考虑政府补贴的天然气市场供给博弈模型研究

杨俊++张倩菲++郝成磊++张腾飞

摘要：通过引入产品替代因子，构建非常规与常规天然气市场供给动态博弈模型，并运用补贴乘数刻画政府补贴对不同厂商最优生产策略空间选择的影响程度。结果表明：政府补贴有利于增加国内天然气供给量，减小对外依存度；相比于产量补贴，投入补贴更有利于提高国内天然气供给量；非常规对常规天然气替代性的增大有利于提高总产量，但由于技术瓶颈，开采初期成本偏高，政府补贴有利于降低成本，增大替代性。

关键词：非常规天然气；政府补贴；产品替代性；供给量

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2016.12.24

中图分类号：F206；F22432 文献标识码：A 文章编号：1001-8409（2016）12-0109-06

The Game Model of Natural Gas Market Supply Considering Government Subsidies

YANG Jun， ZHANG Qianfei， HAO Chenglei， ZHANG Tengfei

（School of Economics and Business Administration，Chongqing University，Chongqing 400044

）

Abstract：By introducing product substitution factor， this paper sets up dynamic Game Model with consideration of unconventional and conventional natural gas market supply. And then， it analyzes the influence degree of different manufacturers optimal strategies spatial selection by using subsidies multiplier. Results show that， government subsidies are conducive to increasing the gas supply quantity and reducing the dependence on foreign oil. Whats more， the input subsidies are more beneficial to improve the supply of gas compared to production subsidies. The alternative can help to improve production of gas market， but in the early stage of unconventional gas extraction， technical bottlenecks lead to high costs， and government subsidies can help to reduce costs and increase alternative.

Key words：unconventional gas； government subsidies； product alternative； supply quantity

引言

中国作为全球人口和能源消费第一大国，能源消费需求不断攀升。然而国内以煤为主的能源结构导致碳排放量逐年激增，空气、水污染日益严重，“减煤增气”、发展清洁能源已成为能源消费向低碳转变的重要方向。《国家能源发展战略行动计划（2014～2020年）》提出，2020年中国天然气占一次能源的比例将在10%以上。然而，国内天然气市场存在诸多问题：供需失衡导致近年频发“气荒”，2015年天然气对外依存度达327%[1]；市场寡头垄断制约价格的形成及合理供给；现行国际油价大幅下跌，导致天然气对替代能源的竞争力减弱[2]。

天然气气源分为非常规和常规天然气，非常规天然气具有热值高、低碳、低污染等特性，我国非常规天然气资源雄厚，但国内开发技术尚未成熟，开采成本较高[3]。因此，借鉴美国等天然气开采国家的成熟技术及政府优惠补贴政策[4]，提高国内天然气供给量是保障我国能源安全的重要战略方向[5，6]。

国外文献多从宏观层面研究能源政策对供给和价格的影响情况，Reynolds等通过多循环哈伯特曲线模型分析天然气市场均衡拐点的变化，预测出北美非常规天然气最大均衡供给量[7]。Jiang等基于投入产出模型研究取消能源补贴对价格的影响发现，政府取消对能源价格的管控会引起价格的上升，从而影响能源供给均衡[8]。Wang等运用灰色模型预测发现，中国天然气需求和进口会不断攀升，为保证国内能源供给安全，需进行非常规天然气的大力开采[9]。Yuan等通过敏感度等技术参数分析发现，政府对页岩气的开采进行财政补贴有利于降低生产厂商成本，增大开采量[10]。Wang等应用地质资源供给需求模型预测发现，在技术进步条件下，2069年中国非常规天然气的供给增速达最大值[11]。国内研究主要集中在天然气市场机制设计及其定价上，檀学燕提出拆分中上游、上游引入竞争，打破垂直一体化垄断市场经营模式的建议[12]。杨俊等运用博弈模型探讨单边开放天然气市场稳定性发现，单边开放市场存在均衡供给[13]。吴晓明等应用市场净回值法探讨天然气价格形成机制改革的特点及其在全国范围内推广产生的影响效应[14]。现有文献在探讨天然气市场供求定价及市场机制设计等方面做出了重要贡献，但在应用具体数学模型推导政府补贴对市场供给的影响方面鲜有研究。结合上述文献的不足，本文以产品差异化的天然气市场为研究对象，应用动态古诺博弈模型探讨供给侧开放的天然气生产厂商最优产量策略空间，然后提出补贴乘数模型比较分析不同政府补贴方式对厂商最优策略空间的影响，最后通过算例仿真验证模型设计的合理性，并由此给出政策建议。

3算例仿真及分析

由于模型参数较多，均衡结果较为复杂，很难直观地反映均衡结果受参数（成本系数、替代因子、补贴及补贴因子等）影响的变化情况，为更形象地反映非常规与常规天然气市场动态博弈均衡产量及其受政府补贴的变化情况，本节拟设计参数变化的具体数值进行仿真模拟。现行条件下，非常规天然气的开采成本高于常规天然气，即A、B厂商的成本系数aA>aB，设aA=05，aB=01，令固定成本ci 为0；厂商相互替代因子ξA，ξB，0≤ξA≤1，0≤ξB≤1，且随着开采技术的逐渐成熟，非常规对常规天然气的替代率逐渐增大，即ξA>ξB，设ξA=04，ξB=02；设产量补贴系数τ1=01，投入补贴因子τ2=10%。本小节旨在通过参数的具体数值作图，直观地反映产品差异化的天然气市场产量受替代因子、补贴方式的影响程度，以及通过补贴乘数进一步探讨不同补贴方式的优劣程度。

31不同补贴方式对均衡产量影响情况

311产量补贴

政府对非常规天然气开采厂商A每单位产量进行补贴，补贴系数τ1（0<τ1<1），在给定成本系数、替代因子的条件下，探讨τ1对均衡产量的影响情况。

由图2和图3可知，产量补贴前常规天然气的均衡产量高于非常规天然气；补贴后常规天然气均衡产量随补贴系数的增大不断减小，而非常规天然气随补贴系数的增大不断增大，且增大幅度大于常规天然气产量减小的幅度，即产量补贴后天然气总产量高于补贴前。随着能源安全和环保意识的增强，常规天然气发展机会相对有限，非常规天然气储量丰富，具有低碳、环保等特性，因此对非常规天然气成功勘探并开采已成为发展清洁能源的一大重要战略目标，其中对页岩气和煤层气的开采占据主导地位，2030年国内力争页岩气产量达到1500至1800亿立方米[16]。

312投入补贴

政府对非常规天然气开采厂商A的总投入进行补贴，补贴因子τ2（0<τ2<1），在与产量补贴相同约束条件下，探讨τ2对均衡产量的影响情况。

由图4和图5可知投入补贴后，常规天然气的均衡产量随投入补贴因子的增大而减小，非常规天然气产量随投入补贴因子的增大而增大，且增大幅度大于常规天然气减小的幅度，天然气总产量相比补贴前大幅增长，即总投入补贴有利于增加国内天然气的供给量。

313补贴乘数

本文探讨了两种不同的政府补贴方式：产量补贴和投入补贴，在综合考虑各方面权益的前提下，能够带来较大幅度增产的补贴方式更具有现实意义。为比较两种补贴方式产量效益最大化，本文结合乘数效应的理论，提出补贴乘数模型，即补贴前后均衡产量的变化量与补贴力度的比值，给定参数aA，aB，ξA，ξB，讨论产量补贴乘数k1和投入补贴乘数k2随τ1，τ2的变化情况。

由图6可知产量补贴乘数随补贴系数的增大而减小，且k1<1，即单位产量的补贴力度不能够实现产量的成倍增加，说明产量补贴效果并不明显；图中易知k2>k1，且k2>1，即每单位的投入补贴能够带来产量的成倍增加，且明显优于产量补贴。长期以来，能源补贴作为政府的无偿支出，补贴的多少必然会对社会总福利变化产生重要影响，因此，补贴乘数为政府对天然气开采市场择优选取补贴方式提供了有力的模型支撑。

32替代因子对均衡产量的影响情况

产品差异化使得不同产品之间存在一定的替代性，决策厂商的天然气开采量受竞争厂商产量的影响，影响程度取决于两者的相互替代因子ξA，ξB。

由图7和图8可知非常规天然气均衡产量随替代因子ξA（非常规对常规天然气的需求替代性）的增大而增大，随替代因子ξB（常规对非常规天然气的需求替代性）的增大而减小，且均衡产量受ξB影响幅度大于ξA。

非常规与常规天然气除了产品品质自身存在差异外，更明显的区别体现在开采成本上。现阶段，国内非常规天然气处于勘探开采初期，基础工作薄弱，缺乏核心技术体系，前期资金投入大，从而导致非常规天然气生产成本远高于常规天然气，其对常规天然气的替代性也因此受到影响。目前我国已出台一系列税费优惠政策（包括免征煤层气资源税、减免探矿税、煤层气开发补贴等）鼓励天然气资源的开发利用。为加大非常规天然气资源的开采力度，政府应进一步落实好现行扶持政策（如抓紧出台页岩气等非常规气源税费减免、直接补贴、信贷支持、专项基金等[17，18]），调整并完善优惠政策体系，调动企业勘探开发非常规天然气资源的积极性，支持技术攻关，推动技术创新，进一步推进规模化开发。待非常规天然气的开采形成一定的规模经济，政府则稳步有序放开对天然气市场的监管，还原市场，充分市场竞争；最终通过天然气市场的有效竞争降低生产成本，提高非常规对常规天然气的替代性，增大供给量，达到国内天然气市场供需均衡。

4结论及政策建议

本文通过对差异化天然气市场建立古诺博弈动态模型，提出并探讨两种不同的政府补贴方式和替代性对均衡产量的影响情况。结果表明：首先，供给侧开放的差异化天然气市场均衡产量存在，且其大小与厂商的成本系数及相互替代程度有关；其次，政府补贴有利于总产量的提高，引入补贴乘数模型比较发现，投入补贴乘数大于产量补贴乘数，即投入补贴方式具有更大的产量增产效益；最后，为增大非常规对常规天然气的替代性，关键在于降低生产成本，而非常规天然气开采初期，由于技术瓶颈导致开采成本不可能在短期内大幅降低，为此，政府扶持政策尤显重要。结合结论本文提出以下政策建议：

（1）落实“管住中间、放开两头”的总体思想，推进天然气价格改革，促进天然气市场主体多元化竞争。着力实施“横向混合、纵向混改”方针，打破天然气市场纵向一体化垄断格局，形成有效的市场竞争机制，充分发挥市场机制在资源配置中的基础性作用，加快能源结构优化速度。

（2）实施合理补贴政策。我国非常规天然气资源丰富，为满足国内不断增长的天然气需求，“十三五”期间明确提出我国将大力发展非常规天然气，使之成为天然气重要提供方。政府补贴一方面可以增大市场供给量，减少进口，保障能源安全；另一方面鼓励非常规天然气开采厂商降低成本，逐渐形成低成本技术体系和管理体系，进一步加大非常规天然气的供给量。

（3）充分借鉴国外非常规天然气发展经验。能源领域的政策优化与市场优化改革的国际经验，对于未来中国能源体系的改革深化具有重要的借鉴意义。为进一步加快国内非常规天然气的发展，我国应抓住全球能源技术革命的历史机遇，实施“追赶”与“跨越”并重的能源技术战略，引进试验国外先进勘探技术，在此基础上加以消化吸收再创造，充分发挥后发优势，在技术引领、政策扶持和效益可期的拉动下，实现经济新常态时期能源变革的成功转型。

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（责任编辑：王惠萍）