淺談電力市場中市場力的監(jiān)測:一個綜述

【作 者】杜立民/史晉川

 ； 在放松管制思潮的影響下，世界各國的電力產(chǎn)業(yè)也迎來了市場化改革的浪潮。各國電力改革的普遍做法是將原發(fā)電、輸電、配電縱向1體化的公用電力公司拆分，實(shí)行縱向分離，并在發(fā)電廠商之間引入競爭機(jī)制，實(shí)行競價上網(wǎng)。但是，電力市場化改革的結(jié)果并非如預(yù)期的那樣卓有成效，發(fā)電廠商的市場力(Market Power)成為困擾管制者的新問題。例如，1990年英國電力市場化改革以后，建立了電力庫交易制度，但是電力價格卻不降反升，1997年電力庫價格比1990年竟高出35％。英國電力管制辦公室(OFFER)認(rèn)為，這是由于電力庫制度使得兩個最大的發(fā)電廠商(PowerGen和National Power)有機(jī)會操縱市場力，最終電力庫交易制度被雙邊交易制度所取代[1]。同樣，2000—2001年美國加州電力危機(jī)期間，電力批發(fā)價格上漲幅度1度達(dá)到1998年的10倍，這也被認(rèn)為與發(fā)電廠商的市場力有關(guān)[2—3]。電力市場中發(fā)電廠商市場力的監(jiān)測和治理已成為各國電力市場化改革關(guān)注的焦點(diǎn)之1。
 ； ； ； 直觀地說，所謂市場力就是發(fā)電廠商偏離競爭性水平而獲利的能力，而市場力的監(jiān)測則是通過各種方法來判斷發(fā)電廠商是否存在市場力及其嚴(yán)重程度①。發(fā)電廠商的市場力導(dǎo)致電價高漲，但是高電價并不1定是由發(fā)電廠商的市場力造成的，也有可能是稀缺租金的體現(xiàn)，但要區(qū)分稀缺租金和市場力并非易事，因此，市場力的監(jiān)測也不容易。另外，電力市場的市場力可能是由發(fā)電廠商的單邊市場力(Unilateral Market Power)引起的，也可能是由發(fā)電廠商之間的合謀造成的。出于市場力治理的需要，必須將兩者區(qū)分開來，這顯然進(jìn)1步增加了監(jiān)測的難度。但是，由于這1問題的重要性，該領(lǐng)域的研究仍然碩果累累。
 ； ； ； 本文的目的在于對電力市場中發(fā)電廠商市場力監(jiān)測的文獻(xiàn)進(jìn)行梳理②。傳統(tǒng)衡量市場力的主要指標(biāo)是市場集中率，包括市場份額和HHI指數(shù)，但是這些指標(biāo)對電力市場并不適用。因?yàn)殡娏κ袌鲇衅涮厥獾奈锢韺傩�，電能不能存儲，電力需求極端缺乏彈性，電力消費(fèi)必須保持實(shí)時平衡，而且電能的傳輸受到電網(wǎng)容量的約束。在電力需求高峰時段，當(dāng)發(fā)電容量將用盡時，即使1個發(fā)電廠商的市場份額非常小，也可能操縱市場力。因此，1個市場份額很小的發(fā)電廠商也可能因?yàn)檩旊娋W(wǎng)的約束而擁有市場力。為了更準(zhǔn)確地監(jiān)測發(fā)電廠商的市場力，必須開發(fā)體現(xiàn)電力市場特征的監(jiān)測方法。遵循這1思路，本文將根據(jù)監(jiān)測方法的不同來組織全文，這些監(jiān)測方法之間有些是不斷改進(jìn)的結(jié)果，而有些則各有優(yōu)劣。
 ； ； ； 1、結(jié)構(gòu)性指標(biāo)
 ； ； ； 結(jié)構(gòu)性指標(biāo)是最簡單的衡量發(fā)電廠商市場力的指標(biāo)，也是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)組織理論的重要內(nèi)容之1，包括集中率指標(biāo)、關(guān)鍵供應(yīng)商指標(biāo)和剩余供給指標(biāo)③。結(jié)構(gòu)性指標(biāo)雖未能很好地體現(xiàn)電力市場的特征，但由于其簡單明了，仍被各國的電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)廣泛采用。
 ； ； ； (1)集中率指標(biāo)
 ； ； ； 最傳統(tǒng)的衡量市場力的方法是計算市場集中率，包括市場份額和HHI指數(shù)，其基本邏輯是：市場越集中，則各市場參與者越有可能操縱市場力。市場份額是指在相關(guān)市場中n個最大的企業(yè)所占的銷售百分比之和。當(dāng)企業(yè)的市場份額超過1定標(biāo)準(zhǔn)(如美國為20％)，即被認(rèn)為有市場力。HHI指數(shù)則通過求各市場參與者市場份額的平方和來計算，即是第i個企業(yè)的市場份額。1般認(rèn)為HHI指數(shù)低于1000，市場是不集中的；在1000—1800之間，則屬于中度集中；超過1800則是高度集中。
 ； ； ； Schmalensee和Golub計算了美國170個區(qū)域電力市場的HHI指數(shù)，發(fā)現(xiàn)35％—60％的發(fā)電市場的HHI指數(shù)在1800以上，屬于高度集中市場[4]。Cardell、Hitt和Hogan利用1994年的數(shù)據(jù)，在北美電力可靠性委員會定義的地區(qū)基礎(chǔ)上，計算了112個地區(qū)的HHI指數(shù)，發(fā)現(xiàn)約90％的發(fā)電市場的HHI指數(shù)在2500以上[5]。Bushnell、Knittel和Wolak則計算了2000年美國威斯康辛及密歇根北部電力市場的集中度，發(fā)現(xiàn)HHI指數(shù)為2761，因此，他們認(rèn)為發(fā)電廠商很容易操縱市場力[6]。
 ； ； ； 市場集中率指標(biāo)最大的優(yōu)點(diǎn)在于計算比較簡單，但是，由于電能不能存儲、電網(wǎng)具有容量約束、電力需求極端缺乏彈性等特點(diǎn)，集中率指標(biāo)并不是非常適用于電力市場。Borenstein、Bushnell和Knittel指出，集中率指標(biāo)依賴于電力銷售等歷史數(shù)據(jù)，電力改革以后，很多企業(yè)的激勵結(jié)構(gòu)將顯著改變，因此這些數(shù)據(jù)的價值是值得懷疑的。另外，集中率指標(biāo)沒有考慮需求彈性、裝機(jī)容量約束和電網(wǎng)容量約束，因此不能很好地反映市場力問題[7]。Williams和Rosen[8]，Borenstein、Bushnell和Kahn等[9] 也表達(dá)了類似的擔(dān)憂。
 ； ； ； (2)關(guān)鍵供應(yīng)商指標(biāo)
 ； ； ； 考慮到集中率指標(biāo)的不足，Bushnell、Knittel和Wolak發(fā)展了1種關(guān)鍵供應(yīng)商指標(biāo)(Pivotal Supplier Index， PSI)。根據(jù)他們的定義，對于某個時期的發(fā)電廠商i來說，如果該時期總需求減去其他所有發(fā)電廠商的發(fā)電容量之和(包括進(jìn)口容量)大于零，則表明這個發(fā)電廠商就是關(guān)鍵供應(yīng)商。給定t時期的需求水平，如果發(fā)電廠商i是關(guān)鍵供應(yīng)商，則等于1，否則等于0。當(dāng)發(fā)電廠商是關(guān)鍵供應(yīng)商時，對于剩余需求而言，它是1個壟斷者，如果需求是完全沒有彈性的，則該廠商可以將價格提高到任何水平。對于1段給定的時間(比如1年)，可以通過加總每小時的來計算該發(fā)電廠商有百分之幾的時間是關(guān)鍵的。應(yīng)用關(guān)鍵供應(yīng)商指標(biāo)，Bushnell等對美國威斯康辛及密歇根北部電力市場的研究發(fā)現(xiàn)，最大的供應(yīng)商在1年中有63％的時間是關(guān)鍵供應(yīng)商，這說明該電力市場存在市場力操縱的嫌疑[6]。Blumsack和Lave則利用關(guān)鍵供應(yīng)商指標(biāo)研究了2000年6月至2001年6月美國加州、PJM、紐約3個電力市場的市場力問題，發(fā)現(xiàn)這3個電力市場的競爭程度遠(yuǎn)比HHI指數(shù)預(yù)期的要低，即使不存在合謀，發(fā)電廠商也能通過策略性投標(biāo)行為來影響價格[10]。
 ； ； ； 正如Sheffrin所言，1個好的指標(biāo)必須反映以下3個因素：需求、總可用的供給、最大供應(yīng)商的容量份額和合約狀況[11]。關(guān)鍵供應(yīng)商指標(biāo)是第1個試圖反映這3個因素的指標(biāo)，相對于集中率指標(biāo)而言是1個重大的進(jìn)步。但是，關(guān)鍵供應(yīng)商指標(biāo)是1個2元變量，有其自身的缺陷，特別是當(dāng)某個發(fā)電廠商接近關(guān)鍵但又不是關(guān)鍵廠商時，該廠商仍然有可能操縱市場力，但是關(guān)鍵供應(yīng)商指標(biāo)卻無法偵測出來。
 ； ； ； (3)剩余供給指標(biāo)
 ； ； ； 鑒于關(guān)鍵供應(yīng)商指標(biāo)的固有缺陷，Sheffrin提出了剩余供給指標(biāo)(Residual Supply Index， RSI)[11]，其定義如下：

 ； ； ； 其中總供給包括本地區(qū)的總供給容量和總的凈進(jìn)口容量，總需求包括負(fù)荷和備用容量，最大供應(yīng)商的供給量則由該供應(yīng)商的發(fā)電總?cè)萘繙p去合約發(fā)電量得出。當(dāng)RSI超過1時，說明除廠商i以外的發(fā)電廠商的供給量足以滿足電力需求，此時發(fā)電廠商i對市場價格的影響將非常�。环粗�，當(dāng)RSI小于1時，為了滿足需求，廠商i是必不可少的，此時，廠商i是關(guān)鍵供應(yīng)商，存在1定的操縱市場力的能力。應(yīng)用剩余供給指標(biāo)，Sheffrin對2000—2002年加州的市場力進(jìn)行了分析，結(jié)論顯示，3年的RSI分別是0.86、0.96和0.94，這說明2000—2002年加州確實(shí)存在市場力操縱的嫌疑。
 ； ； ； 剩余供給指標(biāo)比關(guān)鍵供應(yīng)商指標(biāo)包含更多的信息，而且可以靈活地設(shè)定臨界值，例如可以將臨界值提高到110％以考察串謀問題。但是，RSI仍然沒有完全反映電力系統(tǒng)的物理特性，特別是當(dāng)電網(wǎng)擁塞時，發(fā)電廠商可以利用輸電網(wǎng)絡(luò)的擁塞而操縱市場力，但是這些問題RSI都忽視了[11—12]。
 ； ； ； 2、模擬模型
 ； ； ； 模擬模型試圖通過模擬電力市場的基本特征和運(yùn)行過程，得出富有洞見的結(jié)論。該模型往往將模擬的結(jié)果和真實(shí)的市場價格或者理想的競爭性價格作比較，以判斷真實(shí)的或潛在的市場力。目前，模擬模型主要有競爭基準(zhǔn)分析、古諾模擬和供給函數(shù)均衡模擬3種，而且管制機(jī)構(gòu)正越來越多地采用模擬模型來監(jiān)測市場力④。
 ； ； ； (1)競爭基準(zhǔn)分析
 ； ； ； 競爭基準(zhǔn)分析的基本思想是：在完全競爭假設(shè)下，模擬1個市場價格，然后將這1模擬的價格和觀察到的真實(shí)市場價格作比較，如果兩者的差別較大，則說明存在市場力，否則認(rèn)為該市場是競爭性的。
 ； ； ； Wolfram是這1方法的首創(chuàng)者。在1992—1994年共18個月的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，Wolfram應(yīng)用競爭基準(zhǔn)分析方法對英格蘭和威爾士電力市場進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)發(fā)電廠商的報價確實(shí)比其邊際成本要高，但是卻并沒有如標(biāo)準(zhǔn)寡頭理論所預(yù)測的那樣高。她認(rèn)為，造成這1現(xiàn)象的原因可能有以下3點(diǎn)：(1)在位發(fā)電廠商為了阻止新廠商的進(jìn)入故意壓低價格；(2)發(fā)電廠商壓低價格從而避免管制機(jī)構(gòu)的介入；(3)發(fā)電廠商的大部分電能是通過長期合約出售的[13]。
 ； ； ； Borenstein、Bushnell和Wolak則進(jìn)1步完善和發(fā)展了競爭基準(zhǔn)分析方法，利用更加細(xì)致的數(shù)據(jù)估計投入成本變動、稀缺性和市場力量對加州電力批發(fā)市場競爭程度的影響。他們的研究結(jié)論表明，1998、1999和2000年夏季需求高峰時期，加州電力批發(fā)市場的價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于競爭價格，存在顯著的市場力操縱問題，而在需求低谷時期，市場價格則接近競爭價格。他們認(rèn)為，需求高峰時期市場力更容易被發(fā)電廠商操縱，這主要是由電力需求高度缺乏彈性造成的，因此，設(shè)計1種能將批發(fā)價格信號反映到零售電力收費(fèi)中的機(jī)制至關(guān)重要[14]。
 ； ； ； Joskow和Kahn也對競爭基準(zhǔn)分析作了進(jìn)1步完善，將排污成本引入成本分析中，并應(yīng)用此方法研究了2000年夏季加州電力危機(jī)時期的市場力問題。他們的研究發(fā)現(xiàn)，批發(fā)市場的實(shí)際價格和模擬的競爭價格之間存在較大的差距，雖然汽油價格的上漲、電力需求的增長、電能進(jìn)口的減少和氮氧化物排放費(fèi)用的提高確實(shí)導(dǎo)致了電力批發(fā)價格的上升，但是這些因素的變化只能解釋部分差距，仍有較大的差距需要進(jìn)1步解釋，只能將此歸因于市場力。值得1提的是，Joskow和Kahn所利用的數(shù)據(jù)都是公開的，這對類似的后續(xù)研究起到了1定的推動作用[15]。
 ； ； ； 此后競爭基準(zhǔn)分析被廣泛應(yīng)用，Sheffrin[16]、Mansur[17—18]、Bushnell和Saravia[19]、Sweeting[20] 等分別應(yīng)用該方法對加州、PJM、新英格蘭等電力市場的市場力問題進(jìn)行了研究。
 ； ； ； 應(yīng)該說，競爭基準(zhǔn)分析確實(shí)較好地體現(xiàn)了電力市場的許多特征，考慮了成本組成、需求變化等眾多因素，但仍然存在較多問題，許多學(xué)者對此也提出了不同的批評。Brennan[21]、Crespo和Giacchino[22] 指出，競爭基準(zhǔn)分析要求發(fā)電廠商按邊際成本定價，這將導(dǎo)致發(fā)電廠商無法收回固定成本，最終會導(dǎo)致長期投資的不足。Harvey和Hogan則認(rèn)為競爭基準(zhǔn)分析仍然過于簡單，忽略了電力市場的眾多因素，而這些因素很可能對模型的結(jié)論有重大的影響[23]。他們對Joskow和Kahn的結(jié)論[15] 重新進(jìn)行了演繹，并對備用容量、水力發(fā)電容量、環(huán)境約束等假設(shè)進(jìn)行了敏感性分析，發(fā)現(xiàn)對這些因素假設(shè)條件的變化徹底推翻了Joskow和Kahn關(guān)于加州存在市場力的結(jié)論，模擬的競爭價格甚至比真實(shí)的市場價格還高。Guthrie和Videbeck也表達(dá)了類似的擔(dān)憂，認(rèn)為競爭基準(zhǔn)分析是靜態(tài)模型，沒有考慮機(jī)組啟動成本和最小負(fù)荷效應(yīng)，而且忽略了電網(wǎng)的約束條件，只是簡單地假設(shè)電網(wǎng)不存在阻塞，整個市場只有1個出清價格。這些簡化很可能由于沒有考慮真實(shí)電力市場的復(fù)雜性而低估發(fā)電廠商的邊際成本[24]。
 ； ； ； 事實(shí)上，競爭基準(zhǔn)分析的關(guān)鍵在于如何確定1個合理的比較基準(zhǔn)。以邊際成本為比較基準(zhǔn)顯然是不合適的，因?yàn)榘l(fā)電廠商必須通過高于邊際成本的定價來彌補(bǔ)固定成本。但是，1旦允許價格高于邊際成本，則很難區(qū)分稀缺租金和市場力。
 ； ； ； (2)古諾模擬
 ； ； ； 第2類模擬模型是古諾模擬，該方法假設(shè)發(fā)電廠商之間進(jìn)行的是產(chǎn)量競爭。其基本思想仍然是先模擬1個古諾競爭價格，然后將這1古諾價格和完全競爭價格進(jìn)行比較，以判斷市場力的大小，通常以勒納指數(shù)來衡量。
 ； ； ； Borenstein、Bushnell和Kahn等早在1998年加州電力市場建立以前，就已討論了市場力問題。他們指出，傳統(tǒng)的集中率指標(biāo)應(yīng)用于電力市場有較大的缺陷，而古諾競爭模擬方法更適合電力市場[9]。Borenstein、Bushnell和Knittel則進(jìn)1步闡述了這1思想并指出，價格競爭不適合用來刻畫電力批發(fā)市場的競爭，因?yàn)閮r格競爭假設(shè)發(fā)電廠商通過降低價格能占有整個市場，但是任何1個發(fā)電廠商的發(fā)電容量都是有限的，不可能占有整個市場，因此價格競爭不能任意地套用在電力市場上[7]。
 ； ； ； Borenstein和Bushnell則利用機(jī)組發(fā)電成本和發(fā)電容量的數(shù)據(jù)，在古諾競爭的框架下模擬了2001年加州電力市場可能出現(xiàn)的市場力問題。研究發(fā)現(xiàn)，需求高峰時期(特別是在秋季和初冬月份)存在潛在的市場力問題，發(fā)電廠商有動力操縱市場力。發(fā)電廠商的分拆、電力需求彈性、輸電網(wǎng)容量對發(fā)電廠商的市場力有重要影響[25]。Bushnell、Knittel和Wolak也應(yīng)用古諾模擬方法研究了威斯康辛及北密歇根電力市場潛在的市場力問題，發(fā)現(xiàn)該電力市場存在市場力操縱的隱患[6]。
 ； ； ； 相對集中率指標(biāo)而言，古諾模擬和競爭基準(zhǔn)分析1樣，更多地體現(xiàn)了電力市場的特征和發(fā)電廠商的競爭行為。但是，古諾模擬方法仍然沒有考慮電力需求的不確定性，而不確定性正是電力需求的基本特點(diǎn)之1。
 ； ； ； (3)供給函數(shù)均衡模擬
 ； ； ； 第3類模擬模型是供給函數(shù)均衡模擬⑤。相對于純粹的價格競爭和產(chǎn)量競爭而言，供給函數(shù)均衡允許廠商同時選擇價格和產(chǎn)量兩個維度的變量，廠商選擇的是1個價格產(chǎn)量對。供給函數(shù)均衡模擬的基本思想和古諾模擬類似，即首先在供給函數(shù)均衡框架下模擬1個寡頭競爭價格，然后將這1價格和邊際成本進(jìn)行比較，從而來判斷市場力的大小。Green和Newbery[26] 首先將Klemperer和Meyer[27] 發(fā)展的不確定需求情況下的供給函數(shù)均衡理論應(yīng)用到英國電力市場中。在對稱雙寡頭供給函數(shù)均衡和線性需求的假設(shè)下，他們對英國電力市場的市場力問題進(jìn)行了研究，分別考察了短期沒有新廠商進(jìn)入以及中期有新廠商進(jìn)入兩種情況。他們的研究結(jié)論顯示，在沒有新廠商進(jìn)入的情況下，發(fā)電廠商明顯存在市場力，即使發(fā)電廠商之間不存在串謀，他們的報價也將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于邊際成本。
 ； ； ； Green在供給函數(shù)均衡框架下進(jìn)1步分析了緩解市場力的3種方法：(1)強(qiáng)制要求最大的兩家發(fā)電廠商——National Power和PowerGen——出售部分發(fā)電容量；(2)將National Power和PowerGen分拆成許多小公司；(3)鼓勵新廠商進(jìn)入。通過模擬，他發(fā)現(xiàn)第1種方法和第2種方法都可以增加產(chǎn)出并降低價格，且減少社會凈損失，但是第2種方法似乎在政治上不可行。第3種方法雖然可以降低價格并提高產(chǎn)出，但是新廠商的過多進(jìn)入?yún)s使得社會凈損失增加，超前需求的電源建設(shè)有損社會福利的提高[28]。
 ； ； ； 供給函數(shù)均衡考慮了電力需求的不確定性，并允許發(fā)電廠商同時選擇價格和產(chǎn)量作為競爭手段，這確實(shí)較好地刻畫了發(fā)電廠商的市場行為。但是，正如Von der fehr和Harbord所指出的，供給函數(shù)均衡的1個關(guān)鍵假設(shè)是發(fā)電廠商的供給曲線是光滑可導(dǎo)的，這要求發(fā)電廠商的發(fā)電機(jī)組是無限可分的，這顯然是不符合現(xiàn)實(shí)情況的[29—30]。
 ； ； ； 針對光滑供給曲線的批評，Rudkevich、Duckworth和Rosen進(jìn)1步修正了供給函數(shù)均衡模型，將其推廣到階梯型的邊際成本函數(shù)，這比連續(xù)可微的供給函數(shù)更接近現(xiàn)實(shí)[31]。Baldick、Grant和Kahn則將光滑的線性供給函數(shù)推廣到分段仿射供給函數(shù)的情形[32]。
 ； ； ； 事實(shí)上，供給函數(shù)均衡的問題在于太復(fù)雜，到目前為止，只有在很強(qiáng)的假設(shè)前提下才能被應(yīng)用于電力市場中，而且其均衡的存在性和唯1性難以證明，均衡的解析解也難以獲得，往往需借助于數(shù)值模擬。另外，供給函數(shù)均衡是多重均衡，介于完全競爭解和古諾競爭解之間的任何1個解幾乎都可能是供給函數(shù)均衡解，這對于預(yù)測來說，基本上起不到什么實(shí)質(zhì)性的作用。
 ； ； ； 3、其他方法
 ； ； ； 除了以上介紹的應(yīng)用比較廣泛的結(jié)構(gòu)性指標(biāo)和模擬模型以外，還存在1些其他的監(jiān)測方法。這些監(jiān)測方法雖然在電力市場應(yīng)用不是非常廣泛，但同樣提供了深刻的洞見。這些方法的1個重要特點(diǎn)是無需估計發(fā)電廠商的成本函數(shù)，從而避免了成本數(shù)據(jù)難以獲得的問題。
 ； ； ； (1)剩余需求估計
 ； ； ； 鑒于發(fā)電廠商的邊際成本難以估計，Wolak發(fā)展了1種剩余需求分析方法，試圖通過估計剩余需求的彈性來計算勒納指數(shù)，從而回避直接估計發(fā)電廠商邊際成本的困難。其基本公式如下：
 ； ； ；
 ； ； ； 其中是第h時期的市場價格，是發(fā)電廠商j的邊際成本，是發(fā)電廠商j面臨的剩余需求的彈性。由于此基本公式是通過發(fā)電廠商之間非串謀利潤最大化條件獲得的，因此衡量的是廠商的單邊市場力，而非串謀造成的市場力。應(yīng)用此分析方法，Wolak對加州電力市場1998—2000年3年的6月1日至9月30日4個月內(nèi)發(fā)電廠商的市場力問題進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)2000年按小時加權(quán)的平均勒納指數(shù)比1998年和1999年明顯要高，而1998年則比1999年更高1些[33]。
 ； ； ； (2)新經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)業(yè)組織

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