市场化情境下的动力煤贸易空间均衡模型及仿真研究

The bipartite price system and key contract of power generation coal are cancelled in 2013, and it leads to the complete market-oriented reform in steam coal. Under this situation, the supply and demand of steam coal and its price evolving become frontier problems. In this research, we first analyse the spatial distribution of steam coal trade and its characters, then try to build two spatial equilibrium models (SEM) in buyer market and seller market respectively based on the view of supply-demand balance and market power. They aim to describe the equilibrium prices, quantities and transport routes with the market clearance condition. Using these non-linear SEMs, actual data, PATH arithmetic and GAMS software, we will optimize Chinese steam coal market in 2008 and 2010 respectively and the results will discover all the optimal values for above variables, and the difference between them and actual data will help to understand the steam coal industry after market-oriented reform. Next, we can construct a simulation platform based on SEMs and implement simulation about different policies and the results will benefit the decision on steam coal industry. After all, this research is very worthwhile because it will complete spatial equilibrium models and expand their application fields in theory, and it will also give the answers on direction and effect of market-oriented reform systemly and scientically in practice.

自2013年起，我国取消重点合同和电煤价格双轨制，动力煤市场化改革全面启动，新形势下的动力煤供需状况与价格走势成为崭新的命题。在分析我国动力煤贸易的空间分布与特征基础上，以供需平衡为视角，以市场势力为切入点，充分考虑各种现实约束，分别构建卖方市场和买方市场两种情形下的动力煤贸易空间均衡模型，用以给出市场出清条件下的动力煤均衡价格、均衡数量和运输通道。基于所建的混和非线性模型和现实数据，采用PATH算法和GAMS软件对2008年和2010年的动力煤市场进行优化，其结果将揭示完全竞争市场环境下的各最优变量值，分析其与现实值的差异有助于深刻认知改革后的动力煤市场形态。在此基础上，构建动力煤贸易仿真平台并进行仿真分析，相关结果对各级管理决策有积极的借鉴作用。本研究将在理论上完善空间均衡理论，拓展该理论的应用领域，在实践上科学系统地回答我国动力煤市场化改革的效果及方向，具有重要的研究价值。

中国的煤炭消费地与生产地存在着空间逆向分布，“西煤东送”、“北煤南运”构成了中国煤炭产业的基本形态，区域间贸易问题相随产生，并形成了一个十分复杂的贸易网络系统，主要聚集于各地各煤种间的贸易对象、贸易价格和贸易数量等。本研究针对这个问题，将中国煤炭种类划分为无烟煤、烟煤、次烟煤和褐煤等四类，将煤炭市场系统划分为供给、进出口、工业需求、电力需求、供暖需求、运输和空间均衡等七大子模块，并将影响煤炭市场的众多变量嵌入其中，如产能、生产效率、燃烧效率、CO2减排、电网容量、运输能力等，它们的影响通过不同子模块之间的关联传导到整个煤炭市场，通过敏感度或情境分析，得到不同影响因素和影响强度下的煤炭市场运营格局。以2011年为基准年份的研究发现：中国煤炭市场均衡价格和数量分别为809元和34.01亿吨，在现有产能约束下，当各地煤炭价格上涨50元时，全国煤炭供给增量为1.19亿吨；中国煤炭市场对各进口国的支出系数、自价格系数、交叉系数和价差系数等参数在大小和方向上有所差异，国内煤炭企业应据此设计不同的煤炭竞争策略；提高输电比重的确可以降低全社会用电成本，此时，长三角和珠三角的输煤量大幅下降，而京津冀地区的输煤量有所增加，电力输出区域进一步向山西、陕西和内蒙西部等“三西”地区、贵州等富煤省区收敛；现实情境下2025年的供暖耗煤预测将达5.15亿吨标煤，而采取节能措施后，这一数值将下降至2.24亿吨标煤，表明未来供暖需求持续增长这一“硬约束”下，通过节能降耗来降低煤炭使用量是完全可行和必要的；各地空间优化价格最终趋近于供给端的最高实际价格，各地之间的优化价格差异程度小于各地之间的实际价格，表明完全竞争中的煤炭价格将趋于一致，价格差异主要基于运输距离而产生；研究结果同时给出了各地不同种类的煤炭空间流向和流量。根据上述理论成果开发了中国煤炭市场系统软件，能够基于各种情境对不同种类的煤炭市场进行仿真分析，使其成为中国煤炭政策仿真实验室。