基于Stackelberg博弈的天然氣定價機制研究PPT課件.pptxVIP

基于Stackelberg博弈的天然氣定價機制研究 2020 1 15 1 參考文獻聶光華 基于Stackelberg博弈的天然氣定價機制研究 中國石油大學學報 自然科學版 J 2013 37 6 184 188 作者簡介聶光華 1973 男 經(jīng)濟師 天津大學管理與經(jīng)濟學部博士研究生 主要從事城市燃氣經(jīng)營管理等研究 E mail niegh 2020 1 15 2 研究背景 天然氣發(fā)展 十二五 規(guī)劃 提出 要建立反映資源稀缺程度和市場供求變化的天然氣價格形成機制 加快理順天然氣與可替代能源的比價關系 充分發(fā)揮價格在調(diào)節(jié)供求關系中的杠桿作用 并為天然氣價格最終市場化奠定基礎 縱觀國外較成熟天然氣市場改革歷程也可發(fā)現(xiàn) 盡管采取的措施不盡相同 但各國定價機制改革的方向大都是由壟斷性定價向市場定價轉(zhuǎn)變 其中 引入第三方準入制度是美 英等國天然氣行業(yè)向市場定價轉(zhuǎn)變的重要步驟 2020 1 15 3 目前中國天然氣市場上 生產(chǎn)商壟斷著天然氣的勘探生產(chǎn)環(huán)節(jié) 通過建設天然氣運輸管道 同樣包攬了中游管輸環(huán)節(jié) 壟斷力度較強 中國天然氣向市場定價轉(zhuǎn)變 其重要改革環(huán)節(jié)就是要將天然氣行業(yè)上中游相分離 建立專門的管道運輸公司 從而降低上游生產(chǎn)商縱向一體化的程度 真正的管道公司建立后 其角色 職能也需要進一步明確 2020 1 15 4 為研究天然氣定價機制改革的具體演化過程和實際效果 在市場定價機制下 根據(jù)管道公司是否參與天然氣買賣 本文將天然氣供應鏈分成不實行第三方準入制的天然氣供應鏈和引入第三方準入制的天然氣供應鏈 并分別考察兩種情形下的天然氣定價策略 2020 1 15 5 1不實行第三方準入制的天然氣供應鏈博弈定價模型 在這類天然氣供應鏈中 生產(chǎn)商負責上游天然氣勘探開采 以生產(chǎn)價格將天然氣出售給管道公司 管道公司購入天然氣后 通過長輸高壓管道輸送至下游門站 并以門站價格出售給配氣商或大工業(yè)用戶 配氣商再將天然氣通過配氣管網(wǎng)輸送至最終用戶 2020 1 15 6 根據(jù)天然氣資源供需特點 在放松管制的條件下 在天然氣供應鏈博弈中 生產(chǎn)商對管道公司有主導作用 而管道公司因其自然壟斷地位 又對下游配氣商有主導作用 簡便起見 選取未來天然氣市場中 上中下游三家相互獨立且存在供求關系的企業(yè) 生產(chǎn)商 管道公司 配氣商 進行建模分析 并且供應鏈各企業(yè)間遵從上游企業(yè)Stackelberg策略 2020 1 15 7 1 1問題假設 為了使研究問題簡便 給定如下的假設條件 1 供應鏈成員都追求自身經(jīng)濟利益的最大化 每個成員都有決策權(quán)力 2 最終顧客需求具有一定的價格彈性 2020 1 15 8 1 2建立模型 d為配氣價p下的市場需求量 假設d D kp k 0 D為市場規(guī)模 即市場最大的可能需求 k為價格敏感系數(shù) 第三階段 配氣商maxp r p cr T d cfr p cr T D kp cfr 第二階段 管道公司maxT t T ct P d cft T ct P D kp cft 第一階段 生產(chǎn)商maxP i P ci d cfi P ci D kp cfi 依次求第三 第二和第一階段的最大利潤 可得出各自最優(yōu)價格 決策變量 2020 1 15 9 1 3求解模型 Stackelberg博弈采用逆向歸納法 在市場條件下 各市場主體以利潤最大化為決策目標 2020 1 15 10 在第三階段 配氣商根據(jù)管道公司給出的價格T 以自身利潤 r p cr T d cfr p cr T D kp cfr最大化為目標決策價格p 令 得到配氣商最優(yōu)配氣價格 用p1 來表示 即 1 2020 1 15 11 在第二階段 管道公司根據(jù)生產(chǎn)商提供的價格P 為生產(chǎn)商的決策變量及管道公司的獲取成本 和第三階段配氣商確定的價格p1 以自身利潤 t T ct P d cft T ct P D kp cft T ct P D kT kcr 2 cft最大化為目標來尋求最優(yōu)定價T 令 得到管道公司最優(yōu)銷售價格 用T1 來表示 即 2 2020 1 15 12 在第一階段 生產(chǎn)商根據(jù)前兩階段配氣商和管道公司的最優(yōu)定價p1 及T1 以利潤 i P ci d cfi P ci D kp cfi P ci D kP kcr kct 4 cfi最大化為目標尋求最優(yōu)定價P 令 得到生產(chǎn)商最優(yōu)定價 用P1 來表示 即 3 2020 1 15 13 將P 代入式 2 中 可以得到管道公司最優(yōu)銷售價格為 4 再將T 代入式 1 中 可以得到配氣商最優(yōu)配氣價格為 5 2020 1 15 14 2引入第三方準入制的天然氣供應鏈博弈定價模型構(gòu)建 與不實行第三方準入制的天然氣供應鏈的最大區(qū)別在于 引入第三方準入制后 供應鏈中的管道公司不參與天然氣買賣 作為第三方服務公司 其收費將受到政府的嚴格控制 即管輸環(huán)節(jié)實行政府管制 發(fā)達國家成熟天然氣市場實行第三方準入制的重點在于允許天然氣供應鏈下游成員 如大工業(yè)用戶 燃氣電廠和地方配氣公司直接與上游生產(chǎn)方商談包括價格在內(nèi)的購氣合同 再委托管道公司輸氣 并向管道公司支付運輸費 2020 1 15 15 參考成熟天然氣市場定價機制 對實行第三方準入后的中國天然氣供應鏈定價機制進行研究 分析簡化的供應鏈模型 依然假設選取未來天然氣市場中 上中下游三家相互獨立的生產(chǎn)商 管道公司 配氣商進行建模分析 2020 1 15 16 1 1問題假設 在引入第三方準入制后 生產(chǎn)商銷售天然氣給配氣商 作為買方 配氣商支付給自主選擇的管道公司一定的管輸費用 并將天然氣賣給最終的消費者 生產(chǎn)商與配氣商是獨立的決策者 其決策目標是各自利潤的最大化 假設條件與不實行第三方準入制的天然氣供應鏈中的情形相同 2020 1 15 17 第三方準入制實行中 需要政府對管道運價設計中的費率進行設定 天然氣市場中的用戶類型是多變的 如大工業(yè)用戶 燃氣電廠和城市燃氣用戶等 這些不同類型的用戶對天然氣的需求彈性 對價格波動的承受能力等方面差異性是較大的 管輸定價方法要滿足差異以提高管輸利用率 降低用戶的最終價格水平 因此 本文的管輸定價方法采取兩部制 即第三方管道運輸公司收取的管輸費用包括應收變動運輸費用和應收固定運輸費用兩部分 應收變動運輸費用按運輸或接收的天然氣量收取 與天然氣管輸中的變動成本有關 應收固定運輸費用是用戶無論利用管道與否都需要交付的 與管道輸送氣量 管道是否得到有效利用及對顧客的服務無關 而與天然氣管道建設與維護過程中的固定成本 折舊等有關 2020 1 15 18 1 2建立模型 d為配氣價p下的市場需求量 假設d D kp k 0 D為市場規(guī)模 即市場最大的可能需求 k為價格敏感系數(shù) 另外 0 0 第二階段 配氣商max r p cr P ctt d cfr cftt p cr P ctt D kp cfr cftt 第一階段 生產(chǎn)商max i P ci d cfi P ci D kp cfi P ci D kP kcr kctt 2 cfi 2020 1 15 19 2020 1 15 20 1 3求解模型 引入第三方準入制后的供應鏈系統(tǒng)中 天然氣上游市場議價能力依然較強 因此建立一個以生產(chǎn)商為主導的Stackelberg博弈模型 2020 1 15 21 在第二階段 配氣商根據(jù)生產(chǎn)商給出的價格P 以自身利潤 r p cr P ctt d cfr cftt p cr P ctt D kp cfr cftt最大化為目標決策價格p 即令 可得到配氣商最優(yōu)配氣價格 用p2 來表示 即 6 2020 1 15 22 在第一階段 生產(chǎn)商根據(jù)第二階段配氣商確定的價格p2 以自身利潤 i P ci d cfi P ci D kp cfi P ci D kP kcr kctt 2 cfi最大化為目標來尋求最優(yōu)定價 即令 可得到生產(chǎn)商的最優(yōu)定價 用P2 來表示 即為 7 2020 1 15 23 將P2 代入式 6 中 得到配氣商的最優(yōu)定價為 8 2020 1 15 24 3兩種不同情形下的生產(chǎn)商 配氣商定價及利潤對比 為對不實行第三方準入制的天然氣供應鏈博弈定價模型與引入第三方準入制的天然氣供應鏈博弈定價模型進行比較分析 這里假設兩條供應鏈中 天然氣生產(chǎn)商和配氣商的邊際成本 固定成本均相同 在第三方準入制度下 政府需對管道公司進行嚴格的監(jiān)控 管道公司利潤相對較低 即 與 的取值較小 2020 1 15 25 在不實行第三方準入制的天然氣供應鏈模型中 生產(chǎn)商 管道公司及配氣商采取最優(yōu)定價時 市場需求量設為d1 不失一般性 應有d1 0 可得在引入第三方準入制的天然氣供應鏈模型中 在它們都采取最優(yōu)定價時 市場需求量設為d2 同樣不失一般性 應有d2 0 可得 2020 1 15 26 3 1兩種不同情形下的生產(chǎn)商 配氣商定價對比 引入第三方準入制后 天然氣生產(chǎn)商較不實行第三方準入制條件下定價要低 在市場條件下 在引入第三方準入制后 天然氣配氣商定價將下降 天然氣最終用戶受益 2020 1 15 27 3 1 1天然氣供應鏈中生產(chǎn)商定價對比 對比式 3 及式 7 由于ctt ct 易得到 P2 P1 由此可以看出 引入第三方準入制后 天然氣生產(chǎn)商較不實行第三方準入制條件下定價要低 2020 1 15 28 3 1 2天然氣供應鏈中配氣商定價對比 將式 5 與式 8 相減 可得顯然當kctt kct D kci kcr kctt時 有p2 p1 由于D kci kcr kctt 4d2 且ctt 1 ct 從而即當 ct 4d2 k時 有p2 p1 2020 1 15 29 結(jié)合現(xiàn)實情況 對 ct與4d2 k進行分析 Pindyck研究了世界經(jīng)合組織國家不同部門的需求結(jié)構(gòu) 發(fā)現(xiàn)天然氣長期價格彈性為1 7 Griffin研究了1955 1972年共計17年的各國天然氣數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn) 價格短期彈性是0 95 長期彈性為2 61 高千惠等發(fā)現(xiàn)中國天然氣短期的價格彈性較小 在0 6以內(nèi) 且不穩(wěn)定 而長期價格彈性值較大 達到2 5左右 相對穩(wěn)定 故可認為 天然氣價格彈性要小于3 由公式d2 D kp2 得價格彈性kp2 d2 3 變形可得到4p2 3 4d2 k 2020 1 15 30 顯然 又有 因此 必定成立 從而p2 p1 必成立 即在市場條件下 在引入第三方準入制后 天然氣配氣商定價將下降 天然氣最終用戶受益 2020 1 15 31 同時 由d D kp 可得d2 d1 2020 1 15 32 3 2兩種不同情形下的生產(chǎn)商 配氣商利潤對比 在引入第三方準入制后 由于天然氣生產(chǎn)商最優(yōu)定價的下調(diào) 使其單位產(chǎn)品的邊際毛利下降 ctt ct 2 在引入第三方準入制后 天然氣配氣商單位產(chǎn)品的邊際毛利得到提升 2020 1 15 33 3 2 1天然氣生產(chǎn)商獲取的利潤對比 在不實行第三方準入制時 記天然氣生產(chǎn)商單位產(chǎn)品的邊際毛利為Mi1 可得Mi1 P1 ci D kci kcr kct 2k 在引入第三方準入制后 記生產(chǎn)商單位產(chǎn)品的邊際毛利為Mi2 可得Mi2 P2 ci D kci kcr kctt 2k 進而可得Mi2 Mi1 ct ctt 2 0 由此可見 在引入第三方準入制后 由于天然氣生產(chǎn)商最優(yōu)定價的下調(diào) 使其單位產(chǎn)品的邊際毛利下降 ctt ct 2 2020 1 15 34 3 2 2天然氣配氣商獲取的利潤對比 在不實行第三方準入制時 記天然氣配氣商單位產(chǎn)品的邊際毛利為Mr1 可得Mr1 p1 T1 cr 7D kci kcr kct 8k 3D kci 3kcr kct 4k cr D kci kcr kct 8k d1 k 在引入第三方準入制后 記天然氣配氣商單位產(chǎn)品的邊際毛利為Mr2 可得Mr2 p2 P2 ctt cr 3D kci kcr kctt 4k D kci kcr kctt 2k ctt cr D kci kcr kctt 4k d2 k 進而可得Mr2 Mr1 d2 d1 k 0 由此可見 在引入第三方準入制后 天然氣配氣商單位產(chǎn)品的邊際毛利得到提升 2020 1 15 35 4結(jié)論 1 分別給出了在不實行及引入第三方準入制兩種情形中 天然氣生產(chǎn)商 管道公司 配氣商的最優(yōu)定價策略 通過最優(yōu)定價公式可以看出 經(jīng)營中的變動成本會成為影響調(diào)價的重要因素 因此政府應注意對天然氣企業(yè)進行技術扶持 鼓勵技術創(chuàng)新 提高企業(yè)效率 從而降低成本 引導市場價格的降低 2 在引入第三方準入制后 天然氣生產(chǎn)商的最優(yōu)定價有所下降 這是因為在此情形下 下游配氣商可直接與上游生產(chǎn)商進行價格談判 且可自由選擇管輸公司 使得配氣商議價能力明顯增強 生產(chǎn)商在天然氣供應鏈中的控制力有所下降 有利于天然氣行業(yè)的健康發(fā)展 2020 1 15 36 3 在引入第三方準入制后 天然氣配氣商的最優(yōu)定價亦會有所下降 目前中國天然氣價格相對偏低 在引入市場競爭定價機制后 天然氣價格勢必有較大程度的提升 使得天然氣用戶的利益受到損害 而第三方準入制度的實行 將使市場條件下天然氣的終端價格有所下調(diào) 從而在一定程度上保障了天然氣用戶的利益 4 在引入