（管理科学与工程专业论文）网络型能源产业的融合及其零售市场竞争研究.pdf

c o n v e r g e n c eo f n e t w o r k e n e r g y i n d u s t r i e sa n d c o m p e t i t i o n o fr e t a i lm a r k e t ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt o s o u t h e a s tu n i v e r s i t y f o rt h ea c a d e m i cd e g r e eo f d o c t o r o fm a n a g e m e n t b y l vk u i s u p e r v i s e db y p r o fh uh a n - h u i s c h o o lo fe c o n o m i c s & m a n a g e m e n t s o u t h e a s tu n i v e r s i 坶 m a r c h2 0 1 0 东南大学博士学位论文 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个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，也不包含为获得东南大学或其它教育 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。 签名： 迄熟 日期：2 坚， 关于学位论文使用授权的说明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学 位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外， 允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文 的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 蝉 日期：丝丝：圣! ! 东南大学博士学位论文 摘要 自上世纪八十年代以来，以美国和欧洲为代表的西方发达国家对电力、天然气等网络型 能源产业进行了一系列分拆式放松规制改革，进一步打破了该类产业原本垄断一体化的经营 方式。今天，当放松规制改革推进到上下游全面竞争的阶段时，随着技术和需求的不断发展， 能源领域经过分拆形成的上游生产商和下游零售商正呈现出融合化发展趋势。融合模糊了传 统的能源产业边界，原隶属于不同网络型能源产业的在位公司利用自身的资源优势交叉进入 相互的业务领域，与其它在位公司携手合作或展开跨地域、跨产业和跨网络的竞争。在此过 程中，原本区域性的电力零售商和天然气零售商纷纷通过各种方式转变为全国性甚至是全球 性的综合能源服务商。 由于网络型能源产业的长期自然垄断经营，使人们对它的研究基本上依据规制经济学的 理论框架，主要研究如何通过更合理、有效的规制以提高效率。当网络型能源产业迅速由垄 断转向竞争时，人们往往难以在较短的时间内从融合竞争的角度进行系统深入的理论研究。 因此从理论上加强对网络型能源产业进入全面竞争后的融合与竞争问题的研究已成当务之 急。结合中国国情，研究网络型能源产业的融合以及零售市场中的融合竞争问题将具有明显 的理论和现实意义，可以为我国电力产业和天然气产业的进一步改革提供有益的借鉴。 本文的主要工作包括： 第一章主要介绍有关的背景介绍和研究问题。第二章同顾和评述与网络型能源产业融合 发展趋势及其相关的研究成果。 第三章介绍了网络型能源产业的区域融合过程中出现的转换成本和忠实用户引起的阻 碍市场竞争的现象，以及国外降低转换成本所做的努力。基于双寡头价格竞争模型，分析了 不对称的两个能源零售商在统一定价策略下相互进入时的价格决策以及产生合谋的条件。研 究表明在通常情况下，转换成本越高，混合策略的平均市场价格就越高，但如果两个公司忠 实用户的市场份额在特定范围内，将会出现转换成本增加而市场平均价格下降的现象。这一 违反经济直觉的结果从理论上验证了国外部分实证研究的结论。也为规制机构提出了新的思 考角度。 第四章进一步研究区域融合下出现的价格歧视问题。基于不对称的忠实用户份额和不确 定的转换成本，扩展了双寡头竞争模型，主要讨论价格歧视中的收买转换者行为。由于存在 忠实用户和活跃用户的差别，电力和天然气市场的这一竞争行为变得与众不同。不对称的忠 实用户份额会导致产品定价和折扣价的不对称结果。该章还对比分析了统一定价与价格歧视 策略下公司定价、利润以及社会福利的变化情况。价格歧视策略使得大公司利润减少，但社 会福利和小公司利润变化不能确定。最后探讨动态多期博弈下忠实用户和转换成本对市场份 额和市场定价长期发展趋势的影响。 第五章分析了产业融合带来的多产品竞争问题。由于不少能源零售商努力于从单能源供 应商转变为综合能源供应商，并希望在双燃料供应中享受范围经济带来的收益。该章通过引 东南大学博士学位论文 入转换成本和范围经济，扩展了两维豪特林模型，对比分析了捆绑销售和非捆绑销售卜的公 司利润、消费者剩余和社会福利变化。研究表明捆绑销售使得能源零售商利润下降，但消费 者剩余增加。由于捆绑销售会产生过多的转换并因过渡忠诚引起运输成本增加，一般会导致 社会福利下降；当考虑范围经济的作用时，社会福利的变化将不再确定，在某些情况下，捆 绑销售较之非捆绑销售而言可以达到消费者剩余和社会福利都增加的效果。 第六章结合上下游跨输配网的融合案例，指出规避风险难以解释跨网络的重新一体化问 题。然后基于上游古诺竞争下游零售价和销量刚性模型，研究了上下游公司重新一体化的动 机。在下游市场完全竞争的条件下，一体化公司的利润下降。但是当下游市场处于不完全竞 争，零售价格和销量存在短期刚性时，重新一体化公司的利润可能会上升。而期货市场或远 期合同的效应类似于下游完全竞争。这些结果可以用于解释为何上下游公司放弃契约关系而 选择一体化。该章还以电力市场为例，分析了下游零售市场融合竞争以及由此带来的不确定 性对上游公司投资结构的影响，结果表明即使上游为完全竞争，批发市场的定价机制和下游 需求不确定性仍能导致上游投资结构偏离社会的最佳状态，对某些类型的生产设备形成过渡 投资。 第七章分析了国内外网络型能源产业的融合案例。首先回顾了我国网络型能源产业的市 场化改革进程，探讨我国电力市场和天然气市场改革过程中的初步融合现象与案例。接着探 讨了相对成熟的英国网络型能源产业零售市场的融合案例，与理论分析的结果进行比较，并 利用前文各章的理论结果解释了部分融合现象。 第八章对本文的一些主要观点进行了概括，总结了本文研究的不足，提出了一些需要进 一步研究的现实问题。 关键词：网络型能源产业；融合；转换成本；忠实用户；重新一体化 i i 东南大学博士学位论文 c o n v e r g e n c e o fn e t w o r k e n e r g yi n d u s t r i e sa n d c o m p e t i t i o no f r e t a i lm a r k e t a b s t r a c t s i n c e1 9 8 0 si nm et w a l t i e t l lc e n t u r y ，as e e so fv e n i c a l 出：c i 邺s i t i o nr e f o m sh a v eb e e n m a k i n gi 1 1t l l en e 咖r k 饥嘤yi n d i l s t r i 髓，s u c h 勰p o w e r 孤dn a t i i r a lg a si i l d u s t r i c si i lt h ew 骼t 锄 d e v e l o p e dc o u n t r i 懿r 印r 既饥t c db yu s a 觚de u r o p e a nc o l l i l t r i e s t h i sh a s 啪k t 1 1 eo f i 西n a l m o n o p o l i s 吐ca n di i l t 锲乒a t e do p e m t i o nm o d ei i lt h 铝ei r i d i 峪t r i e s a tp r e s t ，d e r e g u l a “0 nr e f 0 肌si l ln e 咐o r k 锄e r g yi i l d u s t r i e sh a v ed e v e l o p e di n t ot l l ep h a o f 允l lc o m p e t i t i o n0 nm eu p s 吮锄锄dd o w n s t 嗽mm a r l c e t s w i 也t 1 1 ed e v e l o 聊e i l to ft e c l l l l o l o g ) r a n di n c r e m e n to f l e m a n d ，t h eu p s 心e 锄m a n u f a c t i l l e sa l l dd o w n s 仃e 锄r e t a i l e r s ，d e c o m p o s e d 硒m n l ei n t e g r a t e df i m s ，a r es t 印p i n gi n t ot h ec o n v e r g e i l c e 咖d 血玎n a t i c a l l y c 0 n s e q u e i l n y i th 嬲 m i x e dt l l eb o u n d a d ro f 仃a d i t i o n a ln e t 帅r kc l l e r g yi i l d u s t r i 髓h c e ，t h ei i l c u m b 锄t 饥t e ri n t o b u s i n e s se a c ho t l l e rb yl l s i n gm e i ro w nr 鹤o u r c e sa d v a n t a g e ，i no r d e rt 0c o o p e r a t e 谢t l lo t l l c r ：i l l c u i n b e n t0 rj o i i ii l ln l e 伽p e t i t i o no fi i l t e r r c 百o n ，c r o s s - 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s t a g eg 锄e c h a p t e rv d i s c i l s s e st l l em u l t i - c o i n m o d i 哆c o m p e t i t i o nc a u s 。db yt h ei n d u s t r i a lc o n v e r g 翎c e b 嬲e d 册t 1 1 et w o - d i l n 肌s i o n a lh o t e l l i n gm o d e l ，m i sc h a p t e fm a i l l l yf o c l l s 鼯o nh o wt oc h o o 蹁n l e b 吼d l i n g0 ru n b l m d l i n gf 0 r t l l ep o w e r 锄dn a t i i m lg 弱r e t a i l e f l s 、j l ，_ h e np e n e 觚t i n ge a c l lo t l l e r s m a r l 【e t t h r o u g lt h ed i s c i l s s i o n ，s 咖e 瑚u l t sc 锄b ec o n c l u d e d ：t l l e e r g yr e t a i l e r sf a l l i n gi n t oa p r i s o n e r sd i l 锄m a ；c o n s 啪e r ss u 甲h 腌i n c r e a s i n g ；s o c i a lw 甜f - a r ec 0 哪m o n l yd e c r e 舔i n g ，e t c f l l r 吐l e 肌o r c ，e n e r g ：) ，r e t a i l e 鸺f a ni i l t op f i s o n e rd i l e m m aw h i l ec t u m 懿洲叩l u s 、衍l li l l c r e 觞e g e r a l l yt l l eb u n d l i n gs 扛氇t e g yc a l lb 血gi n t om ed e c r e 勰eo f l c i a lw a r f a r e ；h o w e v 盯，i ta l m a y _ b ei n c r e 鹤懿w h c o n s i d 甜n gt l l es c o p ee c 哪i 髓，s w i t c h i n gc o s t s 锄d 姗m s p o n a t i o nc o s t s n ec h a p t e rv ip o i n t s 伽tm a t 酊s ka v e r s i d o s en o t 内l l y 麟p l a i nt l l er e i n t e 野l t i b c y o n d t l l et m n s m i s s i o n _ d i s t r i b u t i 叩n e t w o d ( w i t l lc r o s sn 娟o f kc 勰e s t h e i l ，t l l ec h a p t 盯锄a l y z 懿n l e 东南大学博士学位论文 d y n a m i co fr e i n t e g r a t i o nb 弱e do nm u l t i 缸m sc o u m o tm o d e li i lt h eu p s 仃i 煳a n dp 而c e 订舀d i t y 狮di m 硝耐k tc o m p e t i t i o ni i lm ed o 、v n s 仃l 冶m t h ef h m s p r o f i t sd e c r e 鸽ew h 肌t l l e ya l ls e l e c t i m 唧t i o ns t m t e g y 硼d e rp 耐e c tc o m p e t i t i o ni l lt l l ed o w n s t r e 锄w h 订et h eo n e si n c r e a s eu n d e r s h o r t - t i m ep r i c et i g i d i t ya n di n l 雕时tc o m p e t i t i o ni i lt h ed o w n s 仃e a m t h er 髑u l ts h o wm a tt l l e i i l t e g r a t i o ns 虹a t e g yh 豁m o r ea d v 柚t a g em a nc o n t r a c t u a lr e l a t i o nb e c a u s et l l ee f r e c t so fm n l l e 硌 鲫l 仃a c t so rl o n g t i m ec o n 仃a c t si sa n a l o g o u s 、衍t hm ep e r f b c tc 讲印e t i t i o ni nt l l ed 嗍l s 仃锄 f i n a l l y ，m ec h a p t e rs t i l d i e dt l l e i i l v 骼t i i l e n ts t r i l c t i l 托i l lt l l eu p s t r e 锄i m p a c t e do nb yt l l e c o n v e r g e l l c e ，c o m 刚t i o n 锄d 硼c 酬永n 锣 u n d c rt l l ec o n 、，e r g e n c eo fc r o s s - 衄a n s m i s s i o n - d i s t r i b u t i o nn e t w o r kw i t l l i nu p d o w n s m o 跏 c o r p o r a t i o n s ，c h 印t c rv i 锄a l y z e sm a tr e i n t e g 阳t i o no fc r o s s n e t 、o r ki sn o ta i m c da ta v o i d i i l g r i s l 【s t h e n ，r 豁e a r c _ ht h e 聆i i l t e g r a t i o nm o t i v a t i o no fu p d o w n s 仃e 锄c 0 i p o r a t i o n s ，锄di l l u s n a t e w h y t l l eu p _ d o w n s 仃锄c o 耳i o r a t i o n sp r c f hr e i i l t e g r a t i 鲫t 0c o n n a c t ，b yu s i i l gt h ec o u m o tm o d e l i l lu p s 协e 锄a n dr e t a i lp r i c e 柚ds a l e sd g i d i t yi i ld o w n s 协砌t h er e s u l t si nm i sc h a p t e rc a nb e c o n c l u d e df 而mt 、oa sp l e c t s o no n eh a n d ，t l l ei i l t e g 糟t i o nc o 珥o r a t i o n s p r o f i t sw i l ld e c r e 勰ew h 饥 t l l ed o w n s t r e 锄i sac o m p l e t ec o m 】p e t i t i o nm a r k e t ；i i lt h i sc o n d i t i o n ，t l l er e 跚l to f 印t i o nm a r k e t0 r l o n g - t e 肋c o n 仃a c ti ss i m i l 盯o nm eo t l l e rh 锄d ，t l l ep r 0 6 to fr e i n t e g r a t i o nc o 叩o m t i o n sm a y b e a d d e dw h e nd o w n s t f e 锄m 破e te ) 【i s t i n gt l l er c t a i lp d c ea n ds a l 镐r i 西d l y f i n a l l y ，t l l i sc h a p t e f 如n 1 1 e r 锄a l y z e sm ei i l v e s t i l l 即ts 仇l c t l l 他o fu p s 仃e 锄c o m o r a t i o ni n f l u e i l c e db yt h ec o n v e f g e n c e c o m p c t i t i o ni i id o w n s 仃e 锄m a r k e t 勰w e l la si t s 蚰c e n a i n t ) r t h er e 跚j t ss h o w l a tt h ei n v e s t m e n t s t r i l c t i l 陀m a yd e 访a t e 丘d mt l l es o c i a l 叩t i m u mr e s u l t i n gi n0 v e ri i i v e s t m e n to ns o m ee q u i p m e n t e v i 啪t h o u g hn l eu p s t r e 锄m a r k e ti sp i b r f e c t i yc 伽p e t i t i v e c h a p t 盯v i is t i l d i 懿t l l ec 勰eo fn e t 、釉r k 即e r g yi i l d u s t r i e si nc h i n a 觚do t h e rc o u n t r i 船f i r s t ， t l l ec h a p t e ri l l u s 昀t 髓n l er c i o n l lp c e s so fn e t 、) i ，o r ke i l e 唱yi n d u s t r i e si nc h i n a ，粕dd i s c u s s 销t l l e b e 西蚰i n gc o n v e r g c ep h e i l o m 锄ai nt l l er e f 0 】o ft l l ep o 、e rn a t i l r a lg a sm a r k e t n e np r o p 0 l l l ec o n v e r g 锄c ec a s co fn 咖o r k e r g yi i l d u s t r i e sa r e rd e r e g u l a t i o nr e f i o 门f i l si l lt h eu k 锄d 戗p l a i l ls 锄ee n g l i s hc o n w r g e 王1 c ec a s e s 谢t l lt h et h e o r e t i c a lm o d e lm t i o n e da b o v e c h 印t 盯v ms 啪m a r i z 懿t h em 洳i d e 弱锄dc o n c l u d e ss o m el i m i t a t i o n si l lt l l i sd i s s e r t a t i o n ； a n dp r o p o s e ss 伽l e 如m l e rr e s e a r c l hi s s u 骼 a b s t r a c t ： n 阳阳r k 饥e r 科i n d u s 仃y ；c o n v e 唱钮c e ；s 、) l ，i t c h i i l g c o s t ；1 0 y a lc o s t i l m 钙 r e i n t e 毋盈t i o n v l 1 2 3 零售市场的产业间融合问题7 1 2 4 上下游跨输配网融合问题7 1 3 研究对象与方法8 1 3 1 研究对象8 1 3 2 研究方法8 1 4 研究内容与创新9 1 4 1 内容与框架。9 1 4 2 主要创新点1 0 第二章理论基础与文献回顾1 2 2 1 经典理论回顾1 2 2 1 1 转换成本理论12 2 1 2 价格歧视理论15 2 1 3 纵向一体化理论2 3 2 2 网络型能源产业融合的回顾2 6 2 2 1 融合的趋势与动因一2 6 2 2 2 区域融合综述3 3 2 2 3 产业融合综述3 5 2 2 4 上下游跨输配网融合综述一3 6 2 3 小结3 8 第三章区域融合下统一定价竞争。3 9 3 1 模型假设4 0 3 2 模型分析4 l 3 2 1 单向市场进入4 2 3 2 2 双向市场进入4 6 3 3 算例分析4 8 3 4d 、结