煤炭产业链稳定机制的博弈模型及分析

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煤炭产业链稳定机制的博弈模型及分析

■张伟

王志宏

联，主要指煤炭加工及综合利用相关产业，延伸价值链，进行煤炭深加工，推进煤气化、液化及水煤浆技术的应用等；后向关联，即通过自己的需求与其他产业部门发生的关联，主要指煤炭企业与供应商建立价值联盟，实现双赢甚至多赢。

2. 煤炭产业链稳定机制

产业链不是封闭的，而是开放的，产业链在特定企业间长期战略联盟的稳定性，取决于产业链上相关企业间价值与利益的平衡，实质上就是产业内部各环节之间的供给与需求关系。上游产业（环节）与下游产业（环节）之间存在着大量的信息、产品、资金方面的交换关系，它们之间相互制约、相互依存，只有产业链各成员企业相互合作，共创最佳效益，并使效益在各成员企业间合理分配，才能保证供需链稳定地运作。煤炭作为我国的基础性能源，在我国的工业生产中不可或缺。电力、钢铁、建材、化工是耗煤大户，其煤炭消费量占总消费量的90%以上，由此，形成了多条以煤炭企业为主体如煤炭-电力（煤气生产、焦化）产业链、煤炭-电力（焦化）-高耗能（高耗电）产业链、煤矿机械-煤炭采选等不同类型的产业链。产业链运作过程需要成员企业间合理的竞争定价机制、合理的利益分配机制、良好的合作机制和高效的链条断裂接通机制，使产业上下游关系趋于稳固、

图1

产业链的产业关联

一、煤炭资源产业链稳定机制

1. 煤炭产业链的含义及其特性

产业链是在一种最终产品的生产加工过程中从最初的矿产资源或原材料一直到最终产品到达消费者手中所包含的各个环节所构成的整个纵向链条，是在一定的产业群聚区内，以某一个产业中具有较强竞争力或竞争潜力的企业为链核，与相关产业的企业以产品、技术、资本等为纽带结成的一种具有价值增值功能的战略关系链，在这个纵向链条中，每个环节都可能是一个相对独立的产业，某一个产业的产品构成另一个产业生产的投入品。产业链的主体是企业，而企业关联关系的本质是产业关联。产业链中各个产业部门之间的产业关联可分为后向关联和前向关联。而且某一产业投入产出关系的变动对其他产业投入产出水平的关联效应可分为后向关联效应和前向关联效应。产业关联效应是双向传递的（见图1），并且具有相对性，产业链的每个结点（即企业）都对其上游结点提出需求，而又都对其下游结点进行供给。

有效。

（1）竞争定价机制。煤炭产业具有其自身特殊性，属于基础性产业，在产业链中处于上游位置，其价格的变动对下游企业的成本产生很大影响，从而引起连锁反应。过去，在国家计划经济模式下，为了稳定国民经济，煤炭产品由政府定产、定价、定运、定销，企业依靠国家投入来营运。20世纪90年代之后，随着市场经济体制的确立和政府机构改革，煤炭产业组织形式发生了深刻变革，由以政府为主导的非市场

产业链的基本特征就是包含大量的上下游企业，产业链上下游企业间存在的是一种交换的关系，其实质就是产品供给与需求的关系，上游产业向下游产业提供产品，下游产业向上游产业反馈价值。

煤炭产业链则是以煤炭企业为主体，围绕满足煤炭企业生产及销售过程中所涉及到的一系列具有上下游关系的企业集合。煤炭产业链的关联方式主要有：前向关联，即通过提供产品与其他产业部门发生的关

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的产业组织方式开始走向以经济的、法律的、政策的和必要的行政手段为主导的市场的组织方式。随着国家逐步放开煤炭价格，煤炭行业走过了由从属于其下游行业到与下游行业相博弈的路程，即在煤炭产业链中，首先确定终端产品在市场中的价格水平，并且据此倒推可承受的上游产品价格，然后结合上游产业的计划成本并通过有关方面协商确定上游产品的价格。任何企业都要通过合理定价以期获得必要的竞争优势和尽可能多的收益，因此，有效的竞争定价机制能够进一步保持煤炭产业链的稳定运行。

（2）利益调节机制。产业链上成员企业生产经营的内外环境都处在不断变化之中，一方微小的行为变化就会影响到另一方的利益变动，最终导致相互关系的不稳定。因此，在产业链运作过程中，需要建立一种利益调节机制，使成员企业的额外贡献或因产业链运行失衡所遭受的损失得到适当的补偿。这种利益调节机制，可在产业链企业之间通过合约安排或由成员企业共同的产权纽带单位来决定。

（3）沟通信任机制。如近年来煤炭产品价格上涨极大地增加了下游行业的成本压力，而煤炭产业链下游多数行业竞争激烈，在市场上缺乏定价能力，从而盈利能力大幅下降，引发了煤炭产业链上下游企业间的利益分配矛盾。为了提高产业链的市场竞争力，需要各关联企业以较低价格提供产品，但如有的企业仅凭借自身在产业链中的地位从关联企业身上得利而不——相关企加强内部经营管理，则产业链生存的基础—业间的互利和信赖就会发生动摇，甚至会逐步丧失合作伙伴之间的信任关系，如果处理不当或不及时，这种冲突会导致产业链的断裂。因此，在产业链运作过程中，需要建立一种沟通信任机制，包括成员企业之间相互尊重，信息相互公开，适当地彼此深入到对方的价值链管理中去，特别是要让上游企业更多地了解最终产品的生产经营状况，摈弃各个企业自己只顾本企业的狭隘观念，以共同赢得更大的市场份额来获得更多的收益。只有建立起沟通信任机制，才能在产业链中使竞争定价机制和利益调节机制充分发挥作用，及时地防范和化解矛盾，才有可能形成一个能够持续性地创造出竞争优势的产业链。

（4）产业链断裂链条的接通机制。产业链一旦中断会带来资源损失，造成中间产品供求的“失衡”。如煤-电产业链中，煤炭产业、电力产业分处该产业链

的上、下游，前者的产品即电煤是后者发电的投入品，煤炭企业的目标就是利润最大化，但电力企业由于其产品关系国计民生，还要兼顾社会福利目标，这就不可避免在电力市场中引入政府规制。而近年我国经济发展出现能源瓶颈，煤炭价格随之水涨船高，电煤重点合同价与市场价的差距越来越大，由此很容易出现产业链断裂的情况，此时就需要有高效的接通机制来解决。具体有两种：一种是直接连接产业链内的断环，另一种是创造出若干承上启下的产业部门实现断环的连接。前者是一种修复式接通；后者是创造性的接通，也是主要机制。因而，产业链接通在形式上往往表现为产业链环的增加，即在原有产业链条基础上产生若干新兴产业环节。新产业链的接通意味着创造了若干劳动力和人才就业岗位，相应的资本投入形成了相应的技术投入，实现了地区产业技术水平的提高，带来了各种利税形式的附加价值，从而增强了区域的整体经济实力。

综上所述，在竞争定价机制、利益调节机制、沟通信任机制等的推动下，在断裂链条接通机制的保证下，煤炭产业链是可以稳定运行并不断发展壮大的。

二、产业链博弈模型

1. 煤炭产业链关联企业间的博弈关系

煤炭产业链属于资源型产业链，延伸方向以下游产业为主。煤炭产业链处于不断变化的市场环境中，作为同一产业链的上、下游企业，煤炭企业与下游企业的收益息息相关，但同时双方又是利润的争夺者，随着煤炭价格的市场化，煤炭及其下游产业只有在不断讨价还价中，追求自身利益的最大化，其自身利益最大化的实质就是Stackelberg 博弈。本文以煤-电产业链为例，建立Stackelberg 博弈模型，并对煤电企业的非合作及合作博弈均衡结果进行分析。

煤-电产业链中，煤炭企业与电力企业存在着博弈关系，由于煤炭产业近年来已趋于完全市场化，且在煤炭资源产业链中处于控制地位，因此煤炭企业作为博弈的先行方，根据市场的供需变化制定煤炭的价格策略；作为博弈后行方的电力企业，在完全获得煤炭价格基础上，可能采取非Stackelberg follower 的策略，即：非合作行为，为追求自身收益的最大化而调整煤炭的交易量；煤炭企业观察到电力企业采取的行动后，重新调整煤炭的价格策略；电力企业再次根据煤炭企业的定价策略调整煤炭交易量，重复此过程直到达到

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相对均衡。

2. 非合作博弈模型及收益分析

非合作博弈是指博弈参与人在行为相互作用时，不能达成有约束力的协议，强调参与人的个体理性，在博弈中通过选择不同的策略，最大化自己的收益。

模型假设：煤炭企业C 与发电企业D 处于非合作状态，则二者分别以各自的收益最大化为目标进行决策。由于电力行业关系到国计民生的特殊性，其价格受到国家政策规制，假设其最高价格为p 0。煤炭市场实现完全市场化，并且假设煤炭全部用来发电，煤炭企业C 的成本函数为：C 1（q ）=aq 2+c 1，a >0，c 1>0，其中c 1为常数，为煤炭采掘的固定成本；发电企业D 的成本函数为：C 2（q ）=bq 2+c 2，b >0，c 2>0，其中c 2为常数，为发电企业空载运行的固定成本。假设交易产量为q ，则上游煤炭企业C 的收益U C 与下游电力企业D 的收益U D 为

U C =pq -aq 2-c 1U D =（p 0-p ）q -bq 2-c 2

（1）（2）

3. 合作博弈模型及收益分析

合作博弈是指博弈参与人在博弈进行前能够达成具有约束力的协议，煤炭企业与发电企业合作的基础是合作后的收益比不合作时的收益好，至少不比不合作时的收益差。煤、电企业建立合作联盟时，煤炭的交易转化成为内部联盟的交易，此时，煤电企业合作联盟的总收益为

U 2′=U C +U D =p 0q -aq 2-bq 2-c 1-c 2

（3）

为求利润最大化，式（3）对q 求导，令鄣U =p0-2aq -2bq=0，得到q 2′=p 0代入式（3）中，得到煤

电企业合作时的总收益为

2

U 2′=p 0-（c 1+c 2）

U 2′-U 1*=

p 2-（a +3b ）p 2=b 2p 2

>022

4a +b 4a +2b 4a +b a +2b 三、结论

模型求解：由于煤炭产业处于控制地位，因此作为博弈的先行方，首先制定与发电企业D 的煤炭交易价格p ，发电企业D 观察到煤炭价格p 后，在追求自身利益最大化的目的下，确定交易产量q ，煤炭企业C 观察到发电企业D 的行动后重新调整直至均衡。

采用逆向回归法求解如下：式（2）对q 求导，令：鄣U =p0-p-2bq=0，得到q *=p -p 代入式（1）得

鄣q 2b

2

（）（）U C =p -p p -a p -p -c 1

2b 4b 2

根据煤-电产业链上下游企业间非合作及合作博弈模型的收益分析得出：煤-电产业链上下游企业间建立合作联盟时的总收益比非合作时的总收益高，由竞争走向合作顺应了矿区经济发展的必然趋势，只有建立合理的利益分配机制，并坚持长期的战略联盟合作，才可能使煤炭产业链连续、稳定的运行。

参考文献：

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则令

鄣U =p -p +a （p -p ）=0鄣p 2b 2b 2b 2

a +b ）p 代入到q *中，得q *=p 。得到p *=（a +2b 2a +4b

由此得到上下游企业非合作均衡时刻煤炭的交易价格及交易量：

a +b ）p 0，q *=p 0）（p *，q *）=（p *=（

代入到式（1）和式（2）中，煤电企业收益分别为

（U C ，U D ）=-c 1，2-c 2）4a +2b 4a +2b 2

2总收益为

a +3b ）p 0-（U 1*=U C +U D =（c 1+c 2）2

（作者单位：辽宁工程技术大学）

（编辑：王应劬）

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