“双碳”目标下中国电力市场化改革效果与福利研究——基于超越对数成本函数模型的面板数据实证分析

管 仲

中共广东省委党校

0 引言

中国电力产业一路由改革开放前全部由政府管制、发展缓慢的状态，走至《中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（即9 号文件）2015 年正式公布，除输配电这一具有自然垄断属性的环节之外，生产及销售环节的电价有序放开，配售电业务向社会资本逐步开放，呈现初具成效的“管住中间、放开两头”的体制架构。

2021年，中共中央、国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》指出，要深化能源体制机制改革，全面推进电力市场化改革。2022 年1 月，国家发展改革委及国家能源局发布《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》，其中郑重强调“培育多元竞争的市场主体”与“有序放开发用电计划”；2022年10月16日，中国共产党第二十次全国代表大会报告中，更将“有计划分步骤实施碳达峰行动”与“深入推进能源革命”的重要性摆在了新的高度，为中国电力市场化改革与碳达峰碳中和的实现指明了方向。

电力行业的发展与改革并重。我国电力产业在发展进程中面临亟待解决的如火力发电占比居高不下、水力发电与气候灾害高度相关以及新能源的发展布局方兴未艾，稳定程度与供电能力未达“双碳”目标期望的水准等问题。然而，电力体制市场化改革效果如何评价、与之相关的社会福利水平如何度量，均缺乏系统性的、以电力行业发展数据作为支撑的实证分析。

李楠和马占新（2013）以及伏开宝和曾翔（2018）的有关研究，均从定性分析与综述评论的方法出发，明确指出我国目前虽然在电力市场化方面取得了一定成效，但仍然处于纯粹的计划经济与市场经济的探索、过渡阶段[1-2］。根据国外学者Klitgaard & Reddy（2000）基于美国电力市场作出的研究与分析，电力市场化改革不仅能够通过引入竞争以降低电价，也能同时在社会福利方面为消费者减少损失[3］。莫阮清等（2022）在基于上海市用电特征的研究与分析中，也同样通过描述统计的方法表述了电力市场化改革进程对于电力市场供给侧结构性改革平稳完成的重要性，尤其在“双碳”目标背景下对于传统火力发电的市场化改革更是亟须注入新生活力[4］。

“双碳”目标的提出和最终实现与电力市场化改革密不可分。市场竞争机制将创新活力注入发电行业，能够对传统火力发电企业节能减排效率的提高产生正向作用，并且通过碳全要素生产率水平的提升以及电力能源向低碳方向转型促进“双碳”目标的实现，这一点在林伯强（2022）与张宁（2022）对碳达峰碳中和的研究中均有强调[5-6］。林伯强（2022）在此基础上统筹供给侧与需求侧，提出了碳中和系统性方案，除发电侧的竞争水平外，也触及部分福利研究，考虑到了用电侧的稳定供应需求[5］。杜之利等（2021）在碳中和背景下森林碳汇研究中也将能源结构作为碳汇空间模型的解释变量之一，而发电行业的市场化进程对能源结构的影响不可忽视[7］。

而关于市场势力的实证分析方面，虽有如杨先明等（2022）在对“双碳”目标下可再生能源领域的发电及售电市场竞争程度的研究中，采取了赫芬达尔指数以衡量发电厂商及售电企业的市场势力，但其重点在于使用这一指数以测度市场势力对电力价格的影响，并未对电改前后的市场势力及其影响的社会福利水平具体变化给出实证评估[8］。并且，赫芬达尔指数对于市场占有率数据的准确性要求较高，仅根据发电装机容量以及发电量数据测算，其含义的准确性仍有待补充。

基于国家发展改革委及国家能源局在2022 年1 月18 日所发布的《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》与2022 年10 月16 日中国共产党第二十次全国代表大会的报告，从“双碳”目标出发，积极响应并尝试解读其中“培育多元竞争的市场主体”“有序放开发用电计划”以及“有计划分步骤实施碳达峰行动”的指导性意见。

可能的边际贡献如下：（1）在赫芬达尔指数的基础上，增加对勒纳指数的实证模型测算分析。在研究评价中采用基于面板数据的实证分析方法，主要包括描述统计方法与成本函数模型回归分析方法。（2）在此基础上，辅以社会福利图形测度方法，将电力市场化改革中的市场竞争维度、社会福利维度进行分别评价，并将2015 年电力改革前后两个阶段的情况进行对比从而得出电力市场化改革效果的评价。（3）以实证分析更为准确地从市场势力及其所影响的社会福利角度出发，为我国电力市场化的推进与如何“有计划分步骤实施碳达峰行动”给出阶段性建议。

1 指标构建

1.1 市场竞争指标构建

根据电改9号文件政策精神与“双碳”目标下对于发电侧碳排放量要求，需针对整体电力行业的生产端市场化水平进行模型构建与实证研究。为更贴合2015 年后我国电力市场“放开两头、管住中间”的架构特点，并考虑中国特色的市场管制手段及电力市场的自然垄断属性，在赫芬达尔指数对市场集中度给予特征描述的基础上，选择增加勒纳指数赋予生产企业垄断能力以数值化。直观的数值变化能够对电力体制市场化改革的效果更客观评价，并为2030 年前碳达峰与2060 年前碳中和目标的实现予以阶段性合理性规划。

参考刘朝阳等（2022）在可再生能源市场对赫芬达尔指数的测定，选取发电装机容量与发电量分别测定，从而保证标的对象选取的合理性。发电端各生产企业的勒纳指数，根据测算公式

需要知晓相关企业的电力垄断售价P与边际成本MC。电力体制市场化研究领域内，少有对生产企业垄断势力以数值测算。因此，本文参考赵旭（2011）对商业银行垄断势力进行数值化测定的方法，电力垄断售价P 采用具体企业的产品销售收入与发电量的比值进行测算[9］。边际成本MC 则采用超越对数成本函数模型作为测算模型，根据公开统计数据进行回归分析，以一阶导数为桥梁，方可确定对应的边际成本MC的具体数值。

超越对数成本函数模型中，采取直接引入估计参数的一般化计算公式：

其中，δ0为待估计截距项参数，δ1至δ8为待估计变量系数，C 为企业主营营业成本，Q 为企业发电量，L 为企业生产中的劳动投入成本，K 为企业生产中的资本使用成本，μ为随机扰动项。

由此，即可在式(2)两侧对产量Q 求一阶偏导后，得出边际成本计算模型公式为：

预设的此类模型于理论上可合理测量边际成本的数值，代入勒纳指数计算公式，从而得到标的企业垄断势力的数值化评价。

1.2 社会福利指标构建

此类指标维度的测度目的，是为求出电力体制改革效果中对社会福利的影响程度。社会福利由两部分组成，即消费者剩余与生产者剩余。当社会福利产生损失时，一般将之称为社会福利无谓损失（Deadweight Welfare Loss，DWL）。

立于企业角度进行产品定价PM，即为在利润最大化的一阶导数条件下进行企业决策：

立于社会福利角度进行产品定价PC，即在完全竞争市场假设下进行价格推定，企业为市场价格的接收者而无决策影响力量。对应的定价规则为：

在图1 之中，可由图形计算方法得出对应的社会福利无谓损失DWL。在图中，社会福利无谓损失的具体数值即与阴影三角形部分的面积相等。具体的计算模型公式为：

图1 哈伯格三角形社会福利损失测定模型图

其中，L 为用以测度企业垄断势力的勒纳指数，其已在市场竞争指标构建中针对每一个标的企业拟合而得，ε为电力生产弹性系数，QMPM的乘积数值所代表的即为对应标的企业的产品销售收入。

2 实证分析

2.1 实证模型回归分析

2.1.1 选定标的生产企业

鉴于电改9 号文的颁布时间为2015 年3 月15日，故依据节点重要性，以2015 当年发电装机容量以及发电量作为选定中国五大发电集团及另外两家大型发电企业的数据基础。根据如表1 所示2015 年发电装机容量与发电量数据测定而得的这七家企业的HHI 指数可知，这七家企业对于整体电力行业的代表性显著，可作为标的生产企业。

表1 2015年依据七家代表性企业测算HHI

2.1.2 数据来源与有效性检验

依据指标构建中所提出的超越对数成本函数模型，对标的测度对象分别进行市场垄断势力的测量。

据式(2)所示模型中，需知晓企业的主营营业成本C、劳动力投入成本L、资本投入使用成本K以及年发电量Q数据。其中，主营营业成本C、年发电量Q与劳动力投入成本L属于直接可得的数据，分别来自七家上市企业年度报告；而资本投入使用成本K采用年度报告的资本负债表中的总资本一项与中国人民银行于当年初延续使用的五年期贷款利率LPR 之间的乘积。相关数据已按实际意义进行平减处理。

依据测度标的相关数据的公开性、可得性以及时间跨度的合理性，并考虑2011 年恰逢“十二五”规划开始的第一年，采用时间跨度为2011 年至2021年的数据进行测度。

为保证回归分析所使用数据的合理性，首先使用单位根检验样本内各变量序列平稳性。由ADF检验所得P值知面板数据内各序列均为一阶单整序列，再由混合效应线性回归得残差序列，其最终通过ADF 检验，如表2 所示。故面板内各序列数据存在协整关系，于长期内均衡。

表2 一阶单整序列面板回归残差ADF 检验表

为确定个体效应对面板数据回归模型的影响，于模型回归前增添F 检验步骤，确定混合效应模型与固定效应模型之间的更优选择。对面板数据分别进行混合效应模型的回归估计和固定效应模型的回归估计，由表3 两项F 值比较结果可得固定效应模型为更优选择。

表3 超越对数成本函数模型F 检验表

2.1.3 模型回归结果分析

为降低自相关与异方差对面板数据的影响，模型回归前设定GLS 加权类别为Cross-section SUR，依此得出面板回归结果如表4 所示。其中有六项统计解释变量的回归估计系数均通过了置信度为99%的t 检验，一项统计解释变量的回归估计系数通过了置信度为95%的t 检验，一项统计变量通过了置信度为90%的t 检验。结果显示，调整后可决系数为0.998 611，DW 检验值为1.902 944，模型拟合显著性高且一定程度排除自相关影响。

表4 超越对数成本函数模型回归估计表

2.2 市场竞争维度分析

在验证回归模型合理性之上，估计对应企业的具体边际成本数值，从而得出标的企业垄断势力的勒纳指数数值，结果如表5、6 所示，绘出其趋势图（见图2）。

表5 2011-2015年七家代表性企业勒纳指数L

表6 2016-2021年七家代表性企业勒纳指数L

图2 2011-2021年七家代表性企业勒纳指数L趋势图

以电改9号文颁布时间2015 年作为分界节点，两侧趋势大相径庭。七家标的生产企业于节点前均呈现向垄断势力强大区间连续上行波动趋势，发电侧市场于新时期电力体制改革阶段交替之期仍明显处于可能存在利益联盟关系的寡头垄断市场格局。由于发电行业对于基础能源的依赖性极高使得其具备较高的自然垄断属性和自然行业壁垒，因此形成垄断能力强大的寡头垄断格局预期性较高。从企业微观层面而言，勒纳指数向上界数值浮动的态势也表明标的企业在不对称需求的创造带动超额利润的获取方面具备较强能力。

而电改9号文将重点置于电力市场化改革之上的政策精神也印证了发电市场的竞争属性亟待优化的状态。在“放开两头、管住中间”的方针指引下，2015年节点后拟合的勒纳指数所呈现出发电市场各标的企业垄断能力处于明显向下波动的态势之中。更为喜人的是，“双碳”目标提出后，改革进程加快。2020年至2021年各标的企业勒纳指数的总体呈下行趋势，以俯首敬青山的姿态证明了习总书记对于“双碳”目标的重视及相关政策推行的初步有效性。

但阶段性成果与亟待解决的问题并生：7 家标的企业中仍有6家的勒纳指数处于0.5之上，垄断势力不可小觑；长江电力由于主营水力发电，相对传统火力发电的自然垄断属性与壁垒更高一层，且“双碳”目标的限制程度较低，其勒纳指数虽向下波动但难以突破0.8。垄断能力的限制与市场竞争的引入需推动解决，市场之上的寡头垄断势力仍需通过加强改革力度、深化改革维度以解决问题。

2.3 社会福利维度分析

根据上文所述依据哈伯格三角形的测算方式，在实证模型已拟合出各家企业于对应时间节点的勒纳指数之后，社会福利无谓损失已经具备估算条件。

根据式(6)，可得所选七家标的生产企业对于社会福利造成的无谓损失DWL（单位：亿元）的具体数值，将之进行加和并与国家统计局公布的国内生产总值GDP（单位：亿元）在以2011 年为基期进行平减后再予比值化处理，从而以比例的形式直观展现发电行业对社会福利造成的无谓损失水平及其变化趋势，如表7 所示，绘其趋势变化如图3所示。

表7 2011-2021年七家标的生产企业造成的社会福利损失及其占GDP 比例

图3 2011-2021年七家标的生产企业造成的社会福利损失占GDP 比例

同样以重要节点2015 年为界，标的发电企业所造成的社会福利无谓总损失占国内生产总值的比例极大值接近0.35%，且为观测时间序列内最大值。从社会福利角度出发，此阶段属市场化改革前阶段末期，行业规制重点仍置于发电与输配电之间环节独立性的收尾巩固工作，但并未在此基础上重点进行市场体制改革、引入市场竞争机制，所以社会福利的减损无明显效果。需要说明的是，2013 年与2017 年电力生产弹性系数分别为0.78 与0.04，属统计内离群值，故出现图中突兀下行趋势。

2015 年节点后，与上一阶段相比，虽然这七家代表性企业对社会福利造成的无谓损失的绝对数值变化并不明显，但由于电力市场化改革力度的不断深化及国家经济实力的发展，电力行业造成的社会福利无谓损失占整个国民经济的比例出现了较明显下降，均下降至接近0.2%的水平，印证了我国电力体制改革对于社会福利的正向影响之良性、之深远。但需要注意的是，2021 年出现了反升趋势，虽与2021年国际能源价格持续上升相关，但这一现象与2022年第二、三季度长江上游流域水力发电受来水偏枯、火力发电不得不高负荷运行有较大关系。

3 结论与建议

习总书记指出，实现“双碳”目标，不是别人让我们做，而是我们自己必须要做。因此，推进“双碳”工作是破解资源环境约束突出问题、实现可持续发展的迫切需要，针对与社会福利息息相关的市场化竞争机制仍然存在寡头垄断势力稍大、发电侧自然壁垒高、竞争格局仍需调整的问题，深化推进电力市场化改革同样是电力供需均衡、能源结构优化的必行之策。依此提出政策建议如下：

1）加速放开燃煤发电上网电价，加速能源结构调整，助力“双碳”目标实现。在目前燃煤发电中七成通过电力市场形成上网电价的背景下，继续推动剩余三成进入电力市场。此举将有助于带动其他类别能源发电电量逐步进入电力市场，更好发挥电力市场用户侧的“倒逼”选择与监督作用，为碳达峰碳中和目标的实现增添助力。

2）强化用电侧在电力市场交易中的“话语权”作用。除国家发展改革委《关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》中明确指出的10 kV以上的工商业用户外，对其余具备能力的用电侧用户，如地方性小微企业等，需作出更精准识别。政企双方在加强电力市场建设的政策协同进程中为此类用电侧用户提供政策支持、更合理地进行行政干预。

3）适度推进发电行业资本层面拆分重组。国有发电集团市场容量占有率大并不代表对发电侧具备绝对的调控能力和安全保障能力，反而可能引起逆市场选择而行的难题，并为政企合作推进碳达峰碳中和目标增设难关。因此，适度推进资本层面的拆分重组，对发电侧业务与企业的关系进行重新梳理与组合，增加实质上存在竞争关系的企业数量，并通过政策规制寡头企业之间结成利益联盟等对社会福利造成损害的行为，从而在发电侧更好发挥市场机制的作用。

4）严格设置发电公司准入标准和条件，引导社会资本有序参与发电业务。也需鼓励售电公司自身在商业模式上进行创新，如提供综合能源管理、负荷集成等增值服务。发挥好电网企业和国有售电公司重要作用，健全确保供电可靠性的保底供电制度。

从微观企业数据出发，以成本模型为基础对发电行业的垄断势力及其影响的社会福利无谓损失进行测度并提出了建议。后续可结合更多电力宏观统计指标，或从省市级数据出发，区分城乡，建立面板数据双重差分模型，以交互项DID 的估计系数作为政策效果评价指标。由此从宏观角度为电力市场化改革与“双碳”目标的实现提供合理政策建议。