全球能源互联网背景下电价对消费者福利的影响

李木子

摘要：火力发电的效率基本在50%以下。火力发电环境成本高昂，这不符合环境友好型社会的建设，但是随着消费者对电力需求越来越多，发电的环境成本必须要降低到合适水平，环境成本的降低会引起电价变化，从而影响消费者福利变化，本文从消费者福利出发，尝试运用马歇尔函数测算居民生活用电的电价变化对于消费者福利的影响，并预测在全球能源互联网建成后，清洁替代和电能替代两个“替代”成熟，消费者的福利将如何变化。

关键词：全球能源互联网;消费者福利;能源合作

1 前言

工业革命以来全球温室气体过量排放，气候变暖，物种多样性、生态系统多样性、基因（遗传）多样性逐渐减少，减少速度也在一年一年加快，我国建立了“一带一路”能源合作、全球能源互联网，来缓解气候变暖带来的负面影响，同时也增加了国际合作，建立了友谊;以往，我国电力发电超过70%都是火力发电，但是火力发电效率不高，燃料利用率上火力发电厂最多大约为40-42%，一般只有35-38%左右，这些区别在于煤质。

2 全球能源互联网对消费者福利的贡献

通过消费者福利的计算，可以粗略从数据上观测出能源互联网的建立对于消费者有什么样的影响，影响有多大。

消费者福利又称作消费者剩余，消费者剩余的概念，是纽约大学教授马歇尔在《经济学原理》一书中提出来的。消费者剩余是衡量消费者福利的重要指标，被广泛地作为一种分析工具来应用。而电力消费作为消费者的生活必需品，若能从电力消费上使消费者福利增多，那么消费者将能保持更好的经济效益和生活效益，市场资源配置将更加优化。电力消费逐年增长，消费者所承担的电费占总消费的比例也在逐年增加，在消费电力产生效益的同时，消费者所承担的电费也使得消费者剩余在减少，全球能源互联网建立之后，掌握清洁发电技术的前提下，清洁发电将进一步降低电价，使得消费者的电力消费占总消费的比例下降，同时清洁发电代替火力发电，能源转换效率的同时，也可以产生好的环境效益，消费者也可生活在更舒适的环境中。

基于马歇尔函数，计算消费者福利，计算步骤如下：

电力需求主要取决于电价和GDP，这已是普遍被接受的电力需求函数定义。因此于良春（2017）在估计电力行业的Marshall需求函数时，加入电力企业竞争政策的变量，以研究电力需求与电力企业竞争政策的关系。本文以林伯强所建立的电力需求模型为基础，将销售电价分为居民生活用电价格和工业用电价格，研究居民生活用电价格的变化对消费者福利的影响：

lnq=α+β₁lng+β₂p₁+β₃p₂+β₄lne+β₅s+β₆lnm（1）

（1）被解释变量。

q代表电力消费量（其中包含生活电力消费量和工业终端电力消费量）。数据来自于2002-2016年中国统计年鉴。

（2）解释变量。

P1、p2分别是工业用电电价和生活用电电价，数据包含2002年-2016年，来自证监会、中电联、国家能源局等权威网站。

（3）控制变量。

g代表国内生产总值，这是决定电力消费的最重要因素。经济产出及消费的持续增长，促进了工业用电与生活用电需求的快速增加。经验研究证明GDP与电力消费之间的弹性系数在1左右上下波动。

s代表第二产业增加值占国民生产总值的比例。总体来看，第二产业主要集中如黑色金属冶炼、建材等高耗能产业，其在国民生产总值中比例的增加会带动整个电力需求的增加。数据来源于中国统计年鉴。

e代表能源消耗效率，为第二产业的产业增加值与产业消耗电量之间的比值，反映了能源节约措施对电力消费需求影响，即随着能源效率的提高，电力需求也会相应降低。数据来自于中国统计年鉴。

m代表煤炭价格指数。中国发电能源中，七成以上是火力发电，煤炭价格的升降必然影响发电企业的利润，从而影响供给，市场上供给和需求关系亲密，影响公积。由于中国电力供求关系偏紧，煤炭价格的下降一定程度上会增加电力需求，因此两者直接为负相关。煤炭价格指数根据中经网2003年1月至2016年12月的煤炭开采和洗选业出厂价格指数月度同比数据以2002年为基期处理得到;其他数据来自于中经网（2002-2016年）。

根据式（1）估计出的电力消费的Marshall需求函数，可转化为：

q=e^A+β₃P₂（2）

式（2）中，A=α+β₁lng+β₂p₁+β₄lne+β₅s+β₆lnm，即每年的消费需求会随着A的变化而变化。根据每年的消费者需求函数可以得到每年的消费者剩余。由式（2）得出消费者剩余见式（3），从而得到消费者总福利增加为75873.75亿元。

为进一步考察电价对消费者福利的影响，本文将与电价无关的变量取平均值，相关变量带入年度数据。通过计算得到在2002-2016年，生活用电电价总体增加消费者福利72552.16亿元。

由图1可知，电力价格基本上是在上升，根据马歇尔函数所计算的消费者福利，撇去其他变量的影响，单独看居民生活用电电价对消费者福利的影响时，消费者福利是相对减少的，若是长久以此，消费者的经济效益和环境效益接连受损，总有一天会开始减少至零，甚至出现消费者用不起电的情况，这样有悖于可持续发展的基本国策。

由图2可知，曲线为火力发电生产量占总发电生产量的比重，数据来自国家统计年鉴（2002-2016），随着时间的推移，曲线总体是下降的趋势，近年来下降速度尤其快。由此图看出我国的发电形式开始向清洁发展转变，技术成熟之后，清洁能源上网电价将会下降，相比于火力发电更低，原因是煤炭作为不可再生（短时间内）能源，價格会越来越高，火力发电成本越来越高，导致火力发电的上网销售单价也越来越高，随着时间推移，电网公司将会趋向于购买清洁能源发电的电量，上网电价将会有一个先上升再缓缓下降的过程。

如表1所示，截至2016年，燃煤和燃气发电依然是现阶段发电的主要手段，同时也意味着新能源在未来发展的潜力巨大。近几十年来，具备清洁特征的新能源发展迅速，2000年以来，全球风电、太阳能发电年均分别增长26%、45%，远远超过煤炭（3.6%）、石油（1.2%）、天然气（2.5%）的增速。截至2015年底，我国风电、太阳能发电装机容量分别达到1.283亿kW、0.4157亿kW，分别比2000年增长了375倍、8918倍，新能源发展势头比预期更快更猛。传统能源技术的进步加之绿色清洁新能源的发展，让越来越多的能源可以转化为电能。全球能源互联更是全球清洁能源、全球电能的有效互联，让所有能源都转化为电。清洁高效的二次能源各种终端能源都可用电能替代，实施电能替代对于提高终端能源利用效率具有显著优势。

清洁替代和电能替代渐渐成熟的未来，销售电价也将渐渐降低，不再受不可再生能源的束缚，电价不会像现在呈上升趋势。消费者福利的增加也将呈上升趋势。

3 结论与展望

3.1 结论研究

第一，全球能源互联网的建立可以推进“一带一路”的发展，是有力促进“一带一路”发展的契机。且在“一带一路”发展背景下，全球能源互联网的建设将能够更好地学习到清洁发电的技术，结合我国能源分布，做到清洁发电的电能上网后电价相对于火力发电更低。

第二，全球能源互联网的构建可以降低清洁发电成本，增加消费者福利。由本人的数据分析可知，目前火力发电给消费者带来的福利正在缓缓降低，并且因为火力发电的原料基本上是各种煤炭，煤炭在短时间内作为不可再生能源，会随着存量的减少，单价越来越高，相应的火力发电的销售电价也会越变越高，消费者福利在经济和环境上都会越来越少。

3.2 未来展望

在全球能源互联网建成的将来，消费者所接收到的福利远远不止经济福利，还有环境福利，国际交往福利。

第一，如今气候因为碳排放量过多而变暖，而在将来，清洁发电技术的普及将能够将碳排放量降低，不会给环境带来更多的压力。环境是人类赖以生存的基础，我们不可以为了追求经济效益而放弃环境效益，习主席一直在强调“绿水青山就是金山银山”。全球能源互联网的构建，让我过多煤，少油，少气的尴尬能源局面得到有效的缓解，清洁发电技术将能够通过“一带一路”和全球能源互联网更加成熟，拥有了成熟的技术和优惠的清洁能源价格，我们所生活的环境质量将迎来新一轮的上升。

第二，且上网电价方面上也会给消费者带来相较之前更为优惠的价格。因在建国至今，我国的发电七成都是依靠火力发电，火力发电效率低，且我国所面临的是消费者日益增加的用电需求，火力发电占主导的我国电价正在缓缓提高，虽然不是年年都在提高，但从2002年至2016年的电价来看，消费者所面临的居民生活用电电价总提示上升态势，生产者（某些情况下也是消费者）所面临的工业用电电价也是上升趋势，若是依旧靠着火力发电为主导，我国消费者的福利边际量将逐年减少，乃至最后消费者福利出现负增长。所以全球能源互联网前提下，清洁替代和电能替代必将引导消费者福利走向上升的趋势。

第三，在“一带一路”政策和全球能源互联网的建设下，我国与沿“路”各国的关系将日益加深，并且各国之间能够互相学习科学技术，为找到更低成本达到更高的环境经济效益做出贡献。

3.3 政策建议

第1，结合“一带一路”政策和全球能源互联网建设政策。

第2，学习其他已经建立能源互联网的国家以及地区的销售电价的定制制度，结合我国的具体情况以及能源状态定制合适的发电方式和合理的销售电价，并且做到缓慢调节，让消费者有一个慢慢适应的过程。

第3，结合我国“可持续发展战略”和“保护环境”的基本国策，时刻將环境效益和经济效益放在同一水平上去建立全球能源互联网。

参考文献

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