基于环境成本的煤层气价格与煤炭价格联动机制研究∗

王一冲

(太原理工大学经济管理学院,山西省太原市,030600)

基于环境成本的煤层气价格与煤炭价格联动机制研究∗

王一冲

(太原理工大学经济管理学院,山西省太原市,030600)

根据边际效用价格理论,以能源热值为媒介,通过建立价格联动模型进行实证分析,研究煤层气与煤炭的价格联动关系。模型创新点在于考虑环境因素,将环境成本记入能源价值。研究表明：煤层气和煤炭存在价格联动关系,在模型假设条件下,煤炭价格每公斤上涨1元,煤层气价格每立方米上涨1.74元;在相同热值下,煤层气的价格高于煤炭价格,在能源市场上不具备竞争优势。根据以上研究结果提出了改进建议,对于煤层气产业改变现有成本导向型价格机制,形成市场导向型价格机制,促进煤层气产业发展,提高煤层气资源配置效率有积极影响。

煤层气 环境成本 价格联动

1 引言

煤层气是与煤炭伴生的清洁能源,我国作为煤炭储量最为丰富的国家之一,煤层气的储量也相当可观,我国是继美国之后,第二批将煤层气进行商业化开发的国家,随着我国高阶煤层的煤层气开采技术逐渐成熟,以沁水盆地蓝焰集团为代表的煤层气企业逐步发展壮大。在目前环境污染形式非常严峻的情况下,煤层气在能源市场应该具有较好的发展前景,但是煤层气产业在近几年发展速度明显放缓,其中重要的原因之一是目前的煤层气定价方式存在缺陷。

煤层气的价格长期由政府部门主导,其定价方式主要以成本加成法为主,但这种方法并不能很好的反映煤层气在市场上的供求状况,而且较为固定的价格不利于提高煤层气企业的积极性,从而影响煤层气开发投入,导致煤层气产业发展缓慢,经营方式粗放,利用效率低下。

针对我国煤层气价格机制存在的问题,存在两种解决方法,一种倾向于学习国外先进经验,放宽政府对于煤层气价格的管制,交由市场进行定价,赵国泉、刘馨等通过研究美国、澳大利亚、英国和德国的煤层气经济政策,提出在价格制定方面应当由市场决定,以净回制法作为主要手段,通过市场实现煤层气的资源优化配置。张用德、唐书恒等通过对比国内外煤层气开发、政策等的不同,提出在政策扶持的同时,减少政府对于煤层气价格的干预,通过市场的自主调节,激发煤层气企业的活力。另一种主张在现有定价方式的基础上进行修补。白玫提出由物价部门制定价格浮动范围,由供求双方进行协商,确定最终成交价格。张宝胜、彭贤强通过系统动态预测进行煤层气政策模拟,认为促进煤层气产业发展应当加强政府产业扶持,实行阶梯价格补贴,随着煤层气产业的发展逐步较少补贴额度。

综合上述观点,对现有定价方式的修补不能从根本上解决煤层气产业面临的困境,尤其是价格机制形成上的问题,只有通过市场化改革,让煤层气产业通过市场化竞争提高自身的竞争力才是煤层气产业突破困境的最好方法。本文基于此观点,将市场化程度较高的煤炭作为比较对象,建立煤炭和煤层气价格联动模型,在对煤炭和煤层气价格联动可行性分析的基础上,以热值价格为计量单位上,加入环境成本的考量,力求更加准确地反映煤炭和煤层气的联动关系。

2 煤层气和煤炭价格联动可行性分析

煤炭是我国最主要的能源来源,其主要使用方式是通过燃烧产生热量,因此热值是评价煤炭好坏,和价格高低的重要指标,我国煤炭市场经过长期发展,市场对煤炭价格的形成起到了决定性作用,煤炭价格已经可以较为准确地反映热值的价格水平。

煤层气是新型一次能源,热值很高,尤其是地面抽采煤层气甲烷含量高到95%以上,煤层气作为能源可以主要用于发电,居民使用和汽车燃料。其主要的使用方式也是通过燃烧产生热量,但是目前我国煤层气的价格形成主要是以政府定价为主,煤层气价格不能如实反映其在市场上的供求状况。

综上所述,煤层气与煤炭都可以通过燃烧产生热值来使用,因此煤层气代替部分煤炭是可行的,二者以热值作为媒介,实现价格联动在理论上是有可能实现的。

3 联动模型构建

3.1 模型假设

(1)以热值为能源定价基础,假设能源热值价格由能源出售价格和环境成本构成。

(2)假设煤层气只与Q5500动力煤存在价格联动关系,即煤层气价格不受其他相关产品价格变动的影响。

(3)燃烧过程中热能损耗忽略不计。(4)假定燃烧使用的设备价格相同。

3.2 模型建立

3.2.1 环境成本模型

环境成本通常应用于企业会计核算,一般只核算可计量的支出。本文将此观念引入能源热值价格衡量,将能源热值价格定义为能源交易价格和环境成本之和,这样更能如实的反映能源热值的实际价格。本文中环境成本可以描述为能源使用(通常为燃烧)后产生的大气污染物排放所需的费用。环境成本的计算公式为：

式中：λ1——地区调整系数;

λ2——环境功能调整系数;

k——能源燃烧污染物排放的种类;

Gi——第i种污染物的排放量;

Ni——第i种污染物的当量值。

依据2003年我国发布的《排污收费标准(试行)及计算办法》,我国的废气排放收费以污染当量计算收取,每一污染当量收费标准为0.6元。由于地区发展不平衡需要通过地区收费调整系数来调节,不发达地区为0.8,一般地区为1,发达地区为1.2。同时还应当考虑排污对环境的影响,通过环境功能区收费调整系数来调节,划分为一类1.1,二类1.0,三类0.9。

本文主要考量煤炭和煤层气的能源环境成本,通常煤炭燃烧的主要污染物有SO2、NOx、CO和粉尘,煤层气燃烧的污染物主要是二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳。

根据国家环保总局《关于排污费征收核定有关工作的通知》(环发〔2003〕64号)中有关排放污染物核算的规定,燃料燃烧排放大气污染物核算方法如下：

(1)烟尘排放量：

式中：Gsd——烟尘排放量,kg;

B——耗煤量,t;

A——煤中灰分,%;

dfh——灰分中烟尘,%;

Cfh——烟尘中可燃物,%。

(2)二氧化硫排放量：

式中：GSO2——二氧化硫排放量,kg;

B——耗煤量,t;

S——燃煤全硫分含量,%。

(3)一氧化碳排放量：

式中：GCO——一氧化碳排放量,kg;

B——耗煤量,t;

C——燃煤中碳含量,%;

Q——燃煤燃烧不完全值,%。

(4)氮氧化物排放：

式中：GNOx——氮氧化物的排放量,kg;

B——耗煤量,t;

β——燃煤中氮的转化率,%。

(5)二氧化硫排放：

式中：GSO2——二氧化硫排放量,kg;

V——燃气耗量,m3;

CH2S——燃气中H2S体积含量,%。

(6)一氧化碳排放量：

式中：GCO——一氧化碳排放量,kg;

V——燃气耗量,m3;

Q——燃气燃烧不完全值,%;

VCO——燃气中一氧化碳体积含量,%;

VCH4——燃气中CH4体积含量,%;

VcmHn——燃气中其他烷烃类体积含量,%。

(7)氮氧化物的排放量：

式中：GNOx——氮氧化物排放量,kg;

V——耗气量,m3;

ε——燃气中氮含量,%;

q——燃气中氮的转化率,%。

3.2.2 煤层气与煤炭价格联动模型

以相关能源的热值为计算基础,在考虑环境成本条件下计算能源热值价格,根据如下公式计算煤层气在与煤炭价格联动条件下的基准价格：

式中：PCBM——煤层气价格,元/m3;

CCBM——煤层气使用产生的环境成本,元/ m3;

QCBM——单位煤层气的热值,MJ/m3;

QC——单位煤炭的热值,MJ/kg;

PC——煤炭价格,元/kg;

CC——煤炭使用产生的环境成本,元/kg;

θ——煤炭与煤层气的价格联动系数。

3.3 模型分析

模型中能源热值的价格为能源交易价格与环境成本之和,并给出了环境成本的具体核算模型,用能源热值将煤层气和煤炭联系起来,利用煤炭价格形成上的优势,核算出煤层气在考虑环境成本的条件下,其在市场上的理想价格,即这个价格通过热值价格作为媒介,充分反映了煤层气在市场上的供求状况,θ作为煤炭和煤层气价格联动系数,主要反映煤层气现行价格和理想价格差距,当θ＞1时,表示煤层气价格高于煤炭的价格,此时煤层气需要降低价格,以保证市场份额;当0＜θ＜1时,表示煤层气价格低于煤炭价格,此时应当提高煤层气价格以获取更大利润;当θ＝1时,表示煤层气价格与煤炭价格即理想价格是一致的,不需要进行价格变动。

4 实证分析

4.1 相关数据的选取

本文选取Q5500动力煤为样本,主要考虑该动力煤在商业使用中主要用于发热发电,与煤层气的使用方式相近。煤层气样本选取考虑到为了减少运输成本对煤层气价格的影响,所以选取晋城地区的煤层气作为研究依据,价格与热值数据如表1,成分含量对比如表2。

表1 煤层气和煤炭的价格热值对比

表2 煤层气和煤炭污染物成分对比

4.2 模型计算和分析

4.2.1 环境成本计算

依据上述污染物排放量计算式,Q5500动力煤和晋城地区煤层气的污染物排放量如表3。

表3 煤层气和Q5500动力煤污染物排放对比kg

本文主要以山西地区数据做实证研究,因此λ1、λ2均取1。Ni是表示第i种污染物的当量值,根据《排污收费标准(试行)及计算办法》主要污染物当量值如表4。

表4 污染物当量值

根据环境成本计算式(1), 经计算,所选煤炭与煤层气的环境成本为：

4.2.2 价格联动模型的计算和分析

根据已有资料,1 m3煤层气的热值大约为40 MJ。依据晋城燃气价格14.6 MJ/kg热值的商用煤层气为0.65元/m3,由此换算1 m3煤层气价格为1.775元。

煤炭价格近几年迅速下降,目前Q5500动力煤的价格为265元/t,1 kg动力煤市场价格为0.265元,由此模型计算如下：

(1)结果1。

假定θ＝1,煤层气价格不变,煤炭价格变动：

当动力煤价格为0.98897元/kg,即988.97元/t时,当前煤层气定价是合理的,即使用煤层气和使用动力煤的成本是一样的。

或,假定θ＝1,煤炭价格不变,煤层气价格变动：

按照当前煤炭价格,即动力煤售价为265元/t时,煤层气价格应当调整到0.5153元/m3时,才能与煤炭在热值价格上持平。

(2)结果2。

结果2表示在煤层气和煤炭价格按照各自现行价格形成机制计算,煤层气和煤炭的价格转化率为1.9668,即煤层气价格高于煤炭价格,反映了在目前的煤层气定价机制下,煤层气价格高于市场可接受价格,企业会选择煤炭作为主要能源消费品。

(3)结果3。

假定煤层气价格和煤炭价格都随市场变化而变化,如果θ＝1：

根据上式可知,1.74为煤炭价格乘数,指在以煤炭价格为基准的条件下,煤炭价格变动对煤层气价格变动影响的比率。举例来说,如果1kg煤炭价格上涨0.1元,那么1m3煤层气价格就上涨0.1×1.74＝0.174元。

5 结论与不足

通过实证检验,在满足假设条件的情况下,得到如下结论：煤层气与煤炭存在价格联动关系;在相同热值的情况下,煤层气价格高于煤炭价格,在市场竞争中没有价格优势;1 m3煤层气价格上涨幅度大于1 kg煤炭价格上涨幅度。

目前以热值为媒介的煤层气与煤炭价格联动机制研究的文献较少,而且大多没有涉及环保角度,本文将环境成本加入价格联动模型,通过模型和实证检验分析了煤炭和煤层气的价格联动关系和变动幅度。对于煤层气价格形成机制向市场化转变给出了重要的理论依据,对能源价格联动关系研究做出了积极探索。

不足之处在于：本文在煤层气与煤炭的价格联动研究以Q5500动力为研究对象,但是煤炭种类的多样性、划分方式的多元性和时空地域不同引起价格变动都会对煤层气价格产生影响;本文将煤层气和煤炭热值价格以现行价格加上环境成本来计算,但是,能源热值价值的精确衡量不仅仅只有这两部分;在模型假设中的条件在现实中不完全满足,以上问题还需要进一步研究完善。

[1] 赵国泉,刘馨等.国外煤层气(煤矿瓦斯)经济政策研究及对我国的启示[J].中国煤炭,2011(1)

[2] 秦勇,袁亮,胡千庭等.我国煤层气勘探与开发技术现状及发展方向[J].煤炭科学技术,2012 (10)

[3] 马莉花.关于天然气管道管理的分析J].城市建设理论研究,2013(19)

[4] 周建双,王建良.国外天然气定价与监管模式比较[J].中国物价,2010(11)

[5] 刘晔.山西煤层气一体化发展模式探析[J].煤炭加工与综合利用,2015(1)

[6] 张永红,牛彤,牛冲槐.煤层气价格形式机制研究[J].价格理论与实践,2014(2)

[7] 宋晓丹,孔令峰等.我国煤层气产业发展政策现状分析与发展建议[J].天然气工业,2013(2)

[8] 张用德,唐书恒等.国外煤层气开发对我国的启示[J].中国矿业,2013(22)

[9] 曹艳,王秀之.煤层气地面开发项目经济评价[J].天然气工业,2011(11)

[10] 胡奥林.国外天然气价格与定价机制[J].国际石油经济,2002(4)

[11] 焦海滨,牟全斌.煤矿区煤层气抽采经济评价方法[J].煤炭技术,2015(4)

[12] 赵卫,黄晓明.净现值法对比煤层气与天然气经济效益[J].中国煤层气,2015(2)

[13] 李国富,李贵红,刘刚.晋城矿区典型区煤层气地面抽采效果分析[J].煤炭学报,2014(9)

[14] 孟召平,田永东,李国富.煤层气开发地质学理论与方法[M].北京：科学出版社,2010

[15] 李国富,侯泉林.沁水盆地南部煤层气井排采动态与差异性[J].煤炭学报,2012(5)

[16] 宁宇.我国煤矿区煤层气开发利用技术进展[J].煤炭科学技术,2013(1)

[17] 李建云.煤层瓦斯预抽方案优化设计[J].煤炭科学技术,2011(6)

[18] 凌志强,彭勇,周宗波等.沿煤层定向钻进瓦斯抽采技术在宁夏矿区的应用[J].煤炭科学技术, 2008(11)[19] 石智军,胡少韵,姚宁平等.煤矿井下瓦斯抽采(放)钻孔施工新技术[M].北京：煤炭工业出版社,2008

[20] 林雪峰,刘胜,邸志强.我国煤层气利用概述[J].煤炭技术,2010(4)

[21] 秦永强.瓦斯综合抽采技术在下石节煤矿的应用[J].陕西煤炭,2009(5)

[22] 白玫.我国煤层气价格机制与政策研究[J].价格理论与实践,2013(12)

[23] 张宝胜,彭贤强.中国煤层气产业系统动态预测及政策模拟研究[J].未来与发展,2009(6)

[24] 赵贤正,桑树勋,张建国等.沁南煤层气开发区块煤储层特征分析及意义[J].中国煤层气,2011 (2)

Research on coal-bed methane price and coal price linkage mechanism based on environmental cost

Wang Yichong
(Economic Management College,Taiyuan University of Technology,Taiyuan,Shanxi 030600,China)

In this paper,based on the theory of marginal utility price,the model is used to analyze the relationship between coal bed gas and coal price by using the model.Model innovation is to consider the environmental factors,the environ mental costs are credited to the value of energy.Research shows that：the existence of coal-bed gas and coal price linkage relationship,under the model assumptions,coal prices rose 1 Yuan per kg,coal-bed gas prices rose 1.74 Yuan/ m3;in the same calorific value,the price of coal bed gas is higher than the price of coal,and does not have the competitive advantage in the energy market.According to the above research result, the author puts forward suggestions for improvement,to coal-bed methane industry changes the existing cost oriented pricing mechanism,forming market-oriented price mechanism,and promote the development of coalbed methane industry,improve the resource allocation efficiency of the coal seam gas has a positive impact.

coal-bed methane,environmental costs,price linkage

TD-9

A

王一冲(1990-),男,山西省原平市轩岗镇人,太原理工大学经济管理学院在读硕士。

(责任编辑 张大鹏)

国家自然科学基金(71473174)