似。正如美国经济学家s t e w a r tm y e r s 曾说：“公司的经营 策略与公司的财务管理着眼于同一件事一通过风险投资获取最高收益。”，这深刻 地揭示了金融市场中通过组合投资和利用金融创新来规避风险提高收益的做法，在 实物投资领域同样有着重要的借鉴作用。 从狭义上讲，实物期权( r e a lo p t i o n ) 是指以实物投资为标的资产的期权。 具体表现为在经营、管理、投资等经济活动中，以各种形式获得的进行或有决策的 权利，它是金融期权理论在实物( 非金融) 资产期权上的扩展与应用。实物期权一 词最先出现于1 9 7 7 年s t e w a r tm y e r s 在金融经济学期刊中的“d e t e r m i n a n t so f c a p i t a lb o r r o w i n g 一文，他将资本投资作为一个看涨期权( c a l lo p t i o n ) ” 。他认 为投资者可以在实物投资市场中找到类似金融市场中金融期权那样的有价权利。但 实物期权不像金融期权能够在金融合约中得到详细说明。因而没有明确的合同条款 加以约束，它的标的资产是复杂的实物资产。因而实物期权必须加以辨别和进行特 别的说明。这种方法主要思想是将投资项目视作一个或一系列美式期权，运用期权 的定价方法评估项目的价值，计算过程融入了“最优决策”的思想，决定在什么条 件下进行投资或是放弃投资。 从广义上讲，实物期权是一种思维方式。首先，期权是或有决策。期权就是 可以在看到事情是如何发展之后，再制定决策的机会。在决策时刻，假如情况向好 的方向发展，就做出一种决策，但如果向不好的方向发展，将做出另一种决策。这 就意味着期权的损益是非线性的，它将随着你的决策变化而变化。第二，实物资产 估价与金融资产估价是一致的。实物期权方法是使用金融市场的输入量和概念，来 为所有类型的实物资产复杂的损益定价。其结果是使投资机会以及交易机会( 例如 合资、技术许可证、收购等) 具有等值基础上的可比性。第三，期权思维方式能够 用来设计和管理战略投资。就像金融期权一样，投资管理者可以将多种期权组合起 来，设计出的复合期权，从而能够降低不确定性暴露，并在出现有利结果的情况下 增加收益。 2 、 实物期权理论在自然资源经济中的应用 实物期权方法最早应用于自然资源投资。b r e n n a na n ds c h w a r z ( 1 9 8 5 ) 研究 了个矿山的开始、关闭、及中止决策，这一矿山所生产出的自然资源价格随时间 而波动。p a d d o c ke ta 1 ( 1 9 8 8 ) 开发了一个对海上石油租赁进行估价的方法“。 近来的应用研究有l u m l e ya n dz e r v o s ( 2 0 0 1 ) 所做的自然资源投资研究，以及i n s l e y ( 2 0 0 2 ) 在均值逆向定价过程中对伐木业的研究”。c o n r a d ( 2 0 0 0 ) 1 研究了一个野 生区域的管理问题，这一野生区域可以被开发利用，例如进行水力发电。模型有许 第章导论 多相互联系的期权：保存、提取资源，及随后对水电的开发，或者在不消耗资源的 情况下直接开发。 有几篇文章从社会的角度研究了最优政策问题。例如，采用一项环境政策可看 成为一项具有不确定性成本及收益的不可逆投资。对于采用这样一种政策的最优时 间选择问题，c o n r a d ( 1 9 9 7 ) ，s a p h o r e sa n dc a r r ( 1 9 9 9 ) ，a n dp i n d y c k ( 2 0 0 0 ) “ 已做了研究。实物期权方法也已被提出用于评估其他政策。例如，l u n d ( 1 9 9 2 ) 1 通过观察致力于实现不同价值最大化的公司的行为，分析了石油税收变化的影响。 在能源投资的应用方面，一方面有文献着重于总体认识的研究，另一方面有文 献着重于对实际应用的方法开发的研究。在更为综合的方面，p i n d y c k ( 1 9 9 3 a ) 。 研究了一个花费较长时间建成的核电厂投资。他集中研究了与建设成本不确定性相 关的不确定性。他证明了两种不确定性对投资有不同的影响：技术的不确定性使得 投资更具备吸引力，而投入成本的不确定性则有相反的影响。a b e l ，a ，a n d e b e r l y ，j ( 1 9 9 4 ) “研究了另一种技术不确定性问题，即外生技术进步，它以随机 地进行创新形式出现。在风力发电的驱动下，模型假设技术革新降低了投资成本。 同时也证明了技术不确定性带来的影响取决于另一不确定性，即电厂产生的未来收 入。 包括b e n a v i d e s ( 1 9 9 5 ) 及k o b i l a ( 1 9 9 3 ) ”“在内的一些学者研究了随机 需求下的增加投资的问题。前者模拟了电力容量投资及在连续及增长的规模回报率 的情况下，研究了社会性最优扩张规则。后者在一个特定假设( 即当存在竞争性热 电容量供应市场时，由只以利润最大化为目标的主体对水电投资进行优化) 下，应 用投资随机控制理论研究水电容量扩张问题。 s a l a h o r ( 1 9 9 8 ) ，b r a d l e y ( 1 9 9 8 ) ，l a u g h t o n ( 1 9 9 8 ) ，a n db a k e re ta 1 ( 1 9 9 8 ) 等直接研究了应用于实际的方法问题，他们在实际案例中设置了应用实物期权方法 的一般指导方针“。v e n e t s a n o se ta 1 ( 2 0 0 2 ) “提出了一个对不确定条件下风力 发电项目评估的方法。s m i t ha n dm c c a r d l e ( 1 9 9 9 ) “针对利用实物期权方法评估 一些石油及燃气投资进行了实证分析。 3 、期权博弈理论在实物投资进入时机中的应用 进入是微观经济学在分析市场结构问题时经常使用的一个概念，是指一个产业 中的一家新企业通过建立新的生产能力，或者将原先在其他产业中使用的工厂转移 到该产业中来，或者把以往关闭的生产能力再次开动起来。一个企业进入新的业务 领域，即开始生产或提供某一特定市场上原有产品或服务的充分替代品。进入的方 式在技术上有模仿和创新两种，主要由在位企业的多元化发展、收购和新企业启动 硕士学位论文 第一章导论 所构成。市场的进入，其本质就是企业以其所拥有的资本、劳动或技术等要素资源， 受到利益诱导，在不同市场、不同地域或不同行业之间的转移。因而进入对产业发 展的作用首先表现为促使资源配置到更有效经营的领域。另外，现实和潜在的进入 能够使在位企业感受到竞争的压力，创造了使现在企业降低成本的激励。并且，新 进入者往往可能会带入福利增强型的新产品、新的生产方式或新的服务“。 在关于竞争的新古典主义理论中，进入和退出长期以来被视为重要的推动力 量。传统理论告诉我们进入可以进行需求和产品价格的调节，增加在位企业的竞争 压力以最大可能地提高效率，通过进入，新的产品和技术也会被带进来。在动态的 竞争过程中，一些企业进入并成长起来，另一些企业停滞或衰退，新企业的进入对 市场的推动起着重要的作用，老企业的衰退则为新企业提供了空间，竞争过程又推 动着进入。 对投资最优时机选择的研究始于m c d o n a l d 及s i e g e l ( 1 9 8 6 ) 。1 的开创性的论 文，在其论文中，他们建立了有关不确定条件下投资时机的基本问题的模型，模型 中假设成本及项目价值是外生随机的。他们证明了在不确定条件下的确实存在时机 期权价值，投资规则不同于传统的n p v 方法，当收益超过成本一定正值时，公司才 会进行投资。除了项目价值及成本的不确定性外，i n g e r s o l l 及r o s s ( 1 9 9 2 ) 0 1 证明 了当利率是随机变化时，也存在时机期权价值。 在m c d o n a l d 与s i e g e l ( 1 9 8 6 ) 之后，许多研究在不同投资行为假设的条件下 展开。d i x i t ( 1 9 8 9 ) ”用相同的方法来研究进入及退出决策问题。 t r i g e o r g i s ( 1 9 9 1 ) 。”研究了当存在预期进入时的投资时机，项目价值假设为外生决 定的。在房地产领域，t i t m a n ( 1 9 8 5 ) 。”利用简单的二项树方法研究了土地价格及 在不确定条件下的开发行为。s i n g ( 2 0 0 0 a ，2 0 0 0 b ) 。7 1 在m c d o n a l d 与s i e g e l 的框架 下研究了房地产开发的最优时机问题，在他的研究中租金收益被假设为外生随机的。 d i x i t 、p i n d y c k ( 1 9 9 4 ) 及t r i g e o r g i s ( 1 9 9 6 ) 对实物期权的初期发展做了很好的研 究。 尽管有越来越多的有关实物期权的文献集中于最优时机的问题，但很少有文 献考虑到策略互动问题。在这些文献中，一些有关早期的策略互动研究在此是值得 一提的。s m i t 和a n k u m ( 1 9 9 3 ) “”运用单一的二项树来检验在离散时间下的公司策略 均衡。他们在决定市场结构及吸引新进入者方面利用经济租金作为一个实质概念。 他们的结果证明竞争并没有消除期权价值，当一些公司具有单个市场力时，可能存 在一个竞争抢滩的威胁。 当s m i t 与a n h m ( 1 9 9 3 ) 研究垄断与竞争市场时，l e a h y ( 1 9 9 3 ) 0 3 ， 硕士学位论文第一章导论 w i l lj a m ( 1 9 9 3 ) o ”及g r e n a d i e r ( 2 0 0 2 ) 。”集中于研究竞争市场的情况。l e a h y ( 1 9 9 3 ) 证明当公司缺乏远见，即它没有考虑竞争者进入及假设价格过程是外生时，在竞争 市场中的最优策略是相同的。它也证明了一个社会规划者也能够解得竞争均衡策略。 w i l l i a m ( 1 9 9 3 ) 研究了一个竞争性实物资产市场的均衡策略，但对于一个不同的行业 结构，它假设了需求与供应函数及折旧。g r e n a d i e r ( 2 0 0 2 ) 提供了一个简易的方法来 推导在一个连续时间古诺一纳什框架下的均衡策略，他证明了标准实物期权模型强调 了等待期权的价值，竞争的影响明显地消弱了等待期权价值，导致投资者在非常接 近n p v = o 值的阀值点进行投资，他也证明在某些情况下，在当假设投资者缺乏远见 时，可以获得均衡策略。g r e n a d i e r 最近推进了在竞争均衡方面的研究， g r e n a d i e r ( 2 0 0 3 ) 用统一的均衡方法对不同的商业房地产租赁合同进行评估。利用博 弈论及实物期权模型，标的资产市场被模拟成一个连续的，竞争的古诺纳什均衡市 场。标的房地产市场的模拟与g r e n a d i e r ( 2 0 0 2 ) 中的模拟本质上是相同的。 相对于竞争垄断与竞争市场，对垄断竞争市场的研究则更少。s m e t ( 1 9 9 3 ) 。” 在用实物期权理论解释f d i 垄断市场方面做了很好的尝试。h u i s m a n 与k o r t ( 2 0 0 1 ) o ”在解释策略互动对等待期权价值的影响方面提出了一个对称双寡头模型。 g r e n a d i e r ( 1 9 9 6 ) “1 也将房地产开发模拟成一个对称性双寡头市场并解释了房地产 开发的繁荣与膨胀，及被认为非理性过度建设的根本原因。其他一些关于垄断竞争 市场的文献研究了技术投资或技术采用的问题，f u d e n b e r g 及t i r o l e ( 1 9 8 5 ) ”1 提出 了将实物期权与博弈论方法相结合。而大多数的文献集中于对称性垄断竞争， p a w l i n a 及k o r t ( 2 0 0 2 ) 是一个例外，他们的模型解释成本的不对称性及竞争劣势的 优势3 6 1 4 、博弈论在投资区位竞争中的应用 在考虑行为主体之间的互动行为的基础上来进行区位分析，这样的分析模式源 于霍特林1 9 2 9 年名为“竞争均衡”的论文。在这篇论文中，霍特林详细分析了一个 如同“主街道”( m a i ns t r e e t ) 那样的市场中两个企业的空间竞争行为。霍特林的最 终分析结论是：在一个双头垄断市场中，通过同时选择的区位和价格策略行为，实 现了策略主体集聚在市场中心的区位均衡。由此，霍特林建立了他的区位竞争的“最 小差异原则”。随着霍特林区位对策模型的建立，战略性区位理论的基础也就建立 起来了。”。 一般而言，空间竞争的文献大致可分为两类：价格竞争( 或b e r t r a n d 竞争) 模 型与数量竞争( 或c o u r n o t 竞争) 模型。上述两类模型都是利用两阶段博弈理论，假 设竞争厂商首先决定空间区位，再决定产品的输送价格( d e l i v e r e dp r i c es c h e d u l e ) 硕士学位论文第一章导论 或是各空间点的供给数量( 1 0 c a t i o ns p e c i f i cq u a n t i t ys c h e d u l e ) 。至于如何判断 是c o u r n o t 模型或是b e r t r a n d 模型，哪种较适于分析空间竞争的问题? 大体而言， 还是应该从产品或服务的特性来解答。如果某产品的生产能力( p r o d u c t i o n c a p a c i t y ) 决策是缺乏弹性的( i n f l e x i b l e ) ，或是调整生产能力将涉及相当高的成本 时( 例如重工业产业) ，则以数量竞争来分析是较为恰当的；反之，如果某产品之价 格决策是缺乏弹性的，或是价格为促销广告所主打的重点( 例如型录销售：c a t a l o g u e s a l e s ) ，此时则以b e r t r a n d 竞争来分析较为适当。o s b o r n ea n dp i t c h i k ( 1 9 8 7 ) ， d a s p r e m o n te ta 1 ( 1 9 7 9 ) 在厂商采取价格竞争时的区位选择模型中，得到相当 一致的结论：在线性都市上，采取区位一价格博弈( 1 0 c a t i o n p r i c eg a m e ) 的厂商， 将不会聚集在一起( n e v e ra g g l o m e r a t e ) o 。厂商之所以不会选择在相同地点区 位，主要是由于在价格竞争的假设下，如果厂商的区位点相同时，只要是出价最低 者将囊括整个市场( a l l o r n o t h i n g ) ，因此在激烈的价格竞争下，必然会使得均衡 价格等于平均成本( 利润等于零) ：因此厂商预期到上述结果时，将选择分散开来的 区位方式。 其次，厂商采取数量竞争的空间区位模型，则为近年来才逐渐被重视，而且将 厂商区位视为策略性选择变量的相关文献相当有限；在这方面的主要文献有 h a m i l t o n 等人( 1 9 8 9 ) ”1 、a n d e r s o n 与n e v e n ( 1 9 9 1 ) “”的研究。他们分析在线性都市 下，厂商首先选择区位再采取数量上的竞争时，对厂商区位选择的影响，并得到与 厂商采取b e r t r a n d 竞争时完全迥异的结果；这两篇文章皆证明在厂商采取古诺竞争 时，厂商将一同聚集于市中心。g u p t a 等人( 1 9 9 7 ) 与m a y e r ( 2 0 0 0 ) ”则沿续上述研 究，分别将消费者是均匀分布的假设，或放宽了在空间上的生产成本是相同的假设， 来探讨厂商聚集区位的可能性，并得到如果消费者分布或生产成本是相当重要时， 厂商仍然会选择聚集区位的方式的结论。 然而，上述数量竞争模型会得出厂商会选择聚集区位的结果，可能是假设在线 性都市( 市场) 下的必然结果。p a l ( 1 9 9 8 ) 、c h a m o r r o r i v a s ( 2 0 0 0 ) “”则分析在圆形消 费市场时的厂商区位形态，并发现厂商会选择相互等距的分散区位方式。市场型态 不同会影响厂商区位结果，主要是因为在数量竞争下，所有厂商将分享各空间点上 的消费需求，因此即使厂商聚集在同一点区位，其利润亦是大于零的( 与b e r t r a n d 竞争完全不同) ；其次，在线性都市假设下，整个市场的端点与中心点可以很清楚的 定义出来，此时由于运输成本是由厂商所负担，并直接反应到厂商的利润：因此， 厂商在追求最大利润的行为，可视为最小化总运输成本，因此厂商聚集在市中心是 最为理性的选择。而在圆形都市的假设下，并没有起点或终点，如果此时厂商仍然 硕士学位论文镑一童导论 选择聚集的区位方式，将促使数量竞争更为激烈，也不利于厂商服务于距离较远的 消费者：因此，理性厂商应该选择分布式的区位方式，不仅可以降低厂商问的竞争， 而且也能减少运输成本。 1 2 2 国内研究综述 1 、在电力投资方面的研究综述 邬慧玲( 1 9 9 3 ) ”3 1 研究了在电力改革之前的电力投资结构优化模型，她在 c o b b d o u g l a s 生产函数的基础上，根据我国改革前的电力投资结构，提出了一个非 线性电力投资结构优化模型，并对模型结构及其意义作了分析研究。翟志华，赵三 清( 2 0 0 2 ) ”论述了厂网分开、竞价上网后的电力投资公司应采取的对策。贺元启 ( 2 0 0 2 ) “从地方电力投资角度探讨了电力体制改革。辛洁晴，言茂松( 2 0 0 0 ) ”“ 研究了电力市场环境下合理回报输电容量投资的方法，提出基于输屯容量市场供需 回报的思想，介绍了网嵌入边际成本输电定价新方法，解析推导说明了该方法下电 网的弹性收支平衡机制及其在体现输电容量投资回报和引导电网优化发展上的合理 性，并用数字算例作了论证。邱永志，潘国臣( 1 9 9 9 ) ”在c o b b d o n g l a s 生产函 数的基础上，根据电力行业的特点，提出了一个较为合理的电力生产函数，并据此 构造了一个非线性投资结构优化模型。王成山，吉兴全( 2 0 0 2 ) ”以非合作静态博 弈理论为基础，对输电投资博弈进行定义，通过运行模拟计算各种策略组合下博弈 各方的收益，进而求得n a s h 均衡点，为参与者的投资决策提供了依据。研究结果表 明，面对众多的潜在投资者及其可能的投资行为，参与者总以自身利益最大化为目 标，充分体现了个体理性原则。王成山，吉兴全( 2 0 0 3 ) “基于合作博弈理论，提 出了一种多主体合作投资的费用分摊方法，通过投资收益分析，计算各子联盟的特 征函数值，将超出值作为衡量分摊方案优劣的兰指标，并结合遗传算法求得输电合 作投资的核子解，分摊结果可同时满足个体合理性条件和群体合理性条件。叶泽， 雷新途( 2 0 0 4 ) 。2 1 根据资本定价模型，对电力市场中电力企业的投资行为进行了分 析，得出了在私有制下企业投资不足和公有制下企业投资过剩的基本结论。 国内目前还没有从博弈论角度研究电厂投资或容量投资建设中的时机即先行及 追随投资的选择对电力行业的影响的问题。 2 、在投资区位竞争方面的研究综述 在国内，洪开荣( 2 0 0 1 ) 从博弈论角度分析了城市开发问题当中的先行投资困 硕士学位论文第一章导论 境，优势区位问题，行政介入及可持续开发问题，提出界定政府行政介入的边界与 政府的介入规则，对于合理的区位资源利用主张的提出很有必要”“1 。 洪开荣( 2 0 0 2 ) ”对战略性区位理论及其发展做了综述，“在非战略性区位理 论的发展过程中，屠能( t h u n e n ) 的孤立国模型解释了农业区位形成的理论基础，也 奠定了非战略区位理论分析的基本模式。此后，韦伯( w e b e r ) 的工厂定位理论、克里 斯泰勒( c h r i s t i a n ) 的中心地理论和阿隆索( a l o n s o ) 的土地最优利用模型，进一步分 析了经济行为的非战略性区位选择理论，并由此确立了工业区位、商业区位和城市 区位的非战略理论分析的基础。尽管资源在空间的配置和经济活动的区位问题一直 未能融入经济理论分析的主流c a p o z z a ，1 9 9 2 ) 。战略性区位理论是把区位对策置于 行为主体战略互动行为的基础之上。从发展进程来看，战略性区位理论的发展源于 霍特林的区位对策模型( j 卡布尔，2 0 0 0 ) ，这个模型建立了被经济学家所称的“最小 差别原则”，即在空间竞争中的企业总是相互靠近而集聚于市场中心，或者说是在 特征空间中的企业总是迫于竞争的压力而使他们的产品差异最小化。在霍特林的同 时价格一区位对策的基础上，霍特林的后继者又分析了序贯的价格一区位对策和相继 的价格一区位对策。在考虑运输成本的二次性和凸性成本假设之后，战略区位模型可 以得到区位主体足够远分离的“最大差异原则”的均衡结果( b e r l i a n t ，1 9 8 8 ) ”。 詹晓宁( 2 0 0 2 ) ”运用博弈论对f d i 竞争对区位选择的影响做了分析。周理等( 2 0 0 3 ) 。“运用区位论做出了武汉商业等级序列的一、二级商业区列表区，对商业区的聚集、 增值、辐射功能作了相关论述。国内目前还没有正式文献从博弈论角度来研究投资 区位对我国电力行业的可持续发展影响问题。 1 3 本文研究思路 本文研究内容按以下思路展开： 首先，介绍选题背景及意义，指出本文研究方向。对国内外不确定条件下的现 代投资理论，实物期权理论在能源及自然资源经济中的应用，期权博弈理论在实物 投资包括电力投资中的应用及博弈论在投资区位竞争中的应用进行简要综述，在此 基础上开展本文的研究工作。 然后，按照电厂投资活动涉及因素展开文章内容。主要是结合产业组织理论对 我国电力市场的进入与退出壁垒做较为详细的分析，并对当前电力投资现状进行分 析，指出存在的问题，为下面的研究提供理论依据及现实依据。 接下来，在前面的理论及现实背景分析的基础上，结合我国电厂投资现状，主 要运用期权博弈理论对电厂投资的进入时机选择进行分析，尤其是讨论行政介入对 硕士学位论文第一章导论 投资时机的影响，从而得出造成当前电力无序投资及电力供需问题的原因。 由于电力投资具有很强的抢滩优势，即电力投资者对时机的选择问题最终体现 为对优势区位的抢占，因此接下来我将运用博弈论对投资者的区位选择进行分析。 首先对在容量竞争下投资者之间的区位博弈进行分析，分别就无输电容量约束及有 容量约束两种情况进行讨论。在此理论分析基础上，结合我国具体实际，分别就无 规制条件下及实行规制后两投资者区位策略选择进行分析，并研究地方政府介入下 的三方博弈，探讨造成我国现阶段电力投资问题的深层次原因。 最后，针对上述主要分析结果，从电力投融资体制，电力监管体制，电力法律 法规等方面提出改善电力投资现状，保障资源合理配置，电力行业可持续发展及促 进电力市场改革的政策建议。 1 4 文章结构安排 本文思路与结构可用图卜1 表示： 硕士学位论文第一章导论 文章结构图 第二章我国电力! h 场进入j 瞧出壁垒与投资现状分析 第二章我国电力市场进入退出壁垒与投资现状分析 2 1 自然垄断产业与电力市场 早期的自然垄断是由于资源条件的分布集中而无法竞争或不适宜竞争所形成 的垄断，由于规模经济的存在，单一企业的平均成本会随着产量的增加而持续下降， 产量越大成本越低，单个企业进行生产会导致成本最低。规模经济之所以导致自然 垄断，还因为在边际成本递减条件下，一方面，原先进入该产业部门的企业，生产 规模越大，边际成本持续下降，因而必须把生产规模扩大到独占市场的程度；另一 方面，在垄断企业已经存在的情况下，即使政府不干预，任何新企业试图进入该产 业，其初始成本必然很高，无法与垄断者展开竞争，即规模经济成为其他企业进入 该产业的壁垒。夏基( s h a r k e y ，1 9 8 2 ) 和鲍莫尔、潘札与威利格 ( b a u m o l ，p a n z a r ，w i l l i g ，1 9 8 2 ) 认为，自然垄断的定义或者最显著的特征应该是其 成本的劣加性( s u b a d d i t i v i t y ) 。成本劣加性关注的是由一家企业提供整个产业的 产量成本较低还是这家企业与另外的企业共同提供相同产量的成本较低。根据最新 定义，自然垄断的特点在于代表性厂商的成本函数的劣加性。如果由一个厂商生产 整个行业产出的总成本比由两个或两个以上的厂商生产这个产出的总成本低，则这 个行业就是自然垄断行业。在多产品自然垄断时，成本劣加性与规模经济之间的区 别更为显著。在多产品生产中，规模经济对于成本劣加性来说既不必要也不充分。 其原因在于在多产品生产中，产品间的相互依赖性非常重要。市场需求和技术的变 化也是经济学家关注的问题，沃特森( w a t e r s o n ，1 9 8 8 ) 认为，随着技术进步，在一 段较长的时期内，成本函数会因生产中新知识的引用而发生转变，从而产生自由竞 争。市场需求和技术基础的改变，完全可以改变自然垄断。2 0 世纪8 0 年代以前， 电力、电信、民航、铁路等产业都属于自然垄断产业，但是随着科学技术的发展， 这些产业不再具有自然垄断产业的特征，越来越具有竞争的条件和因素。以引入市 场竞争机制为目的地放松规制明显改善了自然垄断产业的服务质量和经营效率，西 方国家2 0 年来的实证分析已经证明自然垄断产业引入竞争机制能够带来帕累托改 进【矧。 硕士学位论文第二章我国电力市场进入退出壁垒与投资现状分析 2 1 1 自然垄断产业的进入放松规制 规制的目标通过直接的价格规制和市场进入规制来实现，进入规制是自然垄断市 场进入的刚性障碍。放松规制的实质意义就是政府取消原来对新企业进入特定产业 的限制。自然垄断领域指的是因生产、配送方面的规模的经济效益、网络经济效益、 范围经济效益、沉淀成本、资源稀缺性等原因，使企业仅被限定为一家或极少数几 家公司的产业。这样的产业主要包括：电力、煤气、自来水、供热等公益事业，以 及地区内的电话、广播、铁路等产业。由于垄断或资源稀缺，如果对从事这些产业 的企业的市场支配力放任不管，就很难实现资源的有效配置。 自然垄断产业的进入规制的放松主要是因为一些自然垄断产业的性质已经发生 了变化，传统意义上的自然垄断产业有电力生产、电力配送、城市煤气生产、城市 煤气配送、供水、固定电话服务、移动电话服务、铁路运输、民用航空运输、城市 公共交通；现在仍然具有自然垄断特性的产业是：电力配送、城市煤气配送、供水、 铁路运输：已经转化为可竞争产业的传统意义上的自然垄断产业有移动电话服务、 民用航空运输；目前仍然难以确定自然垄断性或者可竞争性自然垄断产业有电力生 产、城市煤气生产、固定电话服务、城市公共交通。即使是在自然垄断产业中由于 技术的变化，也可以区分为垄断性环节：如在电力产业中发电、供电是竞争性环节， 而电网和配电是非竞争性环节；电信业中长途电话、移动电话、数据传播、本地电 话网、光缆网增值服务、无线寻呼是竞争性环节，而本地电话网、光缆网是非竞争 性环节；民航业中民航客运、货运、机场、航油、航材是竞争性环节，而航线规制、 空中规制、空中通讯则是非竞争性环节；铁路业中货运、客运、大宗物资运输、通 信服务、桥梁建设是竞争性环节，而路轨网，通信网则是非竞争性环节。 2 0 世纪7 0 年代以前，在西方发达国家的自然垄断产业如邮政、广播、电信、 电力、铁路、航空几乎1 0 0 是国有企业，主要由国家投资经营，2 0 世纪7 0 年代以 后，英、美等国的进入规制放松中出现了引人注目的变化，在日本进入规制放松政 策也有“t o ol i t t l e ，t o ol a t e ”的批判，但就经济性的规制而言，电信、通讯、电 力、都市煤气等自然垄断产业中的规制放松也是不断向前推进的。8 0 年代以来，英 国、日本等经济发达国家在自然垄断产业实行了民营化改革，把自然垄断产业中原 有的国有企业改造成为股份制民营企业，同时，对自然垄断产业实行放松规制政策， 允许民营经济进入自然垄断产业，逐步使民营企业成为自然垄断产业的经营主体， 在特定自然垄断产业形成了多家企业竞争经营的格局，其改革的结果使自然垄断产 业的成本、价格不断下降，产品与服务质量不断提高，从而为自然垄断产业民营化 硕士学位论文 第二章我国屯力市场进入退出壁垒与投资现状分析 改革提供了实践经验。到1 9 9 8 年o e c d 国家服务行业不同规制状况发生了变化严格 规制，在电力、移动电话、航空客运、固定电话、铁路、公路运输等行业，严格规 制的国家开始减少，一些国家甚至是自由和十分自由的”。 我国自2 0 世纪8 0 年代末以来，对少数自然垄断产业进行了初步改革。如对电信 行业进行了放松价格规制，放松进入规制，及进行机构改革和产业重组等方面的改 革：对城巾i 公用事业进行了一系列的改革，如减少或取消财政补贴，实行以成本为 基础的定价制度，市政公用企业按照产业化发展、企业化经营、社会化服务的方向， 在统一规划，统一服务质量标准，统一市场准入制度，统一价格收费制度的前提下， 根据产业特点不同程度地引入市场机制，加快市场化进程。供水、供气、供热企业 除管网部分要保持国有独资和国有控股经