煤電一體化趨勢下煤電聯(lián)營的博弈分析＊

李 麗 楊 力 韓 靜

(1.安徽理工大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院,安徽省淮南市,232001;2.淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院經(jīng)濟管理系,安徽省淮南市,232001)

煤電一體化趨勢下煤電聯(lián)營的博弈分析＊

李 麗1楊 力1韓 靜2

(1.安徽理工大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院,安徽省淮南市,232001;2.淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院經(jīng)濟管理系,安徽省淮南市,232001)

將煤電企業(yè)聯(lián)營與煤電價格聯(lián)動結(jié)合起來,通過建立博弈模型對煤電企業(yè)是否聯(lián)營與煤電價格聯(lián)動的收益進行定量分析,進而證明煤電價格聯(lián)動方案能使電力成本壓力得到緩解,并在一定程度上緩解了目前我國電力市場需求大于供給的矛盾。

煤電聯(lián)營 價格聯(lián)動 博弈

我國能源工業(yè)發(fā)展的基本方針是“煤炭為主體,電力為中心”,同時電力又是我國經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展的重要能源保障。但是,最近幾年,在我國經(jīng)濟持續(xù)高速增長的同時,我國部分省(市、自治區(qū))頻繁出現(xiàn)電力短缺,給國家和地方的經(jīng)濟發(fā)展帶來了巨大的損失。同時,能源的供應(yīng)體制、價格、資源等各方面的問題也在不斷地加劇,由此引發(fā)了激烈的煤電之爭,使得煤、電行業(yè)間的矛盾不斷升級,引起了全社會的高度重視。

面對煤、電企業(yè)關(guān)系緊張的嚴峻形勢,國內(nèi)學(xué)界與業(yè)界一致認為中國煤、電產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的方向必定是煤電一體化,該方案符合國家產(chǎn)業(yè)政策。就此,有關(guān)學(xué)者對煤電一體化方案從理論上進行了定性與定量地分析,并在有些煤、電企業(yè)進行了煤電一體化的實踐探索。

總之,在目前煤、電市場緊張的形勢下,煤炭企業(yè)與發(fā)電企業(yè)的合作是不可避免的,也是最為合理的選擇。正是為了企業(yè)的共同利益,煤、電兩大行業(yè)才走在了一起。煤電一體化的實現(xiàn)有利于煤、電企業(yè)的優(yōu)勢互補,解決雙方的根本矛盾,使煤、電行業(yè)健康穩(wěn)定的發(fā)展。

1 煤電一體化的內(nèi)涵

煤電一體化,廣義上指煤與電的結(jié)合。如:煤、電企業(yè)相互參股、戰(zhàn)略合作、資產(chǎn)一體化等;狹義上指煤、電企業(yè)資產(chǎn)上一體化經(jīng)營,成為實質(zhì)性一體化企業(yè)。

煤電一體化既是企業(yè)的經(jīng)營方式,又是企業(yè)的組織形式。包括5個方面的內(nèi)容:以發(fā)電企業(yè)為依托,通過組建企業(yè),實現(xiàn)煤電一體化,其方式主要是購并企業(yè);在煤炭資源稟賦較好的地區(qū),在保障坑口電廠供煤的同時,形成煤炭生產(chǎn)基地,實現(xiàn)煤炭外運,積極開發(fā)煤炭相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈,其方式主要是大型坑口電站的建設(shè);大型煤炭、發(fā)電企業(yè)共同開發(fā)煤炭、發(fā)電項目建設(shè),穩(wěn)定煤炭市場,形成煤炭基地,其方式主要是入股、控股、組建股份制企業(yè);煤炭、發(fā)電企業(yè)簽訂長期的供應(yīng)契約,穩(wěn)定煤炭供應(yīng),滿足電廠需求;煤炭、發(fā)電企業(yè)通過使用各種金融工具降低價格風(fēng)險,穩(wěn)定供應(yīng),其方式主要是期貨等各種金融工具的使用。

從產(chǎn)業(yè)鏈來看,煤、電企業(yè)是產(chǎn)業(yè)鏈的上下環(huán)節(jié),煤炭是發(fā)電企業(yè)的主要原料,電廠連續(xù)生產(chǎn)需要有充足的煤炭庫存,成本較大;同時煤炭企業(yè)的主要客戶為發(fā)電企業(yè)。實行一體化,建立一種互相信任的、合作的、雙贏的發(fā)展機制符合雙方的利益。

2 煤電企業(yè)聯(lián)營的博弈分析

2.1 模型的構(gòu)造

假設(shè)不進行聯(lián)營,煤炭企業(yè)與發(fā)電企業(yè)的收益分別為A和B。若進行聯(lián)營,煤炭企業(yè)與發(fā)電企業(yè)所得的收益比不聯(lián)營分別多a、b;雙方為實行聯(lián)營和維持契約所付出的成本為c、d。再假設(shè)若一方不聯(lián)營,想聯(lián)營的一方為說服對方而花費的協(xié)調(diào)成本為e。則相應(yīng)的博弈支付矩陣如表1。

表1 煤電企業(yè)聯(lián)營博弈支付矩陣

2.2 模型的分析

為方便分析,假設(shè)煤炭企業(yè)與發(fā)電企業(yè)為了極小的利益也會去盡力爭取。因此根據(jù)以上支付矩陣,作如下討論。

(1)a-c>0,b-d>0。如果聯(lián)營,煤炭企業(yè)與發(fā)電企業(yè)的收益都會比不聯(lián)營多。則該博弈的均衡結(jié)果是聯(lián)營、聯(lián)營,或不聯(lián)營、不聯(lián)營。這說明煤炭企業(yè)與發(fā)電企業(yè)其中任何一方如果有聯(lián)營的愿望,則應(yīng)當(dāng)聯(lián)營;如果雙方均無聯(lián)營的愿望,則不應(yīng)當(dāng)聯(lián)營。

(2)a-c<0,b-d<0。如果聯(lián)營,煤炭企業(yè)與發(fā)電企業(yè)的收益都會比不聯(lián)營少。則該博弈的均衡結(jié)果是不聯(lián)營、不聯(lián)營。這說明煤炭企業(yè)與發(fā)電企業(yè)在收益減少的情況下是沒有聯(lián)營的可能的。

(3)a-c>0,b-d<0。如果聯(lián)營,煤炭企業(yè)的收益會比不聯(lián)營多,而發(fā)電企業(yè)的收益會比不聯(lián)營少。則該博弈的均衡結(jié)果是不聯(lián)營、不聯(lián)營。這說明發(fā)電企業(yè)在收益減少的情況下是不會選擇聯(lián)營的,因此雙方無聯(lián)營的可能。

(4)a-c<0,b-d>0。如果聯(lián)營,發(fā)電企業(yè)的收益會比不聯(lián)營多,而煤炭企業(yè)的收益會比不聯(lián)營少。則該博弈的均衡結(jié)果是不聯(lián)營、不聯(lián)營。這說明煤炭企業(yè)在收益減少的情況下是不會選擇聯(lián)營的,因此雙方無聯(lián)營的可能。

(5)a-c=0,b-d>0。如果聯(lián)營,發(fā)電企業(yè)的收益會比不聯(lián)營多,而煤炭企業(yè)的收益沒有變化。則該博弈的均衡結(jié)果是聯(lián)營、聯(lián)營,或不聯(lián)營、不聯(lián)營。這說明發(fā)電企業(yè)如果有聯(lián)營的愿望,則應(yīng)當(dāng)聯(lián)營;如果其無聯(lián)營愿望,則不聯(lián)營。

(6)a-c>0,b-d=0。如果聯(lián)營,煤炭企業(yè)的收益會比不聯(lián)營多,而發(fā)電企業(yè)的收益沒有變化。則該博弈的均衡結(jié)果是聯(lián)營、聯(lián)營,或不聯(lián)營、不聯(lián)營。這說明煤炭企業(yè)如果有聯(lián)營的愿望,則應(yīng)當(dāng)聯(lián)營;如果其無聯(lián)營愿望,則不聯(lián)營。

(7)a-c=0,b-d<0。如果聯(lián)營,發(fā)電企業(yè)的收益會比不聯(lián)營少,而煤炭企業(yè)的收益沒有變化。則該博弈的均衡結(jié)果是不聯(lián)營、不聯(lián)營。這說明發(fā)電企業(yè)在收益減少的情況下是不會選擇聯(lián)營的,因此雙方無聯(lián)營的可能。

(8)a-c<0,b-d=0。如果聯(lián)營,煤炭企業(yè)的收益會比不聯(lián)營少,而發(fā)電企業(yè)的收益沒有變化。則該博弈的均衡結(jié)果是不聯(lián)營、不聯(lián)營。這說明煤炭企業(yè)在收益減少的情況下是不會選擇聯(lián)營的,因此雙方無聯(lián)營的可能。

(9)a-c=0,b-d=0。煤炭企業(yè)與發(fā)電企業(yè)聯(lián)營前后的收益沒有變化。則該博弈的均衡結(jié)果是聯(lián)營、聯(lián)營,或不聯(lián)營、不聯(lián)營。這說明煤炭企業(yè)與發(fā)電企業(yè)如果有聯(lián)營的愿望,則應(yīng)當(dāng)聯(lián)營;如果有一方?jīng)]有聯(lián)營的愿望,則不應(yīng)當(dāng)聯(lián)營。

從上面的討論可以看出,煤炭企業(yè)與發(fā)電企業(yè)要么聯(lián)營,要么不聯(lián)營。雙方是否聯(lián)營取決于聯(lián)營后所增加的收益與聯(lián)營的成本,以及雙方對于聯(lián)營的態(tài)度。

3 煤電價格聯(lián)動的博弈分析

3.1 模型的構(gòu)造

根據(jù)煤電價格聯(lián)動的現(xiàn)狀做如下假設(shè):

(1)該博弈有兩個參與者,一個是煤炭企業(yè),一個是發(fā)電企業(yè)。雙方都了解自己的收益和支付情況。

(2)煤炭企業(yè)可以對銷售給發(fā)電企業(yè)的電煤價格進行調(diào)整。其行動集合假設(shè)為{高價,低價}。

(3)發(fā)電企業(yè)可以對電價進行提高。其行動集合假設(shè)為{提高價格,原價不變}。

(4)煤炭企業(yè)與發(fā)電企業(yè)原來以相對穩(wěn)定的價格向?qū)Ψ教峁╇娒汉碗姟Ｓ捎谑袌鲂枨笤龃笠约吧a(chǎn)成本的增加,煤炭企業(yè)提高了銷售給發(fā)電企業(yè)的電煤價格。同時,因為國家政策等因素的影響,發(fā)電企業(yè)的價格并沒有因此而提高,從而導(dǎo)致其收益的下降。最終,發(fā)電企業(yè)要求提高電價。發(fā)電企業(yè)的電價與電煤價格相關(guān)聯(lián)。發(fā)改委將會不定期召開關(guān)于煤炭市場價格的聽證會,對煤炭價格進行相關(guān)的評估,在確定電煤價格上漲后,將適當(dāng)提高電價。

(5)在電價不變的情況下,發(fā)電企業(yè)在煤炭價格低時的收益為a(a>0),在煤炭價格高時的收益為b(a>b>0)。發(fā)電企業(yè)提高電價后,發(fā)電企業(yè)在煤炭價格低時的收益為c(c>0),在煤炭價格高時的收益為d(c>d>0)。

(6)在煤炭價格低的情況下,煤炭企業(yè)在電價不變時的收益為e(e>0),在電價提高時的收益為f(e>f>0),在煤炭價格高的情況下,煤炭企業(yè)在電價不變時的收益為g(g>0),在電價提高時的收益為h(g>h>0)。

表2 煤電價格聯(lián)動博弈矩陣

根據(jù)上述假設(shè),煤電價格聯(lián)動的博弈矩陣如表2所示。

3.2 模型的分析

根據(jù)煤炭企業(yè)與發(fā)電企業(yè)收益的博弈矩陣,現(xiàn)對其混合策略的納什均衡進行求解。假設(shè),煤炭企業(yè)低價銷售電煤給發(fā)電企業(yè)的概率為x,高價銷售電煤給發(fā)電企業(yè)的概率為1-x;發(fā)電企業(yè)維持原價不變的概率為y,提高電價的概率為1-y。

此時,發(fā)電企業(yè)的預(yù)期收益∏1為:

煤炭企業(yè)的預(yù)期收益∏2為:

發(fā)電企業(yè)與煤炭企業(yè)預(yù)期收益最大化的一階條件是:

解得該博弈的混合策略納什均衡解為:

由此表明,在一定的條件下,為使各自的收益最大化,煤炭企業(yè)低價銷售電煤給發(fā)電企業(yè)的概率為x＊=(d-b)/(a+d-b-c),發(fā)電企業(yè)維持原價不變的概率為y＊=(h-f)/(e+h-f-g)。

由該混合策略納什均衡解可以看出:

(1)以發(fā)電企業(yè)來看,在煤炭價格較低時,如果提高電價,那么發(fā)電企業(yè)的收益增加為c,因此煤炭企業(yè)低價銷售電煤給發(fā)電企業(yè)的概率x也增加了,據(jù)此得到煤炭企業(yè)的收益減少了。煤炭企業(yè)作為理性的博弈方,不會允許其收益的減少,因此會采取提高煤炭價格的措施來阻止收益的減少。此時,煤炭價格較高,如果提高電價,那么發(fā)電企業(yè)的收益增加為d,因此煤炭企業(yè)低價銷售電煤給發(fā)電企業(yè)的概率x也增加了。由此說明,這種做法既增加了發(fā)電企業(yè)的收益,又在一定程度上阻止了煤炭企業(yè)對電煤價格的提高。

(2)以煤炭企業(yè)來看,在電價維持原價不變時,如果提高煤炭價格,那么煤炭企業(yè)的收益增加為g,因此發(fā)電企業(yè)維持原來電價不變的概率y也增加了,據(jù)此得到發(fā)電企業(yè)的收益減少了。發(fā)電企業(yè)作為理性的博弈方,不會坐視不管其收益的減少,因此會采取提高電價的措施來阻止收益的減少。此時,電價提高,如果提高煤炭價格,那么煤炭企業(yè)的收益增加為h,因此發(fā)電企業(yè)維持原來電價不變的概率y也增加了。由此說明,這種做法既增加了煤炭企業(yè)的收益,又在一定程度上阻止了發(fā)電企業(yè)對電價的提高。

4 結(jié)論

(1)煤電聯(lián)營是否能夠成功取決于煤炭企業(yè)與發(fā)電企業(yè)雙方聯(lián)營后所能增加的收益與聯(lián)營的成本,更取決于雙方對于聯(lián)營的態(tài)度。一般來說,處于強勢的一方會比相對弱勢的一方聯(lián)營的愿望更強,處于弱勢的一方是相對比較被動的。實際上,發(fā)電企業(yè)在資產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平、人員素質(zhì)、政策支持等各方面都勝于煤炭企業(yè)。因此,煤電聯(lián)營一般都是由發(fā)電企業(yè)主導(dǎo)的。這樣,五大發(fā)電集團在各地爭相與煤炭企業(yè)簽訂合作建設(shè)煤炭生產(chǎn)基地協(xié)議的事實也就不難解釋了。

(2)煤電聯(lián)營必然導(dǎo)致煤電價格的聯(lián)動效應(yīng)。在煤炭價格較高時,適當(dāng)提高電價可以在一定程度上解決由于煤炭價格的上升而對發(fā)電企業(yè)的成本帶來的沖擊,并增加了發(fā)電企業(yè)的收益,同時也增加了煤炭企業(yè)的收益。這項舉措證明了煤電價格聯(lián)動的有效性,即既讓煤炭企業(yè)受益,又讓發(fā)電企業(yè)受益。

[1] 張維營.博弈論與信息經(jīng)濟學(xué)[M].上海:上海人民出版社,1996

[2] 謝識予.經(jīng)濟博弈論(第二版)[M].上海:復(fù)旦大學(xué)出版社,2002

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Coal and power pool game analysis under the tendency of coal and electricity integration

Li Li1,Yang Li1,Han Jing2
(1.School of Economics and Management,Anhui University of Science and Technology,Huainan,Anhui province 232001,China;2.Department of Economics and Management,Huainan Vocational Technical College,Huainan,Anhui province 232001,China)

On the basis of joint operation of coal mine and electric power producer combined with coal and electricity prices,a game model is formed for a quantitative analysis of the fact if coal mine and electric power plant is jointly operated and the returns from coal-electricity price linkage.On the basis of that,it is proved that coal-electricity price linkage scheme can relieve the pressure on electric power production costs and can ease the contradiction between larger electric power demands and insufficient electric power supply on the domestic energy market.

coal associates,p rice linkage,game

TD-9

B

,國家自然科學(xué)基金項目(71071003);教育部人文社會科學(xué)研究青年基金項目(09YJC630004);安徽省社會科學(xué)規(guī)劃項目(項目批準號AHSK05-06D55)。

李麗(1986-),女,安徽蕪湖人,安徽理工大學(xué)在讀碩士研究生,主要從事能源經(jīng)濟研究。

(責(zé)任編輯 張大鵬)