三种模式下我国天然气行业上游定价机制研究.pdf

石油天然气学报 2 0 1 2 年 1 0 月第 3 4 卷第 1 0 期 J o ur na l o f Oi l a n d Ga s Te c hn o l o g y Oc t ．2 01 2 Vo 1 ． 3 4 No ．1 0 三种模 式下我 国天然气 行业上 游定价机制研究 聂光华 f 津 大 学 管 理 与 经 济 学 部 ， 天 津3 0 0 0 7 1 ＼ 中石油 昆仑燃气有限公司河北分公司 ，北京 1 0 O 1 0 1 ／ [ 摘要] 我国的天然 气定价机制可分解为上游定价机制 、中游定价机 制和 下游定价机 制 。 天然 气上游定价 机制改革的方 向为放松井 口价格管制，实行 市场定价 。为对我 国天然气上 游定价饥 制改革 实现措施 等进 行详细 的研 究，引入 T a c k e l b e r g博 弈模 型，在 三种模 式下对 我 国天然 气上 游定价 机 制进 行模 拟 和 实证 研 究。 [ 关键词] 天然 气行业 ；上游定价机制；S t a c k e l b e r g模型 ；博弈定价 E 中图分类号]T F 9 3 [ 文献标志码]A [ 文章编号] 1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 2 1 0 0 1 5 6 0 5 利用 博弈理 论研 究产 品定价 、供 应链 上企业 定 价或 者各 方 利 益分 配 的成果 颇 多 。冯 杉 2 0 0 4 皋 r完 全信息 博弈 理论 ，阐述 了大 然 气行 业 在 竞争 条 件 下 C o u mo t 模 型和 S t a c k e l b e r g模 型 ；对 模 型 进 行 J 分析 ，得 川 { r天然气 在竞 争 中的优势 取 向 。何 松彪 等 2 0 0 7 利 用 两 阶段 完 全 信息 动 态 博弈 的相 关 论 ，研究 r 最 高限价 条件 下成 品油定 价博 弈 问题 ，得 出 了重要 的结论 采 用价格 上 限是 可取 的管制 方 法 。黎娜娜 等 2 0 0 1 。’ 提 出采 用博 弈论 方法来 研究 油气 储 量 资产 市 场定 价 问题 ，首先 建 立 了油气 储 量 资产 I “场定价 的 博弈模 型 ；然 后采 用均 衡分析 方法 分析 了油气 储量 市场定 价博 弈 的条件 ；最 后分有 限 次 陴弈 和 尢限次 博弈 两种 情况进 行讨 论 ，并得 出相 应 的结论 。司江 伟 等 2 O L O 川 利用 两 阶 段 动态 博 弈 理 沦 ，对 大然气 管道 运输 行业 自由竞 争 、税收调 整等 4种情 况下 的博 弈定价 进行 研究 ，并讨 论 不 同情 况 下 的价 格 与各参 数之 间的关 系 以及不 同的政 府行 为对 价格 的影 响 ，所 得结论 可为其 他 具有 部分 公益 职能 的 业 产 品定价 提供理 论依 据 。笔者借 鉴 了其对模 型 的几种 假设 ，但认 为天 然气 管道 运输不 应该 放松 政府 管制 。钱 云 2 0 0 9 ’ 通过对 能 源行业 边 际成 本互 不相 同条 件下产 出情 况 的分析 ，对 S t a c k e l b e r g模 型进 r修止 ，揭示 r天然气 产 业 与传统 的煤 产业 因技术 实力 与生产 组织 管理 水平 不 同所 带来 的在 产量 竞争 结果 J 的 ．以 及 竞 争 中取 得优 势 的条件 。 通过埘 已仃 文献 的研究 ，发 现 博弈 模 型 在定 价 中有 着广 泛 的应 用 。借 鉴 已有 文 献 对 博 弈模 型 的应 J I J ，斤 孑虑刮 天然 资源 的 一身特点及 市 场需求 状况决 定 了天然 气交 易市 场上上 游市 场对 天然 气终端 价 格起 着主 导作川 ，为研究 天然气 定价 ，首先 要对 』 二 游 市场进 行分 析 。在放松 管制 、实行市 场定 价 的前 提 根 据政 府宏观 凋控 力度 的大小 ，分 3种情 况 政 府限定 价格 下 的市 场定 价 、政府税 收 调节 下 的市 场 定价 以及 “ 1 竞 条件下 的市 场定价 进行 探讨 。 l 基本假设 1 ． 1 博 弈模 型基本 假设 根据 l火然 气 市场 本 身特点 ，对 天然 气上游 市场 的价 格博 ，弈做 出的基本 假设 如下 1 有 先后 次序 现 阶段 我 国垄断 条件下 市场 上各 方 力量 有 所 不 同 ，预 测 未来 市 场 定 价条 件 下 各 [ 收稿日期]2 O 1 2 0 7 0 6 [ 作者简介]聂光华 1 9 7 3 ，男 ，1 9 9 8年中国社会科学院研 究生院毕业 ，硕士 ，经济师 ，现主 要从事管理 科学研 究与燃气 企业管 理 工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 4卷第 1 O期 聂光华 三种模式下我 国天然 气行业上游定价机制研究 方力 量对 比将更 加 显 著 ，即假设 定价 的过程是 有 先后 次序 的 ，是 一个 动态 的过 程 。 2 非合作 市场条 件 下 ，天然 气生 产商 为 追逐 自身 利 益最 大 化 ，依 据 “ 个 体 行 为 理性 ” 准 则 ，势 必 存 在强 烈 的非合 作竞 争 。 3 完全信息 市场条件下 ，天然气生产商向下游市场发布价格信息，因而价格信息也较易被竞争 对 手 获得 ，博 弈过 程较 公开 。 根 据 这 3 个 基 本假 设 ，笔者 选用 S t a c k e l b e r g博弈 模 型 。 1 ． 2博 弈模型 分 析思 路 S t a c k e l b e r g博弈分析所采用的是逆 向归纳法 ，解析其方法基本分析思路如下 1 在博 弈 过程 中的第 2时 间段 ， 生 产商 J知 晓 生产 商 i 在 第 1 时 间段 选 择 S 后 ， 生产 商 J的决策 选 择为ma x U S ， S ， ， 设其最优解为 ， 则 S ，一 s S 。 ． 2 再考 虑第 1 时 间段 ， 生产 商 i 预期 生产 商 在第 2时 间段 选 择 S 一 S S ， 所 以生产 商 i 很 明 显 将 断定 最优 收 益为ma x U。 S ， S S ， 设 S 为最 优解 ， 则 均衡 解 为 S ， S _f* S 。 S i 需 要 说 明的是 ， 对 于博 弈 ， 用 字母 G表示 。 假 设 G有 个 参 与方 ， 其 中各参 与方 的所 有 可选 策略被 称 为 策略空间 ， 分别用 S ， s 。 ， ⋯ ， s 表示 。 参与方 i 采取第 J个策略用 s表示 ； 字母 U 表示参与方 i的收益 。 个 参 与方 的博 弈 G 一 S ， S 。 ， ⋯ ， S ； U ， U。 ， ⋯ ， U 。 1 ． 3市场 需 求量假 设 假设市场需求量是价格的减 函数 。因为天然气市场需求量与价格的基本关系亦遵循价格上升 、需求 量 下 降规律 。为 了考虑 问题 的方 便及 优 化 求 解 的 简 便 ，假 设 市 场 需 求 量 与 企业 生 产 价 格 之 间 呈反 向 关 系。竞争对手的存在也对生产商市场需求量产生一定影 响，尤其若是实行第三方准入之后 ，下游市场参 与者可以直接与上游生产商进行谈判 ，将使市场流动性更加增强。 生 产商 i 的市 场需 求量 Q 为 Q 一 a 一b i P ， P， 1 式 中 、 6 、 ， 均为系数 ； P 为天然气生产商i 制定的市场价格 ， 为生产商 i 的决策变量 ； P ， 为天然气市场竞 争 者生 产 商 制定 的市 场 价格 ； 为生 产商 与生 产商 的替 代 系数 ， 令 一一 ≥ o 。 生 产 商 i 总成 本 C 函数 为 C 一 c i Q C“ 2 式 中， C 为生产商 i的边际成本 ； C 为生产商 i 的固定成本。 生 产商 i 企业 利润 为 一 P Q 一 f Q 一 C n 3 2 模型建立 为更清晰的对问题进行分析 ，选取市场上特定生产商 1和生产商 2进行研究 。 2 ． 1 政 府 限价 下 的博弈 定价 与 现 阶段 政 府直 接定 价相 比 ，在 限价 管制 下 ，政府 对市 场 的干 预将 大大 减弱 ，这 更易 发挥 企业 的 自 主性 与 积极 性 ，此时 政府 更 多扮演 着 “ 协 调者 ” 的角 色 。政府 可 通 过 对 天然 气 市 场设 立 专 门监管 部 门 ， 根据 市场 需求 及 替代 能源 情况 ，对 比国际天 然气 市 场价 格 ，设立 价格 上 限 ，进 行 价格 的监 管工 作 ，并 依 据法 规处 罚违 规 企业 。 在政府限制生产商 l和生产商 2的最 高生产价格为 P 和P 。 的情况下， 天然气生产商 1 和生产商 2的 策略空间分别为 S 一 E o ， P ] 和 S 。一 [ 0 ， P 。 ] 。 天然气生产商 i 一 1 ， 2 的需求函数为 Q 一 a ～b i P 十 P 。 设政府的惩罚 函数是 L P 一 P 一 P ， 为政府 对生 产商定 价 高于上 限价格 的惩罚 。 其 中， 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 石油经济管理 2 0 1 2年 l 0月 一 1 ， 2 为 惩 罚系数 ， 且满 足 f 0 P P 一 4 l M 0 P ≤ P 生产商 i 1 ， 2 的利润函数为 7 ／ “ 一 P Q 一f Q 一 L P 。 根据动态博弈均衡 ， 在第 2时间段 ， 由于天 然气 生产 商 1 在第 1 时 间段 的价格 制定 为 P ， 生产 商 2的策略 选择 是I n a x U S ， S 一 ma x玎 。 根 S 2 据 利 润 一 阶 最 优 化 条 件 ， 令 号 一 o ， 即 [ 二 二 二 二 堡 二 二至 ] 一 0 P2 则生产 商 2的最 优解 为 P 一 代 人生 产商 f j 、 l P 一 l 中 ， 可得 P 一 则 P 一 二 2 6 2 1的一 阶最优条 件 】 Ⅱ 1 一 b 】 P1 2 P 2 一 c l a l b 1 P1 P2 一 C“ 二 二 一0 二 2 3 Pl 一 2 2 一C1 1 2 a 2 b 2 C 2～ 2 ． 4 b 1 b 2 2 8 1 2 { 2 a l b 2 a 2 b 2 2 b 1 b 2 f l一 2 b 2 I 一 2一 C l 1 2 b 2 4 b 1 b 2～ 2 8 1 2 5 6 2 ． 2通 过政府 税收 调控 的博 弈定 价 依据修改后的资源税暂行条例 ，石油、天然气 的税额从以前的从量计征改为从价计征 ，税率依据为 销售额。假设未来市场条件下，政府在放松管制的过渡过程 中，通过税收政策 ，如税率的轻微改变 ，宏 观调控天然气行业的市场定价 。假设政府对两家 自由竞争的天然气生产商按从价计征征收一定比例的税 收 ， 各 自税 率是 t 和 t ， 则企业 i 一 1 ， 2 利 润 函数 为 7 ／“ 一 1一 f ， P Q 一 C i Q 一 C “ 7 根据两阶段动态博弈均衡 ， 在第 2 时间段 ， 由于天然气生产商 1 在第 l 时间段制定价格 P ， 生产商 2 的 ]一 策略选择是m a x U 。 S ， S 一m a x 丌 。 。 根据利润一阶最优化条件， 令罟 0 ， 得 2 口』2 n 1～ t 2 Ⅱ 2 1一 t 2 l P1 十 b 2 C 2 一 二 厂～ 代 人生产 商 1的一 阶最 优条 件 中 ， 可得 P 一[ 竺 鱼璺 二 二生 垒 二 二 二 垒 二 1一 t 1 1一 t 2 4 b 1 b 5 2 8 1 2 则 P [ 2 a l b 。 n 2 1 ～ I 1 一t 2 b 2 1 一 2 b I b 2 C l 1 一t 2 8 9 2 ． 3自由竞争 下的博 弈定 价 自由竞争 情 况下 ，政 府不通 过 直接 的经济 手段 对市场 进行 干预 ，各生 产商 之 间通 过 价格博 弈 ，最终 实现均衡。依然以生产商 1和生产商 2为例，生产商 1首先制定 自己的生产价格 ，生产商 2 在知晓生产 商 1的价格后 ，制定 自己的生产 价格 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 4卷第 l O期 聂 光华 三种模 式下 我国天然气行业上游定价机 制研究 在 第 2时 间 段 ，天 然 气 生 产 商 1在 第1时 间 段 的 价 格 P 已 知 ，生 严 丽 2策 略 选 掸 依 然 是 ma x U2 S 】 ， S 2 一 ma x丌 2 。 求解 S 2 [ 二 二 竺 二 二 堡 ]一n a P 得 其 最优解 为 P 鱼 ‘ 2 代人生产商 1的一阶最优条件 f [ 垒 二 ； 二鱼 二 ] 0 } a P [ P 2 一 中 。 可 得 最 优 解 为 P 进 而可 得 赫 3 实证分析 1 0 由于我 国天然气定价仍 由政府管制定价 ，并未实行市场定价 ，因此并无实 际数据来进行模型验证 ， 需要假设数据和模拟条件 。 假设生产商 1 和生产商 2的系数分别为口 一 4 0 0 ， b 一3 ， 2 ， c 一5 0 ， C 一 A 9 0 ； a 一 3 8 0 ， b 2 ， 1 ， c 一 8 0 ， C f 2 0 ， 则这两个生产商的需求曲线分别为 Q1 4 0 0 3 P1 2 P2 Q2 3 8 0 2 P2 P1 根据利润最大化原则， 两生产商利润各 自为 7 r l P1 Q1 一 C 1 Q1一 C f 1一 P1 5 0 4 0 0 3 P1 2 Pz 一 9 0 T t “ z P2 Q2 ～ C z Q2～ C f 2一 P2 8 0 3 8 0 2 P2 P1 一 2 0 市 场均 衡条 件下 f a 7 r l ／a Pl一 5 5 0 6 P1 2 P2 0 I a 7 f 2 ／a P2 5 4 0 4 P2 P1 0 求解 得 P11 4 9 ．1 P2 1 72 ． 3 1 政府 限价情况下 。 设P 一1 3 0 ， P 一 1 7 0 。 可以看出市场均衡情况下的价格比政府限制价格要高 ， 按 政府限价规定 ， 高于最高价格则处以 1 0 0倍罚款 ， 即 f 0 P1 1 3 0 ， f 0 P2 1 7 O ， 1 l 0 “ 2 { 【 1 0 0 P 2≥ 1 3 0 ． 1 1 0 0 P 2 ≥ 1 7 0 ． 代人 式 5 、 6 得 P 一1 0 7 P 一 1 63 ． 5 2 税 收调控 下 。 假设 政 府从 价计 征 的税率 为 1 O ， 即设 t 一 1 0 9 ／ 6 ， t 。 一 1 0 9 ／ 6 。 将 数据 代入 式 8 、 9 ， 得 到 的定 价结 果为 P 1 3 5 ． 7 P 一 20 7 ． 3 3 自由竞争 下 的博弈 定价 。 分 别将 数 据代 入式 1 0 、 1 1 ， 得 到 的定 价结果 为 P 一 1 32 P 一2 01 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 * 石油经济管理 2 O 1 2年 l O月 4 分析 与结论 由市场 定价 机制 基础 上 3 种 模 型的建 立与数 值计 算 ，可 以得 出进 一步分 析 1 自由竞 争 中 ，均衡 价格 受到 需求 函数 的影 响 ，也 受 到竞 争 对手 的影 响 ，在 固定 成本 发 生 后 ，经 营 中的变 动成本 会成 为影 响调价 的重 要 因素 。因此政 府在 放宽市 场 准人 、引入 资本 、创造竞 争 条件 的同 时，应注意对企业进行技术扶持 、鼓励技术创新 、提高企业效率，从而降低成本 ，引导市场价格的降 低 。 2 与完全 自由竞争条件下的市场定价相 比，政府限价条件下 ① 当 P ≤ P ， P。 ≤ P 。 时 ， 即当两天 然气 生产 商制 定 的均 衡 市场价格 均不 超过 政府 价格 上限 时 ， 管制 对生 产商 定价不 产生 影 响 ， 市场 此时仍 处 于 自由竞争状态。 ② 当 P ≥ P ， P ≥ P 。 时 ， 会使生产商价格下降 如数值分析中的情形 ， 但此时也必定 遏制 了天 然气 生产供 给 。 当 、 取无 穷大 时 ， 可 以理解 为政 府 限制 生产 商在市 场 上经 营 。 ③ 当 P 。 ≥ P ， P ≤ P 时 M ，P 生产 供给被 遏制 ， 购 买转 向生产 商 1 ， 生产 商 1 供 不应求 ， 价 格上 升 ， 由于存在 价 格上限， P P 。 也就是说当生产商 2由于成本等原因定价高于管制价格上限， 生产商 1 定价小于管制价 格上限时， 政府限价的结果会使生产商 1 定价向价格上限靠拢。 同理， 当 P ≤ P ， P ≥ P 时， 生产商 2 定 价会 向价 格上 限靠拢 。 从上 面 的分析 ，我们 得 出在从垄 断 向市场 竞争定 价 的过 渡 中 ，采用 政 府 限价代 替 现 阶段 的政府 直接 定价 ，不仅 可 以保证竞 争定 价 的实现 ，鼓励 资本 的进入 ，提高生 产商 的积极 性 ，也能 有力 避 免天然 气生 产商 过度 提价损 害消 费者 的利益 。 3 征税 对企业 定价 的约束力 较小 ，当政 府 向生产 商按 比例从 价 征 税 时 ，仍 存 在 自由竞 争 ，只是 此 时部分收益转移 ，政府 、人民从中受益 。同时，生产商为补偿损失 ，会选择价格的部分上调。为保证下 游用 户 的利益 ，政 府应 注 意把握 征税 的力度 ，避 免税 收的大 幅上涨 或变 化 ，同时应 合理 利用税 收 这一手 段 ，对 竞争 市场进 行适 当 的宏 观 调控 。 4 在博弈双方实力相差甚远 的情况下 ，博弈胜方的价格仍可远超生产成本 ，此时，超额利润仍有 可 能存 在 。现 阶段我 国天 然气上 游市 场上 垄断力 量强 大 ，为引入 竞争 、避免 优势 企业 操控 市场 ，政府应 加 大政 策 支持 ，鼓励 和保 护资本 的进 入及 发展 。 [ 参考文献] [ 1 ]冯杉 ．天然气竞争策略的博弈分析 [ J ]．西华大学学报 哲学社会科学版 ，2 0 0 4 ， 1 2 l 3 6 ～1 3 7 ． E 2 3何松彪 ，王芳 ．价格限制下成 品油动态博弈定价分析 [ J ]．科技 咨询导报 ，2 0 0 7 ， 1 3 1 4 o ～1 4 2 ． E 3 J黎娜娜 ，张斌 ．油气储量 市场定 价博弈模型的建立与均衡分析_ J ]．天然气工业 ，2 0 0 1 ，2 1 6 7 7 ～7 9 ． [ 4 ]司江伟 ，陈月璇 ，丁浩 ．天然气管道运输 中两 阶段动态博弈定价模 型 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