孫 鵬，張 力

(1.暨南大學產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟研究院，廣東 廣州 510632;2.華南農(nóng)業(yè)大學經(jīng)濟管理學院，廣東 廣州 510642)

一、問題的提出

黨的18大報告中明確指出要全面建設(shè)推進生態(tài)文明社會，努力推進綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展，形成節(jié)約資源和保護環(huán)境的空間格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式。大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)是實現(xiàn)這一戰(zhàn)略目標的重要舉措，然而當前由于可再生能源技術(shù)體系不成熟、單位發(fā)電成本居高不下等原因?qū)е缕渑c傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)競爭中處于不利地位，必須依靠政府扶持進行發(fā)展。

學者們對于新能源產(chǎn)業(yè)價格補貼的效果基本達成共識，大部分學者都認同價格補貼政策是當前促進新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最有效策略(Bürer and Wüstenhagen，2009;Johnstone，2010;Finon，2006;Lund，2009;Lewis and Wiser，2007)［1］［2］［3］［4］［5］。但無論是學術(shù)界還是實踐中，在新能源價格補貼的成本分攤問題上還存在較大分歧。當前很多國家包括我國在內(nèi)都在使用全網(wǎng)消費者分攤新能源價格補貼方式，這種方式被認為是一種最受政府歡迎的，因為它不需要增加政府的財政負擔(?lz and Beerepoot，2010)［6］。另外也有一部分國家正在采用財政承擔或公共部門承擔的方式，這種方式雖然會加重政府財政負擔，但卻能使補貼資金快速到位，并且減輕了電力消費企業(yè)以及消費者負擔(Menanteau，et al;2003)［7］。另外，有學者指出前兩種方式都無法通過向傳統(tǒng)能源征收環(huán)境負外部性懲罰稅來提高新能源的價格競爭力，因此無法真正解決市場失靈(Lund，2009)［4］。盡管隨著我國《可再生能源法》以及相關(guān)配套條例的實施，國內(nèi)學者逐漸開始重視研究新能源發(fā)電的價格補貼問題(肖黎明，2009;李慶，2012;許廣月，2011)［8］［9］［10］。但國內(nèi)還鮮有學者對價格補貼分攤方式進行比較研究。

基于此，本文構(gòu)建一個包含政府、新能源企業(yè)、傳統(tǒng)能源企業(yè)、能源消費企業(yè)以及終端消費者五方在內(nèi)的四階段博弈模型，分析比較不同成本分攤方式下的最優(yōu)補貼價格以及社會福利水平，為政府制定更加合理的新能源上網(wǎng)電價成本分攤政策提供理論參考。

二、模型構(gòu)建與求解

假定市場中有兩家發(fā)電企業(yè)R、D，企業(yè)進行產(chǎn)量(發(fā)電量)競爭，R企業(yè)為新能源發(fā)電企業(yè)，D企業(yè)為傳統(tǒng)能源發(fā)電企業(yè)。為扶持新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，政府給予一個高于市場價格的價格購買新能源企業(yè)的發(fā)電量，再以市場價格銷售給消費者。電力消費者包括兩方面，一個是能源消費企業(yè)M，它通過消費電力能源生產(chǎn)出商品W供給終端消費者，終端消費者同時消費兩種商品:企業(yè)R和D提供的電力能源和企業(yè)M提供的商品W。對新能源企業(yè)的價格補貼支出可以由三種方式進行分攤:①由政府部門承擔，記為G方式;②由傳統(tǒng)能源企業(yè)承擔，記為D方式;③由全網(wǎng)電力消費者(包括消費企業(yè)M和終端消費者)共同承擔，稱為C方式。

以下分別就三種分攤方式構(gòu)建四階段博弈模型:第一階段政府確定補貼價格，第二階段新能源發(fā)電企業(yè)R確定產(chǎn)量，第三階段傳統(tǒng)能源發(fā)電企業(yè)D確定產(chǎn)量，第四階段能源消費企業(yè)M確定商品W產(chǎn)量。

(一)政府承擔(G方式)

在政府承擔補貼支出這種情形下，新能源發(fā)電企業(yè)R利潤函數(shù)為:

其中，QGR為新能源發(fā)電企業(yè)的產(chǎn)量(發(fā)電量)①變量上方的G代表此時為政府承擔(G方式)下的變量值，下同。另外兩種方式變量上方分別標有D和C，分別表示傳統(tǒng)能源企業(yè)分攤方式以及全網(wǎng)消費者分攤方式。，G為政府的支持價格，cRQG2R為企業(yè)的生產(chǎn)總成本，表示為規(guī)模報酬遞減。傳統(tǒng)能源發(fā)電企業(yè)的發(fā)電價格由市場決定，假定消費者消費的電量是同質(zhì)的，傳統(tǒng)能源發(fā)電企業(yè)D的利潤函數(shù)為:

其中，QGD為傳統(tǒng)能源企業(yè)發(fā)電量，α≥0為常數(shù)，表示電力需求的市場規(guī)模，α-QGR-QGD為市場決定的電價，cDQG2D為企業(yè)的生產(chǎn)總成本。假定電力消費企業(yè)M消費1單位電量將生產(chǎn)1單位的商品W，生產(chǎn)過程中只消耗電力，沒有其他成本存在，則其利潤函數(shù)可以表示為:

其中，QGM為電力消費企業(yè)生產(chǎn)的商品W的產(chǎn)量，β≥0為常數(shù)，表示商品W的市場規(guī)模，β-QGM為商品W的價格，電價α-QGR-QGD為企業(yè)M的邊際成本。消費者剩余由三個部分組成:電力能源消費福利+商品W的消費福利-傳統(tǒng)能源消費產(chǎn)生的負外部性，即:

其中，f(QD)=γ(kQGD)2為消費化石能源的污染損害函數(shù)，其為總污染物排放量的二次式形式(Poyago-Theotoky，2007;孫鵬和聶普焱，2013)［11］［12］。其中kQD為化石能源消費時有害污染物排出量，k∈ ［0，1］表示化石能源排放強度;γ為污染損害系數(shù)。新能源價格補貼成本在G方式下由政府承擔，故政府支出函數(shù)GE為:

由(2)-(5)可知社會福利函數(shù)W為(1)+(2)+(3)+(4)-(5)，即為:

為保證模型的解有意義，需要增加兩個假設(shè)條件:

假設(shè)2:γ(kQ*D)2＞(*-P*D)Q*R＞0，表示化石能源生產(chǎn)消費過程中產(chǎn)生的負外部性效應(yīng)要大于政府扶持新能源發(fā)電企業(yè)的支出總額，且政府的價格補貼水平要高于市場價格，這是為了保證政府從社會福利最大化出發(fā)必須給予新能源產(chǎn)業(yè)一個高于市場價格的補貼價格。

根據(jù)逆向歸納法，首先對能源消費企業(yè)M利潤函數(shù)關(guān)于產(chǎn)量求一階導(dǎo)，得:

其次對傳統(tǒng)能源發(fā)電企業(yè)利潤函數(shù)關(guān)于產(chǎn)量求一階導(dǎo)有:

再對新能源發(fā)電企業(yè)利潤函數(shù)關(guān)于產(chǎn)量求一階導(dǎo)有:

將(9)式代入(7)、(8)再代入到利潤函數(shù)與消費者剩余函數(shù)可求的各企業(yè)的利潤和消費者剩余，再將這些代入社會福利函數(shù)可以得到社會總福利為:

(二)傳統(tǒng)能源企業(yè)承擔(D方式)

如果價格補貼由傳統(tǒng)能源企業(yè)承擔，與G方式相比少了政府支出項GE，而傳統(tǒng)能源電力企業(yè)D利潤函數(shù)將變?yōu)?

(三)消費方承擔(C方式)

如果價格補貼支出由全網(wǎng)電力消費者承擔，此時兩個能源發(fā)電企業(yè)的利潤函數(shù)與G方式下的相同。補貼支出在能源消費企業(yè)與終端消費者之間進行分攤，合理的分攤方式是按照消費量分攤，消費的越多，分攤費用就越多。補貼支出為［C-(α-QCR-QCD)］QCR，因此單位能源消費的分攤的成本為，此時電力消費企業(yè)M的利潤函數(shù)為:

三、結(jié)果分析與比較

本節(jié)采用數(shù)值模擬的方法，賦予模型各參數(shù)項以實值，通過MATLAB7.0軟件程序運算，求得參數(shù)變動時變量的數(shù)值解路徑。在6個參數(shù)中，給定傳統(tǒng)能源成本系數(shù)cD、商品W市場規(guī)模β以及排放強度k分別為:cD=1，β=15，k=0.1①給定新能源成本系數(shù)cD與商品市場規(guī)模β實質(zhì)是一種標準化處理，cD與cR對應(yīng)，β與α對應(yīng)。，著重探討電力市場規(guī)模α、新能源企業(yè)成本系數(shù)cR以及損害系數(shù)γ變動時對最優(yōu)補貼價格以及社會福利的影響。具體思路為:分別給定參數(shù)cR、γ一個高值，一個低值，兩兩進行組合就構(gòu)成了四種情形:［低成本，低損害］、［低成本，高損害］、［高成本，低損害］、［高成本，高損害］;然后討論這四種情形下α變動的影響。我們對各參數(shù)取值進行重復(fù)嘗試，在不改變基本趨勢關(guān)系的前提下，僅報告趨勢關(guān)系比較顯著的區(qū)間范圍，令cR分別取1、1.5，γ取80、100，α取值范圍為 ［12.5，17.5］。

(一)最優(yōu)補貼價格比較

最優(yōu)補貼價格的高低是反應(yīng)政府對新能源產(chǎn)業(yè)扶持力度的大小。價格越高，新能源企業(yè)的產(chǎn)量以及利潤就會越高，能源發(fā)電中新能源的占比提高就越快。

1．方式內(nèi)比較

如圖1所示，三種方式下，無論新能源企業(yè)成本系數(shù)cR以及損害系數(shù)γ高低，市場規(guī)模增加都會使得補貼價格提高。由于市場規(guī)模增大，傳統(tǒng)能源產(chǎn)量會提高，向空氣中排放的污染物的量就會增加，因此需要更高的新能源企業(yè)扶持力度。此外，新能源企業(yè)成本系數(shù)cR越大，補貼價格也會越高。cR越高，與傳統(tǒng)能源企業(yè)競爭中新能源企業(yè)越處于不利地位，越需要提高新能源企業(yè)的扶持力度。最后，損害系數(shù)γ越高，補貼價格越高。損害越大，傳統(tǒng)能源生產(chǎn)中負的外部性就越大，因此越需要提高補貼價格支持新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2.方式間比較

(1)市場規(guī)模α影響。如圖2所示，不論新能源企業(yè)成本系數(shù)與污染損害系數(shù)大小如何，G方式下的最優(yōu)補貼價格都嚴格高于D方式的補貼價格，由可知，G方式下的新能源企業(yè)利潤也始終高于D方式的利潤，顯示G方式下對新能源企業(yè)的扶持力度要高于D方式下的。C方式下的補貼價格隨α變動最敏感，其隨α增加逐漸超過其他兩種方式下的補貼價格。當電力市場規(guī)模α較小時，消費方分攤成本時對新能源企業(yè)的扶持力度最小，隨著α逐漸增大，這種方式下扶持力度提高的最快，當電力市場規(guī)模與商品W市場規(guī)模相等時，C方式的補貼價格與G方式的相等②這從(11)，(19)式也可以反映出來。，而當α＞β時，C方式下的補貼價格將超過G方式的。

圖1 三種分攤方式內(nèi)部參數(shù)變動對補貼價格影響比較

圖2 三種分攤方式間參數(shù)變動對補貼價格影響比較

D方式下支出由傳統(tǒng)能源企業(yè)分攤，實質(zhì)是一種征收負外部性的庇古稅，這會降低傳統(tǒng)能源企業(yè)的競爭力，對新能源企業(yè)的價格補貼就不需要太高;而如果在G方式下，沒有降低傳統(tǒng)能源企業(yè)的競爭力，扶持力度就會高于D方式的。C方式下是向全體消費方征稅，這種方式的影響面最廣，不僅涉及到消費者在電力產(chǎn)品與商品W間的選擇消費問題，還會傳到能源發(fā)電企業(yè)和商品生產(chǎn)企業(yè)，補貼價格也最為敏感。當電力市場規(guī)模α小于商品市場規(guī)模β時，消費者更加偏重商品W，補貼價格過高反而會降低社會福利，故價格低于G方式下的補貼價格。隨著α逐漸變大，C方式的補貼價格會超過G、D方式達到最大。

(2)新能源成本系數(shù)cR以及污染損害系數(shù)γ的影響。對子圖A、C以及B、D進行橫向比較可以發(fā)現(xiàn)，在高成本情形下，隨市場規(guī)模增大，D方式的補貼價格提高的更快。新能源企業(yè)的成本越高，兩能源企業(yè)間的利潤差距越大，市場規(guī)模擴大會使這種差距的更加顯著，因此需要更多向傳統(tǒng)能源企業(yè)征稅來提高新能源企業(yè)的扶持力度，補貼價格上升的就越快。

(二)社會福利比較

1.方式內(nèi)比較

如圖3所示，在三種補貼方式下，不論新能源企業(yè)成本還是傳統(tǒng)能源企業(yè)負外部性程度高低，市場規(guī)模的增大，都會導(dǎo)致社會福利水平的提高。此外，新能源企業(yè)成本與傳統(tǒng)能源企業(yè)負外部性程度越高，社會福利水平就會越低。顯然，降低新能源企業(yè)成本與傳統(tǒng)能源企業(yè)的污染排放量是提高社會總福利的重要途徑。

圖3 分攤方式內(nèi)部參數(shù)變動對社會福利的影響比較

2.方式間比較

(1)市場規(guī)模α影響。由圖4可以看出，市場規(guī)模較小時，采用政府支出分攤方式(G)的社會福利水平較高;市場規(guī)模較大時，采用由傳統(tǒng)能源企業(yè)分攤方式(D)的社會福利較高;而采用消費方分攤方式(C)的社會福利水平始終位于另外兩種方式之間，在市場規(guī)模越小時大于D方式，小于G方式，而在市場規(guī)模較大時大于G方式，小于D方式。在電力市場規(guī)模較小時，如果采用由傳統(tǒng)能源企業(yè)進行分攤的方式會增加傳統(tǒng)能源企業(yè)成本，降低傳統(tǒng)能源企業(yè)產(chǎn)量，導(dǎo)致下游商品生產(chǎn)廠商產(chǎn)量降低，消費者福利以及上下游企業(yè)利潤都降低，而采用政府支出方式下，則不會影響到下游商品的生產(chǎn)，此時社會福利相對較高。而采用消費方分攤的方式，只會影響到下游商品生產(chǎn)廠商的產(chǎn)量及消費者剩余，其影響程度介于D方式和G方式之間，因此社會福利也在二者之間。隨著市場規(guī)模的逐漸增大，傳統(tǒng)能源企業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的負外部性越來越大，用以政府支出的分攤方式不足以降低傳統(tǒng)能源產(chǎn)量減少污染物排放，而由傳統(tǒng)能源企業(yè)分攤的D方式則降低了傳統(tǒng)能源企業(yè)的競爭力，最大化地遏制了污染的排放，因此社會福利是最高的。而C方式通過增加消費方的消費成本遏制了一部分傳統(tǒng)能源的消費，效果要比G方式好，比D方式稍差。

(2)新能源企業(yè)成本系數(shù)cR與損害系數(shù)γ的影響。分別比較圖4中子圖A，B與C，D，可以看出，無論新能源企業(yè)成本系數(shù)cR高低，損害系數(shù)γ越大，隨著市場規(guī)模的擴大，D方式下的社會福利越早超過G方式下的社會福利。顯然，污染系數(shù)越大，隨著電力市場規(guī)模的增大，越需要更早運用D方式來取代G方式來提高傳統(tǒng)能源企業(yè)成本，最大限度地降低污染排放，提高社會總福利。同樣，分別比較子圖A，C與B，D可以發(fā)現(xiàn)，無論損害系數(shù)γ高低，新能源企業(yè)成本系數(shù)cR越高，隨著市場規(guī)模的擴大，D方式下的社會福利越早超過G方式下的社會福利。這是由于cR越高，與傳統(tǒng)能源企業(yè)的成本差距越大，隨著市場規(guī)模擴大，這種差距帶來的產(chǎn)量以及利潤差距會進一步放大，政府支出方式下只會降低新能源企業(yè)成本而不會改變傳統(tǒng)能源企業(yè)成本，對污染物排放量的控制屬于間接調(diào)控。而傳統(tǒng)能源企業(yè)分攤方式下，直接增加了傳統(tǒng)能源企業(yè)的生產(chǎn)成本，對降低污染物排放作用巨大。故成本差距越大時，隨市場規(guī)模增加，D方式的社會福利會越早超過G方式。

圖4 分攤方式間參數(shù)變動對社會福利的影響比較

四、主要結(jié)論與政策涵義

本文比較了新能源產(chǎn)業(yè)價格補貼的三種分攤方式間差異。結(jié)果表明:市場規(guī)模較低時，消費方分攤方式(C)的新能源扶持力度最低，政府支出分攤方式(G)的新能源支持力度最高。而在市場規(guī)模較高時，C方式新能源企業(yè)的支持力度最高，D方式最低。社會福利方面，電力市場規(guī)模、新能源企業(yè)成本系數(shù)以及污染損害程度越小，越傾向于采用政府支出分攤方式，反之則傾向于采用傳統(tǒng)能源企業(yè)分攤方式。

我國目前采用的方式是由全體電網(wǎng)消費者分攤，從本文的福利比較結(jié)論來看，無論在何種狀況下，采用由全體消費分攤方式都不是社會福利最大化方式，因此還需充分考慮各種市場和企業(yè)因素，探尋更加合理的成本分攤方式。因此本文的政策建議如下:(1)政策制定上應(yīng)考慮逐步向化石能源分攤方式轉(zhuǎn)型。未來基于污染排放量增加，環(huán)境承載力持續(xù)減弱等因素考慮，全網(wǎng)消費者分攤方式應(yīng)逐步向傳統(tǒng)能源發(fā)電企業(yè)分攤方式轉(zhuǎn)變。(2)逐步減少化石能源補貼額度，控制化石能源消費量。(3)制定更加全面的新能源產(chǎn)業(yè)扶持政策，長期來看，政府還要特別重視對新能源企業(yè)研發(fā)補貼以及其他一些扶持方式上。

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