博弈论与经济学论文关于能源价格的博弈论分析

关于能源价格的博弈论分析

学院：理学院

专业：数学091

姓名：李军

学号:0907010170

2010年12月21日

一、背景：

目前能源行业发展中的许多问题，最终似乎都可以归结为能源价格问题。能源价格是能源市场最重要的要素。如果能源价格包含了外部因素，竞争性定价机制将是能源资源优化配置的最有效途径。分析目前我国的能源价格结构现状，研究我国能源价格体系中存在的问题以及原因，从博弈论的角度讨论如何形成合理的价格体系，为我国完善能源价格体系提供了切实可行的对策。

引言：

能源是向自然界提供能量转化的物质（矿物质能源，核物理能源，大气环流能源，地理性能源）。能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。能源价格包括煤炭、石油、电力等产品的价格。能源的价格政策可促进生产，鼓励节约，使能源尽可能地获得充分合理、最有效的利用。能源的可持续发展，关系到我国经济和社会的安全。而能源的可持续发展很大程度上依赖于价格体系的合理性。

中国能源发展现状：能源资源是能源发展的基础。中国能源资源有以下特点：

(1)能源资源总量比较丰富。中国拥有较为丰富的化石能源资源。其中，煤炭占主导地位。

(2)人均能源资源拥有量较低。中国人口众多，人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平。

(3)能源资源赋存分布不均衡。中国能源资源分布广泛但不均衡。中国主要的能源消费地区集中在东南沿海经济发达地区，资源赋存与能源消费地域存在明显差别。

(4)能源资源开发难度较大。与世界相比，中国煤炭资源地质开采条件较差，大部分储量需要井工开采，极少量可供露天开采。

作为世界上最大的发展中国家，中国是一个能源生产和消费大国。能源生产量仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位；基本能源消费占世界总消费量的l／10，仅次于美国，居世界第二位。上个世纪90年代以来，中国经济的持续高速发展带动了能源消费量的急剧上升。自1993年起，中国由能源净出口国变成净进口国，能源总消费已大于总供给，能源需求的对外依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源在中国都存在缺口，其中，石油需求量的大增以及由其引起的结构性矛盾日益成为中国能源安全所面临的最大难题。我国的能源价格体系已经不能适应现在经济发展的需要。

现阶段的价格体系存在一些问题：首先，能源价格偏低。价格偏低，导致了能源需求强劲，而能源供应紧张，由此产生供需矛盾。随着经济的增长这一矛盾日益加剧，从长期来看不利于我国经济的稳定。我国正在倡导节约型社会，价格偏低也不利于能源节约和合理利用。我国经济的快速发展在一定程度上是依赖于廉价的能源的消耗。由于粗放型的经济增长方式，到2005 年底，我国能源消耗总量为21.1

亿吨标准煤，每万元GDP 所消耗能量比“十五”计划指标上升了27％，比“九五”期末上升了7％。其次，能源比价不合理。我国能源比价是很不合理的，国际上按热值计算的煤炭、石油、天然气的价格比为1:1.5:1.35，而在我国这一比例为1:4:3。比价不合理不利于保护环境，不利于能源可持续发展，不利于调整我国能源消耗结构。如今煤炭等污染较重的不可再生能源在我国能源消费结构中所占的比例太重。而煤炭等污染较重的不可再生能源的大量消耗，主要原因是相对于其它能源而言，它的价格偏低。因此，我们必须进行能源价格体系改革。

现从博弈论的角度探讨我国的能源定价问题，试图通过博弈形成较为合理的价格结构体系。

二、模型建立与分析

(一)建模前提假设

假设，有n 个厂商生产不同的n 种能源。Pi 为第i 个厂商的战略，它是能源i 的价格，于是第i 个厂商生产的能源i 的需求函数为：Qi=ai-biPi+n（k≠i）k = 1 Σ λikPk（i=1，2，…，n）（1）其中0＜λik＜1，表示第k 种能源对第i 种能源的替代系数，ai，bi 都是大于零的常数，ai，bi，λik可以从历史数据中推算出来。

假设厂商无固定成本，边际生产成本为Ci。厂商同时做出决策，于是各厂商的支付为：Ui （P1，P2，…Pn）=PiQi-CiQi （2）

(二)模型建立

Di 为用C 代替D 中的第i 列所得的行列式。

(三)纳什均衡分析

由纳什均衡的定义可知，P*i就是纳什均衡的定价决策。

(四)结论

能源i 的定价与厂商i 自身的生产成本、其它能源生产厂商的定价、其它能源对它的替代系数有关。当其它参数不变时，可以得出：（1）当其它能源价格Pk变化时，会带动能源i 的价格Pi的同方向变化。但其变化幅度比前者小。如目前我国煤炭价格的上涨带动了电价的小幅度上涨。当其它能源的定价很低时，能源的定价也会较低，于是能源整体处于廉价水平。这也符合目前我国能源价格总体水平偏低的实际情况。

（2）当能源i 的生产成本变化时也会带动能源i 的价格的同方向的变化。但是成本变化程度△Ci大于价格变化程度△Ci/2。例如目前我国进口原油价格的上涨而引起国内成品油价的上涨，但前者幅度更大。

（3）当能源i 的替代系数增大时，能源i 的价格也上升。也就是说如果扩大能源i 的应用范围，可以使得能源i 的价格上涨。由此如果着力开发新能源的应用范围，可以是新能源的价格上涨，从而使得新能源的开发及应用更具动力和活力。

三、政策分析

以上能源价格的博弈论分析，分析了能源定价的原理，为我国形成合理的能源价格体系提供了理论依据。

一要通过采取健全储备体系等措施，增强应对市场变化能力。在价格关系没有完全理顺、垄断行业改革尚未到位的情况下，为了应对

价格大幅波动、供应形势偏紧等变化对国内市场的冲击和影响，应尽快建立主要初级产品的储备制度，包括国家储备、地方储备和商业储备制度，形成储备体系；同时，既要明确各级政府必须承担的责任，也要明确企业特别是国有企业的责任，各方面要共同应对市场变化。此外，进一步加强对国际市场的研究、增强我国在初级产品国际贸易中的议价能力、合理利用进出口贸易手段维护我国经济利益，对于增强应对国际市场变化的能力也很重要。

二要灵活运用财政税收手段，减轻国际市场价格波动对国内的冲击。要研究运用特别收益金等从资源性产品获得的收入，建立相应产品的价格调节基金，当价格波动幅度过大时，启用基金用于补贴生产企业和特定群体。

三要“小步快跑”地理顺价格关系。随着高成本时代的到来，长期以来价格关系没有理顺所累积的矛盾正在集中显现。可以在不改变现行定价机制和方法的基础上，通过分阶段、有步骤、小幅度地进行调整、逐步向国际市场价格水平靠拢，并针对特定群体同步采取补贴措施。制定提价方案时，充分考虑提价的频率和每次提价的幅度，尽量避免引起上述问题。

四、基于模型的思考与管理对策

（一）长期建议：

（1）煤炭。要继续坚持煤炭价格由市场供求关系形成的原则，推动重点合同电煤价格逐步与市场价格接轨。要逐步提高煤炭开采的