基于市場(chǎng)交易的電能與環(huán)境協(xié)調(diào)激勵(lì)電價(jià)機(jī)制設(shè)計(jì).pdf

1、20世紀(jì)90年代以來(lái)，世界上很多國(guó)家均處在電力市場(chǎng)化改革的關(guān)鍵時(shí)期，隨著電力工業(yè)壟斷體制的改變，電力監(jiān)管模式也相應(yīng)的發(fā)生改變。電力市場(chǎng)化改革進(jìn)程中的電力監(jiān)管者所面臨的一個(gè)核心問(wèn)題是如何通過(guò)設(shè)計(jì)良好的電價(jià)機(jī)制抑制發(fā)電商的市場(chǎng)力行為。作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)行業(yè)，電力工業(yè)煤碳消耗量占總煤碳消耗量的60％，電能生產(chǎn)中由燃煤造成的污染占總環(huán)境污染量的40%。伴隨著石油危機(jī)的進(jìn)一步加重，世界上許多國(guó)家由燃油發(fā)電轉(zhuǎn)向燃煤發(fā)電，這勢(shì)必造成環(huán)境污染狀況的

2、進(jìn)一步惡化。在壟斷市場(chǎng)力問(wèn)題尚未解決的情況下，電力監(jiān)管者又必須面對(duì)電力生產(chǎn)所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題。在我國(guó)這些問(wèn)題也十分突出，隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，西部能源基地逐漸形成。如何合理利用與配置能源資源，保障西部地區(qū)能源開發(fā)與經(jīng)濟(jì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展已經(jīng)成為政府電力監(jiān)管亟待解決的問(wèn)題。為了解決上述電能與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展中的沖突問(wèn)題，國(guó)內(nèi)電能與環(huán)境方面的研究專家任玉瓏（2006）提出一種電力監(jiān)管新模式：電能與環(huán)境協(xié)調(diào)監(jiān)管。在新的電力監(jiān)管模式下，需要構(gòu)建與

3、之相適應(yīng)的組織機(jī)構(gòu)、機(jī)制及相關(guān)制度，這是課題組共同完成的。作為課題組研究成果的一部分，論文所做的是設(shè)計(jì)一種與新電力監(jiān)管模式相適應(yīng)的電能與環(huán)境協(xié)調(diào)激勵(lì)電價(jià)機(jī)制。
　　論文的研究目的是從理論和實(shí)踐上探討在電力市場(chǎng)化改革中，電能與環(huán)境協(xié)調(diào)監(jiān)管新模式下，如何設(shè)計(jì)基于市場(chǎng)交易的電價(jià)機(jī)制以協(xié)調(diào)電能生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)，即：在考慮對(duì)發(fā)電商排污行為和市場(chǎng)力行為進(jìn)行協(xié)調(diào)監(jiān)管的情況下，電力市場(chǎng)電價(jià)機(jī)制應(yīng)該如何設(shè)計(jì)。具體來(lái)講是：在電能與環(huán)境協(xié)調(diào)監(jiān)管新模式下，

4、如何設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)激勵(lì)電價(jià)機(jī)制，在滿足西部經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來(lái)的巨大電能需求的同時(shí)，減少電能生產(chǎn)中的污染排放。最終構(gòu)建一種基于市場(chǎng)交易的電能生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)的激勵(lì)性電價(jià)機(jī)制，以約束發(fā)電商的市場(chǎng)力行為，激勵(lì)發(fā)電商減少污染排放，從價(jià)格機(jī)制角度尋求解決電能與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展中的沖突問(wèn)題。
　　論文的研究思路是：首先對(duì)協(xié)調(diào)的理論及方法進(jìn)行綜述，在協(xié)調(diào)理論研究的基礎(chǔ)上，給出電能與環(huán)境協(xié)調(diào)的基本思想、相關(guān)概念及協(xié)調(diào)方法，并認(rèn)為基于市場(chǎng)交易的電價(jià)機(jī)制是協(xié)調(diào)電能

5、與環(huán)境的重要機(jī)制之一。對(duì)電價(jià)機(jī)制的研究現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)理論進(jìn)行綜述，找出影響發(fā)電商市場(chǎng)力的幾個(gè)重要因素。通過(guò)對(duì)發(fā)電商實(shí)施市場(chǎng)力的過(guò)程進(jìn)行仿真，分析了市場(chǎng)力的自然壟斷因素和機(jī)制因素，發(fā)現(xiàn)信號(hào)傳遞是影響發(fā)電商實(shí)施市場(chǎng)力的重要因素之一。然后從信號(hào)傳遞角度對(duì)當(dāng)前的主要電價(jià)機(jī)制進(jìn)行了再次綜述分析，認(rèn)為信號(hào)干擾度越大，電價(jià)機(jī)制中發(fā)電商實(shí)施市場(chǎng)力能力越弱。機(jī)制中信號(hào)干擾度研究屬有限理性理論研究的范疇。為了更好地定義機(jī)制信號(hào)干擾度這一概念，論文對(duì)有限理性建模

6、方法進(jìn)行綜述分析，發(fā)現(xiàn)基于摩爾自動(dòng)機(jī)的有限理性建模方法較難解決存在信息不完全和多人參與的博弈問(wèn)題。因此，提出一種基于米蘭自動(dòng)機(jī)的有限理性建模方法，相應(yīng)的，構(gòu)建了一種基于米蘭自動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)學(xué)仿真框架。為了干擾發(fā)電商之間的共謀信號(hào)，提出一種發(fā)電商準(zhǔn)隨機(jī)匹配電價(jià)機(jī)制，在新的仿真框架中對(duì)該電價(jià)機(jī)制進(jìn)行了仿真研究，仿真實(shí)驗(yàn)表明電價(jià)機(jī)制可以使發(fā)電商實(shí)施市場(chǎng)力能力降低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果論證了從增加機(jī)制對(duì)信號(hào)干擾度對(duì)電價(jià)機(jī)制進(jìn)行設(shè)計(jì)是可行的。同時(shí)，為了激勵(lì)發(fā)電商

7、減少污染排放和市場(chǎng)力行為，引入電力產(chǎn)品差異化概念，依據(jù)電能生產(chǎn)單位減排程度，解決電力產(chǎn)品的單一性問(wèn)題，把電力市場(chǎng)分為兩個(gè)市場(chǎng)，構(gòu)建了電能與環(huán)境協(xié)調(diào)激勵(lì)電價(jià)機(jī)制。采用基于米蘭自動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)學(xué)仿真方法對(duì)協(xié)調(diào)激勵(lì)電價(jià)機(jī)制進(jìn)行驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明該激勵(lì)機(jī)制是有效的。最后對(duì)協(xié)調(diào)激勵(lì)電價(jià)機(jī)制中存在的一個(gè)爭(zhēng)議（為什么不引入已經(jīng)相對(duì)成熟的排污權(quán)交易市場(chǎng)）進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。仿真發(fā)現(xiàn)，與電力市場(chǎng)交易相比，排污權(quán)交易市場(chǎng)交易較為清淡，并不足于干擾發(fā)電商之間的共謀信

8、號(hào)。
　　論文的主要特色及創(chuàng)新體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。
　　①研究發(fā)現(xiàn)電能生產(chǎn)在隨排污總量遞減而遞減的過(guò)程中存在幾個(gè)躍變，這些躍變?yōu)檎M(jìn)行排污總量控制提供了決策依據(jù)。論文是在馬中（2002）和Ottar Mestad（2007）提出的采用環(huán)境容量來(lái)進(jìn)行排污總量控制與通過(guò)資本市場(chǎng)對(duì)排污權(quán)進(jìn)行初始分配的基礎(chǔ)上，考慮電能生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)激勵(lì)過(guò)程。以減少單位減排量與電能產(chǎn)品減少量之間的比例關(guān)系來(lái)確定排污控制總量，即，若電能產(chǎn)品減少比

9、率大于單位減排比率，則這種總量控制是不經(jīng)濟(jì)的；如果增加排污量，使經(jīng)濟(jì)增加比率少于環(huán)境破壞比率，則認(rèn)為這種總量控制具有環(huán)境破壞性。與其它文獻(xiàn)的不同之處在于，論文在研究過(guò)程中考慮了電力交易市場(chǎng)與排污權(quán)交易市場(chǎng)之間的相互影響。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，排污總量與電能生產(chǎn)并非一個(gè)單調(diào)遞減關(guān)系。在排污總量不斷減少過(guò)程中，電力市場(chǎng)的供電量經(jīng)過(guò)了幾個(gè)躍變：首先，隨著排污總量的減少，電能生產(chǎn)量減少；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，隨著排污總量減少，電能生產(chǎn)量增加。再經(jīng)過(guò)這一時(shí)期，

10、排污總量再減少，電能生產(chǎn)減少，并且其減少幅度在不斷地加大。這一研究結(jié)果對(duì)排污權(quán)交易理論與政府制定排污總量控制政策具有一定的借鑒意義。
　?、趯?duì)基于有限自動(dòng)機(jī)的有限理性建模理論進(jìn)行了擴(kuò)展，使其更有利于實(shí)現(xiàn)多人有限理性博弈行為建模?；谟邢拮詣?dòng)機(jī)的重復(fù)博弈模型不但對(duì)重復(fù)博弈效用最大化問(wèn)題進(jìn)行了描述，而且可以采用有限自動(dòng)機(jī)的狀態(tài)個(gè)數(shù)對(duì)博弈行為及決策成本進(jìn)行量化。近年來(lái)，在國(guó)外博弈論研究中，已經(jīng)有文獻(xiàn)描述基于有限自動(dòng)機(jī)的重復(fù)博弈理論。論文

11、構(gòu)建的一種基于米蘭自動(dòng)機(jī)的有限理性建模方法是對(duì)Abraham Neyman（2000）提出的基于摩爾自動(dòng)機(jī)的有限理性建模方法的進(jìn)一步擴(kuò)展。與摩爾自動(dòng)機(jī)的根本區(qū)別在于：摩爾自動(dòng)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換是依據(jù)每次博弈中競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的行為來(lái)決定下一個(gè)狀態(tài)，而基于米蘭自動(dòng)機(jī)的博弈模型是依據(jù)每次與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手博弈所獲取的效用來(lái)決定下一個(gè)狀態(tài)。由于參與人所獲取的效用已經(jīng)包含競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的博弈行為與自身博弈行為，所以不必具體考慮對(duì)手采用了什么決策、對(duì)手個(gè)數(shù)有多少。因此基于米

12、蘭自動(dòng)機(jī)的博弈模型對(duì)信息不完美，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手個(gè)數(shù)變動(dòng)的情況進(jìn)行博弈分析更具優(yōu)勢(shì)。在該建模理論的指導(dǎo)下，論文對(duì)發(fā)電商的組織行為進(jìn)行了建模。采用有限自動(dòng)機(jī)來(lái)描述發(fā)電商決策，可以更好的表示決策復(fù)雜度。決策越復(fù)雜，發(fā)電商之間的共謀越難達(dá)成，這為設(shè)計(jì)抑制發(fā)電商市場(chǎng)力的電價(jià)機(jī)制提供了理論依據(jù)。
　?、蹣?gòu)建了一種基于信號(hào)傳遞的電能與環(huán)境協(xié)調(diào)激勵(lì)電價(jià)機(jī)制。在基于市場(chǎng)交易的電價(jià)機(jī)制研究文獻(xiàn)中，主要集中在如何抑制發(fā)電商市場(chǎng)力上，而同時(shí)考慮發(fā)電商市場(chǎng)力行為

13、和污染排放行為的較少。本文從信號(hào)傳遞理論角度出發(fā)，對(duì)當(dāng)前主要的基于市場(chǎng)交易的電價(jià)機(jī)制進(jìn)行了分析，認(rèn)為在電力市場(chǎng)中增加信號(hào)的干擾程度可以抑制發(fā)電商的市場(chǎng)力。并在此理論基礎(chǔ)上，考慮環(huán)境因素，構(gòu)建了一種電能與環(huán)境協(xié)調(diào)激勵(lì)電價(jià)機(jī)制雙市場(chǎng)模型。該機(jī)制從兩方面對(duì)發(fā)電商達(dá)成默契共謀的信號(hào)進(jìn)行干擾。一方面采用準(zhǔn)隨機(jī)匹配的方式，使發(fā)電商無(wú)法得到其它發(fā)電商的成交價(jià)，也無(wú)法預(yù)測(cè)市場(chǎng)出清價(jià)，從而增加其達(dá)成共謀的難度。另一方面，在電力市場(chǎng)的中引入單位減排量的概念