（西方经济学专业论文）电力批发市场竞争研究.pdf

浙江大学博士学位论文电力批发市场竞争 摘要 受技术进步和放松规制思潮的影响，世界电力产业正从垄断规制走向竞争。 电力市场化改革的主要措施可以概括为“厂网分开”和“竞价上网”两个步骤，其核 心是建立一个有效的电力批发市场，促进发电厂商在批发市场的竞争，从而提高 电力产业效率。一个成功的电力批发市场至少要达到两个目的：短期来说，在满 足技术要求的前提下，应尽可能地促进电力市场的竞争；长期来说，应能引致有 效的电力( 包括发电容量和输电网络) 投资。沿着这一思路，本文着重探讨了两 个问题：第一，远期合约对电力批发市场竞争的影响；第二，不确定性对商业电 网投资的投资激励的影响。 远期合约是电力市场的重要组成部分，其交易量占电力市场全部电能交易的 8 5 以上。虽然远期合约能规避现货市场价格风险和促进发电厂商之间竞争减少 市场力的效应已被广泛认识和研究，但其对发电厂商之间默契合谋的影响却仍然 没有很好地被认识。事实上，在日复一日的现货市场竞争中，远期合约作为一种 事前承诺，必然对发电厂商之间的合谋行为也产生巨大的影响。沿着c h l o el e c o q ( 2 0 0 4 ) 和l i s k ia n dm o n t e r o ( 2 0 0 5 ) l 的思路，本文着重研究了长期期货合约对发 电厂商之闻默契合谋行为的影响，研究结论显示，固定的期货合约收益虽然使发 电厂商偏离合谋所带来的额外收益变小，但却使得其偏离合谋所遭受的后续惩罚 变得更小，从而使得发电厂商之间维持默契合谋所要求的最低贴现率交得更高， 维持合谋的可能性变得更小，从而提高了整个电力市场的竞争程度。同时，本文 试图从经验研究的角度验证远期合约对电力市场竞争程度的影响。由于电力企业 的远期合约信息难以获得，难以直接对此进行经验研究，因此本文采取了间接的 方法，在承认“市场竞争必然能促进发电企业效率”这一假设前提下，估计长期合 约的增加对发电企业效率的影响，进而推断长期合约对市场竞争的影响。我国的 电力产业市场化改革已经多年，2 0 0 2 年电力体制改革方案则进一步进行了 厂网分开改革，原纵向一体化运营的国家电力公司被拆分，其发电资产由五大独 立发电集团公司继承，大量的国电系发电企业成为独立电厂，从而使得长期合约 的数量大幅度增加，这为我们的经验研究提供了极佳的“自然实验”。本文基于 1 9 9 5 年和2 0 0 4 年两年的企业水平微观数据，利用双重差分方法，估计了长期合 约增加对我国火力发电企业所用劳动、燃料和中间投入品三种投入要素的影响。 研究结论发现，长期合约的增加显著地减少了发电企业的劳动雇佣人数和燃料支 出，其降幅分别达到2 7 9 和6 3 ，这间接地说明远期合约确实在一定程度上 促进了市场竞争。 本文研究的另一个重点是商业电网投资模式的投资激励问题。商业电网投资 理论倡导电网投资的市场化，建议输电网络的所有权和经营权分离，电网投资商 通过金融输电权所产生的阻塞租金回收成本。商业电网投资理论自提出以来，受 到广泛重视，对电力市场化改革产生了深远的影响。然而其现实可行性却值得怀 疑，其根本原因在于商业电网投资忽视了电力需求的不确定性。事实上电力需求 的不确定是显而易见的，而电力需求的不确定对阻塞租金有重要影响，从而必然 对电网投资商的投资收益及投资激励产生重要影响。沿着这一思路，本文的研究 发现，存在电力需求的不确定性时，只有当消费者和电网投资商都是风险中性时， 商业电网投资水平才是有效的；只要消费者和电网投资商中有一方是风险规避 的，则商业投资模式将导致电网投资激励不足，因此，纯粹的商业电网投资是不 可行的。同时，本文对澳大利亚商业电网投资m u r r a y l i n k 失败的案例进行了细致 的分析。m u r r a y l i n k 是一条商业化运营的州际联络线，但是该线路在商业化运营 仅两周后即无法维持，并申请要求转为规制运营。本文在分析过程中发现，正是 电力需求、电力供给和政府规制等因素的不确定性，导致m u r r a y l i n k 无法获得稳 定的阻塞租金，最终使得投资商无法回收投资成本，只能申请转为规制运营以获 得稳定的规制收益。这一案例在一定程度上印证了理论模型的结论。 关键词：电力产业批发竞争远期合约电网投资 浙江大学博士学位论文电力批发市场竞争 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft e c h n o l o g ya n dt h ei n f l u e n c eo fd e r e g u l a t i o nm o v e m e n t ， t h em a r k e t o r i e n t e dd e r e g u l a t i o nr e f o r m so ft h ee l e c t r i c i t yi n d u s t r i e si nt h ew o r l da r e u n d e r g o i n g t h em a i ns t e p so ft h ed e r e g u l a t i o na r es e p a r a t i o no ft r a n s m i s s i o na n d d i s t r i b u t i o nn e t w o r k sf r o mt h eg e n e r a t i o na s s e t sa n dt oe s t a b l i s ht h es p o tm a r k e t c o m p e t i t i o nf o rg e n e r a t o r s t h em o s ti m p o r t a n tt h i n gi st oo r g a n i z ea l le f f i c i e n ts p o t m a r k e tf o rg e n e r a t o r st oc o m p e t e ，w h i c hi st h ed e t e r m i n a n tf a c t o rf o rt h es u c c e s so f t h ed e r e g u l a t i o n t h e r ea r ea tl e a s tt w om a i ng o a l sf o re s t a b l i s h i n gt h ee l e c t r i c i t y w h o l e s a l em a r k e t ，o n ei st of a c i l i t a t et h em a r k e tc o m p e t i t i o nu n d e rt h ec o n s t r a i n t so f s a t i s f y i n gt h et e c h n o l o g yr e q u i r e m e n t si nt h es h o r tr u n ，a n dt h eo t h e rg o a li st oi n d u c e e f f i c i e n te l e c t r i c i t yi n v e s t m e n t s ( i n c l u d i n gg e n e r a t i o na n dt r a n s m i s s i o n ) i nt h el o n g r u n a c c o r d i n gt ot h i sc o n s i d e r a t i o n ，w ed i s c u s st w om a i nt o p i c s ，t h ef i r s ti sh o wt h e f o r w a r de l e c t r i c i t yc o n t r a c tw i l li n f l u e n c et h em a r k e tc o m p e t i t i o n ，a n dt h eo t h e ro n ei s h o wt h eu n c e r t a i n t yw i l li n f l u e n c et h em e r c h a n tt r a n s m i s s i o ni n v e s t m e n t t h ee l e c t r i c i t yc o n t r a c ti so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tp a r t so fe l e c t r i c i t yw h o l e s a l e m a r k e ta n dt h ec o n t r a c t q u a n t i t i e sm a k e su po f8 5 o ft h e t o t a l e l e c t r i c i t y t r a n s a c t i o n s a l t h o u g hi th a sa l r e a d yb e e nr e c o g n i z e dt h a tf o r w a r dc o n t r a c tc a nr e d u c e t h e p r i c e r i s k sa n df a c i l i t a t e s p o tm a r k e tc o m p e t i t i o n ，t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n f o r w a r dc o n t r a c ta n dg e n e r a t o r s t a c i tc o l l u s i o nh a s n tb e e ns t u d i e dd e t a i l l yy e t a sa t y p eo fc o m m i t m e n t ，t h ef o r w a r dc o n t r a c tm u s th a v eg r e a ti n f l u e n c eo ng e n e r a t o r s c o l l u s i o n f o l l o w i n gc h l o el ec o q ( 2 0 0 4 ) a n dl i s k ia n dm o n t e r o ( 2 0 0 5 ) ，w e i n v e s t i g a t et h ei n f l u e n c eo fl o n g t e r mf u t u r e sc o n t r a c to ng e n e r a t o r s t a c i tc o l l u s i o n o u rc o n c l u s i o ns h o w st h a ta l t h o u g ht h el o n g t e r mf u t u r e sc o n t r a c tr e d u c e s g e n e r a t o r s d e v i a t i o np r o f i t ，i tr e d u c e st h ec o n s e q u e n tp u n i s h m e n tm o r ea g g r e s s i v e l y , s ot h e p o s s i b i l i t yo ff o r w a r dt r a d i n gp r o h i b i t sf i r m sf r o ms u s t a i n i n gc o l l u s i o nt h a to t h e r w i s e w o u l db ep o s s i b l e a tt h es a m et i m e ，w et r yt oe v a l u a t et h ei n f l u e n c eo ff o r w a r d c o n t r a c t so ne l e c t r i c i t ym a r k e t w ec a r l te v a l u a t ei t d i r e c t l yb e c a u s ew eh a v en o r e l a t e dc o n t r a c td a t a , a n dh a v et od oi ti n d i r e c t l y a c k n o w l e d g i n gt h ea s s u m p t i o nt h a t v c o m p e t i t i o ns u r e l yc a ne n h a n c et h ee f f i c i e n c yo fg e n e r a t o r s ，w ee v a l u a t et h ei n f l u e n c e o ff o r w a r dc o n t r a c to ng e n e r a t o r s e f f i c i e n c ya n dt h e nd e d u c et h er e l a t i o n s h i p b e t w e e nf o r w a r dc o n t r a c ta n dc o m p e t i t i o n c h i n ah a s b e e nu n d e r g o i n gt h e d 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 yi n d u s t r y f o rm a n yy e a r s t h en a t i o n a lp o w e r c o m p a n yh a sb e e ns e p a r a t e di n t og e n e r a t i o ns e c t o ra n dt r a n s m i s s i o ns e c t o rs i n c e 2 0 0 2 i t sg e n e r a t i o na s s e t sw e r ei n h e r i t e db yf i v ei n d e p e n d e n tg e n e r a t i o nc o m p a n i e s w h i l et h et r a n s m i s s i o nn e t w o r k sw e r em l o c a t e dt ot w om o n o p o l i s t i c 鲥dc o m p a n i e s w h i c ha c ta si n d e p e n d e n ts y s t e mo p e r a t o r s t h er e f o r mo f2 0 0 2i n d u c e sag r e a t i n c r e a s eo ff o r w a r dc o n t r a c t s ，t h u sw eh a v eap e r f e c tn a t u r a le x p e r i m e n tt ou n d e r s t a n d t h ef u n c t i o no ff o r w a r dc o n t r a c t u s i n gt h ef i r m l e v e ld a t ao f19 9 5a n d2 0 0 4 ，w i t ht h e t e c h n i q u eo fd i f f e r e n c e i nd i f f e r e n c e s ，w ef i n dt h a tt h ed e r e g u l a t i o nr e f o r mh a s r e d u c e dg e n e r a t o r s l a b o ra n df u e li n p u t sd r a m a t i c a l l y , w h i c hi sa b o u t2 7 9 a n d6 3 r e s p e c t i v e l y t h e s ec o n c l u s i o n ss h o wt h a tt h ef o r w a r dc o n t r a c th a st h ee f f e c to f p r e c o m p e t i t i o n t h ee f f i c i e n c yo fm e r c h a n tt r a n s m i s s i o ni n v e s t m e n ti sa n o t h e rt o p i cw ea r e i n t e r e s t e d m e r c h a n tt r a n s m i s s i o ni n v e s t m e n ta r g u e st h a tt h eo w n e r s h i pa n do p e r a t i o n o ft h en e t w o r ks h o u l db es e p a r a t e da n dt h et r a n s m i s s i o ni n v e s t m e n ts h o u l db e c o m p l e t e db yt h em e r c h a n ti n v e s t o r s c o r r e s p o n d i n g l y ，t h em e r c h a n ti n v e s t o r sw i l lb e a w a r d e df i n a n c i a lt r a n s m i s s i o nr i g h t sa n dt h ei n v e s t m e n tc o s tw i l lb ec o v e r e db yt h e c o n g e s t i o nr e n t s a l t h o u g ht h et h e o r y o fm e r c h a n tt r a n s m i s s i o n i n v e s t m e n ti s d e s i r a b l e ，i t sf e a s i b i l i t y i sd o u b t a b l eb e c a u s eo fi t si g n o r a n c eo fu n c e r t a i n t yo f e l e c t r i c i t yd e m a n d ，s u p p l y , r e g u l a t i o na n ds oo n o b v i o u s l y , t h eu n c e r t a i n t yf a c t o r s s h o u l dn o tb ei g n o r e da n d t h e yw i l li n f l u e n c eg e n e r a t o r s c o n g e s t i o nr e n t sa n dt h e r e b y t h e i ri n v e s t m e n ti n c e n t i v e s i nf a c t ，w ef i n dt h a t 晰t he l e c t r i c i t yd e m a n du n c e r t a i n t y , t h em e r c h a n tt r a n s m i s s i o ni n v e s t m e n ti se f f i c i e n to n l yw h e nt h ec o n s u m e r sa n d i n v e s t o r sa r ea l lr i s kn e u t r a l t h em e r c h a n tt r a n s m i s s i o ni n v e s t m e n tw i l ll e a dt o u n d e r i n v e s t m e n ta sl o n ga sa n yp a r to ft h ec o n s u m e r so ri n v e s t o r si sr i s ka v e r s e w e v e r i f yi nt h e o r yt h a tp u r em e r c h a n ti n v e s t m e n ti su n f e a s i b l e a tt h es a m et i m e ，w e s t u d yt h ec a s eo fm e r c h a n tt r a n s m i s s i o ni n v e s t m e n tm u r r a y l i n ki na u s t r a l i ac a r e f u l l y m u r r a y l i n ki sa ni n t e r - c o n n e c t o rt h a tc o n n e c t ss o u t ha u s t r a l i aa n dn e w s o u t hw a l e s ， v i 浙江大学博士学位论文 电力批发市场竞争 a n di ti si n v e s t e db yam e r c h a n tt r a n s m i s s i o ni n v e s t o r , b u tt h ei n v e s t o ra p p l i e st o r e g u l a t e do p e r a t i o na f t e ro n l yt w ow e e k so fm e r c h a n to p e r a t i o n o u ra n a l y s i sf i n d s t h a tm u r r a y l i n kf a i l sj u s tb e c a u s et h eu n c e r t a i n t yo fe l e c t r i c i t yd e m a n da n ds u p p l y r e s u l ti nt h eu n c e r t a i n t yo fi n v e s t o r sr e v e n u e ，w h i l et h er e g u l a t i o nu n c e r t a i n t ym a k e s i tw o r s e t h em e r c h a n tt r a n s m i s s i o ni n v e s t o rc a n tr e i m b u r s ei t si n v e s t m e n tc o s t ，a n d h a st oa p p l yt or e g u l a t e d o p e r a t i o nt og e tt h ea s s u r e dr e v e n u e k e y w o r d s ：e l e c t r i c i t yi n d u s t r y ；w h o l e s a l ec o m p e t i t i o n ；f o r w a r d c o n t r a c t s ； t r a n s m i s s i o ni n v e s t m e n t v l l 浙江大学研究生学位论文独创性声明 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。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，也不包含为获得逝姿盘堂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己在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：耘玉民签字日期：2 卯9 年9 月令日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝姿盘堂有权保留并向国家有关部门或机 构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿苤堂 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：夯主氏 i 导师签名：i 签字r 期：瑚年 夕月 印f i 签字同期： 浙江大学博士学位论文电力批发市场竞争 致谢 日月不淹，春秋代序。回顾5 年的博士生活，期间包含了众多师长和同学的 关心、照顾和无私的帮助，谨此表示感谢! 衷心感谢我的导师史晋川教授，感谢他在学习和生活上给予的指导和关心。 在论文的写作过程中，从选题一直到定稿都倾注了恩师无数心血。电力市场化改 革是一个难度较大的选题，在写作过程中，我甚至一度想放弃这一选题，是史老 师的鼓励和鞭策才使我最终坚持下来，并得以完成论文的写作。恩师博学睿智、 治学严谨、品德高尚，无论是处事还是治学，处处言传身教，使我受益匪浅。 特别感谢浙大经济学院陈志俊副教授、潘士远副教授和罗德明副教授在学业 上给予的指导和鼓励，也感谢他们多年来在生活上给予的关心和照顾，与他们交 流使我对学术始终充满激情。在论文的开题答辩和预答辩过程中，汪斌教授、蒋 岳祥教授、朱柏铭教授和陈志俊副教授对论文的结构、内容和框架提出了许多建 设性意见，在此深表感谢1 2 0 0 7 年9 月至2 0 0 8 年9 月，我在图卢兹经济学院访问。期间，c l a u d e c r a m p e s 教授在论文写作上对我指导良多，j e a n c h a r l e sr o c h e t 、j e a n p i e r r e f l o r e n s 、p a t r i c k r e y 等教授的精彩课程也使我受益匪浅，同时学院秘书a u d e s c h l o e s i n g 女士的热心帮助令人难忘，在此一并表示感谢。 感谢金戈、毛捷、李欢、黄志岭、曹飞等学友，与他们一起学习和讨论使我 受益良多。同时也感谢钱陈、赵自芳、李国民、黄波、王争、吴兴杰等同门师兄 弟，论文的完成和他们的关心和帮助是分不开的。 谁言寸草心，报得三春晖。衷心感谢生我养我的父母，他们任劳任怨，无私 地支持我完成学业。 最后，衷心感谢我的妻子尤超英女士，一直以来她都默默地支持我的学业， 给我精神上的鼓励和生活上的照顾。 杜立民 二零零八年春于图卢兹 i 浙江大学博士学位论文 电力批发市场竞争研究 1 导论 电力产业是国民经济的基础，在各国经济发展中具有举足轻重的地位。自 1 9 9 0 年代以来，受技术进步和放松规制思潮的影响，世界各国的电力产业正从 垄断规制走向竞争。由于电力能源的极端重要性，电力产业市场化改革受到普遍 重视，相关的学术研究也伴随着改革的不断深入而蓬勃发展起来。本文将电力产 业市场化改革作为研究选题，希望进一步推进电力市场化改革这一领域理论研究 的进展，更希望能对我国乃至世界各国的电力市场化改革起到积极的促进作用。 1 1 研究选题 1 0 0 多年以来，世界各国的电力产业基本上保持发电、输电、配电纵向一体 化垄断经营，垄断的公用电力公司则受到政府的回报率规制。纵向一体化经营模 式的产生，主要与电力产业的规模经济及电力能源的特殊物理属性有密切关系： 首先，电能很难被经济地存储( 抽水蓄能除外) ，电能的消费必须保持实时平衡， 否则整个系统可能崩溃；其次，电能在各地区之间的输送必须依靠高压输电网络， 而高压电网是有容量约束的，输送的容量超出输电线路容量则会导致电网阻塞， 严重的则会导致整个电网的崩溃；最后，无论是电网投资还是电源投资，初始投 资都非常大，且都具有极强的规模经济效应。随着技术的进步，特别是联合循环 燃气轮机( c c g t ) 的发明，电源投资的规模经济效应逐渐消失，小型发电机组 的效率不断提高，这为电力产业放松规制改革提供了良好的契机。 1 9 9 0 年，英国电力产业进行了市场化改革，原纵向一体化的国家电力公司被 分拆，并在发电领域引入竞争机制，同时建立电力现货市场电力库，发电厂 商则通过拍卖机制实行竞价上网。考虑到电网的规模经济及可靠性问题，高压输 电网则仍然实行垄断运营，但是电网不再拥有发电资产，而成为独立系统调度机 构( 戴维m 纽伯里，2 0 0 2 ) 。英国的电力市场化改革取得了巨大的成功，为世界 各国的电力改革提供了一个可资借鉴的榜样，此后，智利、阿根廷、澳大利亚、 挪威、冰岛、芬兰、美国、西班牙、中国等一系列国家都进行了( 或正打算进行) 电力市场化改革。虽然各国电力市场的具体设计有所不同，但电力市场化改革的 思路基本相同，即将原纵向一体化的发电部门和输电部门进行分拆，并在发电部 门引入竞争机制。电力市场化改革最重要的环节就是要建立一个成功的电力批发 市场，并建立相应的竞争规则，引导发电厂商在批发市场进行充分竞争。一个稳 定的、竞争的、公平的批发市场是电力市场化改革成功的关键所在。虽然各国在 电力改革过程中无一例外地都建立了批发市场，但具体的交易模式和交易规则却 各有不同，有成功的也有失败的，这为进一步深化改革提供了宝贵的经验，总结 电力市场化改革已有的经验至关重要且意义重大。 本文的目的在于对电力批发竞争进行理论上的探讨，以便为进一步的电力市 场化改革提供理论上的支持。一个运行良好的电力批发市场不仅包括竞争性现货 市场( 日前市场和实时平衡市场) ，也包括远期合约市场、辅助服务市场、输电 权市场等不同的子市场。同时，运行良好的电力批发市场不仅要促进发电厂商的 竞争，同时也要考虑到长期的发电容量和输电网络投资，因为长期投资的无效率 最终会破坏电力市场的竞争。因此，本论文将从长期和短期两个角度，对电力批 发市场竞争过程中涉及的短期竞争和长期投资问题进行探讨。 我国的电力市场化改革已经进行多年，2 0 0 2 年电力体制改革方案颁布后， 我国电力体制改革迈出了实质性步伐，原纵向一体化经营的国家电力公司被拆 分，国电公司所属的发电资产被直接改组或重组为规模大致相当的5 个全国性独 立发电企业集团，并将逐步实行竞价上网，实现公平竞争。电网方面则设立了国 家电网公司和中国南方电网有限责任公司以及华北、东北、华东、华中和西北5 个区域电网公司，国家电网公司只保留约2 0 的发电资产作为调峰使用。同时， 还设立了国家电力监管委员会，统一履行全国电力监管职责。但是，自2 0 0 2 年 厂网分开改革以后，我国的电力改革却进展缓慢，竟价上网仍然只是处于模拟试 验阶段，有待进一步深化。电力改革的深化需要理论的支持，同时也为理论的发 展提供了丰富的素材，本论文的研究对我国乃至世界的电力市场化改革具有重大 意义。 1 2 研究方法 2 l 、数理分析方法。电力市场是典型的不完全竞争市场，最大的几家发电企 浙江大学博士学位论文电力批发市场竞争研究 业之间进行寡头竞争，同时也可能进行非法的默契合谋，因此博弈论和产业组织 理论等数理分析工具是分析电力市场最好的分析方法。本文在研究电力批发市场 远期合约与发电厂商之间的竞争及默契合谋关系时，使用了重复博弈理论，并构 建了相应的博弈模型。同时，本文在研究电力需求的不确定性对商业电网投资模 式的投资激励影响时，从风险分析的角度构建了数理模型进行分析，从而得出了 一些有价值的结论和政策建议。当然，数理模型都是建立在一定的假设条件基础 之上的，而任何一个数理模型都只能是对现实世界的抽象，因此不能将数理模型 得出的结论一成不变地套用到现实当中去，但是，数理模型确实能简化我们的分 析，得出一些具有现实意义的结论。 2 、计量分析方法。数理模型的结论都是建立在一定的假设前提之下，仍然 停留在理论层面上，其实际结果如何需要通过相关的数据和经验研究来检验。 我国的电力市场化改革已经采取了一系列措施，并取得了一定的成绩，原纵向一 体化的国家电力公司进行了厂网分开改革，大量原国电系统的发电资产成为独立 电厂，从而使得长期合约大幅度增加，这为我们研究远期合约的竞争效应提供了 极好的自然实验。本文将应用双重差分方法，对远期合约与市场竞争之间的关系 进行计量研究，本文所使用的是我国火力发电企业的企业水平微观数据，可信性 比较强，而双重差分也是计量经济学中进行政策效果分析常用的方法。 3 、案例分析方法。计量经济学分析要求大量翔实而可靠的相关数据，也需 要寻找合适的计量方法，这两者对于很多情况来说是比较困难的，特别是电力产 业，很多数据都是企业的保密资料，而有些情况则其本身的实践还不足以形成大 量的数据，因此计量分析方法往往受到限制。在这种情况下，案例研究成为比较 理想的研究方法，案例研究往往通过某个事件或故事的分析，得出比较深刻的思 想。本文对澳大利亚的商业电网投资m u r r a y l i n k 进行了案例研究，分析的结论认 为m u r r a y l i n k 之所以失败，主要是因为不确定性风险影响了投资商的收益，最终 使得该输电线路无法维持下去。 1 3 研究框架 本文以电力批发市场竞争为主线，从短期竞争和长期投资两个角度研究了影 响电力市场化改革的主要因素，重点研究了远期合约与市场竞争及商业电网投资 两个问题，并在理论模型的基础上分别进行了计量分析和案例研究。本文的基本 框架如下： 第二章着重阐述了电力批发市场的内涵。这一部分内容虽然是介绍性的，但 并非可有可无。首先，以往的研究对电力批发市场的内涵并没有明确的界定，而 往往是根据研究的需要进行取舍，因此在不同的研究者心目中，电力批发市场所 包含的内容可能并不一致。本章内容对电力批发市场的内涵进行了明确的界定， 有利于更好地限定本文的研究范围，是必不可少的。当然本文对电力批发市场的 界定未必是最科学的，仅是一家之言。其次，从经济学的角度研究电力市场化改 革在国外已经获得了相当的成果，但是对于国内经济学界来说，这一研究领域还 是相当陌生的。国内对电力产业的研究往往从规制经济学角度入手，相对来说视 角比较宏观，也没有涉及相对比较微观的具体细节问题，而本文对电力批发市场 的研究则涉及较多的电力市场的制度细节和电力技术，因此对电力批发市场的内 涵进行阐述也有利于对本文的理解。本章内容从三个方面对电力批发市场内涵进 行了阐述：首先从电力市场化改革的模式这一角度说明了批发市场竞争模式和垄 断模式、单一买方模式、零售竞争模式之间的区别；其次，对电力批发市场的具 体构建( a r c h i t e c t u r e ) 进行了详细说明，并对日前市场、实时平衡市场、合约市 场和输电权市场之间的关系进行了阐述；最后，对电力批发市场的运营模式进行 了阐述，比较了集中的电力库交易模式和分散的双边交易模式之间的差异。 第三章是文献综述。对已有的相关研究文献进行了较为详细地梳理和回顾， 并在此基础上提出新的理论问题和研究视角，对进一步研究起到了铺垫的作用。 对于规制者来说，建立电力批发市场至少要达到两个目的：短期来说，要在满足 技术要求的前提下，尽可能地促进电力市场的竞争；长期来说，应能引致有效的 电力( 包括发电容量和输电网络) 投资。围绕这一思路，主要综述了以下几方面 的研究文献：第一，远期合约对市场竞争的影响；第二，输电网络对市场竞争的 影响；第三，发电容量投资以及保证发电容量充裕性的规制机制；第四，输电网 络投资机制；最后综述了相关经验研究的成果。相对来说，本文的文献综述范围 较广，有些主题在下文的研究过程中并非研究重点。但是电力系统是一个庞大而 复杂的工程，许多内容都相互联系，缺少任何一部分都可能造成理解上的偏误。 本文综述的每部分内容对本文的研究来说都是必要的，为下文重点研究的主题提 4 浙江大学博士学位论文 电力批发市场竞争研究 供了背景、铺垫和补充。 第四章探讨远期合约对发电厂商之间的竞争和默契合谋的影响。远期合约是 电力批发市场的重要组成部分，国外主要国家的电力批发市场有8 5 以上的电 力交易是通过远期合约进行的。远期合约在现货市场之前签订，而且其结算价格 独立于现货市场价格，因此对发电厂商的竞价行为和合谋行为产生了重要的影 响。大量的研究证明，远期合约降低了电力市场的价格，提高了发电量，从而使 得电力市场更趋竞争。但是远期合约对发电厂商合谋行为的影响却仍然相对较 少，本文将从重复博弈的角度对此进行进一步的探讨。 第五章试图从经验研究的角度验证远期合约对电力市场竞争程度的影响。由 于电力企业的远期合约信息难以获得，因此难以直接对此进行经验研究。本文采 取了间接的方法，在承认“市场竞争必然能促进发电企业效率”这一假设前提下， 估计长期合约的增加对发电企业效率的影响，进而推断长期合约对市场竞争的影 响。2 0 0 2 年( ( 电力体制改革方案对我国电力产业进行了“厂网分开”改革，原 纵向一体化运营的国家电力公司被拆分，大量国电系发电资产成为独立电厂，从 而使得长期合约的数量大幅度增加，这为我们的经验研究提供了极好的“自然实 验”。利用双重差分方法，本文得到了一些有意义的结论。 第六章主要研究不确定性和商业电网投资制度的投资激励问题。考虑到电力 系统的安全性问题，传统的观点认为，电网的投资者和运营者应该一体化，并且 应该垄断运营。但很多学者则认为电网的投资也可以市场化，投资者和运营者可 以分开，投资者的成本可以通过金融输电权所产生的阻塞租金来弥补，这就是所 谓的商业电网投资。虽然商业电网投资模式为电网投资的市场化改革提供了一种 有效的途径，但是其实际可行性却值得怀疑，因为该理论忽视了电力需求等因素 的不确定性以及投资商和消费者对风险的态度。本文从风险分析的角度说明，只 要电力需求是不确定的( 现实情况正是如此) ，那么在大多数情况下，纯粹的商 业电网投资将导致电网投资激励不足，因此纯粹的商业电网投资是不可行的。 第七章是对澳大利亚的商业电网投资进行了案例研究。澳大利亚是目前世界 上唯一有商业电网投资实践的国家，其商业化州际联络线m u r r a y l i n k 和规制联络 线s n i 的纠纷更是引起了广泛的探讨。m u r r a y l i n k 是连接南澳大利亚和维多利亚 的商业化州际联络线，其最初修建的动机就是因为两州之间存在较大的现货价格 差，但是，当m u r r a y l i n k 开始修建以后，由于电力需求和供给因素的变化，两地 的现货价格差价变得越来越小，导致m u r r a y l i n k 的收益也越来越少，不足以收回 投资成本和运营费用，最终在商业化运营两州以后，不得不申请转为规制运营。 m u r r a y l i n k 的案例印证了第六章的理论模型。 第八章是对全文进行了简短的总结，并进一步指出了本文的创新之处，同时， 根据本文研究的结论，对我国的电力市场化改革提出了相应的政策建议，希望对 我国的电力产业改革能起到一定的积极作用。 6 浙江大学博士学位论文 电力批发市场竞争研究 2 电力体制改革与电力批发市场 自1 9 9 0 年英国电力体制改革以后，世界各国的电力产业都掀起了以放松规 制为目标的电力市场化改革。虽然在改革的过程中，各国的电力产业市场化程度 和具体措施有所不同，但基本的步骤和措施是一致的。首先，将纵向一体化的公 用电力公司分拆，将发电部门和输电网络分开；然后，构建电力批发市场，促进 发电厂商之间的竞争；最后，如果可能，进一步推进零售竞争。在所有的措施中， 电力批发市场的构建是至关重要的，一个运行良好的电力批发市场是电力市场化 改革成功的关键所在。 所谓电力批发市场，顾名思义是发电厂商与配电商( 零售商) 、电力终端用 户等买方进行电力交易的场所。但是，由于电力系统的复杂性，电力批发市场的 构成也变得相当复杂，很难为其下一个简短而又精确的定义。为了对电力批发市 场作出全面而清晰的界定，我们将从电力体制改革的模式、电力批发市场的构建、 电力批发市场的交易方式三个方面对其进行阐述，这也是对本文研究的制度背景 的具体阐述。 2 1 电力体制改革的模式 根据垄断程度的不同，电力体制改革可以分为四种不同模式，即垄断一体化 模式、单一买方模式、批发竞争模式和零售竞争模式。其中，垄断一体化模式不 存在竞争，而后三种模式则存在不同程度的竞争，其区别在于竞争的程度不同。 2 1 1 垄断一体化模式 垄断一体化模式是电力系统1 0 0 多年以来一直沿用的模式，其基本特点是垄 断公用电力公司( p u b l i cu t i l i t i e s ) 集发电、输电、配电于一身，实行垄断经营， 并受政府部门的管制。，具体见图2 1 。 垄断一体化模式有其存在的理由，主要是由于电力行业的基本特征决定的。 首先，电力商品不能被经济地存储。电力生产和消费必须保持实时平衡，否则将 函垄断规制一直是电力产业研究的重要视角，而市场化改革只是最近十几年才受到关注。事实上，目前国内 相当多的文献仍然从规制的视角来研究电力产业，具体可参见马斌( 1 9 9 9 ) 、刘阳平和叶元熙( 1 9 9 9 ) 、于 良春和张伟( 2 0 0 3 ) 、戚文海( 2 0 0 3 ) 、孙建国和李文溥( 2 0 0 3 ，2 0 0 4 ) 、干春晖和吴一平( 2 0 0 6 ) 、李虹( 2 0 0 5 ) 、 李善民和余鹏翼( 2 0 0 4 ) 等。 7 对电力系统造成严重破坏，甚至导致整个系统的崩溃。很明显，电力生产和电网 调度的一体化有助于保持电力系统的供求平衡。其次，电能以光速传播，其在高 压电网中的传输具有环流效应( l o o pf l o w ) ，遵循基尔霍夫法则( k i r c h o f f sl a w ) ， 且无法控制其流向。因此，一体化经营也是为了方便实时调度。第三，电力行业 存在显著的规模效应，具有自然垄断属性，且固定成本和沉淀成本巨大，一旦投 入，则短期内无法回收，如果不能保证投资者的稳定收益，将没有人愿意投资。 垄断一体化经营既是为了获得电力投资的规模收益，也是保证投资者获得稳定收 益的有效方法。 图2 1 垄断一体化模式 2 1 2 单一