1、自然垄断、电力生产与监管自然垄断、电力生产与监管 中国电力市场概况中国电力市场概况 电力市场模型电力市场模型 政府监管与政策政府监管与政策 Natural Monopolies A natural monopoly arises when there are economies of scale over the relevant range of output. Quantity of Output Average total cost 0 Cost Why is MR P? When Q = 3, P = 8 but MR = 6. Why is MR P? Output Effect:
2、When the 3rd unit is sold, the firm earns an additional $8 for it. So, TR increases by the amount P. Price Effect: But to sell the 3rd unit, the price had to be reduced from $9 to $8. So, the total revenue from the first two units, which would have been $18 if only 2 units were sold, decreases to $1
3、6 when 3 units are sold. Thus, TR also decreases when the 3rd unit is sold. Therefore, the increase in total revenue must be less than P. In other words, MR MR at all quantities. A Monopolys Total Revenue When a monopoly increases the amount it sells by one unit, there are two effects on total reven
4、ue P Q. The output effect: when an additional unit of output is sold, the monopolist charges a price for it. Therefore, total revenue increases by P, the price. The price effect: to sell the additional unit, the price must be reduced. Therefore, total revenue from the units that the monopolist would
5、 have decreases. The overall effect will depend on the price elasticity of demand; see chapter 5 If demand is elasticthat is, PED 1an increase in output is accompanied by an increase in total revenue Profit Maximization For any firm, the profit-maximizing quantity is that at which marginal revenue e
6、quals marginal cost; MR = MC. A monopoly firm then uses the demand curve to find the price that will induce consumers to buy the profit-maximizing quantity. Profit Maximization for a MonopolyProfit Maximization for a Monopoly QuantityQQ0 Costs and Revenue Demand Average total cost Marginal revenue M
7、arginal cost Monopoly price QMAX B 1. The intersection of the marginal-revenue curve and the marginal-cost curve determines the profit-maximizing quantity . . . A 2. . . . and then the demand curve shows the price consistent with this quantity. MC 3. Note that P MR = MC in equilibrium. 4. Recall tha
8、t in perfect competition P = MR = MC in equilibrium. Can you pinpoint the perfect competition outcome in this diagram? Comparing Monopoly and Competition For a competitive firm, price equals marginal cost. P = MR = MC For a monopoly firm, price exceeds marginal cost. P MR = MC Note that the monopoli
9、st does not have a supply curve The monopolist is a price maker; it chooses what price to charge A perfectly competitive firm is a price taker; it responds to whatever the market price happens to be and chooses what quantity to produce at that price This is why there is a supply curve in perfect com
10、petition, but not in monopoly. This is why the theory of supply and demand (chapter 4) works only under perfect competition 8 Figure 5 The Monopolists ProfitFigure 5 The Monopolists Profit CHAPTER 15 MONOPOLY Monopoly profit Average total cost Quantity Monopoly price QMAX0 Costs and Revenue Demand M
11、arginal cost Marginal revenue Average total cost B C E D A Monopolists Profit Recall that profit = (P ATC) Q Therefore, the monopolist will stay in business as long as price (P) is greater than average total cost (ATC). A monopolist will exit when P MC; monopoly P = MC; perfect competition Video: Ge
12、neric Drugs Pharmaceutical drugs that are no longer under patent are called generic drugs It is often assumed that the market for generic drugs is perfectly competitive But the reality is very different Why generic drugs dont necessarily mean lower prices by Megan Thompson, PBS Newshour, December 23
13、, 2013 THE WELFARE COST OF MONOPOLY In contrast to a competitive firm, the monopoly charges a price above the marginal cost (P MC). For consumers, this high price makes monopoly undesirable. For the monopolist, the high price makes monopoly profitable. Figure 7 The Efficient Level of OutputFigure 7
14、The Efficient Level of Output Quantity0 Price Demand (marginal value to buyers) Marginal cost Value to buyers is greater than cost to seller. Value to buyers is less than cost to seller. Cost to monopolist Cost to monopolist Value to buyers Value to buyers Efficient quantity The height of the Demand
15、 curve at any quantity shows the value of the commodity to whoever bought the last unit. So, the height of the Demand curve at any quantity shows the social benefit of the last unit. When this is no less than the marginal cost of the last unit, the last unit is socially desirable. The Deadweight Los
16、s Because a monopoly sets its price above marginal cost, it places a wedge between the consumers willingness to pay and the producers cost. This wedge causes the quantity sold to fall short of the social optimum. Figure 8 The Inefficiency of MonopolyFigure 8 The Inefficiency of Monopoly Quantity0 Pr
17、ice Deadweight loss Demand Marginal revenue Marginal cost Efficient quantity Monopoly price Monopoly quantity P MC; monopoly P = MC; perfect competition and optimum The monopolist produces less than the socially efficient quantity The Deadweight Loss The deadweight loss caused by a monopoly is simil
18、ar to the deadweight loss caused by a tax. The difference between the two cases is that the government gets the revenue from a tax, whereas a private firm gets the monopoly profit. Figure 10 Marginal-Cost Pricing for a Natural MonopolyFigure 10 Marginal-Cost Pricing for a Natural Monopoly Loss Quant
19、ity0 Price Demand Average total cost Regulated price Marginal cost Average total cost The ideal policy is to force the firm to produce Qoptimal and then subsidize it for its loss. Qoptimal Ideal outcome Compromise outcome 引言引言 电力是经济发展的重要能源保障，电的使用遍布社会 生活的每一个角落，与国民经济的发展息息相关，国家总 理李克强也把电力作为经济分析的重要指标之一（另
20、外两 项是铁路运输、信用贷款）。1978年至今，中国电力行业 取得了飞速的发展，装机容量和发电量都大幅度上升，拉 闸限电成为历史，取而代之的是如今城市里夜的灯红酒绿。 有人说，拉闸限电的年代从不觉得寂寞因为每一个停电的 夜晚总有人陪，而面对着今天五光十色的都市夜晚，让人 感受到的是不一样的孤独。饮一瓢残夜，我们不禁想问， 过去的三十多年里，电力行业发生了怎样的变革，未来改 革的方向又是什么？ 1. 中国电力市场概况中国电力市场概况 1978至今，装机容量和发电量大幅度上升 1. 中国电力市场概况中国电力市场概况 电力行业的特点 发电侧的电源结构以火电为主，水电为辅，核电、风电和太阳能 作用不大
21、，部分用户有自备电厂。 输配电体系在全国是国家电网和南方电网在区域内自然垄断运营。 电力终端消费以工商业为主，居民为辅。 1. 中国电力市场概况中国电力市场概况 电力行业发展阶段 完全计划阶段 集资办电阶段 政企分离阶段 市场化改革阶段 1. 中国电力市场概况中国电力市场概况 计划管理阶段 1949-1978年我国电力行业与其他工业部门一样，管理体制为“政企 合一、国有一体化垄断经营、中央集中统一管理“，在这种体制之下， 中央政府是唯一的决策主体，国家根据发展规划制定电力投资规模和 发用电计划，是国家计划经济体制的重要组成部分。 然而这种计划管理体制严重束缚了电力主体的积极性，造成了电 力行业
22、长期的发展不足，到1978年装机容量仅有5712万千瓦，而全国 容量缺口在1000万千瓦以上，比例接近20%，拉闸限电成为生活常态。 1. 中国电力市场概况中国电力市场概况 集资办电阶段 为解决电荒问题，1980年电力部在电力工业十年计划汇报提纲 中提出了利用部门和地方、部门和部门联合办电、集资办电、利用外 资办电等办法来解决电力建设资金不足。：一是中央财政拨款改为银 行贷款；二是鼓励地方集资办电；三是利用外资办电。 此时电价实行”还本付息电价“、”燃煤加价“、”征收电力建设基金 “形成补偿性的电价政策。此时投资电力回报较高，新投项目投资回 报率普遍高达12%-15%，激励电力的长期投资。简政
23、放权，下方部分 电力项目的投资审批。将省级电力局改建为电力公司，并要求自负盈 亏，独立核算。 电力装机和发电量快速上升，1987年全国装机突破一亿千瓦， 1995年突破两亿千瓦，1996年装机总量已经仅次于美国。由于定价方 式的原因形成“一厂一价”的混乱场面。 1. 中国电力市场概况中国电力市场概况 政企分离阶段 1998年九届人大会议通过决议撤销电力部，将电力工业的政府职 能划归国家经贸委。国家电力公司承接了原电力部下属的五大区域集 团公司、七个省公司和华能、葛洲坝两个直属集团。此时的国家电力 公司是一个包括发电、配电、输电、供电的垂直一体化企业，在国内 垄断地位很高。 1998年我国电力基
24、础设施已经较为完善，电力行业的主要问题不 是供应不足，而是政企不分体制下国有企业的低效率和市场公平竞争 问题。 1. 中国电力市场概况中国电力市场概况 市场化改革阶段 此阶段的改革目标是打破垄断，促进竞争，电力市场化。2003年 国家电力公司被重新拆分成了五大发电集团和两个国有电网公司。电 网公司不再保有发电资产，除少数用于调频调峰的辅助设备外，因此 在发电侧歧视性减少，市场环境更加公平，参与主体更加多种多样。 2002年以来中国电力设施告诉增长，2002年-2013年之间，中国电 力装机容量平均增速达到12.14%之高。 目前上网电价实行标杆电价 电力行业特点电力行业特点 电源结构（2013
25、年） 16.61% 78.58% 2.08%2.57% 22.30% 69.18% 1.17% 6.08% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 水电 火电 核电 风电 发电占比装机容量占比 电力行业特点电力行业特点 输配电体系 中国电网 国家电网公司 东北电网公司 华北电网公司 华东电网公司 华中电网公司 西北电网公司 南方电网公司 广东电网公司 广西电网公司 云南电网公司 贵州电网公司 海南电网公司 其它电网公司 西藏电网公司 电力行业特点电力行业特点 电力终端消费结构 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 1
26、00% 19801985199019952000200520062007200820092010 AgoIndConstTransCommerOtherResidence 1. 中国电力市场概况中国电力市场概况 现有电力行业的优点 以较低的价格水平满足了电力需求，保证企业和居民的用电安全。 交叉补贴，企业补居民、城市补农村等。 电网提供普遍服务，部分承担了财政职能。 电网有烫平供给和需求侧不确定性的功能。 现有电力行业的优点现有电力行业的优点 电价较低 0.96 1.17 1.30 1.32 1.42 1.52 1.59 1.50 1.45 0.83 0.92 0.98 1.00 1.05 1
27、.06 1.09 1.07 1.03 0.46 0.48 0.49 0.49 0.51 0.52 0.52 0.52 0.53 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 200220032004200520062007200820092010 中国中国 OECD平均平均 OECD欧洲国家欧洲国家 现有电力行业的优点现有电力行业的优点 交叉补贴（2011年） 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 江西 贵州 浙江 黑龙江 湖南 安徽 海南 陕西 四川 重庆 福建 山东 甘肃 宁夏 云南 青海 电力价格（元电力价格（元/千瓦时）千瓦时） 居民生活用电一般
28、工商业用电大工业用电农业生产用电 现有电力行业的优点现有电力行业的优点 1. 中国电力市场概况中国电力市场概况 现行电力行业的缺点 以火电为主的电源结构，污染物排放较大。 自备电厂供电煤耗较高，缺乏监管。 电力价格偏离成本，价格机制失灵。 对电力企业的监管不力。 现行电力行业的缺点现行电力行业的缺点 污染物排放多（SO2，百万吨） 现行电力行业的缺点现行电力行业的缺点 自备电厂煤耗高 2006年我国企业自备电厂平均供电煤耗449克/千瓦时，比2006年 全国平均供电煤耗高83克/千瓦时。 单位二氧化硫排放9.97克/千瓦时，比2006年全国单位二氧化硫排 放高4.27克/千瓦时。 单位氮氧化物
29、排放量8.83克/千瓦时。 现行电力行业的缺点现行电力行业的缺点 价格机制失灵 90 110 130 150 170 190 210 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 煤价（秦皇岛5500大卡动力煤平仓价， 2007年1月=100） 居民电价（220V，2007年1月=100） 工商业电价（35KV及以上，2007年1 月=100） 现行电力行业的缺点现行电力行业的缺点 监管不力 规模经济规模经济 成本次可加性成本次可加性 巨大的沉淀成本巨大的沉淀成本 输电领域输电领域 范围经济范围经济 固定成本沉淀性固定成
30、本沉淀性 配电领域配电领域 市场市场/行政垄断行政垄断 三大负面后果三大负面后果 p资产膨胀资产膨胀/过度投资过度投资 p经营低效经营低效/X-非效率非效率 p管制俘虏管制俘虏/利益输送利益输送 2. 电力市场模型电力市场模型 成本 总成本包括固定成本和可变成本，固定成本常被视为沉没成本。 在如能源这样的资本密集型行业中，固定成本是很大的。 从长期来看，所有成本都是可变成本。 电力生产的成本： 总成本：TC 固定成本：FC 可变成本：VC(Q) 产量：Q ( )TCFCVC Q 总成本中应包括已付成本和机会成本。 例如：电力公司将其资金用于建造一套新机组，这项投资的机会 成本就是仅次于该项投资
31、的最好投资机会的的价值。 如有一套水电机组，水的已付成本可能为零，但水还有其他用途； 如果水仅次于发电的最佳用途是灌溉，那么出售这些灌溉用水所 得的收入就是发电用水的机会成本。 平均成本 单位产品的平均成本：总成本除以产量 平均总成本等于平均固定成本加上平均可变成本。平均固定成本 （即一个常数除以Q）的结构是确定的，平均可变成本对于不同 的生产过程有不同的结构。 /( )/TC QFC QVC QQ ATCAFCAVC 平均成本递减 100010TCQ 1000/10ATCQ 10AVC 1000/AFCQ 1000 10 Q C 平均成本递增 Q C 1.5 1000TCQ 0.5 1000
32、/ATCQQ 1000/AFCQ 0.5 AVCQ 边际成本 生产最后一个单位产品的成本：总成本对产量的微分 由于FC是常数， ，所以边际成本随着产量变化时可变成本 的变化而变化的。 边际成本符号的正负取决于短期可变成本的规模经济是递减的、 不变的还是递增的。 边际成本与边际收益的概念对于决策是否要使产量达到某一特定 单位非常重要。 /( )/dTC dQdFC dQdVC QdQ /0dFC dQ 如果总成本曲线为： 边际成本为： 如果产量是5，则可变成本为： 如果产量是6，则可变成本为： 第六单位产品的边际成本为： 也可以写为： 1.5 100010TCQ 0.5 /15TCQQ 1.5
33、10*5111.8 1.5 10*6146.9 146.9111.835.1 0.50.5 /1515*636.7TCQQ 平均可变成本和边际成本 Q C 1.5 100010TCQ 0.5 15MCQ 0.5 10AVCQ 负荷周期 由于电力负荷周期不断变化，电力企业的成本可能每天每年都在 变化。 发电日峰值大多在白天，清晨和傍晚分别是发电量上升和下降的 时候，非高峰发电大多在晚上。 电力消费也随季节的变化而变化。夏天空调使用的季节，或冬天 取暖的季节是电力消费的高峰。 为了满足电力需求，电力企业使用成本最低、效率最高的发电厂 来提供基本负荷。 在用电高峰期，将使用一些效率较低的发电能力，一
34、些旧的、污 染较重和生产成本较高的设备也处于备用状态。 为满足高峰需求而多发电，使得发电的可变成本增加。 成本递减行业的垄断 成本递减行业：随产量的增加，用多种指标衡量的平均成本均呈 下降的趋势。 自然垄断的形成：因为存在规模经济，发电企业的规模越大，生 产的电力越多，其产品成本越低。与只拥有小型发电机组的企业 相比，这类企业能够以较低的价格出售其电力，从而逐步形成垄 断。 如果需求函数为： 总成本曲线为： 754PQ 2 2 50190.25 50 190.25 /50/ /190.25 190.5 TCQQ FC VCQQ AFCFC QQ AVCVC QQ MCQ 如果产出为20个单位，
35、总成本为： 平均固定成本和可变成本为： 边际成本为： 存在规模经济，产量越大，平均成本越低。 2 5019*200.25*20330TC 50/202.5 190.25*2014 AFC AVC 190.5*209MC 成本递减行业 Q C D ATC MC AFC 自然垄断下的生产 如果发电企业处于垄断地位，那么它将独享整个市场的需求，它 可以选择需求曲线上的任一点进行生产。 通常选择利润最大化的一点进行生产。 令反需求曲线为：P=P(Q)，P0。 垄断利润等于总收入减去总成本。 利润是与产量相关的函数。利润最大化的必要条件是关于Q的一 阶导数为零。 ( )*( )P QQTC Q /(/)
36、*( )/0 0 ddQPdP dQQdTC QdQ MRMC MRMC 若利润函数存在最大值，则关于Q的二阶导数小于零。 第一项是边际收益的斜率，第二项是边际成本的斜率。二阶条件 必须满足，则有： MR的斜率MC时，需求弹性大造成的产量扭曲将远大于无弹性的需求） 多产品定价：拉姆齐定价 max total surplus (s.t. break even) 以供应商财务平衡为前提下，最大化社会总福利的定价方式 p设同一个企业生产的两种产品之间需求独立 Ramsey pricing rule（拉姆齐法则或逆弹性法则） ii 产品i的需求弹性的绝对值 ：Ramsey number 拉姆齐数决定整
37、体价格，需求弹性决定相对价格 勒纳指数（Lerner index） 拉姆齐加价（Ramsey mark-up） 拉姆齐定价：理论拉姆齐定价：理论 假设假设 （1）不存在交易成本搜集弹性和成本信息会产生大量的交易成本 （2）信息完全对称企业与管制机构之间信息不对称 （3）不存在有限理性和不确定性 （4）政府管制万能 拉姆齐定价：理论拉姆齐定价：理论 推导（考虑外部性和价格交叉弹性情况下的推导） 拉格朗日一阶条件得: 如果交叉弹性为0： 拉姆齐定价：理论拉姆齐定价：理论 两部定价 二部定价就是将价格分为固定费和从量费两个部分的定 价方法。固定费按通常情况下消费者人数计算的平均固定 成本来定，这部分
38、费用与消费数量无关；从量费按边际成 本等于边际效用的原则来定，与消费数量直接相关。 原则上，由于通过固定费率消除了厂商固定成本的问题， 因此能够通过边际成本定价实现社会福利的最优。 成本加成定价： 成本加成定价法即平均成本定价法。 目前应用最广泛的定价方式还是成本加成定价 方式。这种定价方式能够使自然垄断企业能够持 续的经营，而不需要消耗财政资源进行补贴。 存在的问题：过度投资、无成本激励（X非效 率，A-J效应），因此需要对成本进行监督。 A-J效应：如果成本加成的变准为按照资本收益 率，则会导致资本相对于其他要素的膨胀。 比较不同定价方式比较不同定价方式 最优定价，资源配置效率最高 企业亏
39、损，政府补贴，财政负担加重 边际成本定价 拉姆齐定价 次优定价，企业财务平衡条件下，社会福利最大化 需要对弹性、边际成本、拉姆齐值等重要参数进行 估算 被大部分国家采用 导致厂商没有技术进步、成本节约的激励，可能通 过成本扩张获取利润：A-J效应，过度投资 成本加成定价 两部定价 企业收回成本 固定费用部分易导致交叉补贴；如果通过政府赎买 的方式cover固定成本，造成财政负担 思考？思考？ 电网是否具有垄断行业特性？ 电网的双重垄断：独买独卖 购电一侧：更低的购电价格，更低的购电量 售电一侧：更高的受点就挨个，更低的售电量 电网如何“高速公路化”？ 建立独立的买卖双方的电力交易机制 建立独立
40、的调度机构 改变电网盈利模式，不再赚价差，而是独立核算电网输配电价 监督电网建设、投资，核定有效成本 4. 小结小结 电力生产的能量来源很多，有化石燃料、核能和可再生能源。化 石燃料在全世界的电力生产中占主导地位。 考虑电力生产中的成本。总成本包括固定成本和可变成本。从长 期来看，所有成本都是可变成本；在短期来看，现有的机器和设 备等都是固定成本（沉没成本）。平均成本表示一般情况下生产 一单位产品的成本；边际成本表示生产最后一单位产品的成本。 价格是每一单位产品的平均收入，是决定利润的重要变量。边际 收益是最后一单位产品的收入，如果一个生产者有市场支配力或 定价权，则其边际收益将低于产品价格。
41、 规模经济将使得生产规模最大的生产者拥有最低的边际成本，他 们有能力将其他生产者挤出市场，从而形成自然垄断。垄断厂商 会在其边际收益与边际成本相等时实现利润最大化，从而赚取垄 断利润。 社会的最优产量是产品价格与边际成本相等时的产量，但这会对 生产者造成损失。 长期以来，人们普遍认为电力生产是一个自然垄断行业，政府的 政策多为国有化或管制。 5. 中国电力市场改革中国电力市场改革 历程 第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段 第三阶段第三阶段 1949-1978 实行政企合一、垂直垄断的管理体制 1978-1997 制定了包括电价改革和允许体制外 集资办电等政策措施 1997-至今 实行放松规制和
42、电力市场化改革 历程 2002年 成立电力体制改革 工作小组 国家电力公司拆分 为“5+2+4” 电力体制改革方 案(国发20025号) 电监会成立 电价改革方案 (国办发200362号) 2003年 2004年 标杆上网电价 煤电价格联动 2007年 发布可再生能 源电价办法 降低小火电电价 深化电力体制 改革国办发 200719号 确定“十一五”电 力体制改革任务 第二次煤电联动 2006年 大用户直供电试点 电能交易 2009年 2013年 撤销电监会、 重组能源局 销售电价分类 简化 电电 网网 财政部 民政部 交叉补贴交叉补贴 工业工业 商业商业 居民居民 - -城市城市 - -农村
43、农村 - -普遍服务普遍服务 火电火电 水电水电核电核电新能源新能源 自备电自备电 前期电力体制改革评价前期电力体制改革评价 优点 电力供给稳定，有利于家庭能源消费和能源 安全 交叉补贴：企业补贴居民、城市补贴农村、 普遍服务特征 电网部分充当了民政部、财政部的职能 电网具有熨平供给需求两侧的不确定性的功 能（水库） 前期电力体制改革评价前期电力体制改革评价 缺点 污染没有定价、外部成本没有内部化 不利于产业结构调整 电网垄断：资产膨胀、X非效率、价值输送、 管制俘虏 有效监管方面需要改进 前期电力体制改革评价前期电力体制改革评价 缺点 污染没有定价、外部成本没有内部化 不利于产业结构调整 电
44、网垄断：资产膨胀、X非效率、价值输送、 管制俘虏 有效监管方面需要改进 新电改新电改-2015中发中发9号文号文 2002国发5号文：厂网分开、主辅分离、输配分离、竞价上网 2015中发9号文 三放开：有序放开新增配售电市场、输配以外 的竞争性电价、公益性调节性以外的发电用电计 划 一独立：建立相对独立的电力交易机构 三加强：加强政府监管、电力统筹规划、加强 和提升电力安全高效运行和可靠性供应水平。 进一步深化改革进一步深化改革 2016年3月1日上午10点，北京、广州两大电力交 易中心同时挂牌成立。北京电力交易中心以国家 电网公司（以下简称“国家电网”）全资子公司 形式组建，广州电力交易中心
45、以南方电网公司 （以下简称“南方电网”）控股66.7%的股份制 公司形式组建。两大交易中心的主要任务是进行 两大电网内的跨区电力交易。 电力交易机构已经具有雏形，但距离“相对独立” 差距甚大。（仍在电网麾下） 进一步深化改革进一步深化改革 2015年3月，国家发改委将安徽、湖北、宁夏、 云南、贵州省（区）纳入输配电价改革试点范围。 2015年6月，国家发改委、国家能源局联合发布 了输配电定价成本监审办法（试行），指导各 试点地区输配电成本核算和监督审查。 2016年3月，试点范围的扩大到北京、天津、冀 南、冀北、山西、陕西、江西、湖南、四川、重 庆、广东、广西等12个省级电网以及电力体制综 合改革试点电网、华北区域电网，输配电价改革 试点覆盖全国半数省级电网。
