中国能源供应博弈研究

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1、中国能源供应博弈研究中国能源供丿应博弈研究L!录1•背景介绍12.模型说明与求解22.1模型要索介绍22.2模型求解23.结论解释44.总结与提示41•背景介绍作为世界上最人的发展小国家，屮国是一个能源生产和消费人国。能源生产量仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位；基木能源消费占世界总消费量的1/10,仅次于美国，居世界第二位。上个世纪90年代以来，屮国经济的持续高速发展带动了能源消费量的急剧上升。口1993年起，中国由能源净出口国变成净进口国，能源总消费已大于总供给，能源需求的对外依存度迅速増大。煤炭、电力、石油和天然气等能

2、源在中国都存在缺口，其屮，石油需求量的人增以及由其引起的结构性孑盾日益成为小国能源安全所血临的最人难题。我国的能源市场供应体系已经不能适应现在经济发展的需耍。公共地的悲剧是制度经济学家非常熟悉的案例，它反映了有限的资源注定因自由进用和不受限的要求而被过度剥削，从而使资源无法被高效利丿U。因此，本文借助该博弈模型，试图解释中国的能源短缺问题。2.模型说明与求解2.1模型要索介绍假设整个社会的能源可被个体随意获取，月•能源不町再生，即总量一定。模型中的参与人为对能源具有需求的企业集团，企业集团i屮的公司个数为G二gi表示n个企

3、业集团中所有企业的总数。v代表每个企业的平均收入。gi,i二In每个金业集团的战略空间是控制集团内部金业数tlO口标是确定集团内部最优的企业数，使该集团利润最人化，即目标函数为：imax(v(gi)gic)。社会资源是冇限的，故只能被冇限数量的金业所使用，因此设置上限数bl为；当G时，每个企业都处于良好状态，利润率高；但是当G时，能源短缺会使一些企业阻碍其它企业的发展，使总体效率大幅度降低。因此，可以设v=v(G)，该方程应满足条件：v(G)0,v(G)0o这里所要构建的模型是完全信息静态模型。这里每一个参与人的战略组合屮

4、的战略都是如果确定自己内部的公司数冃gi，以确保利润最大化。设c为每个单独的企业的利润，由于能源价格较低，故可以设定企业的投入值也为c,因此支付函数为(1)i(gl,g2gn)giv(G)gic(i1,2n)2.2模型求解对方程(1)进行一阶求导，得iv(G)v(G)C0gi(i1,2n)(2)方程(2)可以这样解释：若某企业集团增加一个公司，则该公司会获取利润v,但是会对所有的固有公司造成利润减少的负而影响。在前文说过(G)0,v(G)0,由此口J推出：2igi2v(G)V(G)giv(G)0(3)进一步得到：2•1v(

5、G)giv(G)0gigj(4)gi2gj•1gi22igigj0⑸由此可以发现，企业集团i屮最理想的企业数LI会随若具他集团屮企业数U的增加而减少，因此纳什均衡将是所有企业集团中金业数目变化曲线中的交叉点，改点可以写为g(g,ggg);企业总数为G**l*2*i*n*giln*i。根据纳什均衡理论，G*需满足条件：v(G*)v(G*)C(i1,2n),对所有金业集团的纳什均衡状态下的函数进行求和，得G*nv(G)Gv(G)nC或者v(G)v(G*)Cn****(6)设G为整个社会处于纳什均衡状态下，其中所冇金业集团的中企

6、业总数，考虑下面的函数：max(Gv(G)Gc)。G进行一阶求导得v(G**)G**v(G**)=c(7)显然，把⑹和(7)进行比较，得出v(G)G****G*v(G)=v(G)v(G*)n***(8)为了进一步研究，故假设G**>G*,下而将用反证法进行分析。则根据上述G*v(G*)但是，根据结论可以推出v(G)G*相反。n2.结论解释得到结论，G**〈G*。这表示当所冇企业

7、集团内部都达到纳什均衡时，金业数廿耍大于当整个社会达到纳什均衡时的企业数目。而在现实生活中，曲于每个金业集团都在不断调整战略，以获収最人利润，从而导致G*会远远人于G**,但反过來又造成个体企业利润的降低，使社会总体利润下降。因此，能源滥用在社会生产中是必然存在的，解决方法应该是采取扌昔施，使得G*尽可能的接近G**。3.总结与提示根据上文的分析可知，当前社会中存在的金业数tl是耍大于社会总生产最优状态下的数冃，也凶此得出每个企业集团中企业利润是要小于社会总生产最优状态下的利润。显然，如果任由各个企业集团制定自C的战略，放

8、任能源市场的自我运行，将会导致整个能源消费结构的严重不合理，造成供应失调和过度浪费。这将大大降低企业的生产季节性，同时不利于中国企业在国际间的竞争。当前，我国存在着众多的能源问题，煤炭问题便是其屮最为突出的问题之一：煤炭供应结构不合理。南方煤电厂由于缺少燃料，而电价不变，使得多数煤电厂处于负利润状态。同