不同電價(jià)決策模型對城市用電的影響研究：以哈爾濱市為例

李鵬雁，孫　碩

(哈爾濱工業(yè)大學(xué) 人文與社會科學(xué)學(xué)院，黑龍江　哈爾濱　150001)

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不同電價(jià)決策模型對城市用電的影響研究：以哈爾濱市為例

李鵬雁，孫碩

(哈爾濱工業(yè)大學(xué) 人文與社會科學(xué)學(xué)院，黑龍江哈爾濱150001)

近年來，隨著哈爾濱市人口的快速增長和輕、重工業(yè)的快速發(fā)展，電力資源的供需矛盾也隨之加深。為了有效調(diào)節(jié)與平衡電力資源的供給與需求，政策制定者都將重心放到了電價(jià)的制定上。所以，本文根據(jù)哈爾濱市的電力資源數(shù)據(jù)，分別用全成本定價(jià)模型、階梯式定價(jià)模型和需求彈性模型對哈爾濱市的居民生活用電和工業(yè)用電情況進(jìn)行分析，最后通過對比三種模型，進(jìn)而尋求哈爾濱市最為合理的定價(jià)方案。

1文獻(xiàn)綜述

電力作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要組成部分，從20世紀(jì)80年代開始，許多學(xué)者就開始研究如何利用電價(jià)調(diào)節(jié)電力資源的供需矛盾。文獻(xiàn)[1]指出了當(dāng)前我國電價(jià)存在的問題，主要是由于現(xiàn)階段我國對電力的生產(chǎn)和供應(yīng)具有一定的壟斷性，不利于形成市場價(jià)格競爭機(jī)制。在電能定價(jià)方面，峰谷分時(shí)電價(jià)模型和階梯式電價(jià)模型在實(shí)證中得到廣泛應(yīng)用。文獻(xiàn)[2]構(gòu)建了一種日前市場時(shí)段電價(jià)矢量自回歸(VAR)模型，并對時(shí)段電價(jià)之間的影響進(jìn)行了分析。文獻(xiàn)[3]認(rèn)為實(shí)行階梯式定價(jià)模型，有利于促進(jìn)節(jié)能減排，保障低收入居民利益和有效解決交叉補(bǔ)貼的問題。文獻(xiàn)[4]構(gòu)建了一種新的電價(jià)模型，將階梯電價(jià)與峰谷分時(shí)電價(jià)結(jié)合起來，提出梯度峰谷分時(shí)電價(jià)聯(lián)合優(yōu)化。文獻(xiàn)[5]基于系統(tǒng)動力學(xué)，得出中低收入層次的居民對電價(jià)的變動反映最為強(qiáng)烈，可支配收入增長對人均生活用電量的影響隨著居民收入水平的提升而增大。

國外學(xué)者對于電力資源的研究，尤其是在電價(jià)制定上，多傾向于根據(jù)不同情況采用不同的定價(jià)模型。例如，美國是將階梯電價(jià)與其他電價(jià)策略相結(jié)合；法國的電力交易主要以買賣雙方簽訂雙邊交易合同為主，充分尊重電力用戶的選擇權(quán)；英國采取的是將躉售電價(jià)和零售電價(jià)相結(jié)合的電價(jià)策略；而日本主要實(shí)施三階段的階梯電價(jià)為基礎(chǔ)，并輔以特別電價(jià)機(jī)制來實(shí)施。

2電價(jià)分析結(jié)構(gòu)構(gòu)建

2.1　城市居民用電電價(jià)模型構(gòu)建

(1)全成本定價(jià)模型

全成本計(jì)價(jià)模式將電價(jià)分為5個(gè)構(gòu)成部分，旨在計(jì)算電價(jià)的成本，主要包括成本、利潤和稅金。其中，成本又包括發(fā)電成本、輸送成本和交易成本。模型如下

P=Ppc+Ptc+Pdc+R+T

式中P——全成本電價(jià);

Ppc——發(fā)電成本;

Ptc——輸送成本;

Pdc——交易成本;

R——利潤;

T——稅收。

(2)階梯式電價(jià)模型

根據(jù)哈爾濱市的用電情況，本文所選用的是階梯式遞增電價(jià)模型。即把用電量分為若干個(gè)階梯分段或分檔，來計(jì)量電價(jià)。模型可用n階式計(jì)量電價(jià)體系來表示

F(an)=

式中an——實(shí)際用電量；

a1、a2、a3、…an——每一階的分段電量；

p1、p2、p3、…pn——相對于分階電量的各段用電單價(jià)。

(3)需求彈性模型

本文將用電量作為因變量，將用電電價(jià)和可支配收入作為自變量。借此來分析，自變量對因變量的影響程度。用電的需求彈性模型如下

式中Y——人均用電量；

k——常數(shù)；

X1——居民實(shí)際用電電價(jià)；

X2——人均可支配收入；

E1——價(jià)格需求彈性；

E2——收入需求彈性。

2.2　工業(yè)用電電價(jià)模型構(gòu)建

首先考慮工業(yè)用電需求量對用電價(jià)格的反應(yīng)程度，其價(jià)格彈性基本公式為

Q=gPE1

式中P——實(shí)際工業(yè)用電電價(jià)；

Q——工業(yè)用電電量；

g——常數(shù)；

E1——電力需求價(jià)格彈性。

在此基礎(chǔ)上，考慮用電需求的收入彈性，可得

Q=gPE1VE2

式中V——實(shí)際工業(yè)總產(chǎn)值；

E2——收入需求彈性。

上式為可用來計(jì)算電力價(jià)格彈性和收入彈性的需求彈性模型。

3哈爾濱市居民生活用電電價(jià)分析

在本研究中，采用1994-2014年的居民用電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以1994年為基期，對每年數(shù)據(jù)進(jìn)行平減，以保證數(shù)據(jù)之間的可比性。

3.1　全成本定價(jià)模型

通過調(diào)研哈爾濱市居民用電成本情況，得到哈爾濱市電價(jià)構(gòu)成因素，如表1所示。

表12015年哈爾濱市居民生活用電價(jià)格(元)

購電成本(含稅收)輸配電費(fèi)用(輸配電損耗、輸配電價(jià))政府性基金及附加費(fèi)用用戶最終負(fù)擔(dān)0.38640.04170.08190.51

從表1中可以得出，居民生活用電電價(jià)的構(gòu)成基本遵循全成本定價(jià)模型。但在計(jì)算電價(jià)時(shí)沒有包含利潤，說明電力資源仍是作為一種資源，尚且沒有商品屬性。

3.2　階梯式電價(jià)模型

本文采用三階電價(jià)模型為居民生活用電制定合理電價(jià)。主要是根據(jù)國家發(fā)改委公布的《階梯電價(jià)改革(征求意見稿)》為基準(zhǔn)，并且結(jié)合哈爾濱本地的具體特點(diǎn)來制定電量分檔和電價(jià)制定。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，第一檔電量，設(shè)置為低于每月170 kW·h(含170kW·h)，覆蓋了哈爾濱本地92.4%的居民用戶；第二檔電量設(shè)置為每月171~260 kW·h(含260 kW·h)，覆蓋了6.9%的居民用戶；第三檔電量設(shè)置為高于260 kW·h的部分，這檔電量居民用戶覆蓋率為0.7%。

(1)第一檔電價(jià)確定

居民用電量主要受收入的影響，且與收入近似保持正比的關(guān)系。第一級電價(jià)通過分析哈爾濱低保戶家庭的用電情況制定。

表2哈爾濱市低保戶家庭電費(fèi)支出占收入的比率

年份月人均最低保障收入/元月人均用電量/kW·h電費(fèi)支出占收入的比率/[%]201236039.315.57201341040.174.50201446040.824.53平均值41040.104.87

考慮到對城市低收入家庭的電費(fèi)開支不造成太大的沖擊，電費(fèi)支出占收入的比率做適當(dāng)調(diào)整，具體順序?yàn)?%、5.5%和6%。根據(jù)表2數(shù)據(jù)計(jì)算得出一檔電價(jià)的上調(diào)順序?yàn)?.51元/kW·h、0.56元/kW·h和0.61元/kW·h。

(2)第二檔電價(jià)確定

電費(fèi)開支是消費(fèi)支出的組成部分，與收入變化成正比例關(guān)系。第二檔階梯電價(jià)水平的制定，不僅要立足于供電成本，還要充分考慮各地區(qū)居民經(jīng)濟(jì)和心理承受能力等。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)和借鑒國外做法，居民用電的電費(fèi)支出應(yīng)不超過家庭可支配收入的6%。通過哈爾濱市用電數(shù)據(jù)得到，1994-2013年哈爾濱市居民平均月電費(fèi)支出占人均月消費(fèi)支出百分比介于1.88%~4.5%之間。

所以，根據(jù)國家發(fā)改委公布的《階梯電價(jià)改革(征求意見稿)》中對于階梯電價(jià)的建議，綜合其中的兩種方案，并且結(jié)合哈爾濱本地的用戶收入情況和心理承受能力等來制定第二檔電價(jià)，即第二檔電價(jià)相對于第一檔電價(jià)，加收0.05元/kW·h，計(jì)算得出第二檔電價(jià)上調(diào)順序?yàn)?.56元/kW·h、0.61元/kW·h和0.66元/kW·h。

(3)第三檔電價(jià)確定

這一部分電價(jià)主要是滿足居民用電特殊需要，一方面要保證收回全部供電成本，即彌補(bǔ)低收入家庭沒有負(fù)擔(dān)的用電成本；另一方面也可以征收附加費(fèi)用，例如城市建設(shè)附加費(fèi)用、能源再生費(fèi)用和環(huán)境治理費(fèi)用等。參考《階梯電價(jià)改革(征求意見稿)》中對于第三檔電價(jià)相對于第二檔電價(jià)的提價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，不低于0.2元/kW·h的規(guī)定，因此，第三檔電價(jià)為0.76元/kW·h、0.81元/kW·h和0.86元/kW·h。

綜上所述，哈爾濱市居民用電階梯式電價(jià)方案如表3所示。

表3哈爾濱市居民用電階梯式電價(jià)方案

月用電量/kW·h人-1備選單價(jià)/元·(kW·h)-1方案一方案二方案三0~1700.510.560.61171~2600.560.610.66260以上0.760.810.86

3.3　需求彈性模型

(1)模型建立

將第二部分的模型取對數(shù)得到

lnY=E1lnX1+E2lnX2+lnk

令y=lnY,x1=lnX1，x2=lnX2，c=lnk，則上式可以變?yōu)?/p>

y=E1x1+E2x2+c

式中y——對人均用電量對數(shù)化后的數(shù)據(jù);

x1——對居民實(shí)際用電電價(jià)對數(shù)化后的數(shù)據(jù);

x2——對人均可支配收入對數(shù)化后的數(shù)據(jù)。

(2)數(shù)據(jù)處理

本文選用哈爾濱市1994-2013年板數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，考慮物價(jià)水平的變化，以1994為基年，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，見圖1。

圖1　1994-2013年哈爾濱市居民用電趨勢

從圖1中可以看出，人均用電量和居民實(shí)際電價(jià)基本上呈緩慢增長的趨勢，人均可支配收入從1994年開始，呈逐年上升趨勢，尤其從2002年開始，增長速度較快。圖1表明，一方面，哈爾濱市經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，隨著居民可支配收入的上漲，居民用電量也隨之上升，但是幅度較??；另一方面，居民實(shí)際用電電價(jià)緩慢增長的同時(shí)，也在一定程度上抑制了居民用電量。

(3)計(jì)量結(jié)果分析

對構(gòu)建的回歸模型進(jìn)行分析，結(jié)果如下

統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示決定系數(shù)為0.977，說明方程的擬合程度非常高，且方程在5%的檢驗(yàn)水平上顯著，說明電價(jià)制定基本滿足需求彈性模型。電價(jià)和人均可支配收入都對居民生活用電需求量有明顯影響，收入彈性為0.530，即人均可支配收入增長1%，用電量增加0.530%；價(jià)格彈性為-0.028，即電價(jià)增加1%，用電量下降0.028%。對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理得到如下方程

Zy=-0.022Zx1+1.009Zx2

通過上述方程可知，調(diào)整電價(jià)對生活用電需求的抑制作用比收入增加的促進(jìn)作用要小，相同幅度下，后者是前者的45.863倍。說明用電量的增加主要原因是人均可支配收入的增長，調(diào)整電價(jià)對居民用電需求有一定的抑制作用，但并不是很明顯，對用電量減少的影響較小?？芍涫杖氲脑鲩L使居民的心理承受能力提高，所以即使提高電價(jià)，也基本上不會影響居民對用電量的需求增長。

4哈爾濱市工業(yè)用電電價(jià)分析

4.1　模型建立

對第二部分模型取對數(shù)得到

lnQ=E1lnP+E2lnV+lng

令y=lnQ，x1=lnP，x2=lnV，c=lng則上式可以變?yōu)?/p>

y=E1x1+E2x2+c

式中y——對工業(yè)用電量對數(shù)化后的數(shù)據(jù);

x1——對實(shí)際工業(yè)用電電價(jià)對數(shù)化后的數(shù)據(jù);

x2——對實(shí)際工業(yè)總產(chǎn)值對數(shù)化后的數(shù)據(jù)。

4.2　計(jì)量結(jié)果分析

4.2.1哈爾濱市輕工業(yè)用電情況分析

本研究選用哈爾濱市1997-2013年板數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，考慮物價(jià)水平的變化，以1997年為基年，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，見圖2所示。

圖2　1997-2013年哈爾濱市輕工業(yè)用電趨勢

從圖2中可以看出，哈爾濱市實(shí)際輕工業(yè)產(chǎn)值呈上升趨勢，尤其是從2004年開始，增長速度較快；而實(shí)際電價(jià)和哈爾濱市輕工業(yè)用電量呈緩慢增長趨勢，尤其是實(shí)際輕工業(yè)電價(jià)基本保持不變。圖2表明，實(shí)際電價(jià)的緩慢上升對輕工業(yè)用電需求量的影響有限。

對數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，回歸方程如下所示

統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示，電價(jià)對輕工業(yè)用電量起促進(jìn)作用，與實(shí)際情況不符，雖然方程的擬合效果很好，但是方程不具有實(shí)際意義。所以要對模型進(jìn)行改進(jìn)，本文對實(shí)際值與預(yù)測值進(jìn)行對比分析，結(jié)果如圖3所示。

圖3　1997-2013年實(shí)際值與預(yù)測值比較圖

通過對圖3分析得出，實(shí)際值與預(yù)測值之間在2005年左右存在較大差異，因此對方程進(jìn)行鄒檢驗(yàn)，尋找斷點(diǎn)，檢驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4鄒檢驗(yàn)結(jié)果表

鄒斷點(diǎn)檢驗(yàn):2005F統(tǒng)計(jì)量13.20684概率0.0006對數(shù)似然比25.94984概率0.0000

可以從表4中看出，斷點(diǎn)為2005年，因此對數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分，首先對1997-2004年數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，其次對2005-2013年數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

首先，對1997-2004年的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到如下方程

統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，電價(jià)對輕工業(yè)用電量起促進(jìn)作用，與實(shí)際情況不符，說明1997-2004年電價(jià)不是由需求決定。

其次，對2005-2013年的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到如下方程

統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，輕工業(yè)電價(jià)對輕工業(yè)用電量并沒有起到抑制作用，而實(shí)際輕工業(yè)總產(chǎn)值對用電量起到促進(jìn)作用。這也同時(shí)說明，2005-2013年電價(jià)不是由需求決定的。

綜上所述，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析表明，輕工業(yè)用電不符合需求彈性模型。這也說明，輕工業(yè)電價(jià)的小幅度提高，并不能對輕工業(yè)用電消耗產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。相反，隨著輕工業(yè)的快速發(fā)展，對用電量的需求也是逐漸增長。

4.2.2哈爾濱市重工業(yè)用電情況分析

本文選取了哈爾濱市自1997-2013年的重工業(yè)用電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，考慮物價(jià)水平的變化，以1997年為基年，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，見圖4所示。

圖4　1997-2013年哈爾濱市重工業(yè)用電趨勢

從圖4中可以看出，哈爾濱市重工業(yè)實(shí)際產(chǎn)值呈逐年上升趨勢，尤其是從2004年開始，發(fā)展速度較快；而哈爾濱市重工業(yè)用電實(shí)際電價(jià)，呈現(xiàn)緩慢增長趨勢；哈爾濱市重工業(yè)用電量從1997年至2003年呈緩慢增長趨勢，但是在2004年上升幅度較大，2005-2009年基本上保持平穩(wěn)趨勢。從2009年至2013年，哈爾濱市重工業(yè)用電量，基本上保持不變。圖4說明，一方面哈爾濱市經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，實(shí)際重工業(yè)產(chǎn)值增長速度較快，提高了工業(yè)用電需求量；另一方面重工業(yè)用電電價(jià)的提高，卻在一定程度上促使重工企業(yè)減少了工業(yè)用電量。

對數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，回歸分析如下

統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示，決定系數(shù)為0.937，說明方程擬合程度非常高，而且在5%的檢驗(yàn)水平上顯著，表示重工業(yè)電價(jià)制定基本滿足需求彈性模型。電價(jià)和實(shí)際重工業(yè)產(chǎn)值都對重工業(yè)用電量有顯著的影響，其中收入彈性為1.577，實(shí)際重工業(yè)總產(chǎn)值增長1%，用電量增加1.577%；價(jià)格彈性為-2.153，即電價(jià)增長1%，重工業(yè)用電量下降2.513%。然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到如下結(jié)果

Zy=-0.622Zx1+1.576Zx2

通過上述方程，我們可知調(diào)整電價(jià)對重工業(yè)用電需求的抑制作用相比于實(shí)際重工業(yè)產(chǎn)值的促進(jìn)作用要小，在同一增長幅度下，后者是前者的2.534倍。這也就說明，雖然重工業(yè)用電電價(jià)的提高能促使重工業(yè)用電需求量減少，但是隨著重工業(yè)的快速發(fā)展，會對重工業(yè)的用電量產(chǎn)生更高層次的需求量，在一定程度上抵消了由于電價(jià)上漲而帶來的抑制作用。

5結(jié)論

在上述研究基礎(chǔ)上，可得到如下結(jié)論：

首先，哈爾濱市電價(jià)制定基本符合全成本定價(jià)模型，但模型中沒有考慮利潤，說明電價(jià)仍作為一種資源，有一定商品價(jià)值，但在價(jià)格上沒有體現(xiàn)。

其次，通過建立了階梯式電價(jià)模型，制定了三個(gè)電價(jià)方案。將用電量劃分為170kW·h/戶，171-260 kW·h/戶，大于260 kW·h/戶。方案一的電價(jià)分別為：0.51元/kW·h、0.56元/kW·h和0.76元/kW·h；方案二的電價(jià)分別為：0.56元/kW·h、0.61元/kW·h和0.81元/kW·h；方案三的電價(jià)分別為：0.61元/kW·h、0.66元/kW·h和0.86元/kW·h。電價(jià)制定部門可以根據(jù)哈爾濱本地實(shí)際情況，選取最為適合的方案，而且方案之間可以相互融合。

最后，通過分析居民生活用電需求彈性模型得出，電價(jià)的增長對居民用電量的影響較小，用電量的增加主要是由于人均可支配收入的增加，居民可支配收入的增加使居民消費(fèi)水平提高，也增強(qiáng)了居民心理承受能力，所以在一定程度上提高了居民用電量。而對哈爾濱市輕、重工業(yè)用電的分析得出，電價(jià)對用電量的影響有限，應(yīng)該通過其他政策來配合電價(jià)的制定，進(jìn)而促進(jìn)企業(yè)節(jié)約用電。

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摘要：為了分析哈爾濱市居民用電和工業(yè)用電情況，分別用三種電價(jià)制定模型探析了哈爾濱市用電的影響因素。本文通過建立全成本定價(jià)模型、階梯式電價(jià)模型和需求彈性模型對哈爾濱市居民生活用電和工業(yè)用電電價(jià)進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明，哈爾濱居民用電量受到了電價(jià)和人均可支配收入的影響，但是可支配收入是影響居民用電的主要因素；而哈爾濱市工業(yè)用電需求量主要是受到實(shí)際工業(yè)總產(chǎn)值的影響。哈爾濱現(xiàn)行的階梯式電價(jià)方案，能有效促進(jìn)居民節(jié)約用電；而隨著哈爾濱市實(shí)際工業(yè)產(chǎn)值的快速增加，小幅度地提高工業(yè)用電電價(jià)并不能有效降低工業(yè)用電的需求量。

關(guān)鍵詞：電價(jià)；生活用電；工業(yè)用電；全成本定價(jià)模型；階梯式定價(jià)模型；需求彈性模型

The Influence of Different Decision-making Models of Electricity Price on Urban Electricity Resource: an Empirical Study based on HarbinLI Peng-yan，SUN Shuo

(Department of Humanities and Social Science,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China)

Abstract：In order to analyze residents electricity utilization and industrial situation in Harbin, and the influence factors of the electricity in Harbin are analyzed respectively in three electricity pricing model.Through establishing full-cost pricing model, electricity rate structure model and elasticity of demand model, we analyze household electricity-consumption price and industrial electricity price of Harbin. The result shows that residents of Harbin power consumption are influenced by electricity price and the per capital disposable income, but the disposable income is the main factor affecting the residential electricity; while the Harbin industrial power demand is mainly affected by the actual gross value of industrial output. The current electricity rate structure model can promote the conservation of electricity.With the rapid increase of the actual industrial production in Harbin, a small increase in industrial electricity price and can’t effectively reduce the demand for industrial.

Key words：electric price; household electricity-consumption; industrial electricity-cost; full-cost pricing model; electricity rate structure model; elasticity of demand model

作者簡介：李鵬雁(1962~)，女，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橥顿Y經(jīng)濟(jì)理論、區(qū)域經(jīng)濟(jì)理論和房地產(chǎn)金融理論等。

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51421063)

收稿日期2015-07-01修訂稿日期2015-08-02

中圖分類號：F062.4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1002-6339 (2015) 06-0503-06