新能源產業價格補貼該由誰來買單

孫 鵬，張 力

(1.暨南大學產業經濟研究院，廣東 廣州 510632;2.華南農業大學經濟管理學院，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推進生態文明社會，努力推進綠色發展、循環發展、低碳發展，形成節約資源和保護環境的空間格局、產業結構、生產方式。大力發展新能源產業是實現這一戰略目標的重要舉措，然而當前由于可再生能源技術體系不成熟、單位發電成本居高不下等原因導致其與傳統能源產業競爭中處于不利地位，必須依靠政府扶持進行發展。

學者們對于新能源產業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業發展的最有效策略(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都在使用全網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能源征收環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》以及相關配套條例的實施，國內學者逐漸開始重視研究新能源發電的價格補貼問題(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，本文構建一個包含政府、新能源企業、傳統能源企業、能源消費企業以及終端消費者五方在內的四階段博弈模型，分析比較不同成本分攤方式下的最優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電價成本分攤政策提供理論參考。

二、模型構建與求解

假定市場中有兩家發電企業R、D，企業進行產量(發電量)競爭，R企業為新能源發電企業，D企業為傳統能源發電企業。為扶持新能源產業發展，政府給予一個高于市場價格的價格購買新能源企業的發電量，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M，它通過消費電力能源生產出商品W供給終端消費者，終端消費者同時消費兩種商品:企業R和D提供的電力能源和企業M提供的商品W。對新能源企業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由傳統能源企業承擔，記為D方式;③由全網電力消費者(包括消費企業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，第二階段新能源發電企業R確定產量，第三階段傳統能源發電企業D確定產量，第四階段能源消費企業M確定商品W產量。

(一)政府承擔(G方式)

在政府承擔補貼支出這種情形下，新能源發電企業R利潤函數為:

其中，QGR為新能源發電企業的產量(發電量)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，分別表示傳統能源企業分攤方式以及全網消費者分攤方式。，G為政府的支持價格，cRQG2R為企業的生產總成本，表示為規模報酬遞減。傳統能源發電企業的發電價格由市場決定，假定消費者消費的電量是同質的，傳統能源發電企業D的利潤函數為:

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

其中，QGM為電力消費企業生產的商品W的產量，β≥0為常數，表示商品W的市場規模，β-QGM為商品W的價格，電價α-QGR-QGD為企業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-傳統能源消費產生的負外部性，即:

其中，f(QD)=γ(kQGD)2為消費化石能源的污染損害函數，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。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GE為:

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

為保證模型的解有意義，需要增加兩個假設條件:

假設2:γ(kQ*D)2＞(*-P*D)Q*R＞0，表示化石能源生產消費過程中產生的負外部性效應要大于政府扶持新能源發電企業的支出總額，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必須給予新能源產業一個高于市場價格的補貼價格。

根據逆向歸納法，首先對能源消費企業M利潤函數關于產量求一階導，得:

其次對傳統能源發電企業利潤函數關于產量求一階導有:

再對新能源發電企業利潤函數關于產量求一階導有:

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

(二)傳統能源企業承擔(D方式)

如果價格補貼由傳統能源企業承擔，與G方式相比少了政府支出項GE，而傳統能源電力企業D利潤函數將變為:

(三)消費方承擔(C方式)

如果價格補貼支出由全網電力消費者承擔，此時兩個能源發電企業的利潤函數與G方式下的相同。補貼支出在能源消費企業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M的利潤函數為:

三、結果分析與比較

本節采用數值模擬的方法，賦予模型各參數項以實值，通過MATLAB7.0軟件程序運算，求得參數變動時變量的數值解路徑。在6個參數中，給定傳統能源成本系數cD、商品W市場規模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cD與商品市場規模β實質是一種標準化處理，cD與cR對應，β與α對應。，著重探討電力市場規模α、新能源企業成本系數cR以及損害系數γ變動時對最優補貼價格以及社會福利的影響。具體思路為:分別給定參數cR、γ一個高值，一個低值，兩兩進行組合就構成了四種情形:［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。我們對各參數取值進行重復嘗試，在不改變基本趨勢關系的前提下，僅報告趨勢關系比較顯著的區間范圍，令cR分別取1、1.5，γ取80、100，α取值范圍為 ［12.5，17.5］。

(一)最優補貼價格比較

最優補貼價格的高低是反應政府對新能源產業扶持力度的大小。價格越高，新能源企業的產量以及利潤就會越高，能源發電中新能源的占比提高就越快。

1．方式內比較

如圖1所示，三種方式下，無論新能源企業成本系數cR以及損害系數γ高低，市場規模增加都會使得補貼價格提高。由于市場規模增大，傳統能源產量會提高，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扶持力度。此外，新能源企業成本系數cR越大，補貼價格也會越高。cR越高，與傳統能源企業競爭中新能源企業越處于不利地位，越需要提高新能源企業的扶持力度。最后，損害系數γ越高，補貼價格越高。損害越大，傳統能源生產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業發展。

2.方式間比較

(1)市場規模α影響。如圖2所示，不論新能源企業成本系數與污染損害系數大小如何，G方式下的最優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。當電力市場規模α較小時，消費方分攤成本時對新能源企業的扶持力度最小，隨著α逐漸增大，這種方式下扶持力度提高的最快，當電力市場規模與商品W市場規模相等時，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 三種分攤方式內部參數變動對補貼價格影響比較

圖2 三種分攤方式間參數變動對補貼價格影響比較

D方式下支出由傳統能源企業分攤，實質是一種征收負外部性的庇古稅，這會降低傳統能源企業的競爭力，對新能源企業的價格補貼就不需要太高;而如果在G方式下，沒有降低傳統能源企業的競爭力，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品與商品W間的選擇消費問題，還會傳到能源發電企業和商品生產企業，補貼價格也最為敏感。當電力市場規模α小于商品市場規模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cR以及污染損害系數γ的影響。對子圖A、C以及B、D進行橫向比較可以發現，在高成本情形下，隨市場規模增大，D方式的補貼價格提高的更快。新能源企業的成本越高，兩能源企業間的利潤差距越大，市場規模擴大會使這種差距的更加顯著，因此需要更多向傳統能源企業征稅來提高新能源企業的扶持力度，補貼價格上升的就越快。

(二)社會福利比較

1.方式內比較

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

圖3 分攤方式內部參數變動對社會福利的影響比較

2.方式間比較

(1)市場規模α影響。由圖4可以看出，市場規模較小時，采用政府支出分攤方式(G)的社會福利水平較高;市場規模較大時，采用由傳統能源企業分攤方式(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，在市場規模越小時大于D方式，小于G方式，而在市場規模較大時大于G方式，小于D方式。在電力市場規模較小時，如果采用由傳統能源企業進行分攤的方式會增加傳統能源企業成本，降低傳統能源企業產量，導致下游商品生產廠商產量降低，消費者福利以及上下游企業利潤都降低，而采用政府支出方式下，則不會影響到下游商品的生產，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廠商的產量及消費者剩余，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。隨著市場規模的逐漸增大，傳統能源企業生產中產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能源產量減少污染物排放，而由傳統能源企業分攤的D方式則降低了傳統能源企業的競爭力，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)新能源企業成本系數cR與損害系數γ的影響。分別比較圖4中子圖A，B與C，D，可以看出，無論新能源企業成本系數cR高低，損害系數γ越大，隨著市場規模的擴大，D方式下的社會福利越早超過G方式下的社會福利。顯然，污染系數越大，隨著電力市場規模的增大，越需要更早運用D方式來取代G方式來提高傳統能源企業成本，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可以發現，無論損害系數γ高低，新能源企業成本系數cR越高，隨著市場規模的擴大，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，與傳統能源企業的成本差距越大，隨著市場規模擴大，這種差距帶來的產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成本而不會改變傳統能源企業成本，對污染物排放量的控制屬于間接調控。而傳統能源企業分攤方式下，直接增加了傳統能源企業的生產成本，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 分攤方式間參數變動對社會福利的影響比較

四、主要結論與政策涵義

本文比較了新能源產業價格補貼的三種分攤方式間差異。結果表明:市場規模較低時，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。而在市場規模較高時，C方式新能源企業的支持力度最高，D方式最低。社會福利方面，電力市場規模、新能源企業成本系數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能源企業分攤方式。

我國目前采用的方式是由全體電網消費者分攤，從本文的福利比較結論來看，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)政策制定上應考慮逐步向化石能源分攤方式轉型。未來基于污染排放量增加，環境承載力持續減弱等因素考慮，全網消費者分攤方式應逐步向傳統能源發電企業分攤方式轉變。(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業扶持政策，長期來看，政府還要特別重視對新能源企業研發補貼以及其他一些扶持方式上。

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