页岩气规模可持续开发的非技术因素影响机理

刘红勇，吴易一，刘军

西南石油大学：a.土木工程与测绘学院；b.经济管理学院，四川 成都610500

引言

页岩气资源的规模化、有效开采对增强我国能源安全、改善能源结构具有重要作用。通过十余年的技术引进、消化、吸收和再创新，我国已经初步形成适合我国地质条件的海相页岩气勘探开发技术体系。2022 年，国内页岩气产量已达240 亿立方米。然而，除了技术以外，地方政府行为、社会因素、企业管理、合作机制、政策等非技术因素同样制约着页岩气开发的正常进行，因此当前亟需认识清楚非技术因素对页岩气规模可持续开发的影响。

目前，国内外学者对页岩气开发非技术因素作了大量研究。在政策方面，师良认为我国应该在页岩气产业的规划、财税、地质、研发、基建、环保等方面出台相关政策[1]；刘鸿渊等认为应该分别从技术、市场、财税等方面制定页岩气产业政策体系[2]；周娜等采用系统动力学模型研究了我国页岩气产业发展[3]。在合作机制方面，Darrick等研究发现，地方经济长期增长与地方政府和民众的支持/反对之间密切相关[4]；李森圣等探讨了页岩气项目开发的利益相关者及合作激励机制问题[5]；徐凤生等指出，引入社会资本和政企合资可以有效推进页岩气开发[6]。在社会因素方面，程鹏立研究发现，页岩气开发过程中的土地征用补偿标准低和前后不一致可能带来社会稳定风险[7]；谢海燕等认为，在页岩气开发中，应建立对页岩气开发区居民的生态补偿机制，努力争取周边居民的合作与支持[8]；Darrick 探讨了2013—2018 年期间英国页岩气开发与否引发争议的事实[9]；Yao 等通过研究页岩气开发的当地居民心理接受过程，发现居民接受度主要由受益感知决定[10]。在企业管理方面，孔令峰等认为，页岩气开发企业需要在管理制度、组织以及管理方法等方面进行创新[11]；黄伟和等指出，我国页岩气开发应该采用混合制和企业制[12]。

然而，上述研究成果反映出一个问题，即当前的研究既没有考虑企业管理、政府支持、地企合作等非技术因素对页岩气规模可持续开发的影响，也没有探讨中央政府、地方政府以及企业之间的激励机制。鉴于这一情况，本研究拟采用委托代理理论构建双重激励模型，研究非技术因素对页岩气规模可持续开发的影响，并通过数值仿真验证相关结论，在此基础上思考管理上的改进措施。

1 基本假设与模型构建

为了研究政策体系、政府行为、企业管理、合作机制四个方面非技术因素对页岩气规模可持续开发的影响，本研究将页岩气开发过程简化为由中央政府C、地方政府L、页岩气企业E 三个行为主体之间的双重激励关系。在第一层委托代理关系中，中央政府C 是委托人，页岩气企业E 是代理人，后者通过投资开发页岩气区块，完成前者下达的产能规模目标；在第二层委托代理关系中，页岩气企业E 是委托人，地方政府L 是代理人，后者通过支持页岩气企业来协助前者完成产能规模目标（图1）。以此为基础，本研究提出四个假设并构建研究模型如下。

图1 页岩气规模可持续开发中的双重激励关系

首先，假设中央政府C 是风险中性，页岩气企业E 和地方政府L 均为风险规避，其绝对不变风险规避度分别为ρ1，ρ2(ρ1,ρ2＞0)。假设e1表示页岩气企业开发投资水平，e2表示地方政府对页岩气开发的支持水平(0 ≤e1，e2≤1)。不失一般性，当不开展页岩气生产时，假设、分别代表页岩气企业和地方政府的保留收益。

其次，从非技术因素来看，页岩气产量规模受到政策因素、地方政府行为、企业管理、合作机制等因素的共同影响。一般而言，假设页岩气产量规模函数为π=k1e1+k2e2+δ，其中：k1(k1＞0)为企业管理规范程度，涉及业务外包管理规范、市场化程度、内部投资管理制度等；k2(k2＞0) 为企业与地方政府之间的合作程度，涉及双方畅通沟通机制与利益共享等；δ 表示页岩气产量规模随机变量，且δ～N(0,σ2)。

再次，由于页岩气开发满足边际成本递增特点，假设页岩气企业投资成本函数为地方政府支持页岩气企业开发的服务成本函数为其中：m(m＞0)表示页岩气企业和地方政府成本系数，m越小，代表其开发/公共服务效率越高，且

最后，在页岩气规模可持续开发过程中，中央政府要对页岩气企业的开发投资行为进行激励，而页岩气企业要争取地方政府对页岩气开发工作的支持（例如双方成立页岩气合资公司、加强沟通与协商等）。因此，可以假设页岩气企业向地方政府提供一个线性激励合同S2(π)=α2+β2Pπ，同时假设中央政府向页岩气企业提供一个线性激励合同S1(π)=α1+β1[Pπ-S2(π)，其中：P为页岩气出厂价格，α1、β1分别为页岩气企业投资固定收益和提成比例，α2、β2分别为地方政府在页岩气开发上的固定收益和提成比例。显然，当βi=0(i=1,2)时，页岩气企业和地方政府不用承担任何页岩气开发风险；当βi=1 时，页岩气企业和地方政府承担页岩气开发的全部风险。

由以上基本假设可知，中央政府、页岩气企业、地方政府在页岩气规模可持续开发过程中的收益函数分别为wC、wE、wL，用公式表示即为：

本研究将中央政府的期望效用记为πC，因为中央政府是风险中性，其期望效用即为期望收益，用公式表示为：

此时，页岩气企业和地方政府的最大化期望效用等价于最大化自己的确定性收益，即

2 双重激励模型求解

2.1 对称信息情形

在对称信息基准情形下，中央政府可以观察到页岩气企业的投资水平e1，而页岩气企业也可以观察到地方政府对页岩气开发的支持水平e2。在双重激励关系中，页岩气企业（地方政府）的激励相容约束不起作用，中央政府（页岩气企业）利用参与约束即可实现相应的最优投资水平e1（开发支持水平e2），此时中央政府可以针对α1、α2、β1、β2、e1、e1作出决策。因此，对称信息基准情形下的页岩气开发双重激励机制模型可以表示如下：

显然，在最优化条件下，中央政府不可能让页岩气企业占有更多的页岩气开发收益，页岩气企业也不可能支付更多的页岩气开发收益给地方政府，即两个参与约束均取等号，将其带入式（9）后消去α1和α2可得：

经检验，πC的Hessian 矩阵∇2πC(β1,β2,e1,e2)为负定的。因此，利用一阶条件∂πC/∂β1=0，∂πC/∂β2=0，∂πC/∂e1=0，∂πC/∂e2=0 联合求解，可得页岩气企业提成比例β1和投资水平e1、地方政府提成比例β2和支持水平e2分别为：

此时，页岩气企业固定收益、地方政府固定收益以及中央政府确定性等价收益分别为：

2.2 非对称信息情形

在非对称信息情形下，中央政府无法观察到页岩气企业的投资水平，页岩气企业也无法观察到地方政府对页岩气开发的支持水平。此时，参与约束和激励相容约束都起到作用，中央政府需要针对α1、α2、β1、β2均作出决策，页岩气企业对投资水平做出决策，地方政府对支持水平做出决策。因此，在非对称信息情形下页岩气开发双重激励机制模型可以表示如下：

将式（20）带入式（15）式（17），整理可得：

由此可知，中央政府不可能支付更多收益给页岩气企业，而页岩气企业也不可能支付更多收益给地方政府，即式（22）和式（23）取等号并将两者带入式（21）消去α1、α2后可得：

由最优一阶条件可知，页岩气企业收益提成比例β1和地方政府收益提成比例β2分别为：

3 双重激励结果分析

3.1 对称信息情形下的结果

在对称信息基准情形下，中央政府和页岩气企业分别可以观察到投资水平e1和支持水平e2。通过前述的双重激励模型求解，可以得出下述四个结论。第一，页岩气企业的投资水平与自身的管理制度规范程度和开发效率密切相关，而地方政府支持水平与政企合作程度和公共服务效率相关。第二，随着企业管理制度规范程度和开发效率的增加，页岩气企业的投资水平不断提高；随着政企合作程度和公共服务效率的增加，地方政府对页岩气开发的支持水平不断上升。第三，在双重激励关系中，页岩气企业和地方政府都可以获得固定收益，不用承担任何页岩气开发风险。第四，当页岩气企业的管理制度规范程度和政企合作程度上升时，中央政府收益将不断增加；但是，当页岩气企业和地方政府的成本系数较高时，为了减少自身成本支出，页岩气企业会降低投资水平，地方政府也会减少对页岩气开发项目的支持水平，从而使中央政府在页岩气开发方面遭受收益损失。因此，中央政府应该采取激励措施，引导页岩气企业进一步完善企业管理制度，要求地方政府加强与页岩气企业的沟通交流，以提升页岩气规模产量。

3.2 非对称信息情形下的结果

在非对称信息情形下，中央政府无法观察到页岩气企业的投资水平e1，而页岩气企业也无法观察到地方政府的支持水平e2。以前述的双重激励模型求解结果为基础，可以得到四个结论。第一，当双方风险规避度相等时，为了实现更高的页岩气规模产量，页岩气企业将比地方政府承担更多的页岩气开发风险。第二，当管理制度规范程度和政企合作程度上升时，页岩气企业投资水平与收益提成比例、地方政府支持水平与收益提成比例都将随之增加，中央政府也能从页岩气开发过程中获得更多收益。第三，随着页岩气企业和政府公共服务效率的不断增加，页岩气企业投资水平与收益提成比例、地方政府支持水平与收益提成比例、中央政府收益都将增加。第四，当页岩气企业和地方政府的风险规避度越高或者页岩气开发不确定性越大时，页岩气企业的投资水平会降低，地方政府提供的开发支持力度将逐渐下降，双方愿意承担的页岩气开发风险也会逐渐减少。此时，中央政府能够获得的页岩气开发收益将下降。因此，中央政府在筛选企业从事页岩气开发时，不能过于看重其风险规避度，而应该采取有效措施尽可能多地了解页岩气项目相关信息，降低页岩气开发不确定性，以获得更高的收益。

4 信息价值与代理成本分析

4.1 信息价值分析

在页岩气规模可持续开发过程中，与非对称信息情形相比，中央政府在对称信息情形下获得的额外收益即为信息价值。由于

因此，分析可知：

第一，与非对称信息情形相比，当中央政府（页岩气企业）能够观察到页岩气企业（地方政府）的投资水平（支持水平）时，后者将选择更高的页岩气投资水平（支持水平）；第二，在非对称信息情形下，中央政府（页岩气企业）会要求页岩气企业（地方政府）承担一定的开发投资风险；第三，与非对称信息情形相比，中央政府在对称信息情形下能够获得更多的页岩气开发收益，因此，中央政府应该尽可能多地收集页岩气企业投资信息，而页岩气企业也应该尽可能多地关注地方政府对页岩气开发支持力度。

此外，由于∂ΔπC/∂ki＞ 0，∂ΔπC/∂ρi＞ 0，∂ΔπC/∂σ2＞0，∂ΔπC/∂P＞0，∂ΔπC/∂m＜0，故而分析可知：页岩气企业管理制度越规范、企业与地方政府合作程度越高、页岩气出厂价格越高、页岩气企业和地方政府的风险规避度和开发/效率越高，中央政府在对称信息情形下将能够获得更多页岩气开发额外收益。

4.2 代理成本分析

页岩气规模可持续开发的代理成本应该从风险成本和激励成本两个方面进行分析。与对称信息情形相比，非对称信息情形下的风险成本、收益损失、投资与支持成本节约额分别为：

由于代理成本AC=ΔRC+(ΔπC-ΔC)，故而分析可知：一方面，在非对称信息情形下，当页岩气企业和地方政府都为风险中性时，两者将承担页岩气规模可持续开发的所有风险(β1=β2=1)，双重激励模型可实现最优风险分担和最优激励，页岩气规模可持续开发的代理成本恒为0；另一方面，页岩气企业管理制度越规范、页岩气企业与地方政府合作程度和开发公共服务效率越高，页岩气规模可持续开发的代理成本越大。

5 非技术因素影响仿真分析

2013 年，国家能源局出台《页岩气产业政策》，提出页岩气出厂价格在全国范围内实行市场定价。考虑到非对称信息情形下均衡结果的复杂性，笔者采用Matlab 软件来研究非技术因素对页岩气规模可持续开发的影响特征。结合国内页岩气开发项目的实际情况，假设相关参数如表1 所示。

表1 双重激励环境下页岩气开发相关参数取值及范围

在表1 参数的基础上，笔者通过仿真分析得到各类仿真图示。由图2、图3 和图4 可知，随着企业管理制度规范程度和开发效率的不断增长，页岩气企业将获得更高的开发收益提成比例。同时，企业和地方政府间的风险规避程度、成本系数以及开发不确定性越高，页岩气企业能够获得的开发收益提成比例越低。

图3 ρi 对β1 的影响特征

图4 m 和σ2 对β1 的影响特征

图5 m 和ρ2 对β2 的影响特征

在5 和图6 中可见，地方政府的风险规避程度、成本系数及开发不确定性越高，地方政府能够获得的开发收益提成比例越低。同时，随着政企合作深度的提升，地方政府能够获得更高的开发收益提成比例。

图6 k2 和σ2 对β2 的影响特征

从图7、图8、图9 可见，随着企业管理规范程度、政企合作深度、页岩气出厂价格的不断增加，页岩气企业将提高页岩气投资水平，地方政府也将加大对页岩气项目的支持力度。同时，企业和地方政府间的风险规避程度、成本系数及开发不确定性越高，页岩气企业投资水平和地方政府支持力度将越低。

图7 ki 和ρi对ei 的影响特征

图8 m和P对ei 的影响特征

图9 σ2和P对ei 的影响特征

从图10、图11、图12、图13 可见，随着企业管理规范程度、政企合作深度、页岩气出厂价格的不断增加，国家能够从页岩气开发中获得更多收益。同时，随着企业和地方政府间的风险规避程度、成本系数以及开发不确定性的增加，国家页岩气开发项目将遭受收益损失。

图10 ki 对πC 的影响特征

图11 ρi 对πC 的影响特征

图12 m和P 对πC 的影响特征

图13 σ2和P 对πC 的影响特征

6 研究结论与实践启示

本研究通过构建双重激励模型，分别从对称信息情形和非对称信息情形研究页岩气规模可持续开发的非技术因素影响特征，探讨相应的信息价值和代理成本，并通过数值仿真验证相关结论。基于此，笔者得到的主要结论与管理启示有如下四个方面。

第一，页岩气企业的投资水平与其管理制度规范程度和开发效率密切相关，而地方政府支持水平与政企合作程度、政府公共服务效率相关。随着企业管理制度规范程度和开发效率的增加，页岩气企业不断提高项目投资水平，可以获得更高的收益提成比例；随着政企合作程度和政府公共服务效率的增加，地方政府对页岩气开发的支持水平也会不断上升，同时获得更高的收益提成比例。因此，采取有效措施完善企业管理制度、推进政企合作、提升企业开发效率和政府公共服务效率，能够提升页岩气规模可持续开发产量，对参与页岩气可持续开发的各利益相关方均是有利的。

第二，当页岩气企业管理制度的规范程度和政企合作程度上升时，中央政府收益将不断增加；但是，当页岩气企业和地方政府的成本系数较高时，为了减少成本支出，页岩气企业会降低投资水平，地方政府也会减少对页岩气开发项目的支持水平，从而使中央政府在页岩气开发方面遭受收益损失。因此，中央政府应该采取激励措施，引导页岩气企业进一步完善企业管理制度，同时要求地方政府加强与页岩气企业的沟通交流，以提升页岩气规模开发产量。

第三，当页岩气企业和地方政府的风险规避度越高或者页岩气开发不确定性越大时，页岩气企业的投资水平会降低，地方政府提供的开发支持力度将逐渐下降，双方愿意承担的页岩气开发风险也会逐渐减少，从而导致中央政府能够获得的页岩气开发收益下降。因此，中央政府在筛选企业从事页岩气开发时，不能过于看重其风险规避度，而应该采取有效措施尽可能收集页岩气项目相关信息，降低页岩气开发的不确定性，以获得更高的收益。

第四，随着页岩气出厂价格和政府服务效率的不断增长，地方政府将加大对页岩气项目的支持力度，获得更多的固定收益，页岩气企业由此能够从页岩气开发中获得更多收益。但是，地方政府的风险规避程度、开发不确定性以及服务成本系数越高，页岩气企业收益越低，因此，地方政府应该加快自身职能改革进度，提高对本地页岩气投资项目的公共服务效率。