基于隨機(jī)非參數(shù)包絡(luò)分析方法的中國(guó)火電上市公司成本效率研究

1、基于隨機(jī)非參數(shù)包絡(luò)分析方法的中國(guó)火電上市公司成本效率研究基于隨機(jī)非參數(shù)包絡(luò)分析方法的中國(guó)火電上市公司本錢(qián)效率討論291X202109-0087-08引言“十一五和“十二五期間我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速進(jìn)展帶來(lái)電力行業(yè)的飛速進(jìn)展。全社會(huì)消費(fèi)用電保持快速增長(zhǎng)，我國(guó)全社會(huì)用電量從2021年的2.5萬(wàn)億千瓦時(shí)增長(zhǎng)到2021年的5.5萬(wàn)億千瓦時(shí);發(fā)電裝機(jī)快速增長(zhǎng)，供應(yīng)能力極大提高，全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量從2021年底的5.17億千瓦提高到到15億千瓦?；痣娮鳛槲覈?guó)主要的發(fā)電形式，為我國(guó)電力供需平衡起到了很重要的作用。雖然發(fā)電行業(yè)進(jìn)展如火如荼，但仍舊存在不少問(wèn)題。大規(guī)模的電力投資從早期解決了經(jīng)濟(jì)進(jìn)展中電力短缺問(wèn)題，到后期出

2、現(xiàn)電力過(guò)剩的狀況，這主要是經(jīng)濟(jì)增速下降等多方面因素所帶來(lái)的我國(guó)電力供需的逆轉(zhuǎn)，我國(guó)的社會(huì)用電量增速?gòu)?021年開(kāi)始出現(xiàn)了大幅下降，到2021年全社會(huì)用電量增速僅為0.5%，創(chuàng)改革開(kāi)放以來(lái)最低記錄。在電力需求增速向下?lián)Q擋和全國(guó)電力供需寬松、部分地區(qū)過(guò)剩的狀況下，發(fā)電裝機(jī)容量受建設(shè)周期影響還將連續(xù)高速增長(zhǎng)，并導(dǎo)致電力過(guò)剩的持續(xù)期延后，由于裝機(jī)容量的快速增長(zhǎng)，也攤薄了全部發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)，其中火電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)將從“十二五初期的5305小時(shí)降至末期的4400小時(shí)以下。雖然中國(guó)電力行業(yè)不斷改革，但中國(guó)仍處于改革和進(jìn)展時(shí)期，轉(zhuǎn)型特征尚存，國(guó)有火力發(fā)電公司仍舊占據(jù)市場(chǎng)份額的主體，這些公司本錢(qián)效率的提升將

3、很大程度上帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的效率進(jìn)步，討論國(guó)有公司的效率對(duì)火電行業(yè)在市場(chǎng)機(jī)制中保持競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的意義。一、文獻(xiàn)綜述常見(jiàn)的效率評(píng)價(jià)方法主要包括非參數(shù)方法和參數(shù)方法，其中數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法dataenvelopeanalysis，DEA是非參數(shù)方法中具有代表性的方法，是由Charnes等于1978年提出的，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型假設(shè)決策單元是同質(zhì)的，無(wú)法納入隨機(jī)因素對(duì)結(jié)果帶來(lái)的影響，不符合客觀實(shí)際，并且效率估量值受異樣值影響很大1。參數(shù)方法中最具代表性的為隨機(jī)前沿分析方法stochasticfrontieranalysis，SFA，它是由Aigner等2、Meeusen和vanDenBroeck3幾乎同時(shí)提

4、出的，這種方法通過(guò)生產(chǎn)函數(shù)構(gòu)造前沿面，引入隨機(jī)誤差項(xiàng)，使效率測(cè)度結(jié)果更符合實(shí)際，并且受異樣值影響較小，但是該方法要求提前設(shè)定具體的函數(shù)形式，有肯定的局限性。上述的兩種非參數(shù)DEA方法和參數(shù)SFA方法在實(shí)際應(yīng)用中各有優(yōu)劣。Kuosmanen等將DEA和SFA完全整合到一個(gè)統(tǒng)一的效率分析框架中，我們將其稱(chēng)為隨機(jī)非參數(shù)包絡(luò)分析StoNED4。StoNED的進(jìn)展不僅僅是技術(shù)創(chuàng)新;這也是效率分析的范式轉(zhuǎn)變。StoNED的統(tǒng)一框架為DEA和SFA的經(jīng)濟(jì)動(dòng)因分析和基礎(chǔ)提供了更深入的見(jiàn)解，但它也為效率分析和相關(guān)主題如前沿估量和生產(chǎn)分析提供了更加通用和敏捷的平臺(tái)。對(duì)中國(guó)發(fā)電行業(yè)的商量也日趨普遍。Lam和Shiu

5、對(duì)中國(guó)不同地區(qū)、不同時(shí)期火電廠的效率和生產(chǎn)率問(wèn)題進(jìn)行了評(píng)估，發(fā)覺(jué)電力行業(yè)的分別重組會(huì)通過(guò)增加電力企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)而改善整個(gè)火力發(fā)電行業(yè)的效率水平，在19952000年期間，全要素生產(chǎn)率的年均增長(zhǎng)率到達(dá)了2.1%5。Du等對(duì)中國(guó)火力發(fā)電廠進(jìn)行了全要素技術(shù)效率分析，并發(fā)覺(jué)政策改革肯定程度上提升了電力行業(yè)的效率水平6。結(jié)合我國(guó)實(shí)際國(guó)情，陶鋒等測(cè)算了發(fā)電行業(yè)效率進(jìn)展趨勢(shì)，并分析了產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)、燃料本錢(qián)及技術(shù)、市場(chǎng)結(jié)構(gòu)等對(duì)發(fā)電行業(yè)技術(shù)效率的影響7。技術(shù)效率可以較好地反映決策單元的生產(chǎn)力水平，而通過(guò)納入價(jià)格信息，本錢(qián)效率可以為我們提供一個(gè)全新的視角，更好地反映行業(yè)績(jī)效。Hiebert將生產(chǎn)效率理論擴(kuò)展至本錢(qián)效率

6、討論，發(fā)覺(jué)產(chǎn)權(quán)形式、決策單元數(shù)量和政府管制等因素都會(huì)影響電廠本錢(qián)效率的改變8;而且Yu等發(fā)覺(jué)，天氣對(duì)英國(guó)配電公司技術(shù)效率影響不明顯，但對(duì)本錢(qián)效率的影響特別顯著，因此得出發(fā)電部門(mén)本錢(qián)效率比生產(chǎn)效率討論更具現(xiàn)實(shí)意義的結(jié)論9。但是目前，我國(guó)對(duì)發(fā)電行業(yè)的本錢(qián)效率討論相對(duì)較少。Wang等測(cè)度了考慮二氧化碳排放的中國(guó)30個(gè)省級(jí)火電公司本錢(qián)效率10;Li等利用多種隨機(jī)前沿本錢(qián)模型，分析了2021年公布的煤電聯(lián)動(dòng)政策對(duì)中國(guó)火電行業(yè)本錢(qián)效率的影響11。另外，大部分討論選取的是省際數(shù)據(jù)或發(fā)電機(jī)組級(jí)別的數(shù)據(jù)。如Du等6、Elliott等12，很少討論以發(fā)電公司作為討論對(duì)象。發(fā)電公司作為市場(chǎng)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)主體，其效率水平可

7、以為衡量企業(yè)在行業(yè)內(nèi)水平、提升企業(yè)治理績(jī)效提供便利，并且企業(yè)決策主體的身份更有利于提升效率討論結(jié)果的實(shí)際參考價(jià)值。二、StoNEDStoNED方法作為參數(shù)方法SFA和非參數(shù)方法DEA的結(jié)合，利用了兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了兩種方法在效率評(píng)價(jià)上的缺乏。在StoNED模型框架下，限定生產(chǎn)函數(shù)為連續(xù)的、單調(diào)遞增和凹性，但不假定具體函數(shù)形式，這和DEA的處理是相同的。其后利用SFA的思想，將殘差分解為不小于0的非有效項(xiàng)和噪聲項(xiàng)，彌補(bǔ)了DEA未能考慮噪聲干擾的缺乏。三、數(shù)據(jù)與指標(biāo)選擇本章在討論對(duì)象的選取上，考慮到我國(guó)目前的發(fā)電形式有火電、水電、風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電，其中火電為主要發(fā)電形式。以往的討論也多項(xiàng)選擇取

8、省際數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行效率分析，但目前我國(guó)的發(fā)電公司多為大型集團(tuán)，往往在多地建有發(fā)電廠等，屬于跨區(qū)域經(jīng)營(yíng)，單純地根據(jù)行政區(qū)域劃分發(fā)電部門(mén)，并以此來(lái)討論，并不能合理的反映發(fā)電部門(mén)市場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)主體地位。劉笑言選取了中國(guó)火電上市公司作為討論對(duì)象，并指出本錢(qián)效率水平的高低可以作為公司經(jīng)營(yíng)水平的評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)公司向行業(yè)領(lǐng)先者靠攏具有重要意義17。因此，本文選取中國(guó)火電上市公司作為討論樣本。電力行業(yè)在經(jīng)濟(jì)進(jìn)展具有重要作用，我國(guó)發(fā)電行業(yè)的大多數(shù)企業(yè)仍有國(guó)有資本控股或參加，因此對(duì)于國(guó)有發(fā)電公司的討論能為火電行業(yè)甚至是電力行業(yè)的市場(chǎng)化改革提供討論樣本，而且更具有代表性。本章選取火電上市公司為樣本，在樣本確實(shí)定上，主要參考上

9、市公司的主營(yíng)業(yè)務(wù)為火力發(fā)電項(xiàng)目，并且篩選主要為國(guó)有資本全部，即為常提到的“國(guó)企，包括ZY政府全部和地方政府全部，最終選取17個(gè)數(shù)據(jù)相對(duì)完好，并且符合討論對(duì)象特征的公司。樣本數(shù)據(jù)為20212021年17家國(guó)有上市火電公司組成的平衡面板數(shù)據(jù)進(jìn)行效率分析，相應(yīng)的數(shù)據(jù)來(lái)源主要包括上市公司年報(bào)、上海證券交易所網(wǎng)站和深圳證券交易所網(wǎng)站，樣本對(duì)象見(jiàn)表1。在效率分析方法中，投入、產(chǎn)出指標(biāo)確實(shí)定是討論的重中之重，在考慮異質(zhì)性的前提下，異質(zhì)性因素的選取和確定對(duì)于討論問(wèn)題有著極為重要的作用。本文主要討論火電上市公司的本錢(qián)效率，因此，本章涉及的變量主要有5個(gè)：火電上市公司的本錢(qián)、投入變量勞動(dòng)力價(jià)格和資本價(jià)格、產(chǎn)出變量

10、年平均發(fā)電量和異質(zhì)性變量全部制形式。其中，上市公司的本錢(qián)和年平均發(fā)電量直接從公司年報(bào)中得到;投入變量包括勞動(dòng)力價(jià)格和資本價(jià)格，這里勞動(dòng)力價(jià)格是指公司年度勞動(dòng)力支出與員工數(shù)的比，而資本價(jià)格使用剩余法進(jìn)行計(jì)算，剩余法中資本價(jià)格被定義為剩余本錢(qián)與凈資本存量的比值，而剩余本錢(qián)是指除勞動(dòng)力支出外的總本錢(qián)。其中，總本錢(qián)和價(jià)格類(lèi)數(shù)據(jù)都根據(jù)價(jià)格指數(shù)以2021年價(jià)格指數(shù)為100進(jìn)行折算。異質(zhì)性因素是指影響討論對(duì)象生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的外部環(huán)境因素，這里依據(jù)討論問(wèn)題，選取火電上市公司的全部制形式，該指標(biāo)的值有兩個(gè)，ZY政府全部和地方政府全部，在數(shù)據(jù)處理中，設(shè)置該指標(biāo)為虛擬變量，用1代表ZY政府全部，用0代表地方政府全部。樣本

11、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)描述見(jiàn)表2。從各個(gè)指標(biāo)看出，總本錢(qián)、勞動(dòng)力價(jià)格和年平均發(fā)電量樣本數(shù)據(jù)分布較為分散，其中總本錢(qián)最大值為1276億元，最小值為13億元，結(jié)合年平均發(fā)電量的最大值為3205吉瓦時(shí)，最小值為26吉瓦時(shí)，可以看出樣本中的上市火電公司有規(guī)模很大的公司，也有規(guī)模很小的公司;從全部制形式可以看出，樣本選出的上市火電公司中ZY全部的和地方全部的數(shù)目相差不大，較為平均。四、結(jié)果分析一參數(shù)分析通過(guò)計(jì)算結(jié)果可以得到，R2值為0.9826。該數(shù)值指StoNED前沿模型可以解釋影響火電公司總本錢(qián)自然對(duì)數(shù)的可觀測(cè)變量中98.26%的部分。該R2值反映了投入變量勞動(dòng)力價(jià)格、資本價(jià)格、產(chǎn)出變量年平均發(fā)電量和異質(zhì)性變

12、量全部制形式以及非有效項(xiàng)u的期望值的影響，剩下的1.74%則是指該StoNED不能解釋的部分，包括非有效項(xiàng)偏離均值的部分，以及噪音項(xiàng)。在假設(shè)的條件下，該模型中StoNED前沿最大化地包絡(luò)了實(shí)證數(shù)據(jù)，說(shuō)明了不會(huì)再有同樣滿(mǎn)足強(qiáng)可處置性、凸性和規(guī)模酬勞不變性的本錢(qián)函數(shù)C能取得更高的R2值。Kuosmanen提到，StoNED方法與SFA不同點(diǎn)不僅在于模型設(shè)置上，在實(shí)證分析中，StoNED方法中的投入產(chǎn)出的參數(shù)所表示的含義為前沿上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的相切超平面，且每一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)值，與SFA中的參數(shù)結(jié)果所表示的含義是不一樣的18。因此，在本章的參數(shù)分析中不展示投入和產(chǎn)出指標(biāo)的參數(shù)結(jié)果，這里主要商量異質(zhì)性因素的參數(shù)

13、結(jié)果。關(guān)于異質(zhì)性因素全部制形式的參數(shù)結(jié)果見(jiàn)表3。從表3中數(shù)據(jù)可以看出，該異質(zhì)性指標(biāo)的參數(shù)值都是大于0的，表示全部制形式對(duì)于火電上市公司的本錢(qián)是正的影響，也即ZY全部上市火電公司的本錢(qián)大于地方全部的上市火電公司。這主要是因?yàn)閆Y全部上市公司經(jīng)營(yíng)地域涉及多個(gè)省份甚至全國(guó)，企業(yè)規(guī)模較大;而地方全部企業(yè)則主要在一個(gè)省內(nèi)經(jīng)營(yíng)，相對(duì)規(guī)模較小。將20212021年的參數(shù)值取均值得到0.4606。從時(shí)間改變上來(lái)看，全部制形式參數(shù)20212021年呈現(xiàn)先變大后變小的趨勢(shì)。圖1展示了17個(gè)上市火電公司總本錢(qián)以及全部制形式參數(shù)隨時(shí)間的改變曲線。由圖1可以看出，17個(gè)上市火電公司總的本錢(qián)在20212021年間也是呈現(xiàn)

14、先增后減的趨勢(shì)，與異質(zhì)性指標(biāo)的參數(shù)改變較一致，兩者的最高點(diǎn)都出如今2021年左右。本錢(qián)的改變主要是由于“十二五前期連續(xù)了“十一五的發(fā)電規(guī)模，并且總裝機(jī)和發(fā)電量連年增長(zhǎng)，發(fā)電行業(yè)增速過(guò)快，從2021年開(kāi)始，我國(guó)的全社會(huì)用電量增速大幅下降，出現(xiàn)了電力行業(yè)總體供大于求得局面，在發(fā)電部門(mén)則通過(guò)降低機(jī)組的利用小時(shí)數(shù)等措施，來(lái)抑制發(fā)電端的快速增長(zhǎng)，已到達(dá)與消費(fèi)段相適應(yīng)，這就導(dǎo)致發(fā)電部門(mén)得發(fā)電本錢(qián)的下降，主要是總的行業(yè)特點(diǎn)。通過(guò)計(jì)算，得到20212021年總本錢(qián)和全部制形式參數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.4809，說(shuō)明兩者之間有肯定的相關(guān)性，一個(gè)可能的緣由是電力行業(yè)為國(guó)家重點(diǎn)行業(yè)，當(dāng)出現(xiàn)電力供需不平衡時(shí)，需要ZY全部火

15、電企業(yè)規(guī)模較大去執(zhí)行政策意圖，來(lái)到達(dá)ZY政府的調(diào)控目的，因此該參數(shù)變大，意味著ZY全部企業(yè)對(duì)于總本錢(qián)的影響更大。二效率值分析在效率值分析中，本文主要做三個(gè)工作：首先，對(duì)比分析效率值分別在17個(gè)公司總水平、ZY全部企業(yè)水平和地方全部企業(yè)水平三個(gè)方面得改變狀況;其次，討論全部樣本的效率分布狀況;最終，找出效率表現(xiàn)最好的幾個(gè)樣本公司，利用標(biāo)桿治理，進(jìn)行樣本間對(duì)比，為效率表現(xiàn)較差的公司提供提升的標(biāo)桿。1.對(duì)比分析。17個(gè)上市火電公司平均效率、ZY全部企業(yè)的平均效率和地方全部企業(yè)的平均效率在時(shí)間上的改變。圖2給出了改變趨勢(shì)，三者得整體改變趨勢(shì)幾乎相同，都為先降低后升高，效率最低的年份均為2021年。在比

16、較三個(gè)平均效率時(shí)，發(fā)覺(jué)三者之間差距很小。整體的改變趨勢(shì)呈現(xiàn)先下降再升高的趨勢(shì)得緣由可能為“十一五期間電力行業(yè)進(jìn)展較快，發(fā)電行業(yè)的裝機(jī)容量飛速增長(zhǎng)，規(guī)模增長(zhǎng)得過(guò)快，導(dǎo)致機(jī)組的利用小時(shí)數(shù)卻并不高，而機(jī)組的利用小時(shí)數(shù)影響著企業(yè)本錢(qián)，所以“十一五期間三者的效率值都是呈下降的趨勢(shì);從2021年起，平均效率是呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，這主要得益于“十二五國(guó)家的又一輪經(jīng)濟(jì)投資建設(shè)，帶動(dòng)了電力需求的增長(zhǎng)，因此帶動(dòng)發(fā)電企業(yè)的生產(chǎn)?？偟膩?lái)說(shuō)，勞動(dòng)力價(jià)格呈下降趨勢(shì)而資本價(jià)格改變不是很大，因此總的緣由主要是由于經(jīng)濟(jì)進(jìn)展對(duì)于行業(yè)的帶動(dòng)作用，當(dāng)然也可能存在模型中沒(méi)有考慮到的企業(yè)治理等因素?；谝陨辖Y(jié)果，由于發(fā)電部門(mén)還沒(méi)有完全的市場(chǎng)

17、化，政府在制定相應(yīng)政策時(shí)，不能盲目投資建設(shè)，要適時(shí)考慮電力供需平衡;在電廠的運(yùn)營(yíng)治理中，要綜合考慮發(fā)電任務(wù)和機(jī)組的利用率問(wèn)題。2.對(duì)于上市火電公司得效率分布的分析。從圖3可以看出，大多數(shù)火電公司的本錢(qián)效率值不是很高，主要集中在00.4區(qū)段內(nèi)，只有少量的公司的效率值能大于0.6，說(shuō)明行業(yè)總體的效率水平不夠高，仍需要通過(guò)提高治理運(yùn)營(yíng)水平來(lái)提高本錢(qián)效率。將企業(yè)分為ZY全部企業(yè)和地方全部企業(yè)后，觀看圖3可知，ZY全部的公司的效率分布更加分散，而地方全部的企業(yè)的效率分布相對(duì)集中，這主要是由于ZY企業(yè)相對(duì)規(guī)模加大，且受ZY管制，敏捷性較差，治理難度較大，且需要根據(jù)ZY的政策調(diào)控需要起到一些行業(yè)調(diào)控的作用;

18、而地方全部的企業(yè)雖然也受地方政府管制，但相對(duì)規(guī)模較小，企業(yè)的經(jīng)營(yíng)自主權(quán)較大，治理能力相對(duì)更好。3.通過(guò)對(duì)17個(gè)上市火電公司的本錢(qián)效率值進(jìn)行年度平均得到表4。表4將17個(gè)上市火電公司的本錢(qián)效率進(jìn)行排序，根據(jù)從高到低進(jìn)行排列，其中內(nèi)蒙華電的平均效率最高，約為0.55，接下來(lái)是建投能源、國(guó)投電力、廣州進(jìn)展、漳澤電力的效率值超過(guò)了0.3，效率排行5的企業(yè)3個(gè)地方企業(yè)、2個(gè)ZY企業(yè)。整體來(lái)看，ZY企業(yè)和地方企業(yè)在排行中分布較為平均，如華能?chē)?guó)際、吉電股份、大唐發(fā)電作為ZY企業(yè)也排在后幾位，而通寶能源、深圳能源作為地方企業(yè)也排在靠后的位置。因此，基于此結(jié)果，政府在制定政策時(shí)，不僅要考慮行業(yè)整體水平，還要考慮個(gè)體性的差異，適時(shí)地淘汰落后產(chǎn)能，進(jìn)而提高行業(yè)整體水平。結(jié)語(yǔ)本文以17家國(guó)有上市火電公司為代表，評(píng)估了我國(guó)發(fā)電行業(yè)中火電上市公司的本錢(qián)效率，并分析了全部制形式這一外部因素對(duì)上市火電公司本錢(qián)水平的影響。本討論接受結(jié)合了參數(shù)和非參數(shù)效率分析方法的StoNED模型計(jì)算上市火電公司的本錢(qián)效率，并且考慮了異質(zhì)性因素全部制形式對(duì)上市火電公司本錢(qián)水平的影響。討論發(fā)覺(jué)，在考慮可全部制形式這一外部因素的條件下，上市火電公司整體