全球能源互聯網背景下電價對消費者福利的影響

李木子

摘要：火力發電的效率基本在50%以下。火力發電環境成本高昂，這不符合環境友好型社會的建設，但是隨著消費者對電力需求越來越多，發電的環境成本必須要降低到合適水平，環境成本的降低會引起電價變化，從而影響消費者福利變化，本文從消費者福利出發，嘗試運用馬歇爾函數測算居民生活用電的電價變化對于消費者福利的影響，并預測在全球能源互聯網建成后，清潔替代和電能替代兩個“替代”成熟，消費者的福利將如何變化。

關鍵詞：全球能源互聯網;消費者福利;能源合作

1 前言

工業革命以來全球溫室氣體過量排放，氣候變暖，物種多樣性、生態系統多樣性、基因（遺傳）多樣性逐漸減少，減少速度也在一年一年加快，我國建立了“一帶一路”能源合作、全球能源互聯網，來緩解氣候變暖帶來的負面影響，同時也增加了國際合作，建立了友誼;以往，我國電力發電超過70%都是火力發電，但是火力發電效率不高，燃料利用率上火力發電廠最多大約為40-42%，一般只有35-38%左右，這些區別在于煤質。

2 全球能源互聯網對消費者福利的貢獻

通過消費者福利的計算，可以粗略從數據上觀測出能源互聯網的建立對于消費者有什么樣的影響，影響有多大。

消費者福利又稱作消費者剩余，消費者剩余的概念，是紐約大學教授馬歇爾在《經濟學原理》一書中提出來的。消費者剩余是衡量消費者福利的重要指標，被廣泛地作為一種分析工具來應用。而電力消費作為消費者的生活必需品，若能從電力消費上使消費者福利增多，那么消費者將能保持更好的經濟效益和生活效益，市場資源配置將更加優化。電力消費逐年增長，消費者所承擔的電費占總消費的比例也在逐年增加，在消費電力產生效益的同時，消費者所承擔的電費也使得消費者剩余在減少，全球能源互聯網建立之后，掌握清潔發電技術的前提下，清潔發電將進一步降低電價，使得消費者的電力消費占總消費的比例下降，同時清潔發電代替火力發電，能源轉換效率的同時，也可以產生好的環境效益，消費者也可生活在更舒適的環境中。

基于馬歇爾函數，計算消費者福利，計算步驟如下：

電力需求主要取決于電價和GDP，這已是普遍被接受的電力需求函數定義。因此于良春（2017）在估計電力行業的Marshall需求函數時，加入電力企業競爭政策的變量，以研究電力需求與電力企業競爭政策的關系。本文以林伯強所建立的電力需求模型為基礎，將銷售電價分為居民生活用電價格和工業用電價格，研究居民生活用電價格的變化對消費者福利的影響：

lnq=α+β₁lng+β₂p₁+β₃p₂+β₄lne+β₅s+β₆lnm（1）

（1）被解釋變量。

q代表電力消費量（其中包含生活電力消費量和工業終端電力消費量）。數據來自于2002-2016年中國統計年鑒。

（2）解釋變量。

P1、p2分別是工業用電電價和生活用電電價，數據包含2002年-2016年，來自證監會、中電聯、國家能源局等權威網站。

（3）控制變量。

g代表國內生產總值，這是決定電力消費的最重要因素。經濟產出及消費的持續增長，促進了工業用電與生活用電需求的快速增加。經驗研究證明GDP與電力消費之間的彈性系數在1左右上下波動。

s代表第二產業增加值占國民生產總值的比例。總體來看，第二產業主要集中如黑色金屬冶煉、建材等高耗能產業，其在國民生產總值中比例的增加會帶動整個電力需求的增加。數據來源于中國統計年鑒。

e代表能源消耗效率，為第二產業的產業增加值與產業消耗電量之間的比值，反映了能源節約措施對電力消費需求影響，即隨著能源效率的提高，電力需求也會相應降低。數據來自于中國統計年鑒。

m代表煤炭價格指數。中國發電能源中，七成以上是火力發電，煤炭價格的升降必然影響發電企業的利潤，從而影響供給，市場上供給和需求關系親密，影響公積。由于中國電力供求關系偏緊，煤炭價格的下降一定程度上會增加電力需求，因此兩者直接為負相關。煤炭價格指數根據中經網2003年1月至2016年12月的煤炭開采和洗選業出廠價格指數月度同比數據以2002年為基期處理得到;其他數據來自于中經網（2002-2016年）。

根據式（1）估計出的電力消費的Marshall需求函數，可轉化為：

q=e^A+β₃P₂（2）

式（2）中，A=α+β₁lng+β₂p₁+β₄lne+β₅s+β₆lnm，即每年的消費需求會隨著A的變化而變化。根據每年的消費者需求函數可以得到每年的消費者剩余。由式（2）得出消費者剩余見式（3），從而得到消費者總福利增加為75873.75億元。

為進一步考察電價對消費者福利的影響，本文將與電價無關的變量取平均值，相關變量帶入年度數據。通過計算得到在2002-2016年，生活用電電價總體增加消費者福利72552.16億元。

由圖1可知，電力價格基本上是在上升，根據馬歇爾函數所計算的消費者福利，撇去其他變量的影響，單獨看居民生活用電電價對消費者福利的影響時，消費者福利是相對減少的，若是長久以此，消費者的經濟效益和環境效益接連受損，總有一天會開始減少至零，甚至出現消費者用不起電的情況，這樣有悖于可持續發展的基本國策。

由圖2可知，曲線為火力發電生產量占總發電生產量的比重，數據來自國家統計年鑒（2002-2016），隨著時間的推移，曲線總體是下降的趨勢，近年來下降速度尤其快。由此圖看出我國的發電形式開始向清潔發展轉變，技術成熟之后，清潔能源上網電價將會下降，相比于火力發電更低，原因是煤炭作為不可再生（短時間內）能源，價格會越來越高，火力發電成本越來越高，導致火力發電的上網銷售單價也越來越高，隨著時間推移，電網公司將會趨向于購買清潔能源發電的電量，上網電價將會有一個先上升再緩緩下降的過程。

如表1所示，截至2016年，燃煤和燃氣發電依然是現階段發電的主要手段，同時也意味著新能源在未來發展的潛力巨大。近幾十年來，具備清潔特征的新能源發展迅速，2000年以來，全球風電、太陽能發電年均分別增長26%、45%，遠遠超過煤炭（3.6%）、石油（1.2%）、天然氣（2.5%）的增速。截至2015年底，我國風電、太陽能發電裝機容量分別達到1.283億kW、0.4157億kW，分別比2000年增長了375倍、8918倍，新能源發展勢頭比預期更快更猛。傳統能源技術的進步加之綠色清潔新能源的發展，讓越來越多的能源可以轉化為電能。全球能源互聯更是全球清潔能源、全球電能的有效互聯，讓所有能源都轉化為電。清潔高效的二次能源各種終端能源都可用電能替代，實施電能替代對于提高終端能源利用效率具有顯著優勢。

清潔替代和電能替代漸漸成熟的未來，銷售電價也將漸漸降低，不再受不可再生能源的束縛，電價不會像現在呈上升趨勢。消費者福利的增加也將呈上升趨勢。

3 結論與展望

3.1 結論研究

第一，全球能源互聯網的建立可以推進“一帶一路”的發展，是有力促進“一帶一路”發展的契機。且在“一帶一路”發展背景下，全球能源互聯網的建設將能夠更好地學習到清潔發電的技術，結合我國能源分布，做到清潔發電的電能上網后電價相對于火力發電更低。

第二，全球能源互聯網的構建可以降低清潔發電成本，增加消費者福利。由本人的數據分析可知，目前火力發電給消費者帶來的福利正在緩緩降低，并且因為火力發電的原料基本上是各種煤炭，煤炭在短時間內作為不可再生能源，會隨著存量的減少，單價越來越高，相應的火力發電的銷售電價也會越變越高，消費者福利在經濟和環境上都會越來越少。

3.2 未來展望

在全球能源互聯網建成的將來，消費者所接收到的福利遠遠不止經濟福利，還有環境福利，國際交往福利。

第一，如今氣候因為碳排放量過多而變暖，而在將來，清潔發電技術的普及將能夠將碳排放量降低，不會給環境帶來更多的壓力。環境是人類賴以生存的基礎，我們不可以為了追求經濟效益而放棄環境效益，習主席一直在強調“綠水青山就是金山銀山”。全球能源互聯網的構建，讓我過多煤，少油，少氣的尷尬能源局面得到有效的緩解，清潔發電技術將能夠通過“一帶一路”和全球能源互聯網更加成熟，擁有了成熟的技術和優惠的清潔能源價格，我們所生活的環境質量將迎來新一輪的上升。

第二，且上網電價方面上也會給消費者帶來相較之前更為優惠的價格。因在建國至今，我國的發電七成都是依靠火力發電，火力發電效率低，且我國所面臨的是消費者日益增加的用電需求，火力發電占主導的我國電價正在緩緩提高，雖然不是年年都在提高，但從2002年至2016年的電價來看，消費者所面臨的居民生活用電電價總提示上升態勢，生產者（某些情況下也是消費者）所面臨的工業用電電價也是上升趨勢，若是依舊靠著火力發電為主導，我國消費者的福利邊際量將逐年減少，乃至最后消費者福利出現負增長。所以全球能源互聯網前提下，清潔替代和電能替代必將引導消費者福利走向上升的趨勢。

第三，在“一帶一路”政策和全球能源互聯網的建設下，我國與沿“路”各國的關系將日益加深，并且各國之間能夠互相學習科學技術，為找到更低成本達到更高的環境經濟效益做出貢獻。

3.3 政策建議

第1，結合“一帶一路”政策和全球能源互聯網建設政策。

第2，學習其他已經建立能源互聯網的國家以及地區的銷售電價的定制制度，結合我國的具體情況以及能源狀態定制合適的發電方式和合理的銷售電價，并且做到緩慢調節，讓消費者有一個慢慢適應的過程。

第3，結合我國“可持續發展戰略”和“保護環境”的基本國策，時刻將環境效益和經濟效益放在同一水平上去建立全球能源互聯網。

參考文獻

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