楊俊++張倩菲++郝成磊++張騰飛

摘要：通過(guò)引入產(chǎn)品替代因子，構(gòu)建非常規(guī)與常規(guī)天然氣市場(chǎng)供給動(dòng)態(tài)博弈模型，并運(yùn)用補(bǔ)貼乘數(shù)刻畫(huà)政府補(bǔ)貼對(duì)不同廠商最優(yōu)生產(chǎn)策略空間選擇的影響程度。結(jié)果表明：政府補(bǔ)貼有利于增加國(guó)內(nèi)天然氣供給量，減小對(duì)外依存度；相比于產(chǎn)量補(bǔ)貼，投入補(bǔ)貼更有利于提高國(guó)內(nèi)天然氣供給量；非常規(guī)對(duì)常規(guī)天然氣替代性的增大有利于提高總產(chǎn)量，但由于技術(shù)瓶頸，開(kāi)采初期成本偏高，政府補(bǔ)貼有利于降低成本，增大替代性。

關(guān)鍵詞：非常規(guī)天然氣；政府補(bǔ)貼；產(chǎn)品替代性；供給量

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2016.12.24

中圖分類號(hào)：F206；F22432 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-8409（2016）12-0109-06

The Game Model of Natural Gas Market Supply Considering Government Subsidies

YANG Jun， ZHANG Qianfei， HAO Chenglei， ZHANG Tengfei

（School of Economics and Business Administration，Chongqing University，Chongqing 400044

）

Abstract：By introducing product substitution factor， this paper sets up dynamic Game Model with consideration of unconventional and conventional natural gas market supply. And then， it analyzes the influence degree of different manufacturers optimal strategies spatial selection by using subsidies multiplier. Results show that， government subsidies are conducive to increasing the gas supply quantity and reducing the dependence on foreign oil. Whats more， the input subsidies are more beneficial to improve the supply of gas compared to production subsidies. The alternative can help to improve production of gas market， but in the early stage of unconventional gas extraction， technical bottlenecks lead to high costs， and government subsidies can help to reduce costs and increase alternative.

Key words：unconventional gas； government subsidies； product alternative； supply quantity

引言

中國(guó)作為全球人口和能源消費(fèi)第一大國(guó)，能源消費(fèi)需求不斷攀升。然而國(guó)內(nèi)以煤為主的能源結(jié)構(gòu)導(dǎo)致碳排放量逐年激增，空氣、水污染日益嚴(yán)重，“減煤增氣”、發(fā)展清潔能源已成為能源消費(fèi)向低碳轉(zhuǎn)變的重要方向。《國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014～2020年）》提出，2020年中國(guó)天然氣占一次能源的比例將在10%以上。然而，國(guó)內(nèi)天然氣市場(chǎng)存在諸多問(wèn)題：供需失衡導(dǎo)致近年頻發(fā)“氣荒”，2015年天然氣對(duì)外依存度達(dá)327%[1]；市場(chǎng)寡頭壟斷制約價(jià)格的形成及合理供給；現(xiàn)行國(guó)際油價(jià)大幅下跌，導(dǎo)致天然氣對(duì)替代能源的競(jìng)爭(zhēng)力減弱[2]。

天然氣氣源分為非常規(guī)和常規(guī)天然氣，非常規(guī)天然氣具有熱值高、低碳、低污染等特性，我國(guó)非常規(guī)天然氣資源雄厚，但國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)技術(shù)尚未成熟，開(kāi)采成本較高[3]。因此，借鑒美國(guó)等天然氣開(kāi)采國(guó)家的成熟技術(shù)及政府優(yōu)惠補(bǔ)貼政策[4]，提高國(guó)內(nèi)天然氣供給量是保障我國(guó)能源安全的重要戰(zhàn)略方向[5，6]。

國(guó)外文獻(xiàn)多從宏觀層面研究能源政策對(duì)供給和價(jià)格的影響情況，Reynolds等通過(guò)多循環(huán)哈伯特曲線模型分析天然氣市場(chǎng)均衡拐點(diǎn)的變化，預(yù)測(cè)出北美非常規(guī)天然氣最大均衡供給量[7]。Jiang等基于投入產(chǎn)出模型研究取消能源補(bǔ)貼對(duì)價(jià)格的影響發(fā)現(xiàn)，政府取消對(duì)能源價(jià)格的管控會(huì)引起價(jià)格的上升，從而影響能源供給均衡[8]。Wang等運(yùn)用灰色模型預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)，中國(guó)天然氣需求和進(jìn)口會(huì)不斷攀升，為保證國(guó)內(nèi)能源供給安全，需進(jìn)行非常規(guī)天然氣的大力開(kāi)采[9]。Yuan等通過(guò)敏感度等技術(shù)參數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，政府對(duì)頁(yè)巖氣的開(kāi)采進(jìn)行財(cái)政補(bǔ)貼有利于降低生產(chǎn)廠商成本，增大開(kāi)采量[10]。Wang等應(yīng)用地質(zhì)資源供給需求模型預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)，在技術(shù)進(jìn)步條件下，2069年中國(guó)非常規(guī)天然氣的供給增速達(dá)最大值[11]。國(guó)內(nèi)研究主要集中在天然氣市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)及其定價(jià)上，檀學(xué)燕提出拆分中上游、上游引入競(jìng)爭(zhēng)，打破垂直一體化壟斷市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)模式的建議[12]。楊俊等運(yùn)用博弈模型探討單邊開(kāi)放天然氣市場(chǎng)穩(wěn)定性發(fā)現(xiàn)，單邊開(kāi)放市場(chǎng)存在均衡供給[13]。吳曉明等應(yīng)用市場(chǎng)凈回值法探討天然氣價(jià)格形成機(jī)制改革的特點(diǎn)及其在全國(guó)范圍內(nèi)推廣產(chǎn)生的影響效應(yīng)[14]。現(xiàn)有文獻(xiàn)在探討天然氣市場(chǎng)供求定價(jià)及市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)等方面做出了重要貢獻(xiàn)，但在應(yīng)用具體數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)政府補(bǔ)貼對(duì)市場(chǎng)供給的影響方面鮮有研究。結(jié)合上述文獻(xiàn)的不足，本文以產(chǎn)品差異化的天然氣市場(chǎng)為研究對(duì)象，應(yīng)用動(dòng)態(tài)古諾博弈模型探討供給側(cè)開(kāi)放的天然氣生產(chǎn)廠商最優(yōu)產(chǎn)量策略空間，然后提出補(bǔ)貼乘數(shù)模型比較分析不同政府補(bǔ)貼方式對(duì)廠商最優(yōu)策略空間的影響，最后通過(guò)算例仿真驗(yàn)證模型設(shè)計(jì)的合理性，并由此給出政策建議。

3算例仿真及分析

由于模型參數(shù)較多，均衡結(jié)果較為復(fù)雜，很難直觀地反映均衡結(jié)果受參數(shù)（成本系數(shù)、替代因子、補(bǔ)貼及補(bǔ)貼因子等）影響的變化情況，為更形象地反映非常規(guī)與常規(guī)天然氣市場(chǎng)動(dòng)態(tài)博弈均衡產(chǎn)量及其受政府補(bǔ)貼的變化情況，本節(jié)擬設(shè)計(jì)參數(shù)變化的具體數(shù)值進(jìn)行仿真模擬?，F(xiàn)行條件下，非常規(guī)天然氣的開(kāi)采成本高于常規(guī)天然氣，即A、B廠商的成本系數(shù)aA>aB，設(shè)aA=05，aB=01，令固定成本ci 為0；廠商相互替代因子ξA，ξB，0≤ξA≤1，0≤ξB≤1，且隨著開(kāi)采技術(shù)的逐漸成熟，非常規(guī)對(duì)常規(guī)天然氣的替代率逐漸增大，即ξA>ξB，設(shè)ξA=04，ξB=02；設(shè)產(chǎn)量補(bǔ)貼系數(shù)τ1=01，投入補(bǔ)貼因子τ2=10%。本小節(jié)旨在通過(guò)參數(shù)的具體數(shù)值作圖，直觀地反映產(chǎn)品差異化的天然氣市場(chǎng)產(chǎn)量受替代因子、補(bǔ)貼方式的影響程度，以及通過(guò)補(bǔ)貼乘數(shù)進(jìn)一步探討不同補(bǔ)貼方式的優(yōu)劣程度。

31不同補(bǔ)貼方式對(duì)均衡產(chǎn)量影響情況

311產(chǎn)量補(bǔ)貼

政府對(duì)非常規(guī)天然氣開(kāi)采廠商A每單位產(chǎn)量進(jìn)行補(bǔ)貼，補(bǔ)貼系數(shù)τ1（0<τ1<1），在給定成本系數(shù)、替代因子的條件下，探討τ1對(duì)均衡產(chǎn)量的影響情況。

由圖2和圖3可知，產(chǎn)量補(bǔ)貼前常規(guī)天然氣的均衡產(chǎn)量高于非常規(guī)天然氣；補(bǔ)貼后常規(guī)天然氣均衡產(chǎn)量隨補(bǔ)貼系數(shù)的增大不斷減小，而非常規(guī)天然氣隨補(bǔ)貼系數(shù)的增大不斷增大，且增大幅度大于常規(guī)天然氣產(chǎn)量減小的幅度，即產(chǎn)量補(bǔ)貼后天然氣總產(chǎn)量高于補(bǔ)貼前。隨著能源安全和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，常規(guī)天然氣發(fā)展機(jī)會(huì)相對(duì)有限，非常規(guī)天然氣儲(chǔ)量豐富，具有低碳、環(huán)保等特性，因此對(duì)非常規(guī)天然氣成功勘探并開(kāi)采已成為發(fā)展清潔能源的一大重要戰(zhàn)略目標(biāo)，其中對(duì)頁(yè)巖氣和煤層氣的開(kāi)采占據(jù)主導(dǎo)地位，2030年國(guó)內(nèi)力爭(zhēng)頁(yè)巖氣產(chǎn)量達(dá)到1500至1800億立方米[16]。

312投入補(bǔ)貼

政府對(duì)非常規(guī)天然氣開(kāi)采廠商A的總投入進(jìn)行補(bǔ)貼，補(bǔ)貼因子τ2（0<τ2<1），在與產(chǎn)量補(bǔ)貼相同約束條件下，探討τ2對(duì)均衡產(chǎn)量的影響情況。

由圖4和圖5可知投入補(bǔ)貼后，常規(guī)天然氣的均衡產(chǎn)量隨投入補(bǔ)貼因子的增大而減小，非常規(guī)天然氣產(chǎn)量隨投入補(bǔ)貼因子的增大而增大，且增大幅度大于常規(guī)天然氣減小的幅度，天然氣總產(chǎn)量相比補(bǔ)貼前大幅增長(zhǎng)，即總投入補(bǔ)貼有利于增加國(guó)內(nèi)天然氣的供給量。

313補(bǔ)貼乘數(shù)

本文探討了兩種不同的政府補(bǔ)貼方式：產(chǎn)量補(bǔ)貼和投入補(bǔ)貼，在綜合考慮各方面權(quán)益的前提下，能夠帶來(lái)較大幅度增產(chǎn)的補(bǔ)貼方式更具有現(xiàn)實(shí)意義。為比較兩種補(bǔ)貼方式產(chǎn)量效益最大化，本文結(jié)合乘數(shù)效應(yīng)的理論，提出補(bǔ)貼乘數(shù)模型，即補(bǔ)貼前后均衡產(chǎn)量的變化量與補(bǔ)貼力度的比值，給定參數(shù)aA，aB，ξA，ξB，討論產(chǎn)量補(bǔ)貼乘數(shù)k1和投入補(bǔ)貼乘數(shù)k2隨τ1，τ2的變化情況。

由圖6可知產(chǎn)量補(bǔ)貼乘數(shù)隨補(bǔ)貼系數(shù)的增大而減小，且k1<1，即單位產(chǎn)量的補(bǔ)貼力度不能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)量的成倍增加，說(shuō)明產(chǎn)量補(bǔ)貼效果并不明顯；圖中易知k2>k1，且k2>1，即每單位的投入補(bǔ)貼能夠帶來(lái)產(chǎn)量的成倍增加，且明顯優(yōu)于產(chǎn)量補(bǔ)貼。長(zhǎng)期以來(lái)，能源補(bǔ)貼作為政府的無(wú)償支出，補(bǔ)貼的多少必然會(huì)對(duì)社會(huì)總福利變化產(chǎn)生重要影響，因此，補(bǔ)貼乘數(shù)為政府對(duì)天然氣開(kāi)采市場(chǎng)擇優(yōu)選取補(bǔ)貼方式提供了有力的模型支撐。

32替代因子對(duì)均衡產(chǎn)量的影響情況

產(chǎn)品差異化使得不同產(chǎn)品之間存在一定的替代性，決策廠商的天然氣開(kāi)采量受競(jìng)爭(zhēng)廠商產(chǎn)量的影響，影響程度取決于兩者的相互替代因子ξA，ξB。

由圖7和圖8可知非常規(guī)天然氣均衡產(chǎn)量隨替代因子ξA（非常規(guī)對(duì)常規(guī)天然氣的需求替代性）的增大而增大，隨替代因子ξB（常規(guī)對(duì)非常規(guī)天然氣的需求替代性）的增大而減小，且均衡產(chǎn)量受ξB影響幅度大于ξA。

非常規(guī)與常規(guī)天然氣除了產(chǎn)品品質(zhì)自身存在差異外，更明顯的區(qū)別體現(xiàn)在開(kāi)采成本上?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)非常規(guī)天然氣處于勘探開(kāi)采初期，基礎(chǔ)工作薄弱，缺乏核心技術(shù)體系，前期資金投入大，從而導(dǎo)致非常規(guī)天然氣生產(chǎn)成本遠(yuǎn)高于常規(guī)天然氣，其對(duì)常規(guī)天然氣的替代性也因此受到影響。目前我國(guó)已出臺(tái)一系列稅費(fèi)優(yōu)惠政策（包括免征煤層氣資源稅、減免探礦稅、煤層氣開(kāi)發(fā)補(bǔ)貼等）鼓勵(lì)天然氣資源的開(kāi)發(fā)利用。為加大非常規(guī)天然氣資源的開(kāi)采力度，政府應(yīng)進(jìn)一步落實(shí)好現(xiàn)行扶持政策（如抓緊出臺(tái)頁(yè)巖氣等非常規(guī)氣源稅費(fèi)減免、直接補(bǔ)貼、信貸支持、專項(xiàng)基金等[17，18]），調(diào)整并完善優(yōu)惠政策體系，調(diào)動(dòng)企業(yè)勘探開(kāi)發(fā)非常規(guī)天然氣資源的積極性，支持技術(shù)攻關(guān)，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)一步推進(jìn)規(guī)?；_(kāi)發(fā)。待非常規(guī)天然氣的開(kāi)采形成一定的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，政府則穩(wěn)步有序放開(kāi)對(duì)天然氣市場(chǎng)的監(jiān)管，還原市場(chǎng)，充分市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)；最終通過(guò)天然氣市場(chǎng)的有效競(jìng)爭(zhēng)降低生產(chǎn)成本，提高非常規(guī)對(duì)常規(guī)天然氣的替代性，增大供給量，達(dá)到國(guó)內(nèi)天然氣市場(chǎng)供需均衡。

4結(jié)論及政策建議

本文通過(guò)對(duì)差異化天然氣市場(chǎng)建立古諾博弈動(dòng)態(tài)模型，提出并探討兩種不同的政府補(bǔ)貼方式和替代性對(duì)均衡產(chǎn)量的影響情況。結(jié)果表明：首先，供給側(cè)開(kāi)放的差異化天然氣市場(chǎng)均衡產(chǎn)量存在，且其大小與廠商的成本系數(shù)及相互替代程度有關(guān)；其次，政府補(bǔ)貼有利于總產(chǎn)量的提高，引入補(bǔ)貼乘數(shù)模型比較發(fā)現(xiàn)，投入補(bǔ)貼乘數(shù)大于產(chǎn)量補(bǔ)貼乘數(shù)，即投入補(bǔ)貼方式具有更大的產(chǎn)量增產(chǎn)效益；最后，為增大非常規(guī)對(duì)常規(guī)天然氣的替代性，關(guān)鍵在于降低生產(chǎn)成本，而非常規(guī)天然氣開(kāi)采初期，由于技術(shù)瓶頸導(dǎo)致開(kāi)采成本不可能在短期內(nèi)大幅降低，為此，政府扶持政策尤顯重要。結(jié)合結(jié)論本文提出以下政策建議：

（1）落實(shí)“管住中間、放開(kāi)兩頭”的總體思想，推進(jìn)天然氣價(jià)格改革，促進(jìn)天然氣市場(chǎng)主體多元化競(jìng)爭(zhēng)。著力實(shí)施“橫向混合、縱向混改”方針，打破天然氣市場(chǎng)縱向一體化壟斷格局，形成有效的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，充分發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制在資源配置中的基礎(chǔ)性作用，加快能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化速度。

（2）實(shí)施合理補(bǔ)貼政策。我國(guó)非常規(guī)天然氣資源豐富，為滿足國(guó)內(nèi)不斷增長(zhǎng)的天然氣需求，“十三五”期間明確提出我國(guó)將大力發(fā)展非常規(guī)天然氣，使之成為天然氣重要提供方。政府補(bǔ)貼一方面可以增大市場(chǎng)供給量，減少進(jìn)口，保障能源安全；另一方面鼓勵(lì)非常規(guī)天然氣開(kāi)采廠商降低成本，逐漸形成低成本技術(shù)體系和管理體系，進(jìn)一步加大非常規(guī)天然氣的供給量。

（3）充分借鑒國(guó)外非常規(guī)天然氣發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。能源領(lǐng)域的政策優(yōu)化與市場(chǎng)優(yōu)化改革的國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于未來(lái)中國(guó)能源體系的改革深化具有重要的借鑒意義。為進(jìn)一步加快國(guó)內(nèi)非常規(guī)天然氣的發(fā)展，我國(guó)應(yīng)抓住全球能源技術(shù)革命的歷史機(jī)遇，實(shí)施“追趕”與“跨越”并重的能源技術(shù)戰(zhàn)略，引進(jìn)試驗(yàn)國(guó)外先進(jìn)勘探技術(shù)，在此基礎(chǔ)上加以消化吸收再創(chuàng)造，充分發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)，在技術(shù)引領(lǐng)、政策扶持和效益可期的拉動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)新常態(tài)時(shí)期能源變革的成功轉(zhuǎn)型。

參考文獻(xiàn)：

[1]BP. 2035世界能源展望[R].國(guó)際能源署， 2016.

[2]國(guó)際石油經(jīng)濟(jì).我國(guó)天然氣發(fā)展面臨的不確定因素[R]. 北京： 中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)，2015.

[3]國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心.中國(guó)中長(zhǎng)期能源發(fā)展戰(zhàn)略研究[M].中國(guó)發(fā)展出版社， 2013：24-78.

[4]Hammond G P， O Grady á， Packham D E. Energy Technology Assessment of Shale Gas ‘Fracking– A UK Perspective[J]. Energy Procedia， 2015（27）：64-71.

[5]Hu D， Xu S. Opportunity， Challenges and Policy Choices for China on the Development of Shale Gas[J]. Energy Policy， 2013（60）：21-26.

[6]Tian L， Wang Z， Krupnick A， et al. Stimulating Shale Gas Development in China： A Comparison with The US Experience[J]. Energy Policy， 2014：14-18.

[7]Reynolds D B， Kolodziej M. North American Natural Gas Supply Forecast： The Hubbert Method Including the Effects of Institutions[J]. Energies， 2009（2）：269-306.

[8]Jiang Z， Tan J. How the Removal of Energy Subsidy Affects General Price in China： A Study Based on Input-output Model[J]. Energy Policy， 2013（63）：599-606.

[9]Wang T， Lin B. Impact of Unconventional Gas Development on Chinas Natural Gas Production and Import[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews，2014（39）：546-554.

[10]Yuan J， Lou D， Xia L， et al. Policy Recommendations to Promote Shale Gas Development in China Based on a Technical and Economic Evaluation[J]. Energy Policy， 2015（85）：194-206.

[11]Wang J， Mohr S， Feng L， et al. Analysis of Resource Potential for Chinas Unconventional Gas and Forecast for Its Long-Term Production Growth[J]. Energy Policy， 2016（88）：389-401.

[12]檀學(xué)燕. 我國(guó)天然氣定價(jià)機(jī)制設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)軟科學(xué)， 2008（10）：155-160.

[13]楊俊，郝成磊，黃守軍.單邊開(kāi)放天然氣市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析[J]. 華東經(jīng)濟(jì)管理， 201529（10）： 93-100.

[14]吳曉明，張鏘頔，唐燕，等.天然氣價(jià)格形成機(jī)制改革及其影響效應(yīng)初探[J].軟科學(xué)，2013，27（8）：85-87.

[15]張明善，唐小我. 多個(gè)生產(chǎn)商下的動(dòng)態(tài)古諾模型分析[J].管理科學(xué)學(xué)報(bào)，2002，5（5）：85-90.

[16]張大偉.全國(guó)頁(yè)巖氣資源潛力調(diào)查評(píng)價(jià)及有利區(qū)優(yōu)選[R]. 北京：國(guó)土資源部油氣資源戰(zhàn)略中心，2011.

[17]吳妍，魏巍賢，蔡文香.中國(guó)非常規(guī)油氣資源發(fā)展對(duì)策研究[J].中國(guó)人口·資源與環(huán)境，2015， 25（11）：292-295.

[18]周志斌.中國(guó)非常規(guī)天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)、挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)策略[J]. 天然氣工業(yè)，2014，34（2）：12-17.

（責(zé)任編輯：王惠萍）