基于煤炭縱向一體化的牛鞭效應研究

張 強

（1.神華集團有限責任公司生產指揮中心，北京市東城區，100011；2.中國礦業大學 （北京）管理學院，北京市海淀區，100083）

神華集團的煤炭產運銷縱向一體化是供應鏈縱向一體化的典型代表，它提高了運行效率，創造了巨大的經濟效益。自2012年煤炭市場化改革以來，煤炭市場由賣方市場轉為買方市場，煤炭價格受市場供需影響不斷波動。煤炭價格的波動又影響著煤炭市場需求，這種需求量的波動沿著供應鏈下游向上游逐級傳遞，造成了供應鏈的大幅波動，這就是“牛鞭效應”。

近年來，國內外對牛鞭效應和縱向一體化的研究較多，本文結合相關研究成果以及神華縱向一體化的管理實踐，對煤炭縱向一體化中的牛鞭效應進行研究。

1 煤炭縱向一體化的表現形式

1.1 我國煤炭市場特點

（1）我國煤炭資源主要集中在西北地區，而煤炭需求則主要來自東部和南部經濟發達地區，形成了我國煤炭運輸西煤東運、北煤南運的格局。環渤海港口是我國最重要的煤炭區域市場，神華、中煤、同煤等大型煤企主要通過鐵路將西部煤炭資源運至環渤海港口，中轉后經海運運往華東及華南市場。

（2）自煤炭市場化改革以來，尤其是2012年以來，隨著煤炭 “黃金十年”結束，煤炭市場發生了巨大變化。前期煤炭投資擴張速度過快，這些產能的集中釋放造成了產能嚴重過剩，形成了煤炭供大于求的格局。同時，煤炭價格由政府定價轉為市場定價，煤炭價格受市場供需影響波動較大。

（3）在環渤海煤炭市場中，神華、中煤、同煤、伊泰等幾家企業占據了環渤海港口下水煤量的70%左右，其中神華占據了近40%的份額，因此形成了區域市場中的壟斷格局，即幾家主要煤企的定價策略能夠影響環渤海市場的煤價走勢。

1.2 煤電縱向一體化的四種模式

縱向一體化是指生產或流通環節中處于上下游的兩個或多個企業的合并。我國煤炭縱向一體化主要集中在煤電一體化，主要有4種模式：

（1）能源企業同時發展煤炭和電力項目。企業定位于綜合能源企業，煤炭和電力發展并重，并將煤電聯合發展作為企業的發展戰略。代表企業為神華集團。

（2）煤炭企業興辦電站。煤炭企業通過延伸煤炭產業鏈和資源綜合利用發展電力項目，從而實現經濟效益的最大化。目前，大多數大型煤炭企業都已經建設了大中型資源綜合利用電站，同時隨著大型煤炭基地的建設，大型煤炭企業積極建設大型坑口燃煤電站，實現煤電一體化經營。

（3）電力企業興辦煤礦。電力企業通過兼并和開發煤礦為自己的電廠提供穩定的煤炭供應。五大電力公司都有相關的業務。

（4）煤炭和電力企業共同經營煤電項目。以資本為紐帶，煤炭和電力企業發揮各自的優勢建立合資企業，共同經營煤礦和電力項目。例如五大電力公司紛紛與中煤能源集團公司、大同煤礦集團公司和開灤集團等大型煤炭企業聯合建設大型坑口電站項目。

1.3 基于神華模式的煤炭縱向一體化模型

神華集團的 “煤、電、路、港、航、化工”模式并不局限于煤電一體化，涵蓋了煤礦、鐵路、港口、航運、電力、煤制油化工等全產業鏈，具有顯著的縱向一體化特性。本文基于神華集團一體化的組織和管理實踐，為了便于研究煤炭縱向一體化中的牛鞭效應，對煤炭縱向一體化模型進行簡化，如圖1。

圖1 煤炭縱向一體化模型

在實際運行中，雖然神華集團自有電廠可以消耗部分煤炭，但是主要市場仍是五大電力集團和其他社會電廠，因此，大部分電廠的需求和訂單并不在一體化的可控范圍內。本文將一體化外部電廠看做煤炭縱向一體化的終端市場。

2 牛鞭效應在煤炭縱向一體化中的表現

2.1 煤炭需求快速上升會凸顯縱向一體化的能力不足進而帶來投資擴張

當煤炭市場需求處于上升期時，縱向一體化各環節的能力成為制約其發展的瓶頸，因此各環節需要增加設備、設施及人力的投入，以期提高整體運行能力來滿足市場需求，這便帶來了縱向一體化的能力擴張。如果這種需求的上升是長期穩定的，短期內會使一體化的成本投入增加，長期中會帶來一體化的效率和效益增加。但如果這種需求的增加是短期的波動，當需求回歸正常時，一體化前期的投入便會變成巨大的資源浪費。

2.2 煤炭需求快速降低時會造成縱向一體化資源浪費、效率降低

當煤炭市場需求由高速擴張轉為快速下跌時，縱向一體化前期擴張的能力逐漸閑置，造成了資源的浪費，有可能會降低縱向一體化的運行效率，甚至造成縱向一體化的整體癱瘓。

當下游電廠發電負荷低、需求不足時，煤炭的采購量大減，航運需求緊縮，大量船舶閑置，需要尋找港口進行存放和保管。港口煤炭庫存快速攀升，短期內達會到堆存極限。一方面，長期滯銷堆存的煤炭會因高溫而發生自燃，造成了資源的浪費和巨大的安全隱患；另一方面，港口無法繼續接卸車，繼而傳遞至鐵路運輸端。鐵路上重車大量積壓，空車大量閑置，鐵路周時大幅延長甚至運行癱瘓。重車積壓既對鐵路本身造成重大影響，又存在著煤炭自燃的安全風險。空車閑置則需要占用鐵路站線用來存儲車輛和機車。煤炭產能富余，前期投資的礦井和設備大量的閑置和浪費。此外，各環節配備的人員大量閑置。總之，煤炭市場需求的不足會帶來縱向一體化整體癱瘓的風險。

3 煤炭縱向一體化中牛鞭效應的成因

根據現有研究成果，引起牛鞭效應的原因可歸結為：一方面是由于供應鏈上下游各節點間存在溝通障礙和信息不對稱，是決策者在不完全信息下追求優化決策的結果；另一方面是供應鏈本身固有的屬性引起的，比如訂貨提前期較長、流通環節較多、短期博弈等。煤炭縱向一體化中牛鞭效應的成因主要如下：

3.1 價格波動

煤炭市場化改革以來，煤炭價格由傳統的政府定價轉為市場定價，市場供需決定著煤炭的價格，或者說煤炭價格的波動直接反映著煤炭的市場供需情況。在環渤海煤炭市場中，港口的貨船比是反映市場供需情況的重要指標。港口庫存反映煤炭的供應能力，港口的錨地船舶數反映下游電廠對煤炭的需求情況。由圖2和圖3可以看出，貨船比與煤炭價格有著很強的正相關性，貨船比決定著煤炭價格的走勢，而煤炭價格的走勢又影響著港口錨地船舶的數量，即煤炭的需求量 （參見圖4）。而這種價格和市場需求的巨大波動，逐漸由市場端沿著供應鏈逐級上傳，帶來了整個供應鏈的巨大波動。

3.2 運營原則

在縱向一體化中，各環節的能力不可能達到完全的匹配，即在產運銷各環節中存在瓶頸或短板環節。在運營活動組織中，面臨著多種運營原則的選擇問題。根據短板的不同，存在著 “以產定銷”、“以運定產”、“以銷定產”等多種原則。當煤炭市場供小于求，即賣方市場時，產能和運力往往是整個供應鏈的短板，此時往往采用 “以產定銷”、“以運定銷”的原則。由于市場處于供不應求的階段，產能和運能被市場充分消化，不會產生牛鞭效應。當市場供大于求時，轉為買方市場，銷量成為一體化的短板，此時往往采用 “以銷定產、以銷定運”的原則。此時，市場需求的波動能夠快速傳遞至供應鏈上游，從而帶來了牛鞭效應。

圖2 環渤海港口的貨船比

圖3 環渤海動力煤價格指數

圖4 環渤海港口的錨地船舶數量

3.3 需求預測

供應鏈中上游環節往往以下游環節的需求訂單作為預測基礎。在進行需求預測時，往往采用最近幾期 （月、周、天等）實際發生的數據值來預測未來一期的需求量，通常采用的是簡單的移動平均法或加權平均法。根據Chen的研究結果，此類需求預測方法造成上游節點的需求預測方差大于下游節點的需求預測方差。下游終端需求預測的方差越大，上游得到的逐級放大后的需求方差就越大。例如，港口端在預測下一月的下水煤量時，通常根據本年度前幾月實際發生的下水煤量結合季節性因素進行移動平均。鐵路公司則根據港口的訂單采用相同的方法進行下一月的需求預測，造成鐵路的需求方差大于港口的需求方差。逐級上傳到最上游的需求預測方差要遠遠大于港口對下水煤需求的預測。

3.4 庫存和訂貨策略

目前，企業主要采用 （s，S）型庫存策略，當庫存低于安全庫存s時，企業會及時補充庫存至S。在煤炭縱向一體化中，下游電廠存煤可用天數小于預設的安全水平時，便開始進行補庫存。下游電廠通常會為了保證 “迎峰度夏”和 “迎峰度冬”兩個用電高峰的需求而進行積極的補庫存策略。港口環節也是隨時關注港口存煤情況，一旦存煤接近安全庫存，便加大鐵路調進訂單。當港存高企時，則盡量壓低鐵路調進量。

3.5 訂貨提前期

訂貨提前期是影響牛鞭效應的重要因素。提前期越長，供應鏈的不確定性越大，也就需要更大的安全庫存s。煤炭從礦區組織裝車到鐵路運輸、港口中轉最后經航運運至下游電廠，往往需要十幾天的時間。因此，下游電廠的存煤可用天數一般也都保證在15d以上。

3.6 流通環節

流通環節越多，需要相互溝通的上下游環節就越多，信息的扭曲和放大就越多，牛鞭效應越大。因此，在供應鏈流通環節中，每增加一個環節，牛鞭效應就放大一次，流通環節對牛鞭效應具有乘數效應。

簡單的煤炭縱向一體化需要經過煤源生產、裝車、鐵路運輸、港口中轉、航運和電廠等。在實際的一體化中，以神華集團為例，在鐵路運輸環節就有自有鐵路和國有鐵路兩種選擇，自有鐵路中又分為包神鐵路、神朔鐵路、朔黃鐵路和大準鐵路等，僅在鐵路運輸環節，就需要多家公司的上下游協調和配合，相當于增加了流通環節。

3.7 促銷策略

企業經常會通過打折、優惠等促銷策略來增加銷量或者增加市場份額。價格歧視是最常見的現象，比如煤炭企業為增加銷量，會對市場散戶和訂單超過一定數量的大客戶采用差異化定價策略。或者是在某一特定時期，采用銷售大會戰的方式，對客戶進行集中的打折促銷。在促銷期間，客戶往往會增加訂單量，以爭取更多的優惠或者為以后的需要做儲備。而促銷期過后，客戶的訂單量則會回歸至正常水平，甚至低于正常水平。比如煤企采用價格折扣的方式進行促銷，下游電廠在此階段采購積極性增加，導致港口來船增多。為了滿足訂單，煤企加大生產投入，或添置新設備及人員。促銷期結束后，電廠庫存已經足夠富余，短期內訂單量大幅度減少，導致煤企資源富余，不得不減產、限產，造成了資源的浪費。促銷策略實際是購買行為與實際需求的脫節。在總需求一定的情況下，促銷使長期的訂單集中在短期內發生，造成了需求的波動。

3.8 短期博弈行為

煤企和電企間，各方為了營造對自己更為有利的市場環境，往往會進行短期博弈。例如為了在年底的煤電年度合同談判中掌握話語權，煤企會提前一兩個月以犧牲煤炭銷量為代價，不斷提高煤價。電企則在煤價較低時備足用煤，同時通過增加進口煤采購來打壓國內煤價。煤電雙方這種短期的博弈，造成了煤炭訂單的波動，從而造成了煤炭縱向一體化中的牛鞭效應。

4 緩解煤炭縱向一體化中牛鞭效應的措施

4.1 減少需求預測的偏差

當上游環節依據下游環節的歷史訂單對未來的需求進行預測時，必然會由于預測方法的選擇和信息的不全面而帶來一定的偏差。為此，可以與下游節點加強溝通，掌握下游環節的市場、庫存、生產等情況，并通過與下游節點的合作來完成需求的預測工作。

4.2 提高信息共享程度

由某單位對供應鏈的終端需求和各環節的生產需求進行統一的預測分析，減少需求預測的逐級放大，建立上下游各環節的信息共享機制。將終端市場需求預測作為縱向一體化惟一的市場需求預測，各環節依據該預測結果組織生產作業計劃。一方面需要統一的預測主體來進行市場研究和預測工作，另一方面需要通過信息化工具來實現信息的共享。

4.3 壓縮全周時，短縮提前期

提前期是造成牛鞭效應的另一重要因素。由于空間跨度大，從煤炭的生產源頭到最終用戶，需要較長的周轉期。為了壓縮全周時，需要提高各環節的作業效率，尤其是鐵路運輸周時和航運周時。同時需要提高各環節的銜接順暢度，提高環節間的周轉效率，主要集中在裝車環節、港口卸車和裝船環節等，減少 “車等煤、煤等車、船等煤、煤等船”等現象。此外，還應做好煤質化驗和計重工作的統一協調，避免各環節單獨化驗、計重而帶來不必要的內部糾紛。

4.4 優化流程，減少流通環節

一方面從外部減少流通環節，如通過路徑優化實現煤礦-鐵路-電廠的直達運輸，減少了港口和航運的作業環節。另一方面，減少內部流通環節。通過采用統一的鐵路調運指揮機制，將三條自有鐵路納入統一的指揮系統，便相當于將三條鐵路合并為一條鐵路計劃和使用，減少了各鐵路的單獨決策。

4.5 簽訂長期合同，建立長期戰略合作伙伴關系

煤價的波動、需求預測、促銷、供需雙方的短期博弈等都是造成牛鞭效應的主要原因，而這些的根本原因是供需雙方對價格和采購量無法在短期或長期無法達成統一的意見。為此，通過建立煤企和電企的長期戰略合作伙伴關系，簽訂中長期的定單，有助于穩定價格和訂單量，從而減少了需求預測的偏差和短期博弈行為，可以提高縱向一體化的穩定性，減少牛鞭效應。

4.6 建立統一的調度指揮體系

牛鞭效應產生的根本原因還在于縱向一體化供應鏈內部各環節的溝通和銜接。為此，可通過建立統一的調度指揮體系來緩解該現象。以神華集團為例，生產指揮中心作為其一體化運行的指揮中樞，實時掌握著產運銷各環節的生產作業信息、庫存信息，比各環節單獨掌握的信息要更加全面和準確。通過統一的調度指揮，可以避免各環節在信息不全面時單獨決策帶來的系統波動。同時，可以將終端市場需求的信息及時傳遞至上游各環節，實現信息共享。

5 結論

本文基于煤炭縱向一體化的管理實踐，對煤炭-鐵路-港口-航運-電力這條縱向供應鏈上的牛鞭效應的現象、成因進行了研究和分析，并從減少需求預測偏差、提高信息共享度、壓縮全周時、減少流通環節等方面給出了解決方案。最重要的解決方案可歸納為兩方面： 一是通過與終端電廠建立長期戰略合作伙伴關系穩定煤價和訂單；二是建立內部統一調度指揮體系，減少內部各環節間的系統波動。

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