税收政策对发电企业电源结构转变的影响研究

　　摘要：文章建立了政府与区域垄断发电企业之间的规制模型，研究了政府为促进企业使用可再生能源发电的税收政策，企业在引入可再生能源发电后最大化社会福利的两种发电的边际成本变动率比率范围，并通过数据模拟验证了所建立的模型，最后根据模型结果总结了电源结构转型政策建议。
　　关键词：电源结构；可再生能源发电；税收政策；最大化社会福利；边际成本变动率比率
　　一、引言
　　为了弥补可再生能源发电高昂的成本问题，国家政府可通过对传统电力企业征收高额污染税和减少补助等措施来强调其发电污染的外部成本，并对可再生能源发电采取免税、增加补助等措施促进其发展。本文试图建立规制模型，对国家政策进行分析，探讨发电企业转向可再生能源发电的税费设置以及在最大化社会福利时可再生能源发电的边际成本所应满足的取值范围，为提高可再生能源的发电比例提供可行的政策建议。
　　二、区域垄断企业发电规制模型设置
　　本文在基于区域性垄断发电企业的成本函数、电力市场逆需求函数等，来说明不同的电源结构设置下，发电量和企业利润的变化，以此来推导出促进发电企业使用可再生能源发电的政府税率设置。
　　在此模型中，我们假设有2个参与人，政府和区域垄断发电企业。政府先制定规制政策，即向常规能源发电企业征收环境污染税费；企业在观察到政府的规制政策之后，以自身的利润最大为目标进行发电；政府开始调整规制的税费大小，而发电企业也相应以利润最大化为基础调整自己的产量，直到政府达到自己激励发电企业使用可再生能源发电的规制目标。税收政策：政府按照发电量（x）的多少对发电企业征收污染调节税，制定的税率为t。所得税费在企业和消费者之间转移。为了鼓励企业用可再生能源发电，政府对可再生能源所发的电量进行免征税费，促使它们向环保可持续发电的方向转变。
　　（一）促进发电企业发电结构转变的税费设置
　　本文要设置两种情形进行对比计算：一是发电企业不引入可再生能源进行发电，完全依靠传统能源进行发电；二是发电企业引入可再生能源进行发电，则企业的发电结构由可再生能源发电和非可再生能源发电组成。通过比较两种情形下企业利润的变化来观察企业有无转型的动机。
　　情形一：假设企业的成本函数为：C（q）=m+cq2+tq，其中，m（m＞0）为发电企业的固定成本；c（c＞0）为发电企业发电的边际成本；q（q＞0）为企业的发电量；t为政府收取的单位发电量的税费。
　　假设电力市场的逆需求函数为：P＝a-bq。
　　根据上述条件得到发电企业的利润函数为：
　　π1（q，t）＝Pq-C（q）=（a-bq）q-m-
　　cq2-tq=aq-bq2-cq2-tq-m①
　　在政府的税费t政策出台后，发电企业在获取该信息的基础上，以自身的利润最大化为目标：
　　maxπ1（q*，t）②
　　根据公式①、②可以求出发电企业利润最大化时的发电量q*和最大利润分别为：
　　q*＝π*=×-m③
　　上述情形中，只有在满足π*＞0时，发电企业才会有提供市场需求的动力，此时，政府的税费政策为t　　情形二：假设发电企业采用常规能源发电和可再生能源发电两种生产方法。政府只对常规能源发电收取税费t，那么，情形二发电企业的成本函数为：
　　C（q，q′）＝m+m′+cq2+kq′2+tq④
　　其中，m′为发电企业可再生能源发电的固定成本。一般来说，可再生能源发电的固定成本高于常规能源发电的固定成本，因此有：m′＞m；q，q′分别是常规能源和可再生能源的发电量，c，k分别为常规能源发电和可再生能源发电的边际成本。同样，假设市场的电力逆需求函数为：P=a-b（q+q′），这里将发电和输电联合看成是一家企业，所以把可再生能源发电价格和非可再生能源发电价格看做售电价格。根据上述的条件，得到发电企业的利润函数为：
　　π2（q，q′，t）=a（q+q′）-b（q+q′）2-
　　cq2-kq′2-tq-m-m′⑤
　　由于可再生能源发电免税，发电企业会根据税费政策调整自己使用常规能源和可再生能源的发电比例，使自身的利润最大化：
　　maxπ2（q，q′，t）⑥
　　根据公式⑤、⑥求出企业利润最大化时的发电量q，q′以及总发电量：
　　q=；q′＝；
　　q+q′＝⑦
　　将⑦带入⑤，整理得：
　　π2＝t2-t+-m-m′⑧
　　由公式③、⑧得到两种情形下的利润差值，整理为如下式子：
　　Δπ＝π2-π1＝-m′⑨
　　根据激励原则，在政府的税费政策出台后，只有在情形二下的企业利润大于情形一下的企业利润时，企业才会引入可再生能源进行发电：
　　（2bt+ac）2＞2km′（2b+c）（2b+c+2b）⑩
　　解不等式⑩，可得：
　　t>；?輥?輯?訛
　　或：t<（舍去，补贴政策导致情形一的利润更高）。
　　只有当政府制定的税率t>t1时，政策才会对企业产生激励，使企业有积极性引入可再生能源发电，发电的电源结构才会因此而转型。
　　由于情形二下企业利润不能小于零，则根据⑧得到：
　　π2＝t2-t+-m-m′＞0?輥?輰?訛
　　由公式?輥?輰?訛得，
　　t>
　　（舍去，该高额税率下非可再生能源发电小于零）或：
　　t＜
　　则政府只有在制定税率t1　　（二）发电结构转变前后的最大化社会福利比较
　　在上述税费体制下，政府能促进企业的发电结构转变。但政府的另一个着力点是社会福利。本文沿用上述的模型来比较可再生能源发电引入前和引入后的社会福利变化。
　　情形一：由上文模型得企业的利润函数为π1（q，t）=aq-bq2-cq2-tq-m，在市场需求为q时，通过计算可得消费者剩余为，则社会福利等于企业利润加上消费者剩余为U1（q，t）=bq2+tq：
　　W（q）=aq-（b+c）q2-m?輥?輱?訛
　　根据?輥?輱?訛式对q求偏导可得社会福利最大化下的发电量q*和社会福利W*分别为：
　　q*=；W*=-m?輥?輲?訛
　　情形二：在引入可再生能源进行发电后，企业的利润函数为式⑤。在市场需求为q+q′时，消费者剩余为U2（q，t）=b（q+q′）2+tq。得此情形下的社会福利：
　　W（q，q′）＝a（q+q′）-b（q+q′）2
　　-cq2-kq′2-m-m′?輥?輳?訛
　　假设k=nc；n>0，根据公式?輥?輳?訛对q，q′求偏导，可得社会福利最大化下的常规能源和可再生能源发电量及总发电量，为：
　　q＝；q′＝；q+q′=?輥?輴?訛
　　把式?輥?輴?訛带入式?輥?輳?訛，最大化的社会福利为：
　　W*（q，q′）＝-m-m′?輥?輵?訛
　　根据公式?輥?輲?訛、?輥?輵?訛得，两种情形下的最大化社会福利之差为：
　　ΔW＝W*（q，q′）-W*（q）=--m′?輥?輶?訛
　　令ΔW＞0，则根据公式?輥?輴?訛得
　　ΔW＝--m′＞0?輥?輷?訛
　　由公式?輥?輵?訛解得，当n<-时，引入可再生能源发电后的最大化社会福利会大于未引入之前的社会福利。假设n1=-，则为了提高转型后的最大化社会福利需要使n　　三、数值模拟
　　（一）税收政策数值模拟
　　假设某一区域垄断发电企业的成本函数为C（q）=40+•0.3q2+tq，当该企业观察到政府税费政策后，转变自己的发电结构，引入可再生能源进行发电，企业的成本函数变为C（q，q′）＝40+60+•0.5q2+0.1q′2+tq，同时市场的电力逆需求函数为P＝10-0.2Q，当常规能源发电时，Q＝q；当引入可再生能源发电后，Q=q+q′，则根据模型中的税费公式可得：t1=＝1.49，t2＝＝2所以当政府的税费政策制定在1.49　　从表1中简单地可以推断出，随着政府税费的增大，在企业利润大于零的前提下，企业会根据政策变化改变自身的发电结构，然而引入可再生能源后，企业的总成本上升，这就导致了企业的总体利润的下降，所以在改变企业发电结构的基础上，政府还应该提供财政补贴支持企业的转型。
　　（二）最大化社会福利变化数值模拟
　　政府的目标在促进发电企业转型之外，还要使得社会福利最大化，假设引入可再生能源发电后企业的成本函数为C（q，q′）＝100+•0.3q2+n0.3q′2+tq，（k=nc）根据上述模型中的计算公式得：
　　n1=-＝0.56，W*＝-m=31.42
　　则当n<0.77时，引入可再生能源发电后的社会福利变大，以表格的形式展现各变量的数值如下：
　　根据表2中的数据，在企业发电结构转型后，政府只要通过补贴等激励政策使可再生能源发电的边际成本变动率小于0.77倍的非可再生能源发电边际成本，就能增大转型后的最大化社会福利。
　　四、结论与建议
　　本文建立了政府与垄断发电企业之间的规制模型，通过比较引入可再生能源发电前后的企业利润、社会福利的变化来给出有益电力产业可持续发展和增大社会福利的规制政策与建议。在结合上述模型中的计算结果，我们得出：第一，为了促进发电企业转变发电结构引入可再生能源发电，政府可采取对可再生能源发电免征污染调节税的优惠政策，而对非可再生能源发电抬高污染调节税费（t1　　参考文献：
　　1.2011年1-9月电力行业运行分析[DB/OL].中国产业竞争情报网.
　　2.