干貨！從經(jīng)濟(jì)、數(shù)學(xué)優(yōu)化理論談為何要電改

新一輪的電改已經(jīng)進(jìn)行有一段時間，大家已經(jīng)逐漸接受了這個理念：要進(jìn)行電力體制改革，實現(xiàn)資源的最優(yōu)配置。這也與我國整體的經(jīng)濟(jì)體制改革中提出的要“市場在資源配置中起絕對性作用”相一致。2015年3月電改9號文發(fā)布以后，電力體制改革的進(jìn)程加快，各地陸續(xù)出臺了一些改革的方案，電改的相關(guān)討論也如火如荼。但是，有一個非?；?、重要的問題較少人關(guān)注：電力體制改革的目的到底是什么?電力體制改革與優(yōu)化資源配置的關(guān)系是什么?我國在現(xiàn)階段電力體制改革迫切需要解決的問題是什么?這些將直接影響電改相關(guān)政策和方案的制定。本文從經(jīng)濟(jì)學(xué)基本理論出發(fā)，對這些問題進(jìn)行一些探討。

1電力體制改革的目的

改革的目的有很多方面，常常提到的有：打破壟斷、引入競爭、提高企業(yè)效率、降低成本、提高服務(wù)水平等。這些目的之間是什么關(guān)系呢?提高企業(yè)效率、降低成本、提高服務(wù)水平等是最終要實現(xiàn)的目標(biāo)，而打破壟斷和引入競爭是實現(xiàn)以上這些目標(biāo)的可能的手段。需要注意的是，這里講的，是“可能的手段”，而且是在一定情況下可能的手段，而不一定是必須的手段。舉個例子，想爬上一座高山，有兩條路。第一條很陡峭，但很近，第二條很平緩，但比較遠(yuǎn)。為了保證安全，一般人會選擇第二條路徑，這是最優(yōu)的路徑。但是，如果在第一條路上修了索鏈，能絕對保證安全，可能這種情況下第一條路變成了最優(yōu)路徑。后來，又在第二條路上修了公路，可以直接通車，這時第二條路又變成了最優(yōu)路徑。目標(biāo)是固定的，但最優(yōu)路徑是會隨著技術(shù)條件、環(huán)境的變化而變化。同樣，改革的過程中，我們需要分清楚哪些改革內(nèi)容是目標(biāo)，哪些是手段。如果相關(guān)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)環(huán)境變了，最優(yōu)的路徑可能就變了，相關(guān)政策就需要進(jìn)行調(diào)整。具體到能源體制改革中，有很多類似的問題。比如，促進(jìn)新能源的發(fā)展是實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的重要手段。但是，如果在某種情況下，新能源出力的增多反而會增加社會整體的成本，相關(guān)政策就需要調(diào)整。

2經(jīng)濟(jì)學(xué)解決的三大問題和解決方法

西方經(jīng)濟(jì)學(xué)包括宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)和微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)，一般簡稱經(jīng)濟(jì)學(xué)。經(jīng)濟(jì)學(xué)要解決的三大問題可以簡稱為3W，即“what、how、who”，中文講就是生產(chǎn)什么、怎么生產(chǎn)和為誰生產(chǎn)。以最后一個問題為例，who解決為誰生產(chǎn)的問題，即對生產(chǎn)出來的有限的產(chǎn)品，如何分配給消費者。三大問題之所以存在是由于資源的稀缺性，資源的稀缺加上人類欲望的無限必然導(dǎo)致選擇，選擇利用有限的資源生產(chǎn)什么、怎么生產(chǎn)、為誰生產(chǎn)。經(jīng)濟(jì)學(xué)就是要尋找解決這三大問題的最佳方案。

三大問題實質(zhì)上都是一個優(yōu)化決策問題。解決三大問題有兩大類方法：計劃和市場。計劃模式下，由一個統(tǒng)一的機(jī)構(gòu)(政府或壟斷企業(yè))來進(jìn)行運營和決定三大問題的解決方法，是一種集中決策方式;市場模式下，由市場這只“無形的手”解決三大問題，是一種分散決策方式。

計劃和市場各有優(yōu)缺點，也各有其適用條件。就像前述的爬山的兩條路徑，最終的目標(biāo)是爬上山頂，具體選擇哪條路徑，要根據(jù)實際情況而定。同樣，電力系統(tǒng)的不同區(qū)域、不同環(huán)節(jié)采用計劃模式還是市場模式，也要根據(jù)具體情況而定。

3集中決策方法(計劃模式)的問題及實現(xiàn)最優(yōu)的條件

計劃模式下，由政府進(jìn)行統(tǒng)一、集中的決策，確定資源配置的方式，確定市場中產(chǎn)品的價格。集中決策的好處是可以方便地實現(xiàn)總體的目標(biāo)，包括經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和公平等各個方面。我國早期對糧食采用糧票的方式分配，就是一種典型的集中決策模式。根據(jù)不同人群的特點制定其每月的糧食定額，可在有限的資源下保證相對公平的分配。任何一個決策問題都包括三個基本的要素：確定目標(biāo)、收集決策相關(guān)的信息和參數(shù)、進(jìn)行決策優(yōu)化問題的求解。下面分別從這三個方面來分析集中決策存在的問題。

1)決策目標(biāo)。集中決策需要由某個機(jī)構(gòu)實施，這個機(jī)構(gòu)的目標(biāo)是否與全社會的目標(biāo)一致?實施集中決策的機(jī)構(gòu)主要有兩大類：政府機(jī)構(gòu)及壟斷企業(yè)。政府機(jī)構(gòu)直接做決策，如果能避免腐敗、尋租等問題，一般可以實現(xiàn)其目標(biāo)與社會總目標(biāo)的一致;如果由壟斷企業(yè)做決策，根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論，其目標(biāo)一般與社會總目標(biāo)不一致，因此需要對其進(jìn)行較嚴(yán)格的管制，包括價格、產(chǎn)量、服務(wù)質(zhì)量等。

2)用于決策的相關(guān)信息和參數(shù)的獲取。要實現(xiàn)資源的最優(yōu)配置，前提條件是了解相關(guān)的生產(chǎn)者、消費者的詳細(xì)的生產(chǎn)成本、使用效益等方面的數(shù)據(jù)，即要有充分的信息。比如對糧食分配問題，要想實現(xiàn)最優(yōu)的分配，需要了解每個人對糧食的真實的需求情況。這需要了解每個人的性別、身高、體重、職業(yè)以及身體的健康情況，特別是消化系統(tǒng)的功能等。顯然，獲得完整的、準(zhǔn)確的信息在很多情況下是不現(xiàn)實的，因此實際決策中必然采用一些簡化的信息，比如在糧食分配中僅考慮性別、年齡和職業(yè)三個因素。這樣，必然造成分配在一定程度上的不合理，有些人吃不完，有些人吃不飽。與之類似的一個問題是電力需求側(cè)管理。計劃體制下，電力主管部門需要制定電力的分配方案，特別是在電力不夠用的情況下。一般情況下，由政府對電力負(fù)荷進(jìn)行分類和排序，根據(jù)負(fù)荷的重要程度、停電造成的損失確定優(yōu)先保供電的順序。制定這樣的方案，需要擁有所有用戶的詳細(xì)的用電需求的信息，包括每個用戶在不同時間用電的需求量、用電可以產(chǎn)生的效益、電力在不同時間間調(diào)整的成本等。而在實際中，政府很難得到準(zhǔn)確的、完整的信息。

3)決策的優(yōu)化求解。資源配置問題從數(shù)學(xué)上看是一個最優(yōu)化問題，就是在給定一定的目標(biāo)及約束的情況下求最優(yōu)的資源配置方式。比如糧食分配問題，目標(biāo)是盡量滿足人們對糧食的需求，優(yōu)化的變量是每個個體的糧食分配數(shù)額。電力分配問題，優(yōu)化的變量是每個用戶的用電量(在缺電情況下的停電量)。如果整個國家一起進(jìn)行分配，這個優(yōu)化是一個多目標(biāo)、高維、非線性的復(fù)雜優(yōu)化問題，數(shù)學(xué)上可能無法精確求解。

對集中決策模式，什么情況下可以實現(xiàn)資源的最優(yōu)配置呢?主要有以下幾個條件：1)決策目標(biāo)與社會最優(yōu)決策目標(biāo)一致;2)優(yōu)化的模型準(zhǔn)確，包括所有生產(chǎn)者的生產(chǎn)函數(shù)、生產(chǎn)成本信息，以及所有消費者的需求特性信息等;3)當(dāng)前的優(yōu)化求解技術(shù)滿足這個優(yōu)化問題求解的要求。

4分散決策方法(市場模式)的問題及實現(xiàn)最優(yōu)的條件

市場模式下，由買者和賣者相互作用并共同決定商品或勞務(wù)的價格和交易數(shù)量。這里價格是在不同個體之間傳遞信息的機(jī)器，是市場的核心。市場的基本原理可以用亞當(dāng)-斯密在國富論中的一段話來解釋：“一般地說，他并不企圖去增進(jìn)公共福利，也不知道他所增進(jìn)的公共福利是多少。在他使用他的資本來使其產(chǎn)出得到最大的價值的時候，他所追求的僅僅是個人的利益。在這樣做的時候，有一只看不見的手引導(dǎo)他去促進(jìn)一種目標(biāo)，而這種目標(biāo)絕對不是他個人所追求的。這樣，由于追求他自己的利益，他經(jīng)常地促進(jìn)了社會的利益，其效果比他自己真正想促進(jìn)社會利益時所產(chǎn)生的效果還大”。也就是說，個體在追求自己的效益的同時實現(xiàn)了整個社會的效益最大。但這并不是在任何情況下都會發(fā)生的，要有一定的條件。

1)競爭充分。要求市場中有很多個生產(chǎn)者和消費者，每個個體都是價格的接受者(price taker)，不能影響市場的價格。也就是說，要求市場是一個完全競爭的市場。

2)信息完全、對稱。市場的各個成員都有關(guān)于市場的完整的信息，生產(chǎn)者和消費者的信息是對稱的。

3) 沒有外部性。外部性是交易雙方在交易過程中對參加交易的買賣雙方以外的第三方產(chǎn)生的影響。如果外部性的影響沒有定價，沒有市場化，由于市場交易者僅僅考慮自己的利益，交易會引起社會額外的損失或收益。

4) 交易成本小。市場模式下，交易的主體和環(huán)節(jié)增多，每個交易過程都需要花費一定的成本。交易成本如果很大，其本身將造成很多的效率損失。

5為什么要打破壟斷?

一個行業(yè)的壟斷的原因主要有三種：自然壟斷、法律壟斷及資源材料。法律壟斷和資源壟斷比較容易理解。什么是自然壟斷呢?自然壟斷主要和規(guī)模經(jīng)濟(jì)、范圍經(jīng)濟(jì)有關(guān)。什么是規(guī)模經(jīng)濟(jì)和范圍經(jīng)濟(jì)呢?規(guī)模經(jīng)濟(jì)和企業(yè)生產(chǎn)單個產(chǎn)品的長期成本曲線有關(guān)。如果企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的長期平均成本隨著產(chǎn)量的增多而增大，簡單的說，就是“規(guī)模越大，成本越低”，則這個產(chǎn)品的生產(chǎn)具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)。范圍經(jīng)濟(jì)和企業(yè)生產(chǎn)多個產(chǎn)品的成本有關(guān)。如果有一個企業(yè)同時生產(chǎn)多個產(chǎn)品的效率高于由多個企業(yè)分別生產(chǎn)單個產(chǎn)品的效益，則這多個產(chǎn)品的生產(chǎn)具有范圍經(jīng)濟(jì)。

自然壟斷可以分為橫向的壟斷和縱向的壟斷。橫向壟斷的存在的原因是規(guī)模經(jīng)濟(jì)的存在，縱向壟斷的原因是范圍經(jīng)濟(jì)的存在。對于自然壟斷的行業(yè)，即使沒有行政的干預(yù)，市場競爭的結(jié)果最終可能也是一家企業(yè)存活下來。

如果一個行業(yè)具有自然壟斷屬性，就不需要打破其壟斷。政府需要做的，是對壟斷企業(yè)進(jìn)行比較強(qiáng)的監(jiān)管。

需要注意的是，一個行業(yè)的自然壟斷特性，并不是一成不變的，是會隨著一些市場、技術(shù)條件的變化而變化的。某個新技術(shù)的出現(xiàn)，可能使一個行業(yè)從規(guī)模經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)為規(guī)模不經(jīng)濟(jì)，也可能從規(guī)模不經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)模經(jīng)濟(jì)。如果一個行業(yè)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)性發(fā)生了變化，其自然壟斷的特性就發(fā)生了變化，政府的相關(guān)法律、管制措施就需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

對發(fā)電領(lǐng)域來說，早期的小型電廠成本大、污染高，而機(jī)組越大性能越好，因此具有一定的規(guī)模經(jīng)濟(jì)性;隨著分布式電源技術(shù)的發(fā)展，小型機(jī)組的效率提高，新能源的發(fā)電機(jī)組更具有環(huán)保的優(yōu)勢，綜合考慮小機(jī)組逐漸可以和大機(jī)組競爭，因此發(fā)電領(lǐng)域的規(guī)模經(jīng)濟(jì)性下降。

對電力系統(tǒng)整體來說，早期的經(jīng)濟(jì)學(xué)家認(rèn)為電力、供氣、鐵路等網(wǎng)絡(luò)型的行業(yè)都具有范圍經(jīng)濟(jì)，就是整個行業(yè)由一家企業(yè)提供服務(wù)效率最大。隨著網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)學(xué)的發(fā)展，逐漸發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以及網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)漠a(chǎn)品的生產(chǎn)、銷售服務(wù)是可以分解的，可以由不同的企業(yè)提供，這樣整個行業(yè)的效率可能會更高。因此，需要打破這些行業(yè)的垂直壟斷，網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)仍然報紙壟斷，其他環(huán)節(jié)引入競爭。這就是電力系統(tǒng)打破壟斷的經(jīng)濟(jì)學(xué)基礎(chǔ)。

結(jié)論：改革過程中要區(qū)分清楚目標(biāo)和路徑(或手段)的區(qū)別，目標(biāo)一定的情況下，路徑和手段需要根據(jù)具體的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件等的變化不斷調(diào)整。需要對能源改革中的相關(guān)措施、方案進(jìn)行梳理，明確哪些是目標(biāo)，哪些是手段。如果是手段，就需要，也必須要根據(jù)外部環(huán)境的變化而不斷調(diào)整。

2016（第十二屆）中國能源戰(zhàn)略投資論壇將于4月中旬在北京召開，會議主題“供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革環(huán)境下：能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的進(jìn)與退”，
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