基于Stackelberg博弈的天然氣定價(jià)機(jī)制研究PPT課件.pptxVIP

基于Stackelberg博弈的天然氣定價(jià)機(jī)制研究 2020 1 15 1 參考文獻(xiàn)聶光華 基于Stackelberg博弈的天然氣定價(jià)機(jī)制研究 中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào) 自然科學(xué)版 J 2013 37 6 184 188 作者簡(jiǎn)介聶光華 1973 男 經(jīng)濟(jì)師 天津大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部博士研究生 主要從事城市燃?xì)饨?jīng)營(yíng)管理等研究 E mail niegh 2020 1 15 2 研究背景 天然氣發(fā)展 十二五 規(guī)劃 提出 要建立反映資源稀缺程度和市場(chǎng)供求變化的天然氣價(jià)格形成機(jī)制 加快理順天然氣與可替代能源的比價(jià)關(guān)系 充分發(fā)揮價(jià)格在調(diào)節(jié)供求關(guān)系中的杠桿作用 并為天然氣價(jià)格最終市場(chǎng)化奠定基礎(chǔ) 縱觀國(guó)外較成熟天然氣市場(chǎng)改革歷程也可發(fā)現(xiàn) 盡管采取的措施不盡相同 但各國(guó)定價(jià)機(jī)制改革的方向大都是由壟斷性定價(jià)向市場(chǎng)定價(jià)轉(zhuǎn)變 其中 引入第三方準(zhǔn)入制度是美 英等國(guó)天然氣行業(yè)向市場(chǎng)定價(jià)轉(zhuǎn)變的重要步驟 2020 1 15 3 目前中國(guó)天然氣市場(chǎng)上 生產(chǎn)商壟斷著天然氣的勘探生產(chǎn)環(huán)節(jié) 通過建設(shè)天然氣運(yùn)輸管道 同樣包攬了中游管輸環(huán)節(jié) 壟斷力度較強(qiáng) 中國(guó)天然氣向市場(chǎng)定價(jià)轉(zhuǎn)變 其重要改革環(huán)節(jié)就是要將天然氣行業(yè)上中游相分離 建立專門的管道運(yùn)輸公司 從而降低上游生產(chǎn)商縱向一體化的程度 真正的管道公司建立后 其角色 職能也需要進(jìn)一步明確 2020 1 15 4 為研究天然氣定價(jià)機(jī)制改革的具體演化過程和實(shí)際效果 在市場(chǎng)定價(jià)機(jī)制下 根據(jù)管道公司是否參與天然氣買賣 本文將天然氣供應(yīng)鏈分成不實(shí)行第三方準(zhǔn)入制的天然氣供應(yīng)鏈和引入第三方準(zhǔn)入制的天然氣供應(yīng)鏈 并分別考察兩種情形下的天然氣定價(jià)策略 2020 1 15 5 1不實(shí)行第三方準(zhǔn)入制的天然氣供應(yīng)鏈博弈定價(jià)模型 在這類天然氣供應(yīng)鏈中 生產(chǎn)商負(fù)責(zé)上游天然氣勘探開采 以生產(chǎn)價(jià)格將天然氣出售給管道公司 管道公司購(gòu)入天然氣后 通過長(zhǎng)輸高壓管道輸送至下游門站 并以門站價(jià)格出售給配氣商或大工業(yè)用戶 配氣商再將天然氣通過配氣管網(wǎng)輸送至最終用戶 2020 1 15 6 根據(jù)天然氣資源供需特點(diǎn) 在放松管制的條件下 在天然氣供應(yīng)鏈博弈中 生產(chǎn)商對(duì)管道公司有主導(dǎo)作用 而管道公司因其自然壟斷地位 又對(duì)下游配氣商有主導(dǎo)作用 簡(jiǎn)便起見 選取未來天然氣市場(chǎng)中 上中下游三家相互獨(dú)立且存在供求關(guān)系的企業(yè) 生產(chǎn)商 管道公司 配氣商 進(jìn)行建模分析 并且供應(yīng)鏈各企業(yè)間遵從上游企業(yè)Stackelberg策略 2020 1 15 7 1 1問題假設(shè) 為了使研究問題簡(jiǎn)便 給定如下的假設(shè)條件 1 供應(yīng)鏈成員都追求自身經(jīng)濟(jì)利益的最大化 每個(gè)成員都有決策權(quán)力 2 最終顧客需求具有一定的價(jià)格彈性 2020 1 15 8 1 2建立模型 d為配氣價(jià)p下的市場(chǎng)需求量 假設(shè)d D kp k 0 D為市場(chǎng)規(guī)模 即市場(chǎng)最大的可能需求 k為價(jià)格敏感系數(shù) 第三階段 配氣商maxp r p cr T d cfr p cr T D kp cfr 第二階段 管道公司maxT t T ct P d cft T ct P D kp cft 第一階段 生產(chǎn)商maxP i P ci d cfi P ci D kp cfi 依次求第三 第二和第一階段的最大利潤(rùn) 可得出各自最優(yōu)價(jià)格 決策變量 2020 1 15 9 1 3求解模型 Stackelberg博弈采用逆向歸納法 在市場(chǎng)條件下 各市場(chǎng)主體以利潤(rùn)最大化為決策目標(biāo) 2020 1 15 10 在第三階段 配氣商根據(jù)管道公司給出的價(jià)格T 以自身利潤(rùn) r p cr T d cfr p cr T D kp cfr最大化為目標(biāo)決策價(jià)格p 令 得到配氣商最優(yōu)配氣價(jià)格 用p1 來表示 即 1 2020 1 15 11 在第二階段 管道公司根據(jù)生產(chǎn)商提供的價(jià)格P 為生產(chǎn)商的決策變量及管道公司的獲取成本 和第三階段配氣商確定的價(jià)格p1 以自身利潤(rùn) t T ct P d cft T ct P D kp cft T ct P D kT kcr 2 cft最大化為目標(biāo)來尋求最優(yōu)定價(jià)T 令 得到管道公司最優(yōu)銷售價(jià)格 用T1 來表示 即 2 2020 1 15 12 在第一階段 生產(chǎn)商根據(jù)前兩階段配氣商和管道公司的最優(yōu)定價(jià)p1 及T1 以利潤(rùn) i P ci d cfi P ci D kp cfi P ci D kP kcr kct 4 cfi最大化為目標(biāo)尋求最優(yōu)定價(jià)P 令 得到生產(chǎn)商最優(yōu)定價(jià) 用P1 來表示 即 3 2020 1 15 13 將P 代入式 2 中 可以得到管道公司最優(yōu)銷售價(jià)格為 4 再將T 代入式 1 中 可以得到配氣商最優(yōu)配氣價(jià)格為 5 2020 1 15 14 2引入第三方準(zhǔn)入制的天然氣供應(yīng)鏈博弈定價(jià)模型構(gòu)建 與不實(shí)行第三方準(zhǔn)入制的天然氣供應(yīng)鏈的最大區(qū)別在于 引入第三方準(zhǔn)入制后 供應(yīng)鏈中的管道公司不參與天然氣買賣 作為第三方服務(wù)公司 其收費(fèi)將受到政府的嚴(yán)格控制 即管輸環(huán)節(jié)實(shí)行政府管制 發(fā)達(dá)國(guó)家成熟天然氣市場(chǎng)實(shí)行第三方準(zhǔn)入制的重點(diǎn)在于允許天然氣供應(yīng)鏈下游成員 如大工業(yè)用戶 燃?xì)怆姀S和地方配氣公司直接與上游生產(chǎn)方商談包括價(jià)格在內(nèi)的購(gòu)氣合同 再委托管道公司輸氣 并向管道公司支付運(yùn)輸費(fèi) 2020 1 15 15 參考成熟天然氣市場(chǎng)定價(jià)機(jī)制 對(duì)實(shí)行第三方準(zhǔn)入后的中國(guó)天然氣供應(yīng)鏈定價(jià)機(jī)制進(jìn)行研究 分析簡(jiǎn)化的供應(yīng)鏈模型 依然假設(shè)選取未來天然氣市場(chǎng)中 上中下游三家相互獨(dú)立的生產(chǎn)商 管道公司 配氣商進(jìn)行建模分析 2020 1 15 16 1 1問題假設(shè) 在引入第三方準(zhǔn)入制后 生產(chǎn)商銷售天然氣給配氣商 作為買方 配氣商支付給自主選擇的管道公司一定的管輸費(fèi)用 并將天然氣賣給最終的消費(fèi)者 生產(chǎn)商與配氣商是獨(dú)立的決策者 其決策目標(biāo)是各自利潤(rùn)的最大化 假設(shè)條件與不實(shí)行第三方準(zhǔn)入制的天然氣供應(yīng)鏈中的情形相同 2020 1 15 17 第三方準(zhǔn)入制實(shí)行中 需要政府對(duì)管道運(yùn)價(jià)設(shè)計(jì)中的費(fèi)率進(jìn)行設(shè)定 天然氣市場(chǎng)中的用戶類型是多變的 如大工業(yè)用戶 燃?xì)怆姀S和城市燃?xì)庥脩舻?這些不同類型的用戶對(duì)天然氣的需求彈性 對(duì)價(jià)格波動(dòng)的承受能力等方面差異性是較大的 管輸定價(jià)方法要滿足差異以提高管輸利用率 降低用戶的最終價(jià)格水平 因此 本文的管輸定價(jià)方法采取兩部制 即第三方管道運(yùn)輸公司收取的管輸費(fèi)用包括應(yīng)收變動(dòng)運(yùn)輸費(fèi)用和應(yīng)收固定運(yùn)輸費(fèi)用兩部分 應(yīng)收變動(dòng)運(yùn)輸費(fèi)用按運(yùn)輸或接收的天然氣量收取 與天然氣管輸中的變動(dòng)成本有關(guān) 應(yīng)收固定運(yùn)輸費(fèi)用是用戶無論利用管道與否都需要交付的 與管道輸送氣量 管道是否得到有效利用及對(duì)顧客的服務(wù)無關(guān) 而與天然氣管道建設(shè)與維護(hù)過程中的固定成本 折舊等有關(guān) 2020 1 15 18 1 2建立模型 d為配氣價(jià)p下的市場(chǎng)需求量 假設(shè)d D kp k 0 D為市場(chǎng)規(guī)模 即市場(chǎng)最大的可能需求 k為價(jià)格敏感系數(shù) 另外 0 0 第二階段 配氣商max r p cr P ctt d cfr cftt p cr P ctt D kp cfr cftt 第一階段 生產(chǎn)商max i P ci d cfi P ci D kp cfi P ci D kP kcr kctt 2 cfi 2020 1 15 19 2020 1 15 20 1 3求解模型 引入第三方準(zhǔn)入制后的供應(yīng)鏈系統(tǒng)中 天然氣上游市場(chǎng)議價(jià)能力依然較強(qiáng) 因此建立一個(gè)以生產(chǎn)商為主導(dǎo)的Stackelberg博弈模型 2020 1 15 21 在第二階段 配氣商根據(jù)生產(chǎn)商給出的價(jià)格P 以自身利潤(rùn) r p cr P ctt d cfr cftt p cr P ctt D kp cfr cftt最大化為目標(biāo)決策價(jià)格p 即令 可得到配氣商最優(yōu)配氣價(jià)格 用p2 來表示 即 6 2020 1 15 22 在第一階段 生產(chǎn)商根據(jù)第二階段配氣商確定的價(jià)格p2 以自身利潤(rùn) i P ci d cfi P ci D kp cfi P ci D kP kcr kctt 2 cfi最大化為目標(biāo)來尋求最優(yōu)定價(jià) 即令 可得到生產(chǎn)商的最優(yōu)定價(jià) 用P2 來表示 即為 7 2020 1 15 23 將P2 代入式 6 中 得到配氣商的最優(yōu)定價(jià)為 8 2020 1 15 24 3兩種不同情形下的生產(chǎn)商 配氣商定價(jià)及利潤(rùn)對(duì)比 為對(duì)不實(shí)行第三方準(zhǔn)入制的天然氣供應(yīng)鏈博弈定價(jià)模型與引入第三方準(zhǔn)入制的天然氣供應(yīng)鏈博弈定價(jià)模型進(jìn)行比較分析 這里假設(shè)兩條供應(yīng)鏈中 天然氣生產(chǎn)商和配氣商的邊際成本 固定成本均相同 在第三方準(zhǔn)入制度下 政府需對(duì)管道公司進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控 管道公司利潤(rùn)相對(duì)較低 即 與 的取值較小 2020 1 15 25 在不實(shí)行第三方準(zhǔn)入制的天然氣供應(yīng)鏈模型中 生產(chǎn)商 管道公司及配氣商采取最優(yōu)定價(jià)時(shí) 市場(chǎng)需求量設(shè)為d1 不失一般性 應(yīng)有d1 0 可得在引入第三方準(zhǔn)入制的天然氣供應(yīng)鏈模型中 在它們都采取最優(yōu)定價(jià)時(shí) 市場(chǎng)需求量設(shè)為d2 同樣不失一般性 應(yīng)有d2 0 可得 2020 1 15 26 3 1兩種不同情形下的生產(chǎn)商 配氣商定價(jià)對(duì)比 引入第三方準(zhǔn)入制后 天然氣生產(chǎn)商較不實(shí)行第三方準(zhǔn)入制條件下定價(jià)要低 在市場(chǎng)條件下 在引入第三方準(zhǔn)入制后 天然氣配氣商定價(jià)將下降 天然氣最終用戶受益 2020 1 15 27 3 1 1天然氣供應(yīng)鏈中生產(chǎn)商定價(jià)對(duì)比 對(duì)比式 3 及式 7 由于ctt ct 易得到 P2 P1 由此可以看出 引入第三方準(zhǔn)入制后 天然氣生產(chǎn)商較不實(shí)行第三方準(zhǔn)入制條件下定價(jià)要低 2020 1 15 28 3 1 2天然氣供應(yīng)鏈中配氣商定價(jià)對(duì)比 將式 5 與式 8 相減 可得顯然當(dāng)kctt kct D kci kcr kctt時(shí) 有p2 p1 由于D kci kcr kctt 4d2 且ctt 1 ct 從而即當(dāng) ct 4d2 k時(shí) 有p2 p1 2020 1 15 29 結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況 對(duì) ct與4d2 k進(jìn)行分析 Pindyck研究了世界經(jīng)合組織國(guó)家不同部門的需求結(jié)構(gòu) 發(fā)現(xiàn)天然氣長(zhǎng)期價(jià)格彈性為1 7 Griffin研究了1955 1972年共計(jì)17年的各國(guó)天然氣數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn) 價(jià)格短期彈性是0 95 長(zhǎng)期彈性為2 61 高千惠等發(fā)現(xiàn)中國(guó)天然氣短期的價(jià)格彈性較小 在0 6以內(nèi) 且不穩(wěn)定 而長(zhǎng)期價(jià)格彈性值較大 達(dá)到2 5左右 相對(duì)穩(wěn)定 故可認(rèn)為 天然氣價(jià)格彈性要小于3 由公式d2 D kp2 得價(jià)格彈性kp2 d2 3 變形可得到4p2 3 4d2 k 2020 1 15 30 顯然 又有 因此 必定成立 從而p2 p1 必成立 即在市場(chǎng)條件下 在引入第三方準(zhǔn)入制后 天然氣配氣商定價(jià)將下降 天然氣最終用戶受益 2020 1 15 31 同時(shí) 由d D kp 可得d2 d1 2020 1 15 32 3 2兩種不同情形下的生產(chǎn)商 配氣商利潤(rùn)對(duì)比 在引入第三方準(zhǔn)入制后 由于天然氣生產(chǎn)商最優(yōu)定價(jià)的下調(diào) 使其單位產(chǎn)品的邊際毛利下降 ctt ct 2 在引入第三方準(zhǔn)入制后 天然氣配氣商單位產(chǎn)品的邊際毛利得到提升 2020 1 15 33 3 2 1天然氣生產(chǎn)商獲取的利潤(rùn)對(duì)比 在不實(shí)行第三方準(zhǔn)入制時(shí) 記天然氣生產(chǎn)商單位產(chǎn)品的邊際毛利為Mi1 可得Mi1 P1 ci D kci kcr kct 2k 在引入第三方準(zhǔn)入制后 記生產(chǎn)商單位產(chǎn)品的邊際毛利為Mi2 可得Mi2 P2 ci D kci kcr kctt 2k 進(jìn)而可得Mi2 Mi1 ct ctt 2 0 由此可見 在引入第三方準(zhǔn)入制后 由于天然氣生產(chǎn)商最優(yōu)定價(jià)的下調(diào) 使其單位產(chǎn)品的邊際毛利下降 ctt ct 2 2020 1 15 34 3 2 2天然氣配氣商獲取的利潤(rùn)對(duì)比 在不實(shí)行第三方準(zhǔn)入制時(shí) 記天然氣配氣商單位產(chǎn)品的邊際毛利為Mr1 可得Mr1 p1 T1 cr 7D kci kcr kct 8k 3D kci 3kcr kct 4k cr D kci kcr kct 8k d1 k 在引入第三方準(zhǔn)入制后 記天然氣配氣商單位產(chǎn)品的邊際毛利為Mr2 可得Mr2 p2 P2 ctt cr 3D kci kcr kctt 4k D kci kcr kctt 2k ctt cr D kci kcr kctt 4k d2 k 進(jìn)而可得Mr2 Mr1 d2 d1 k 0 由此可見 在引入第三方準(zhǔn)入制后 天然氣配氣商單位產(chǎn)品的邊際毛利得到提升 2020 1 15 35 4結(jié)論 1 分別給出了在不實(shí)行及引入第三方準(zhǔn)入制兩種情形中 天然氣生產(chǎn)商 管道公司 配氣商的最優(yōu)定價(jià)策略 通過最優(yōu)定價(jià)公式可以看出 經(jīng)營(yíng)中的變動(dòng)成本會(huì)成為影響調(diào)價(jià)的重要因素 因此政府應(yīng)注意對(duì)天然氣企業(yè)進(jìn)行技術(shù)扶持 鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新 提高企業(yè)效率 從而降低成本 引導(dǎo)市場(chǎng)價(jià)格的降低 2 在引入第三方準(zhǔn)入制后 天然氣生產(chǎn)商的最優(yōu)定價(jià)有所下降 這是因?yàn)樵诖饲樾蜗?下游配氣商可直接與上游生產(chǎn)商進(jìn)行價(jià)格談判 且可自由選擇管輸公司 使得配氣商議價(jià)能力明顯增強(qiáng) 生產(chǎn)商在天然氣供應(yīng)鏈中的控制力有所下降 有利于天然氣行業(yè)的健康發(fā)展 2020 1 15 36 3 在引入第三方準(zhǔn)入制后 天然氣配氣商的最優(yōu)定價(jià)亦會(huì)有所下降 目前中國(guó)天然氣價(jià)格相對(duì)偏低 在引入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)定價(jià)機(jī)制后 天然氣價(jià)格勢(shì)必有較大程度的提升 使得天然氣用戶的利益受到損害 而第三方準(zhǔn)入制度的實(shí)行 將使市場(chǎng)條件下天然氣的終端價(jià)格有所下調(diào) 從而在一定程度上保障了天然氣用戶的利益 4 在引入