沈曦
相比Bertrand和价格领导者模型为代表的静态价格竞争(Kreps,1983;Salinger,1990;Ellison,1994),寡头市场的动态价格竞争在产业经济领域的讨论相对较少,但更加复杂。标准化的模型源自Edgeworth(1925)的框架,Maskin和Tirole(1988)以及Eckert(2003)的数量化模型将这一框架理论进行了有效的架构。在存在价格调整粘性的假设下①现实市场中,企业并不在每一期都有条件和可能调整价格,经典埃奇沃思模型假设双寡头市场下企业交替进行价格调整,模型起点被设定为完全合谋行为下的垄断价格,而最终竞争会将定价引导到Bertrand零利润的水平。,企业基于市场需求和竞争对手行为交替调整价格,试图最大化自身利润并抢占市场。在动态过程中,企业定价会从相对较高的起点开始交替下降,直至降到完全竞争状况下的零利润水平。
基于这一框架的实证分析依托区域加油站定价行为的研究得到了较好的验证(Edelman和Ostrovsky, 2006;Noel, 2007;Atkinson等2014;Frondel, 2015)。建立在高度同质化产品—汽油—的区域市场企业竞价数据样本下的实证研究,有效地验证了埃奇沃思价格循环理论的正确性,并且支持了不对称竞争(asymmetric shape)的存在。这些实证分析发现,在信息流动相对迅速的市场,企业倾向于交替承担价格领导者的角色,由某一时间段内的优势①优势可能来自于成本、信息预判或是客户资源开拓等。企业触发价格战,然后其他企业陆续跟进,行业的盈利空间在这一过程中不断下降,直至达到新的均衡。但实证分析也指出(Slade,1987, 1992;Hastings 和 Hilnert,2005),在局部市场上的信息不对称、存货机制和企业间的价格同盟等因素,也会成为阻碍埃奇沃思价格循环机制发挥作用的因素。
光伏产业是近年来备受关注的新能源产业,经过近十年的快速发展,无论是装备产品的技术水平还是技术成本都得到了极大的提升和改善。尤其反映在价格段,图1 Panel A汇总了光伏系统中的核心部件组件(PV module)自2013年以来的国内市场价格走势。从市场平均价格(ASP,average sales price)上不难看出,价格在七年中经历了极为显著且迅速的下降,从2013年超过4元/W的高位快速下降到2017年底不足2.8元/W的水平,五年中的年化降幅接近15%。而在此过程中,企业的竞价也随之激烈。图1中的Panel B展示了行业内相对领先的十家企业②样本企业包括一线企业天合、英利、晶科、晶澳、阿特斯、协鑫集成(前身超日,2015年底协鑫收购后变为协鑫集成)、隆基乐叶(2016年起销售组件)以及二线企业尚德(由于重组缺失2013年数据)、亿晶和东方日升。一线二线企业分类基于BNEF每年发布的行业排名(具体排名和标准参见附录3)。(分成一线二线企业,具体标准参见附录3)在这五年中同步市场的竞价数据。不难看出的是,在追随行业价格下行的过程中,不同企业的价格策略表现出较显著的区别。从时间序列上看,企业的行为可以分为三个阶段: 2013年之前,国内市场处于发展初期,光伏企业的市场重心普遍海外市场,国内市场的价格竞争并不激烈,企业在报价策略上基本处于稳定状态;2014—2015年,随着国内市场的快速发展,企业纷纷策略性回收,争夺国内市场成为企业的重要战略工作,但在这个时间段内,由于欧美需求因为政策性原因衰减③2011年以来欧美相继触发了两轮针对中国光伏的反倾销和反补贴调查,并征收了高昂的惩罚性关税,导致欧美本土市场缩水,客观上也倒逼中国企业回归国内市场。,全球市场总体规模保持稳定趋势,企业的产能也相对充足,市场价格并没有表现出显著的变化;2016-2017年,国内市场继续增长,而且新进入的企业和产能开始集中释放,从报价上看,少数几家企业逐渐成为行业价格竞争的风向标,无论是在降价时间点还是幅度上都领先于其他竞争对手,但同样值得注意的是,这样的优势仅仅维持了不到9个月,2017年底,市场又趋于恢复到混沌竞争的局面。
从一线二线企业的竞争可以看出典型的阶梯式行为。在2016年之前,市场规模增长稳定,一线二线企业的产能基本保持了稳定,企业之间价差也维持在固定的区间。2016年开始,国内市场爆发式增长,企业扩产行为也纷纷加速,来自二线企业的冲击影响到了市场价格的走势,从价格水平上看,一线二线企业的价格不再保持显著的界限,市场进入典型的竞价区间。2017年初期,国内市场阶段性的衰退把一线二线企业的价差拉回正常水平,但是随着第二季度开始市场规模的继续扩张,企业竞价又进入了白热状态。从样本总体上看,光伏行业的需求价格敏感性也随着市场规模变动发生着显著的变化,反映在价格趋势上,在市场规模相对稳定的时期企业的价格趋势相对平稳,也反映出这一时期需求的价格敏感性相对较强;而在市场需求扩张的时期,企业一方面加速扩产以满足市场新增的需求,另一方面也积极触发价格战,这反映出需求在扩张时期反而表现出较低的价格敏感性。
图1 国内光伏组件价格走势和企业竞价行为
结合埃奇沃思价格循环理论框架的描述,光伏企业的行为无疑提供了一个极佳的实证研究样本。一方面,从初步的数据汇总上看,2013年以来,随着价格的趋势性下跌,中国市场上光伏企业的竞价行为表现出显著的交替式领先态势,即便在短期之内少数企业凭借技术和供应链的优势,能占据价格领导者的地位,优势很快也会在竞争中被侵蚀;另一方面,相比之前Maskin和Tirole(1988)框架中的固定企业数量和竞争关系假设,光伏产业的竞价行为样本整合了市场规模变动、产品创新和企业进入等多个修正,为模型的理论拓展和实证研究提供了有效的支撑。
① 涉及企业价格信息,因此隐去了企业具体的名字。
鉴于此,在本文的剩余部分将组织如下:首先在第二部分,将综述相关的文献。尽管相比静态价格竞争的研究,动态研究的文献相对较少,依托汽油等市场的实证分析依然已经对这一框架进行了较为有效的架构,但是目前的文献忽略了企业的创新行为和行业外企业的进入行为,这两个因素都会打破当前的竞争均衡,触发新的价格竞争。在第三部分的模型架构上,本文的模型框架将在Maskin和Tirole(1988)模型的基础上嵌套企业创新行为和企业进入行为。在第四部分,依托光伏产业企业招投标行为的价格数据,实证分析将对理论模型进行参数估计,并对光伏企业在过去7年中由于技术革新和新企业进入导致的价格竞争格局变动进行讨论。最后将阐述本文结论和后续研究的拓展方向。
立足于本文研究的主题,相关文献主要包括两大类:一是基于埃奇沃思价格循环理论的相关模型和实证分析文献,从当前的文献看,这部分工作主要来自于国外学者的贡献,国内相关研究基本缺失。另一部分针对产品技术创新和竞争者进入对市场价格竞争结构的影响相关研究。
埃奇沃思价格循环理论(Edgeworth,1925)阐述的动态竞争模型建立在寡头市场框架下,包括了对称竞争(Maskin 和Tirole,1988)和非对称竞争(Eckert,2003)两个方向。模型指出,在寡头竞争的市场格局下①经典模型的起点往往被设定为Cournot竞争,而最终的完全竞争解则达到的是Bertrand均衡。,每一个企业都试图通过降价来侵蚀竞争对手的市场份额,从而实现自身利润的进一步提高。因此在动态过程中,如果企业存在一定的价格向下粘性,市场价格将呈现阶梯式下降,直至其中部分或者全部企业达到零利润水平。除非市场出现外生性的冲击,如需求或技术进步,这样的完全竞争均衡将在市场中长期持续。
针对这一理论框架的模型化发展在近20年主要包括三个方面:
在企业不对称竞争研究层面,Slade (1987,1992)、Godby等(2000)和 Eckert(2002,2003)架构了非对称竞争的动态模型,旨在讨论从Cournot均衡向Bertrand均衡过程中不同类型企业竞价行为之间的差异。最终结论包括了三个方面:第一,企业的反应速度完全取决于菜单成本,而非个体规模成本等方面的差异;第二,小企业更有激励触发向下的价格战;第三,大企业更有激励维持当前价格甚至拉升整体价格。
在不确定性市场环境层面,Cameron和 Gilbert(1997)以及 Noel(2008)在原静态市场规模的基础上将包括成本、需求规模等在内的指标变量化,从而阐述了企业在市场存在不确定性因素背景下的定价策略。
在外生冲击层面,Hastings 和 Gilbert(2005)、Lewis(2009)、Lewis和 Noel(2011)分别基于企业兼并、技术创新等因素带来的成本冲击,讨论了在价格战中成本冲击对企业竞价行为的影响。结果发现,对于不利的成本冲击,企业价格战只会在短期内被缓和,长期中的竞争均衡依然倾向于导向完全竞争解。
实证方面的研究如前文所述,主要基于北美和欧洲的汽油市场,Castanias和Johnson (1993)基于Maskin 和Tirole的理论框架实证检验了1960—1970年十年间,美国几个大城市加油站价格调整的策略行为。承接这一研究,针对各地汽油市场价格研究的文献,研究对象更包括了加拿大市场(Eckert,2003; Noel,2007;Atkinson,2009),美国市场(Lewis,2009;Doyle等 2010;Lewis,2012)以及澳大利亚市场(Wang,2009)、这些实证研究均在局部市场发现了加油站价格战中存在显性的或潜在的埃奇沃思价格循环模式。
从框架上看,截至目前的研究文献对于企业动态价格竞争已经架构了非常完善的分析体系,且基于汽油市场数据的实证分析也相对充分。但总体上看,当前的模型分析依然存在两个问题:
首先是企业进入和退出机制。经典模型中假设(Hastings 和Gilbert,2005),市场是一个封闭的环境,即不存在外来企业的进入和退出。在现实市场竞争中,由于技术进步,行业整合频繁发生的。且影响不仅仅局限在在位竞争者的成本分析层面,更重要的是对外部竞争者的吸引和内部企业的淘汰机制。这一点是文献普遍忽略的。
其次是由于技术创新的外溢性因素。当前文献对技术创新的定义主要分为两类,一是个体技术创新(Lewis ,2009;Lewis和 Noel,2011);二是惠及的行业内所有企业行业整体层面的技术进步(Roos和Katayama,2013)。然而当前文献没有对创新及其外溢性提供完整的阐述和研究。Cantwell(1987)、Feng(2007)、Zhang和 Feng(2007)以及 Ayoub等(2013)等研究均指出,技术创新的受益者并不局限在创新投入企业内部,通过外溢性(spillover)往往惠及行业内的其他企业。基于此,在行业动态竞价模型中,创新投入的影响需要被进一步解构和延伸。
传统埃奇沃思价格循环模型首先忽略的是潜在竞争者的进入行为。行业进入和退出机制的研究源自Hotelling圈型城市模型的讨论,Bain(1965)和Sutton(1988)分别从规模经济和沉没成本的层面阐述了行业进入壁垒存在的原因。延续之前的框架,对于开放结构下的市场竞争结构研究(Bresnahan和Reiss,1989,1990,1991;Berry,1992;Mazzeo,2002;Seim,2006;Syverson,2006)集中在对外来竞争者进入机制的讨论上。
立足于进入者战略决策的分析,Berry(1992)和Seim(2006)的两步模型架构了决策框架:首先,潜在进入企业基于预期收益对是否进入行业进行决策,在选择进入且支付进入成本以后,企业进入第二步的竞争环节。
基于此,本文的分析主要立足于讨论外部竞争者的进入对在位企业的价格体系影响,对于进入企业而言,决策面临两步:进入与否和价格策略制定,而对于在位企业,由于无法提前预知进入的发生①在实际中,在位企业可以设定进入壁垒,但是无法预知进入,更无法完全左右进入者的行为。,只能在观察到进入企业及其价格竞争行为以后通过主动的价格调整应对竞争。
另一项被传统埃奇沃思价格循环理论忽略的是企业创新研发及其外溢性问题。通过创新研发企业可以实现产品升级换代或成本的优化,加强自身的竞争力。但由于技术可复制性,创新研发面临外溢性问题。这一问题在福利经济学领域讨论相对充分(Aghion和 Howitt, 1988, 1992, 1998;Jaffe, 1998;Kelly 和 Hageman,1999;Katz 和Shelanski,2005;Entezarkheir和 Moshiri, 2017)。由于创新成果的外溢性和可复制性,导致率先进行创新研发的企业获得的个体收益(private return)要小于社会收益(social return)。对于创新企业而言,受制于成本回收和收益风险之间的不平衡,创新的激励会受到一定的削弱(Entezarkheir和 Moshiri, 2017)。
从模型架构上看,出发点在于探讨由于外溢效应带来的企业创新激励,而差异在于立足点的不同。本文旨在将创新投入的外溢性效应内置到企业价格竞争行为之中。Jaffe的框架立足于生产函数和成本结构,和本文架构的企业利润最大化模型更为一致,因此在第三章节的模型架构中将延续这一结构化模型。
针对以上提出的当前研究面临的问题,本文架构的模型和实证分析工作的贡献主要体现在以下四个方面:
首先在市场竞争结构的层面,传统的埃奇沃思价格循环模型架构在固定竞争关系的前提下。本文突破了这一简单化的假设,在动态价格竞争过程中同步了新企业进入的行为,将原本封闭的市场环境转变为开放的可自由进出的市场,完善了之前的模型框架。
其次,经典模型将企业的技术革新全部内化为成本的下降,通过成本差异化描述企业竞争力上的优势,并简单化假设企业的创新投入一次性得到了消化。本文模型将创新行为引入企业定价中,率先投入创新成本的企业在初始期内需要消化并收回先前投入,这一点修正会显著减缓创新企业发动价格战的时间,使得针对技术创新行为的研究更动态化。
第三,传统模型忽略了技术复制企业的弯道超车优势。相比率先投入技术革新的企业,采用技术跟随战略的企业往往可以节约一定比例的创新成本①尤其是在人才流动相对没有障碍和成本的劳动力市场环境中,而光伏企业之间由于地理位置和企业薪酬结构相对接近,更有可能创造人才自由流动的可能。。本文的模型通过嵌套技术反应函数,实现对技术复制行为的内生化,并在动态价格竞争中得到充分考察。
最后,相比汽油,本文选择的光伏组件市场无论是成本还是产品技术都处于快速优化的过程中。而且得益于近年来市场的快速发展,企业进入的频次也显著高于其他产业,这无形中为本文嵌套技术革新和企业进入的动态价格竞争模型提供了极佳的实证样本支持。基于这一样本的实证分析对于之前以(北美)汽油市场为基础的埃奇沃思价格循环框架研究是有效的补充和完善。
理论模型架构在传统埃奇沃思价格循环框架之下,如前文所述,传统模型的问题主要包括两个:一是假设了静态的成本和技术,即便企业之间存在不对称成本,模型也假设了不存在技术进步和进一步的成本优化;另一方面,传统模式还假设了封闭的市场环境,忽略了企业可能的进入行为,因此在研究范围内,参与竞价的企业是固定的。
模型构建的重点将基于传统的埃奇沃思价格循环模型嵌套技术进步和企业进入行为两方面的修正,从而考察在动态环境中企业竞价行为以及相应的盈利能力的变化。修正的埃奇沃思价格循环框架下,本文将导出研究光伏企业竞价行为的实证模型,并讨论相应的参数识别策略方法。
参考Edgeworth(1925)和Maskin和Tirole(1988)的理论模型框架,传统模型被架构在企业利润最大化的假设之下,对于简化的双寡头市场结构,企业i的利润可以表述为:
对于企业i而言,最优的定价是最大化未来经营期间内的利润总额,依托Markov过程,企业i的定价行为可以表述为:
从模型架构上看,Markin和Tirole对Edgeworth框架下企业的行为采用了Bellman方程的模式进行描述,对于企业 i而言,利润包括两部分:当期利润和远期利润的现值而在求解最大化的过程中,企业i将竞争对手j的定价固化在上一期的水平。依的迭代过程实现多期最优解。
对于博弈的均衡解,Markin和Tirole的研究指出,主要取决于企业在成本水平C和贴现率δ之间的差距,当两个企业在贴现率和成本上是完全一致的,博弈最终会导致Bertrand价格竞争的结果。但是在此过程中,企业交替进行降价,试图抢夺对方的市场份额,直至市场价格都达到P=C的零利润水平。
而依托以上的阐述,可以将企业的行为模型化,场景i可以分别定义为两个维度:
在总体市场走势层面,市场可以分为价格坚挺或上升周期R(relenting phase)和价格下行周期U(undercutting phase),其中值得注意的是,无论是R还是U均是由整体市场宏观价格走势定义的,而非单个企业的价格行为。以 U为例,其价格的快速下行既有可能是源自需求下降而带来的企业之间价格战,也有可能是因为行业整体成本下行红利的释放。
因此在每一个周期内,微观企业的行为也可以分成两个维度:
R:价格维持阶段(relenting phase),竞争处于缓和期
U:价格战阶段(undercutting phase),竞争处于剧烈期
如果针对微观企业的价格水平做如下的定义:
从公式中看出,在场景i下,企业s在t其依托外生变量因素X进行决策,有的概率维持当前的价格,而的概率调整价格。而在实证层面,通过D则可以实现对企业定价行为的定性,R或者U:
其中i=R或者U
最后回到市场宏观层面,针对整体市场价格水平波动趋势的计量,沿用 Noel(2006)的框架,Logit形式的概率模型可以表述为以下形式,如果定义
因此在实际样本中,企业价格调整行为的概率是基于市场宏观价格走势的条件概率,即等于。
为了配合模型具体形式的架构,具体到本文的实证结构模型设定,企业i的利润最大化目标延续Maskin和Tirole(1988)的框架:
企业长期的利润最大化目标受到自身在当期定价策略、成本水平和竞争对手上期定价的影响。而对于Bellman方程中的 Wi( p),Maskin和Tirole的框架设定为:t
在具体的利润函数设定方面,市场需求采用对数形式的函数:
在产品同质化情况下,企业 i的报价如果是市场最低价,则可以获得不大于自身产能的整个市场需求,而如果企业报价高于竞争对手价格,则可以获得的是相应的剩余需求。
和Eckert(2003)的结论一致,从企业的利润最大化行为可以看出,如果 d1= d2,且成本C在样本期保持不变,市场结果将退化为Bertrand模型。企业竞价的均衡解为P1=P2=C。同时显而易见的是,如果其中一个企业具有成本优势,企业 i可以通过价格战设定的水平实现满产甚至市场排他性独占。
作为总结,综合以上的讨论,企业的行为结合市场需求总量的扩张或衰退对应的价格机制可以总结为图2:
图2 企业定价行为转换概率
而基于概率函数可以得出相应价格战或是价格维持周期长度为:
一个完整的周期(从价格战开始到准备下一轮价格战)长度则为:
在实证研究中,单位观测间隔的时间为1周(7天),因此对应的按天数计算的延续期时间为:
如本文之前论述的,在以上模型的基础上需要嵌套外溢性的技术革新和企业进入两方面修正。前者立足于对企业利润最大化成本端的影响,后者则更多影响到市场的竞争端。
1. 技术革新对企业竞价的影响
如文献综述的讨论,在技术革新层面 Jaffe(1998)的知识生产函数模型提供了本文需要的理论输入。在企业成本端,创新投入在未来t+x期预计会降低生产成本②如Jaffe的模型设定,创新投入对本企业成本的最终影响即受到企业i自身R&D投入的影响,也取决于行业之前的累计创新投入。,但在外溢性机制方面,创新投入CR&D,i同时也会滚动计入到行业的累计投入中,成为其他企业在未来实现成本降低的重要资源和基础。体现在模型设定层面,企业的利润函数增加了当期和未来(计划)的创新投入作为成本扣减项①在财务处理上,研发投入(R&D)被作为运营成本之一从当期利润中扣除,因此本文这样的处理和企业的运营保持了一致。。而企业各期的成本则被内生化为行业截至t-1期累计的创新投入和本企业t期创新投入的因变量。
其中 i≠j因此企业的创新投入和社会累计的创新投入均被自动吸纳到了结构模型中作为解释变量而存在。
2. 新进入企业对于传统市场竞价格局的影响
基于Sutton(1989)的两步决策架构,行业外企业对于进入行业的决策基于预期收益和进入成本对比进行决策。首先在第一阶段,企业在综合考虑进入的预期收益和沉没成本下决定是否进入行业,在确定进入以后,企业会付出沉没成本,并参与价格竞争。具体到模型层面:
依托Sutton的理论模型框架,企业i的决策依赖于最大化期望利润函数:
其中 p、x和 c分别代表不同期的价格和相应的产量以及企业的(平均)生产成本,则测度了企业i在持续经营期内可以获得的总收益。而则表示企业i在进入这个行业时所付出的沉没成本(如土地、固定厂房和设备投资等)。当最大化的大于零,说明企业i的进入决策是有利可图的,由此便会发生新企业的进入,如果对于所有的潜在进入者pi均小于零,则行业处于竞争饱和的状态。
③ 标准的Sutton理论中,价格为确定性变量p,在本文的理论应用中,由于价格受到市场需求和企业价格战双重因素的影响,故在模型初期就将价格p定义为时间t的随机变量。
由此可见,反应在企业定价行为中更多表现为对未来价格战的预期,从而调整自己的定价行为;而对新进入企业而言,依托可以观测的进入成本和预测的盈利水平进行进入决策。因此反映在理论模型中,两类企业的行为存在本质的区别。
不同于研发指标,在实证研究中,企业进入的影响分为两个层面,宏观层面表现为全行业产能的扩张,微观层面表现为在位企业和新进入企业的行为差异。在下文的实证分析中,行业产能作为解释变量直接进入实证模型,而企业之间的差异的通过区分不同企业的子样本进行回归参数对比分析。
3. 从结构模型到实证简化形式
具体到不同价格变动周期的识别,本文通过价格波动标准差统计方法进行判断:对于行业平均价格和单个企业的价格,在任何一期t的观测值如果跌幅超过之前4期的平均值加一个标准差,即视为进入价格下行期,反之则为价格稳定/坚挺期。
而新竞争企业的冲击影响在实证模型中被分割成两部分,一方面反映为总产能波动对市场整体的影响,这部分模型考量的是新进入企业对整体价格的冲击和对客户价格心理预期的影响。另一方面通过分组回归讨论在位企业和新进入企业在微观行为上的差异。
1. 实证模型的计量策略:极大似然估计
在实证模型中,定义的企业行为状态I=R或者U,分别代表企业的价格维持策略和价格战策略。在结构模型下,整合企业定价包括三个过程:
1)市场价格变动趋势模型:
在实证模型中,市场层面的价格趋势受到三个主要变量的影响:行业总产能、市场总需求、上游原材料价格。
2)企业价格变动趋势模型:
在实证模型中,单个企业的行为主要受到五个维度的影响:单个企业的产能、单个企业和整个行业的(累计)研发投入、在手订单、库存情况和上一期个体产品价格和市场平均水平的离差。
3)企业价格定量变动模型:
这部分的自变量在结构模型中主要考虑了三个因素:企业个体价格和市场平均价格的离差、企业的在手订单规模以及市场平均价格的变动情况。
在实证参数测算中,本文的解释变量包括了来自市场宏观层面的行业总产能、市场需求数据,也包括了企业层面的个体产能、订单量、库存等数据。在Noel的模型中,实证样本建立在即期市场层面,除了价格以外,其他的解释变量均采用了当期值,包括企业的成本、库存等核心变量在很大程度上和单个企业不可观测的特征(counterfactual)有着很大的关联性,从而导致了内生变量的问题。针对这一问题,Noel针对部分可能存在内生性的变量采用了工具变量进行解决①Noel的原文没有系统展示样本回归的参数结果,因此参数计量的有效性难以考证。。在本文的计量中,针对光伏行业生产周期的特征,实证分析选用了滞后变量的模式,对除 R&D和在手订单之外的解释变量(包括产能、库存、价差等)均采用t-1的指标,从而规避了和当期随机项的相关性,避免了内生变量的风险。
2. 核心变量的敏感性计量和分析
针对结构模型的分析立足于对核心变量的敏感性分析,从而识别不同的外生因素对企业定价行为的影响力。依托以上的结构模型,敏感性分析主要在两个维度展开:
历史定价水平的敏感性分析:针对绝对定价水平的 ai/Gap和针对价格策略变化概率的gij/Gap。由于变量Gap作为衡量个体企业价格水平和行业领军水平的离差,直接出现在结构模型企业定价行为的自变量中,而个体上期价格Pt-1也出现在企业本期定价行为D中。
在实证模型中,Gap作为上一期个体产品价格和市场平均水平的离差仅仅在微观企业价格调整行为中出现,因此针对的是企业价格变动的绝对离差期望,结合结构模型证明,针对Gap的导数可以表示为:
基于结构模型的参数实证估计,敏感性指标可以相对简单地得到测算。
研发投入的敏感性分析:在这一层面上,无论是针对绝对定价水平ai还是相对价格策略变动概率gij,都需要在个体研发投入 R & Di和社会累计研发投入两方面讨论。因此敏感性分析需要综合四个指标:
3. 社会福利效应计量方法
实证工作的最后一个内容是针对社会福利的分析。在本文中,重点需要在两个维度上进行社会福利的测算:
第一是消费者剩余和生产者剩余的测算,旨在研究在不同价格竞争周期中(R或者U),创新投入和新竞争者进入的行为会如何影响到产业的价格竞争结构,从而对需求端和供给端的福利效应产生什么样的影响。
在计量模型端,结构模型将市场需求简化为log线性需求函数:
根据消费者剩余的定义,在价格变动DPst的情况下,消费者剩余的变化需要采用积分计算,即:
然而本文基于极大似然估计的参数结果无法精确识别需求函数中的参数,因此直接基于函数的参数测算方法在这里难以实施。
作为变通的方案,本文采用了间接测算的方式:先基于光伏组件的发电功率和项目所在地的日照水平及国家统一的补贴电价测算出组件在20年生命周期中总发电价值①依照5%的贴现率折现。。系统总发电价值和系统价格②依据附录1,系统成本包括组件、逆变器、支架等多个部件,组件价格为样本可以观测值,其他BOS成本参考solarzoom的行业平均价格进行折算。及运维成本③按照业内普遍的方法,每年运维费用占总系统成本的2%简化计算。之间的差额即为投资者/需求端的消费者受益。
第二是生产者剩余内部,采用主动创新机制的企业和采用产品跟随机制的企业生产者剩余之间的差异测算。这部分研究旨在立足创新研发投入的外溢性机制,讨论主动创新对投资主体和“搭便车”的跟随者有什么样的福利影响。
在实证计量层面,生产者剩余的测度相比消费者剩余更加直接。基于毛利(Gross Margin)的计算模式,GM=P-C即可以计量企业生产销售的收益。其中P为市场价格,C为企业的直接生产成本。针对研发投入R&D的成本,采用五年直线折旧模式记入即可,因此企业在当期的利润可以表述为:
本文的实证分析出于讨论研发投入外溢性影响的目的,需要把企业区分为主动创新企业和被动技术跟随企业,并计算两类企业的不同时间点的生产者剩余。为了统一计量标准,在实证样本中,企业的研发投入指标被折算为每瓦产出的平均研发投入。高出行业平均水平的企业被归入主动研发类,低于行业平均水平的企业被归入技术跟随类。
依托部分的理论框架,实证分析将基于过去8年中(2010-2017)光伏企业在国内市场的竞价行为样本数据对修正的埃奇沃思价格循环模型进行模型的参数估测,在此基础上,重点讨论三个实证问题:
第一,光伏产业在过去8年中经历了近70%的价格下降,在此过程中企业是否表现出埃奇沃思价格循环框架的阶梯式竞价过程?不同企业的调价周期和竞价策略是否存在显著的区别?第二,加入技术革新和自由进入修正的模型是否对行业动态竞价行为能进行更清晰的描述?第三,技术革新是否造成了行业的外溢性?对于在位企业、新进入企业和需求方分别有什么样的影响?
本文的样本主要包括了三个方面的数据,企业竞价行为数据来自于国内光伏市场项目设备招标的历史数据,其中包括了单个项目的基本信息(规模、供货时间、供货地点等)、产品基本要求(功率、特殊技术要求①来自行业内的技术指标可以实现对产品的标准化,具体的处理方案可以参见附录2。)和企业的报价。这部分数据从2010年到2017年,共计4 131个各类光伏项目,累计涉及组件采购设备招标35GW。针对企业的层面信息主要收集自中国光伏协会的年度产业地图报告,其中包括了全国范围内列入工信部名录的327家光伏生产企业的基本信息。最后,市场需求数据来自于能源局公布的各省季度装机量数据报告。表1汇总了样本的基本信息,而为了进一步洞察企业之间的竞争关系,图3的箱形图则动态描述了企业在各个季度中的产品价格竞标(企业报价)情况。相比简单的数据描述性统计,图3能更直观地反映出在过去8年中,企业之间价格竞争的变化。
表1 样本描述性统计
(续表)
图3 企业报价情况(季度数据)
① 产量数据来自于企业的财报统计,含OEM(外部代工),故产量可能大于产能。
从表1的描述性统计结果中可以看出,无论是单体项目的规模还是区域市场的规模都存在较大的差异,这反映出企业在运营中面临着较不确定的需求波动。在价格层面,过去的5年中,随着光伏组件产品价格的快速下降,企业在招标竞价中表现出了较显著的价格离差,相比中标价格,企业投标价格的离散程度高了一倍以上。而这恰恰从一个方面反映出企业在市场动态变动过程中的定价策略调整。
企业动态竞价行为从图3汇总的企业报价趋势可以更清晰地看出:在组件价格持续下跌的宏观背景下,企业竞价行为表现出阶段性的差异。
首先从总趋势上看,企业之间的报价差异显著地持续降低,尤其是在最高价层面。在 2012年以前,样本中最高价一度超出中位水平25%以上,而到2015年以后,企业竞标的最高溢价水平从未超过8%。这反映出随着技术进步和成本下降,企业之间的成本价格差异正在迅速缩小,单纯的价格-成本优势难以长期支撑。
其次,从整个时间序列上看,光伏组件价格在两个时间经历了最迅速的降低,一是2011年初到2012年下半年的6个季度,价格持续降幅达到62%;另一个是在2016年初到2017年初的4个季度,价格累计降幅达到15%。从图3展示的箱形结构上不难看出,在这两个时间段中,企业竞价的空间显著高于其他时期②竞价空间的拓宽表现为箱形高度的显著变长,意味着企业报价的区间较大。。和 Rotemberg(1986)以及 Ellison(1994)的研究相一致,在行业出现结构性震荡(如需求较大幅度的变动或是技术革命性突破)的时期,企业价格竞争行为往往会陷入一段时间的混沌状态,表现为报价区间的拉大。随着市场逐步恢复到新的均衡,企业价格竞争再一次恢复到正常状态。
第三,值得注意的是相比最高价的显著,最低价和25%分位点之间的差距一直非常微小,甚至被图形忽略。这一点反映出企业的低价层面竞争的激烈性。考虑到图形是基于季度展示的,也反映出在这一行业中,针对低价竞争的跟进极为迅速,一旦某一企业触发低价竞争,很快会被跟进,价格优势短时间内就会被竞争消耗。
针对行业的季节性波动特点,进一步放大数据样本中的三个时间段:2013年二、三、四季度,2016年初到2017年初,以及作为对比的2017年全年数据,时间间隔缩窄到周,结果如图4所示。
图4 企业竞价行为(周数据)
不难看出,受到政策性的影响,这三年在整个样本中有着重要的代表性意义。其中,由于金太阳补贴的到期和后续补贴的不明朗,2013年年中阶段国内市场处于相对冷清的状态,同样由于电价补贴的阶段性下调,2016年下半年国内市场再次出现需求骤降。与之对应的是2013年下半年、2016年上半年和2017年全年,受到新补贴政策的刺激,市场需求在这三个时间段呈现快速上升的势头。结合图中企业的竞价行为看,在市场相对低迷的2013年年中和2016年下半年,第二线企业在降价中长期处于先导地位,尤其在2016年,国内需求断崖式下降,产能严重过剩,二线企业连续触发价格战,整个第三季度市场价格呈现持续阶梯式下滑;而在这个时间段内,一线企业的报价一直较为保守,即便也经历了一定的下调,但基本处于被动跟随状态。
而在2013年下半年、2016年上半年和2017年全年为代表的市场扩张期,一线企业的价格持续领先二线企业,且保持了持续的坚挺。这一点和之前理论框架中对不对称竞争者竞价行为的描述保持了一致。
基于上文的参数识别模式,表2总结了结构模型的参数识别结果。其中模型1和模型2直接使用了 Noel(2006,2009)文献中的计量模式,而模型 3则针对内生变量做了计量上的修正,具体结果如表2所示:
表2 行为模型参数估计结果
(续表)
从参数估计的初步结果可以看出一线、二线企业之间的差异。首先,在定价敏感性上,(Price Gapt-1的回归系数) 二线企业显然高于一线企业40%以上;其次,在订单(order)和产能(capacity)这两项指标上,一线企业的敏感性却反而高于二线企业。这客观反映出光伏组件设备制造领域企业之间的层次化差异。相比二线企业,一线企业凭借在品牌、资金等方面的优势,对于产能的扩张和订单的提前掌控力更强,因此定价相应依托的也是自身产能和订单资源;二线企业则更多依赖自身较为灵活的定价机制进行竞争,因此表现为在价格敏感性上的优势。最后,值得关注的是R&D指标。不难看出的是,无论是一线企业还是二线企业,自身R&D投入对于自身定价行为是几乎没有影响的,但是行业整体R&D投入却能对企业定价带来重要的影响,这也反映出研发投入外溢性效应的存在。
表3 基于参数估计的定价行为测算
(续表)
模型初步估计的结果在实证意义上已经证实了Edgeworth模型的三个重要结论:第一,不同企业之间的价格策略在动态中存在显著的差异;第二,小企业在价格下行过程中的行为更加激进;第三,大企业更倾向于维持坚挺的价格。但从更深层次的角度看,导致这样行为的背后机制表3没有给出清晰的解释。在以下的论述中,实证分析将从企业价格行为敏感性分析、创新行为对企业价格战略的影响以及新竞争者进入的影响三个维度讨论不同企业的价格行为策略差异。而第二第三个角度恰恰是之前Edgeworth模型所忽略的。
在模型估计和数据模拟基础上,Edgeworth模型的传统实证框架会深入到企业定价行为的敏感性层面,考虑由于价格离差对不同企业带来的影响。结合结构模型的参数估计结果表4讨论了企业在具体时间点的静态价格水平对下一阶段价格调整战略的影响。结果做了两个维度的区分,先是对比了全样本、一线和二线企业之间的差异,然后在每一个子样本下对比了平均值以及25%和75%分位点企业行为的差异性。
基于均值的比较可以看出,价格静态水平对于不同企业的定价策略行为有不同的影响。对于gRU/Gap 的考察发现,价格静态离差更容易将二线企业从价格僵持中拉入价格战。同样的情况也发生在gUU/Gap上,相比一线企业,二线企业维持价格战的概率显然对于静态价格离差Gap更加敏感。但是在另两个概率gUR/Gap和gRR/Gap上,一线企业对于价格离差的敏感性则要高于二线企业。这说明以价格离差为决策信号的机制上,一线企业依然更倾向于维持价格的坚挺或结束价格战,但是二线企业更倾向于启动价格竞争和拉长价格战的周期。
另一个指标ai/Gap则从企业价格走势层面对这一结论做了验证和支持。该指标反映出企业位于价格坚挺期R或是价格下行期U的时候定价走势对自身价格水平的相对离差Gap的敏感性。ai/Gap为正说明企业定价行为区域发散,价格走势和当期企业价格离差正相关,即溢价(折价)会助推企业进一步的涨价或是降价,而如果为负,这说明企业定价行为趋向于收敛。表4中的实证结果发现,在价格坚挺期,一线企业相比二线企业的行为更加稳定,aR/Gap更显著表现为正数。这验证了一线企业更倾向于维持坚挺价格体系的结论。而在价格下行期中,一线企业Gap/Ua均为负,二线企业则为正。这说明对于二线企业而言,价格下行过程中,更可能追跌,但恰恰相反,一线企业却更倾向在观察到自身价格较低的情况下通过上调价格走势扭转价格战的局面。
在横向比较子样本中分位点的回归结果,75%分位点的观察值敏感性和25%分位点形成了显著的区别。具体而言,无论对于一线还是二线企业,在从价格僵持期转入价格战,以及价格战持续过程中,75%分位点的转换概率对价格静态离差的敏感性显著高于25%分位点;反之,在价格战转入价格僵持以及价格稳定期中,25%分位点的转换概率对价格静态离差敏感性高于75%分位点观测值。类似的结论在针对价格趋势Gap/ia的分析中也得到了支持和验证。
表4 企业静态价格水平对定价行为的影响
回归到市场机制原因的分析上。在Edgeworth框架下,支撑一线企业价格坚挺的因素主要来自于品牌价值、研发等非生产成本的投入以及相对较高的毛利水平目标导致的。反映到企业行为上,相比二线企业,一线企业在定价水平aR、gUR和gRR上都表现出对价格离差GAP更大的敏感性。
在分位点分析中实证结果发现,一线企业的 75%和 25%分位点定价行为和敏感性结果相对接近,而二线企业 75%和 25%分位点企业的行为却存在较显著的差异。尤其在针对降价周期aU/Gap、gUU/Gap时 ,对于二线企业而言,两个分位点之间的差异可以超过60%。这说明相比一线企业,二线企业之间的差异性更大。在经典Edgeworth分析中(Noel,2006),二线企业往往作为价格跟随者而存在,依托自己的非生产成本优势(如较低的研发投入)和后发优势,通过价格战快速占据市场,获得短期内的盈利。相比一线企业集中在产能、技术研发等高端层面的竞争,二线企业的优势累积点包括了渠道、产品、采购、运营成本等多个维度,更加丰富。而不同的优势点对于企业的行为会造成截然不同的导向作用,从而造成了不同分位点企业之间行为的差异。这与模型参数识别板块两类企业在结构模型回归结果上的差异相一致。
首先,针对静态价格离差的计量分析,在价格坚挺期R,研发投入对于企业的价格起到了向上支撑的作用,但是在价格战周期 U中,研发投入更可能成为价格下行的依靠。尤其对于二线企业,aU对于自由研发投入R & Di和社会累计研发投入均表现出负向关系。
然后转向对企业价格竞争行为转换概率的讨论。对于一线企业而言,无论是从价格僵持期转向价格战,还是价格战延续期,推动激进价格策略的因素更多来自于自身的研发创新i是对二线企业而言却截然相反,激进价格策略的触发因素更多来自于行业的累计研发,其对于的敏感性要远高于对自身研发投入变量的。而在价格僵持期或是从价格战转向价格坚挺的过程中,一线企业没有表现出对社会累计研发投入的依赖,尤其在从价格战转入价格坚挺的过程中,一线企业对自身研发投入的一阶导数超出对社会累计研发投入的一倍,由此说明,一线企业的溢价更多源自自身研发驱动的产品创新。但是二线企业依然表现出对社会研发资源的侧重和依赖,尤其反映在价格维持期,二线企业对社会累计研发投入变量的敏感性达到0.018,远高于对自身研发投入的0.007。
最后转向子样本内部不同分位点的对比讨论,在一线企业子样本内部,25%到75%分位点的观测值行为基本保持一致,在一线企业子样本内部,自主创新对企业定价行为的影响均高于社会累计创新。但是在二线企业的子样本内部则出现了两极分化趋势:75%分位点的企业对于社会累计创新的依赖成倍大于样本平均值和25%分位点的企业。
表5 技术创新对企业竞价行为的影响
在另一个因素,竞争者进入层面,表5按照的表3模式进行了测算,但区分了行业相对稳定的产能维持阶段和有大规模竞争进入时期的样本。
首先讨论绝对价格变动 aR和aU。可以看出,需求扩张阶段,相比稳定的产业竞争结构时期,竞争进入倾向于降低企业的价格向上提升幅度;而在需求萎缩阶段,竞争进入则加剧了企业的价格下行幅度。与之相一致的则是竞争进入对价格保持刚性概率的显著降低。
在企业价格策略调整层面,无论对于一线还是二线企业,新竞争者的进入都将加速导致企业启动价格战策略或延长价格战的周期,但相应的,对二线企业的影响更加显著。
将概率转换到价格战/价格僵持期的长度上可以更清楚地看出,相比产业竞争结构相对稳定的产能维持期,有竞争者进入的时期价格战的周期被显著拉长,但价格僵持期的长度却相应缩短。对比一线和二线企业,二线企业在面临有新竞争者进入的时期倾向于成倍拉长价格战的周期,通过持续的价格战抵御进入者的竞争,但相应的,一线企业价格战周期却只有二线企业的30%不到。
表6 竞争进入对不同企业价格策略的影响分析
最后板块将基于社会福利的测度结果讨论光伏产业在技术创新加快和新竞争者进入的背景下如何影响到消费者剩余和生产者剩余的分配。基于理论计量框架的模型构建,图5分别从消费者剩余和生产者剩余的绝对值和相对比例两个维度进行了描述。为了针对性讨论技术创新的外溢性,在生产者剩余的计量区分了主动创新和技术跟随两个企业群体进行阐述。
在Panel A中可以直观看出,自2010年以来,随着光伏产品的价格持续降低,消费者剩余得到了显著的提升,而企业之间的价格竞争也是的社会福利从生产者方面持续向需求端转移,表现为Panel B中,消费者剩余的占比从2010年的不足40%提高到2017年Q3的50%以上。生产者剩余方面,增长则出现了一定的停滞甚至萎缩,不仅占比从2010年的60%降低到了2017年的50%以下,而且绝对值同样面临一定的缩水。在Panel A中可以看出,在2010年初,单位产品中(每W)整体的生产者剩余,包括主动创新企业和技术跟随企业,约为0.56-0.6元,2017年下降到了0.4-0.5元左右。
进一步对比主动创新企业和技术跟随企业的生产者剩余情况可以看出,2010年以来,采用技术跟随战略的企业获得了更多红利,2010年,这类企业获得的生产者剩余仅为主动创新企业的47%,而到2016年两者的获利水平已经基本持平,到2017年,随着市场需求达到顶峰,采用技术跟随企业的获利甚至一度超过主动技术创新的企业。这在很大程度上反映出了创新的外溢性随着设备集成度提高和产品仿制的门槛的降低被快速放大,采用技术跟随的企业客观上获得了更大的收益。
然而进一步深入到更细时间维度的研究却可以发现,这样的结构性变动并不意味着主动创新企业的劣势地位。以2014年为节点,2010年到2014年的16个季度中,Panel A中展示出的社会福利变动相对平滑,无论是消费者剩余还是生产者剩余均处于稳步爬坡的状态。但2014年以后的12个季度中,消费者剩余基本处于稳态维持的状态,生产者剩余的计量结果则表现出显著的波动。Panel C通过折线图将两类企业的生产者剩余进行了单独的剥离和对比,从中可以看出,代表主动创新企业的生产者剩余和技术跟随企业的生产者剩余在2014年以后表现出反向相关的关系。在主动创新企业的获利提升过程中伴随着技术跟随企业生产者剩余的下降,而技术跟随者开始从新技术/产品复制中获利的时候,主动创新企业的生产者剩余则表现出下降的趋势。而在2014年之前,两者的生产者剩余基本处于同向变动的态势。
这样的变动说明了两个重要的行业变革。首先,反映出技术复制以及价格竞争对主动创新企业的产品盈利空间造成了显著的冲击。通过采购设备,技术跟随企业可以在相对较低的研发投入情况下较快实现产品升级,并通过价格战获利,这给主动创新企业的产品持续盈利能力带来了挑战。但同时也反映出创新投资回收速度的加快。相比2014年之前,近三年新产品,尤其是高效产品,产业化速度明显加快,这客观上有利于主动创新企业更快将产品投入市场,并获得阶段性的获利。反映在Panel C中则表现为主动创新企业的生产者剩余提升伴随的是技术跟随者的生产者剩余下降。说明在产品迭代过程中,新产品对传统产品的挤压在近年来显著加快。但同时这样的优势很快通过外溢性机制被技术跟随企业获得。因此,行业出现了当前的两极分化局面,一方面主动创新企业的技术革新和产品迭代加快,在高频率的产品升级中保持高效产品的盈利能力,另一方面,采用技术跟随战略的企业产线升级也在加快,通过更快的技术跟进和规模化降本维持自身的盈利空间不被新产品过度挤压。最终表现为消费者剩余的稳定增长和行业的持续进步。
图5 社会福利分配机制
基于以上的全部论述,本文依托经典的埃奇沃思价格循环框架架构了嵌入产品创新和企业进入行为的修正模型,并应用国内光伏市场的组件设备竞价数据进行了实证检验。基本的结论可以总结为以下三点:
首先,在理论模型层面,针对经典模型的静态技术和封闭市场假设,本文引入了有固定成本的技术创新和企业进入决策修正。新的模型框架发现,企业在面对一定的调价粘性情况下,依然会表现出典型的埃奇沃思式的价格阶梯式调整路径。但是对于承担最早研发成本的技术领跑者来说,成为价格战触发者的概率很小,相反,采用技术跟随战略的二线企业或是新进入的企业更可能成为打破均衡价格的搅局者。在这样的框架下,将按照技术追随者、客户、技术创新者的顺序受益于行业的技术创新。
其次,在计量模型层面,传统计量建立在即期市场层面,解释变量容易受到内生性的干扰,从而影响计量结果的精确性。本文针对样本存在的总体价格下降趋势,并结合产业的运营特点,对主要的解释变量采用了滞后数据,避免了内生变量的影响。
第三,在基于光伏产业的实证分析层面,本文的实证样本来自国内光伏组件设备招投标数据。在剔除行业整体价格趋势性下行的影响以后,从企业的行为特征上可以很清晰地看出埃奇沃思式的价格循环调整路径。而受到市场的结构性调整等外生因素的影响,企业竞价行为存在阶段性的差异。具体而言,在市场经历整体趋势性价格滑坡的萧条期,企业竞价的“追跌”变得更加激烈,阶梯式下调的趋势愈发明显。而在市场相对繁荣、价格相对稳定的时候,无论是一线还是二线企业都有更大激励维持当前的价格水平,直至均衡被外来冲击所打破。对于技术创新的影响,市场反应表现相对滞后。受到前期投资成本的限制,首批实现技术突破的企业往往并不是价格战的触动者,相反,采用技术追随战略的企业更容易受益于技术创新的外溢性,从价格战中获益。而基于动态样本的跨期对比发现,随着企业调价和新技术市场化的加快,贡献技术创新的企业面临的价格粘性比之前有显著的改善。基于产品自我更新换代的滚动发展模式,市场已经发展出源自内生机制的创新激励机制。
基于这三条重要的结论,本文对埃奇沃思价格循环理论在光伏产业的应用做了详尽的模型化架构和实证检验。支撑未来的进一步研究,本文的论述提供了三个潜在的方向:
第一,基于企业心理预期的定价前瞻性研究。埃奇沃思价格循环理论在诞生之初源自的是企业博弈行为,由于价格调整的粘性导致的阶梯式下降趋势,其中一条重要的假设是企业立足于当期市场份额扩张带来的利润最大化目标。后续的模型研究依托Markov链定义的Bellman方程将企业的目标函数延展到长期利润现值上。但对于企业而言,决策的信息依据依然是静态的自身/竞争对手成本和市场规模。在现实市场竞争中,无论是市场宏观环境还是企业的技术水平,都是处于动态变化和发展中,而企业的行为更多架构在对未来条件条件的前瞻性预测上(Chevalier,2009)。因此,下一步研究的重要方向是将企业的前瞻性预测引入到模型中,研究企业预期变化对竞价行为的影响。
第二,结合需求侧客户个性化的研究。截止到本文的理论框架,埃奇沃思价格循环理论都架构在同一化客户需求的假设之上,但现实中,客户需求存在显著的差异性(沈曦,2018),对于不同客户的偏好,企业在产品服务定位和选择上也势必有侧重,因此,简单假设(长期)利润最大化依然是一个不妥的前提条件。对于这一框架的第二个发展,需要结合需求端的差异性,研究企业存在不同目标市场和客户群的情况下,竞价行为会有什么样的变化。
第三,技术进步的内生性研究。截止到目前,产业经济对于技术进步和发展一直视为外生性的,本文架构的模型尽管将技术进步纳入到企业决策中,但也仅将技术进步定义为企业投入的因变量,Lucas(2003)指出,资本和技术的外溢性能引发内生性增长的效果,带动行业持续的成本下降和技术更新。这一理论意味着在埃奇沃思价格循环框架中,企业既能利用来自内部研发投入带来个体技术创新,也能享受到来自行业内生性发展过程中的技术进步。在本文研究中已经指出,技术外溢性给技术跟随者带来了更大的利益,下一步研究的第三个重点将依据此延伸到企业的技术选型行为,结合差异化竞争理论讨论企业如何在产品定位和价格成本确定上实现最佳平衡。
附录1:光伏系统相关知识
光伏作为近年来发展迅速的可再生能源,无论在技术还是方案上都已经基本趋于成熟。如附图1所示,一个完备的光伏电站主要包括三个部分的硬件:组件、逆变器和平衡系统(BOS,balance of system,即统除发电板矩阵和逆变器以外的部分)。基于发电原理,光伏系统依靠组件的光伏效应(Photovoltaic effect),实现光能和电能之间的转换,并通过逆变器将组件产生的直流电转化为交流电,并最终通过配网柜等设备将电力输给电网或用户。在所有部件中,核心设备是光伏组件和逆变器。基于最新的项目造价数据,在系统成本结构中,组件占比为45%,逆变器占比5%,远远领先包括支架、配电柜等在内的其他硬件设备产品。
附图1 光伏系统结构示意图
从大类上说,光伏组件技术有两个分支:晶硅类和薄膜类,后者受制于技术和经济性,在市场中占比非常有限。本文讨论的设备产品针对的是晶硅类。此类光伏组件是基于半导体技术,以多晶硅为原材料的一种电子元器件。高纯度多晶硅切片后的硅片(wafer)作为基底,在经过镀膜、栅线印刷等工艺以后就形成具备发电能力的太阳能电池(cell)。最终加上背板、玻璃、边框等配件以后就形成了光伏组件(module)。
附图2 光伏组件(PV module)的基本生产流程
附录2:产品价格的标准化处理
组件产品的个性化价格差异主要来自于两个方面:一是在运输过程中产生的运费和保险差异,二是由于客户的个性化定制要求生产的成本差异转嫁。
第一种运费差异比较方便计量,本文的数据样本依托招标项目的地理位置信息,结合企业所在的地区,可以计算出运输的路程。基于货运公司的报价信息和单车的运输能力(受到地理位置的限制,组件一般采用的是公路运输方式,运费在时间段内相对是稳定的),附表1罗列了几个主要目的地的单位运输成本(含保险),从企业的组件设备报价①对于集采项目,业主在招标时间无法提供精确的项目地,一般采用的是出厂价模式,因此免除了运费的剔除工作。中扣除即可实现对运费差异的剔除。
附表1 主要目的地的组件运输成本(元/W)
客户的定制化要求相对复杂,但主要分为三大类:对背板的要求、对线缆的要求和对组件质量的超标准要求。
背板根据行业分类主要分为含氟和不含氟两种,对应杜邦和赛舞这两家全球第一第二的光伏背板生产企业公布的产品数据,可以计量出每一个时间段内(按季度)背板之间的价差,折合到每瓦组件中并扣除,即可实现标准化。
线缆的要求对组件价格影响相对较小,但可以在企业的招标要求中观察到。对这一种差异化的处理相对简单,用当期电缆的标准价格乘以企业对单块组件线缆的额外要求即可得出线缆长度的差异对组件设备价格的影响。
组件行业默认的良品率一般定义为99.5%(Q1标准),部分业主企业出于设计要求,会提出100%的良品率要求(Q0标准)。超出标准水平的良品率无疑对企业的生产成本带来了一定的提升。针对这一差异,本文采用折算方式,将由于超良品率要求导致的组件次品成本折算到交付的组件中。
基于这四个步骤以后,所有组件产品都实现了价格的标准化。
附录3:基于BNEF(彭博新能源)的一线二线生产企业标准定义
在本文的背景介绍和实证分析中,组件企业被区别定义为一线(Tier I)和二线(Tier II),以识别在定价策略上的差异。针对一线和二线的定义标准,本文参考了行业权威咨询机构彭博新能源(Bloomberg)的标准进行划分。该标准和企业列表彭博每年发布一次。
一线和二线企业的标准主要立足于三方面的指标:出货量、技术先进性和银行融资背书信赖度。其中企业的出货量基于当年出货排名计量,技术先进性是基于对包括UV, E3, ATA Renewables,STS Certified等行业主流的技术鉴定机构进行的组件供应商产品技术评分排名,银行融资背书是基于彭博监控的全球1MW以上光伏项目融资速度结合其所应用的组件品牌进行的评分(主要评估组件产品在金融机构层面的可信赖度)。三项评分的加权平均会给出每个企业的综合得分和行业排名,基于此,彭博区分前25家企业为一线,其余企业则为二线。
2010年以来,光伏行业的结构性变革带来了企业的重组和新竞争者的进入,一线二线企业名单也出现了较大的变动。附表2列举了在BNEF年度报告中重点企业的一线二线排名情况。
附表2 BNEF2010-2017主要一线、二线企业名单
(续表)