中国存在自然垄断行业吗？——来自电力供应等6个行业的经验证据

贺大兴

中国存在自然垄断行业吗？
——来自电力供应等6个行业的经验证据

贺大兴

利用2005～2007年规模以上企业的生产数据，借助方程组估计和似不相关模型，从生产函数规模报酬递增的角度考察电力供应、水力发电等6个行业的自然垄断属性，发现基本没有规模报酬递增，个别具有规模报酬递增行业的估计结果也不稳健。这意味着，传统认为是自然垄断的行业其实并不具有自然垄断属性。

自然垄断 规模报酬递增 方程组 似不相关模型

一、引言

21世纪初，围绕电信分拆的大讨论，引发了社会和学术界对自然垄断的关注。有观点认为，电信行业固定投入高、运营成本低，具有典型的自然垄断属性；只有统一经营，才能最大利用产能，获得规模经济收益。但也有观点认为，任何意义上的垄断都会产生高昂的生产成本和严重的社会福利损失，电信行业必须引入竞争。电信行业最终一分为三，但争论并未结束。2014年，工信部计划构建国家基站公司，拟将三大运营商的基站进行统一建设和管理。消息一出，社会哗然。支持者认为，此举可以节约基站建设成本、减少重复建设。反对者质疑，难道基站与电信行业的其他设施或服务有本质区别吗？如果没有的话，是否意味着三大运营商其他业务也可统一管理，重回垄断局面？事实上，在其他“自然垄断行业”，类似的现象和争论也屡见不鲜。

政府政策前后不一、社会意见难以凝聚，使得定量判定行业自然垄断属性的问题显得尤为重要。理论上，如果一个行业真的具有自然垄断属性，那么，将行业产出集中到唯一的企业进行生产、形成完全垄断，便是行业发展的必然趋势。政府的行政干预，可以加速行业集中、避免浪费。但在以往的争论中，缺乏的正是对行业自然垄断属性的科学研究。支持者想当然地认为部分行业，如电信行业，具有“初始投入高、运营成本低”的特点，并将这个特点作为该行业具有自然垄断属性的证据，在没有认真分析行业的生产情况和成本函数的情况下，便匆匆出台行业集中的政策建议。而反对者由于缺乏数据，只能从思辨的角度进行论证，很难彻底说服决策者放弃诸如将“初始投入高、运营成本低”作为判定行业自然垄断属性的初始印象，进而导致政策时有反复。简言之，只有根据自然垄断定义严格判定行业的属性，才能构建政策和辩论的坚实基础。

本文主要利用中国2005～2007年规模以上企业产出、资本和劳动的数据，从生产函数是否规模报酬递增的角度检验水力发电、电力供应等6个行业自然垄断属性，以期对“自然垄断”行业政策调整和健康发展提供依据。

二、文献综述

国外学术界对自然垄断的研究起步较早，但对其定义及相关概念的讨论仍在不断深化，取得了一些公认的理论成果，但关于自然垄断测量方面的经验研究，数量相对不多。

常用的判定行业自然垄断性质的方法是伊万和赫克曼（Evans＆Heckman，1984）的成本次可加判定法［1］，即如果有比较详细的企业成本数据，便可计算给定产量由单个企业生产或两个企业生产的成本之差，进而判定行业是否具有自然垄断属性。利用1958～1977年的数据，他们发现贝尔系统（Bell System）公司并不具有成本次可加性。后续的大多数研究，如撒万尼和特尤塔（Salvanes＆Tjotta，1998），也采用了类似的方法［2］。

拉丰（Laffont，2002）等学者推广了传统的成本函数判定法。成本函数法隐含的假设是成本函数形式不变，成本只与企业的产量有关。他们认为，这个假设过于苛刻，成本函数并非固定不变。新企业进入市场必然会和原有企业生产成本产生交互影响，政府的规制也会改变企业的努力程度和生产水平，因此，计算企业生产成本必须考虑政策、产量、技术水平、企业努力程度、企业数量和市场规模的影响。他们建议采用工程过程法（Engineering Process Approach）估算企业的生产成本。以电信市场为例，工程过程法不仅能计算出给定设备配置下交换机最优数量和位置，还能整合需求、价格、人口密度等方面的信息，最终模拟计算出不同市场结构、技术水平和竞争对手下企业的成本信息。利用这些信息，研究者不仅可以利用传统的边际成本法、成本次可加方法判断市场性质，还可计算出不同市场结构下社会的福利损失，帮助政府实施最优的规制政策［3］。

国内的研究主要集中在价格规制和行业改制方面，但也有少数学者从行业效率和性质判定等角度进行经验研究，结论不尽相同。有的学者发现社会一般认定的自然垄断行业实际上并不具有自然垄断属性。如薛沂（2005）利用1984～2001年铁路运输部门运输收入、工资总额和固定资产原值等加总数据，对铁路运输部门生产函数进行了估算，发现该部门不存在规模报酬递增，并不具备自然垄断的特性［4］。于良春和于华阳（2004）利用拉丰等学者提出的模型，利用电信行业初装费、资费和用户数量等数据，估算了电信行业垄断造成的社会福利损失，认为垄断造成的社会福利损失大于重建网络的成本，因此有必要引入竞争。这个结论实际上意味着电信行业也不具备自然垄断属性，因为自然垄断的属性是规模收益递增和成本节约［5］。但也有学者得出相反的研究结论。如侯风云和周广肃（2009）对济南市自来水行业1990～2007年产出和要素数据的研究，发现该行业存在规模报酬递增的现象［6］。这些研究主要基于宏观加总数据，样本很少，结果容易受到干扰，需要进一步深化和拓展。

三、模型设置

一个行业处于自然垄断状态指的是，单个企业生产的成本，小于两个或多个企业生产同等产量产品的成本。假设企业的产量为q，成本为c（q）。自然垄断的原因是规模经济，即企业的平均成本递减（∂（c／q）／∂q＜0），或者边际成本小于平均成本（∂c／∂q＜c／q）［7］。充要条件是成本的次可加性。假设市场上有N个企业，产量分别为qn，次可加性意味着c（∑qn）＜∑（qn）［8］。自然垄断的定义或充要条件都可用于判定行业的属性，但前者需要行业成本函数的性质，后者需要知道企业产量数据。由于中国数据库大多缺乏二者详实的数据，因此均不可行。

本文认为，除了成本函数外，从生产函数出发也是可行的。假设生产函数为Yjit＝F(Kjit，Ljit)，其中i为企业下标，j为行业下标。在标准的教科书中，如耶勒和雷尼（Jehle＆Reny，2011）［8］，一般将生产函数分为规模报酬不变（如科布道格拉斯函数、常替代弹性函数）、规模报酬递增和规模报酬递减。如果生产函数规模报酬递增，即Q那么，在利息和工资外生给定的情况下，企业成本必然满足次可加性。这样，判定生产函数是否满足规模报酬递增的特性，便成为判定行业是否具有自然垄断属性的一个充分条件。

根据对生产函数经验研究的一般做法，如格林（Greene，2012）［9］，将生产函数转化为lnY jit＝lnF（explnKjit，explnLjit）后再进行泰勒展开，可得

其中β1j＝∂lnYjit／∂lnKjit，为资本产出回报率的一阶项，其他各项系数含义与其类似。为节省篇幅，本文直接将冲击项ε1，jit加入到生产函数的展开式中。冲击项可理解为生产函数泰勒展开的余项，也可直接理解为企业受到的技术冲击。本文认为不同行业资本产出回报率可能不同，故在β1j中加下标j以示区别。另外，由企业利润最大化，劳动份额可写为

其中，ε2，jit为冲击项。式（2）隐含生产函数的信息，本文将其和（1）式一起估计。

本文采用似不相关回归模型（SUR）对式（3）进行估计。假设Εεj＝0，Eεjisεjkt＝σik（如果s＝t）。冲击项第二个假设是似不相关模型的经典假设，其含义是：同一年度内，不同企业之间存在交互影响，但不同年度之间没有任何影响。令与单位矩阵的克罗内克乘积，（3）式系数的估计结果为

在∑j未知的情况下，本文用可行广义线性模型（FGLS）估计（4）式，即首先用OLS回归的残差构建∑j的一致估计，然后将其带入（4）式估计系数βj。估计方法的具体细节，可参见格林（Greene，2012）［9］。

四、数据处理

（一）数据来源

中国工业企业数据库涵盖了中国规模以上企业的部分财务数据，是学术界研究中国工业问题的常用数据库之一。在排除缺失值后，最终选取2005～2007年的数据。数据变量选取为工业总产值（Yijt）、固定资产合计（Kijt）、工人数量（Lijt）、工资和福利总和（wjtLjt），对其进行对数等处理后，本文获得lny、lnY、lnL、ln2K、ln2L、lnKlnL和s等新变量，对应于式（2）和（3）中产出对数、资本对数、劳动对数、资本劳动对数的平方项及交叉项和工资份额。

（二）行业选择

《中国工业企业数据库》涵盖所有工业行业部门，对其逐一考察并不现实。本文重点考察在社会上或政策层面一般认为可能存在自然垄断的行业。包括：天然原油和天然气开采（行业代码：0710）、水力发电（4412）、核力发电（4413）、电力供应（4420）、自来水的生产和供应（4610）、污水处理及其再生利用（4620）。备选行业，如铁路旅客运输（5110）、铁路货物运输（5120）、公共电气车客运（5310）、国家邮政（5910）、固定电信业务（6011）、移动电信业务（6012）、互联网信息服务（6020）、有线广播电视传输服务（6031）、无线广播电视传输服务（6032）、商业银行（6820），缺乏有效数据，未能研究。对自然垄断的一个直观的看法是，如果初始投入高（如电力供应行业铺设高压线）、运营成本低（如电力供应行业传输电能），则边际成本必然小于平均成本，行业适合自然垄断。上述6个行业基本满足这个特点（基于篇幅原因，本文略去数据的基本特征描述部分）。

表1 主要回归结果

五、回归结果

（一）分行业估计

本文分别用固定效应模型和似不相关回归模型对式（1）和式（3）进行估计（表1）。固定效应模型单独处理式（1），可避免行业工资数据质量不一对结果的干扰，似不相关模型则可整合生产信息和工资信息。回归结果显示：（1）资本对产出的影响低于预期。石油和天然气开采、水力发电、核力发电和污水处理行业在回归中各有一次lnK系数显著为正，其他8次回归中要么显著为负、要么不显著；（2）劳动对产出的影响相对较大。lnL系数在7次回归中显著为正。一般印象中，上述行业初始固定投资庞大、后续运行简单，势必导致边际成本小于平均成本，构成自然垄断。但回归结果显示，资本影响不明显，劳动影响不可忽略，一定程度上打破了这种直观印象；（3）回归结果并不稳健。lnK系数在两个回归模型中甚至截然相反，这可能是固定效应模型忽略了工资方程提供的信息所致，也可能是工资数据质量参差不齐所致。

根据本文式（1）对生产函数的处理，判断生产函数是否报酬递增，取决于资本和劳动产出回报率之和是否大于1。零假设如下。

表1报告了检验结果。石油和天然气开采行业、核力发电和污水处理行业在固定效应回归模型中拒绝了部分假设，其他回归模型中均不能拒绝原假设。这个结果和回归系数反映的信息大致一致。

（二）联合估计

在上一小节，本文用固定效应模型和似不相关模型分开估计6个行业的生产函数。前者考虑了个体的异质性效应，后者涵盖了工资方程的信息和方程冲击项之间的交互影响。两者的共同不足之处是，都忽略了行业之间的交互影响。鉴于此，本文在式（3）的基础上，将不同行业的方程组整合为规模更大的方程组，以利用企业和行业信息，得到更为有效的估计结果。

表2 行业联合估计的结果

回归方程设置如下，

其中，zj和θj的含义与式（3）一样，关于εj的假设也和式（3）完全相同。

本文仍然采用两种方法估计。第一种基本思路是，控制企业一致性和时间冲击，同时估计所有行业各要素的系数。注意到，yj是同一企业生产函数数据和工资数据的垂直合并，因此，yj中企业身份变量在同一年度必然出现两次。这意味着，式（6）不是一个传统的三层嵌套面板数据模型（Three Level Nested Model），不能直接按照面板数据的传统方法（如Two Way FE；Two Way RE）估计模型。本文采用通过添加时间虚拟变量和企业虚拟变量的方式加以估计。为了更好的估计模型，本文仅保留了三期都在样本内的企业，同时，排除了核力发电行业，因为其仅有9个观测值。第二种仍然是似不相关回归模型方法。类似与式（3），本文将生产函数和工资方程数据分开整理，然后进行估计。

表2估计了联合估计的回归结果。和分开估计结果类似，lnK的系数依然普遍为负，lnL的系数部分为正。除了电力供应行业外，其他行业的回归结果均不能拒绝行业规模报酬递减的零假设。这在一定程度上意味着，所选行业可能确实不具备自然垄断的属性。

六、结论

本文利用2005～2007年规模以上企业生产数据，借助方程组和似不相关模型，从生产函数规模报酬递增的角度检验了电力供应、水力发电等6个行业自然垄断属性问题。分行业和联合估计的结果显示，6个行业基本上不具有规模报酬递增的属性。这意味着，传统上的“自然垄断”行业其实并不具有自然垄断属性。

本文政策建议如下：

加强“自然垄断”行业属性定量研究，为决策和讨论提供科学基础。所谓的“自然垄断”行业基本上是关系国计民生的基础性行业，如电力行业。它们是否具有效率，应该采用哪种市场结构，对社会福利的影响要远远大于其他行业。因此，政府决策应该更具科学性，这就需要研究者从生产、成本、效率等多个方面进行理论和经验研究，否则争论不止、发展茫然无绪。

积极借鉴国内外先进经验，鼓励竞争和创新，引导“自然垄断”行业健康发展。从国外研究的成果和本文的结论也可看出，行业是否具有“自然垄断属性”，并不一目了然，也不一定符合简单的经验判断。这一方面要求加强基础的科学研究，另一方面也要求政府决策保留足够的灵活性。即使认为特定行业具有“自然垄断”属性，也应该鼓励不同资本、不同地区展开竞争。政策上不能一刀切，更不能利用行政手段加速行业集中。否则，便会以“自然垄断”之名行“行政垄断”之实，损坏经济效率和社会福利。

［1］Evans D S，Heckman J J．A Test for Subadditivity of the Cost Function with an Application to the Bell System［J］．American Economic Review，1984，74（4）：615－623．

［2］Salvanes K G，Tjotta S．A Test for Natural Monopoly with an Application to Norwegian Electricity Distribution［J］．Review of Industrial Organization，1998（13）：669－685．

［3］Gasmi F，Laffont J J，Sharkey W W．The Natural Monopoly Test Reconsidered［J］．International Journal of Industrial Organization，2002（20）：435－459．

［4］薛沂．自然垄断，规模经济与规制改革［J］．经济研究，2005（1）：15－17．

［5］于良春，于华阳．自然垄断行业垄断的“自然性”探析［J］．中国工业经济，2004（11）：32－39．

［6］侯风云，周广肃．自然垄断产业效率实证研究［J］．山东经济，2009（6）：134－142．

［7］Mankiw G．Principles of Economics［M］．USA：South-western，Division of Thomson Learning，2008：18－319．

［8］Jehle G A，Reny P J．Advanced Microeconomic Theory［M］．London：Prentice Hall，2011：125－154．

［9］Greene W H．Econometric Analysis［M］．Boston：Prentice Hall，2012：257－343．

Are There Natural Monopoly Industries in China？——Evidence from Six Industries

HE Da-xing
（School of Marxism，Peking University，Beijing，100871）

This paper investigates the natural monopoly property of six industries，using the firm production data from 2005 to 2007．By using the system equations，which seems regression model uncorrelated，the results show that these industries mostly have not the returns of economic scale，which means the traditionally assumed industries are not exactly having the natural monopoly property．

Natural Monopoly；Returns of Economic Scale；System of Equations；SUR

F424

A

1000－7636（2014）08－0054－06

责任编辑：蒋 琰

2014－06－12

北京高校青年英才计划项目（YETP0047）

北京大学马克思主义学院讲师，北京，100871。