基于随机非参数包络分析方法的中国火电上市公司成本效率研究

1、基于随机非参数包络分析方法的中国火电上市公司成本效率研究基于随机非参数包络分析方法的中国火电上市公司本钱效率讨论291X202109-0087-08引言“十一五和“十二五期间我国经济的快速进展带来电力行业的飞速进展。全社会消费用电保持快速增长，我国全社会用电量从2021年的2.5万亿千瓦时增长到2021年的5.5万亿千瓦时;发电装机快速增长，供应能力极大提高，全国发电装机容量从2021年底的5.17亿千瓦提高到到15亿千瓦。火电作为我国主要的发电形式，为我国电力供需平衡起到了很重要的作用。虽然发电行业进展如火如荼，但仍旧存在不少问题。大规模的电力投资从早期解决了经济进展中电力短缺问题，到后期出

2、现电力过剩的状况，这主要是经济增速下降等多方面因素所带来的我国电力供需的逆转，我国的社会用电量增速从2021年开始出现了大幅下降，到2021年全社会用电量增速仅为0.5%，创改革开放以来最低记录。在电力需求增速向下换挡和全国电力供需宽松、部分地区过剩的状况下，发电装机容量受建设周期影响还将连续高速增长，并导致电力过剩的持续期延后，由于装机容量的快速增长，也摊薄了全部发电设备利用小时数，其中火电设备利用小时数将从“十二五初期的5305小时降至末期的4400小时以下。虽然中国电力行业不断改革，但中国仍处于改革和进展时期，转型特征尚存，国有火力发电公司仍旧占据市场份额的主体，这些公司本钱效率的提升将

3、很大程度上带动整个行业的效率进步，讨论国有公司的效率对火电行业在市场机制中保持竞争力具有重要的意义。一、文獻综述常见的效率评价方法主要包括非参数方法和参数方法，其中数据包络分析方法dataenvelopeanalysis，DEA是非参数方法中具有代表性的方法，是由Charnes等于1978年提出的，数据包络分析模型假设决策单元是同质的，无法纳入随机因素对结果带来的影响，不符合客观实际，并且效率估量值受异样值影响很大1。参数方法中最具代表性的为随机前沿分析方法stochasticfrontieranalysis，SFA，它是由Aigner等2、Meeusen和vanDenBroeck3几乎同时提

4、出的，这种方法通过生产函数构造前沿面，引入随机误差项，使效率测度结果更符合实际，并且受异样值影响较小，但是该方法要求提前设定具体的函数形式，有肯定的局限性。上述的两种非参数DEA方法和参数SFA方法在实际应用中各有优劣。Kuosmanen等将DEA和SFA完全整合到一个统一的效率分析框架中，我们将其称为随机非参数包络分析StoNED4。StoNED的进展不仅仅是技术创新;这也是效率分析的范式转变。StoNED的统一框架为DEA和SFA的经济动因分析和基础提供了更深入的见解，但它也为效率分析和相关主题如前沿估量和生产分析提供了更加通用和敏捷的平台。对中国发电行业的商量也日趋普遍。Lam和Shiu

5、对中国不同地区、不同时期火电厂的效率和生产率问题进行了评估，发觉电力行业的分别重组会通过增加电力企业的竞争，进而改善整个火力发电行业的效率水平，在19952000年期间，全要素生产率的年均增长率到达了2.1%5。Du等对中国火力发电厂进行了全要素技术效率分析，并发觉政策改革肯定程度上提升了电力行业的效率水平6。结合我国实际国情，陶锋等测算了发电行业效率进展趋势，并分析了产权结构、燃料本钱及技术、市场结构等对发电行业技术效率的影响7。技术效率可以较好地反映决策单元的生产力水平，而通过纳入价格信息，本钱效率可以为我们提供一个全新的视角，更好地反映行业绩效。Hiebert将生产效率理论扩展至本钱效率

6、讨论，发觉产权形式、决策单元数量和政府管制等因素都会影响电厂本钱效率的改变8;而且Yu等发觉，天气对英国配电公司技术效率影响不明显，但对本钱效率的影响特别显著，因此得出发电部门本钱效率比生产效率讨论更具现实意义的结论9。但是目前，我国对发电行业的本钱效率讨论相对较少。Wang等测度了考虑二氧化碳排放的中国30个省级火电公司本钱效率10;Li等利用多种随机前沿本钱模型，分析了2021年公布的煤电联动政策对中国火电行业本钱效率的影响11。另外，大部分讨论选取的是省际数据或发电机组级别的数据。如Du等6、Elliott等12，很少讨论以发电公司作为讨论对象。发电公司作为市场内的竞争主体，其效率水平可

7、以为衡量企业在行业内水平、提升企业治理绩效提供便利，并且企业决策主体的身份更有利于提升效率讨论结果的实际参考价值。二、StoNEDStoNED方法作为参数方法SFA和非参数方法DEA的结合，利用了两种方法的优点，弥补了两种方法在效率评价上的缺乏。在StoNED模型框架下，限定生产函数为连续的、单调递增和凹性，但不假定具体函数形式，这和DEA的处理是相同的。其后利用SFA的思想，将残差分解为不小于0的非有效项和噪声项，弥补了DEA未能考虑噪声干扰的缺乏。三、数据与指标选择本章在讨论对象的选取上，考虑到我国目前的发电形式有火电、水电、风电和太阳能发电，其中火电为主要发电形式。以往的讨论也多项选择取

8、省际数据来进行效率分析，但目前我国的发电公司多为大型集团，往往在多地建有发电厂等，属于跨区域经营，单纯地根据行政区域划分发电部门，并以此来讨论，并不能合理的反映发电部门市场的经营主体地位。刘笑言选取了中国火电上市公司作为讨论对象，并指出本钱效率水平的高低可以作为公司经营水平的评价指标，对公司向行业领先者靠拢具有重要意义17。因此，本文选取中国火电上市公司作为讨论样本。电力行业在經济进展具有重要作用，我国发电行业的大多数企业仍有国有资本控股或参加，因此对于国有发电公司的讨论能为火电行业甚至是电力行业的市场化改革提供讨论样本，而且更具有代表性。本章选取火电上市公司为样本，在样本确实定上，主要参考上

9、市公司的主营业务为火力发电项目，并且筛选主要为国有资本全部，即为常提到的“国企，包括ZY政府全部和地方政府全部，最终选取17个数据相对完好，并且符合讨论对象特征的公司。样本数据为20212021年17家国有上市火电公司组成的平衡面板数据进行效率分析，相应的数据来源主要包括上市公司年报、上海证券交易所网站和深圳证券交易所网站，样本对象见表1。在效率分析方法中，投入、产出指标确实定是讨论的重中之重，在考虑异质性的前提下，异质性因素的选取和确定对于讨论问题有着极为重要的作用。本文主要讨论火电上市公司的本钱效率，因此，本章涉及的变量主要有5个：火电上市公司的本钱、投入变量劳动力价格和资本价格、产出变量

10、年平均发电量和异质性变量全部制形式。其中，上市公司的本钱和年平均发电量直接从公司年报中得到;投入变量包括劳动力价格和资本价格，这里劳动力价格是指公司年度劳动力支出与员工数的比，而资本价格使用剩余法进行计算，剩余法中资本价格被定义为剩余本钱与净资本存量的比值，而剩余本钱是指除劳动力支出外的总本钱。其中，总本钱和价格类数据都根据价格指数以2021年价格指数为100进行折算。异质性因素是指影响讨论对象生产经营的外部环境因素，这里依据讨论问题，选取火电上市公司的全部制形式，该指标的值有两个，ZY政府全部和地方政府全部，在数据处理中，设置该指标为虚拟变量，用1代表ZY政府全部，用0代表地方政府全部。样本

11、数据的统计学描述见表2。从各个指标看出，总本钱、劳动力价格和年平均发电量样本数据分布较为分散，其中总本钱最大值为1276亿元，最小值为13亿元，结合年平均发电量的最大值为3205吉瓦时，最小值为26吉瓦时，可以看出样本中的上市火电公司有规模很大的公司，也有规模很小的公司;从全部制形式可以看出，样本选出的上市火电公司中ZY全部的和地方全部的数目相差不大，较为平均。四、结果分析一参数分析通过计算结果可以得到，R2值为0.9826。该数值指StoNED前沿模型可以解释影响火电公司总本钱自然对数的可观测变量中98.26%的部分。该R2值反映了投入变量劳动力价格、资本价格、产出变量年平均发电量和异质性变

12、量全部制形式以及非有效项u的期望值的影响，剩下的1.74%则是指该StoNED不能解释的部分，包括非有效项偏离均值的部分，以及噪音项。在假设的条件下，该模型中StoNED前沿最大化地包络了实证数据，说明了不会再有同样满足强可处置性、凸性和规模酬劳不变性的本钱函数C能取得更高的R2值。Kuosmanen提到，StoNED方法与SFA不同点不仅在于模型设置上，在实证分析中，StoNED方法中的投入产出的参数所表示的含义为前沿上对应点的相切超平面，且每一个点对应一个值，与SFA中的参数结果所表示的含义是不一样的18。因此，在本章的参数分析中不展示投入和产出指标的参数结果，这里主要商量异质性因素的参数

13、结果。关于异质性因素全部制形式的参数结果见表3。从表3中数据可以看出，该异质性指标的参数值都是大于0的，表示全部制形式对于火电上市公司的本钱是正的影响，也即ZY全部上市火电公司的本钱大于地方全部的上市火电公司。这主要是因为ZY全部上市公司经营地域涉及多个省份甚至全国，企业规模较大;而地方全部企业则主要在一个省内经营，相对规模较小。将20212021年的参数值取均值得到0.4606。从时间改变上来看，全部制形式参数20212021年呈现先变大后变小的趋势。图1展示了17个上市火电公司总本钱以及全部制形式参数随时间的改变曲线。由图1可以看出，17个上市火电公司总的本钱在20212021年间也是呈现

14、先增后减的趋势，与异质性指标的参数改变较一致，两者的最高点都出如今2021年左右。本钱的改变主要是由于“十二五前期连续了“十一五的发电规模，并且总装机和发电量连年增长，发电行业增速过快，从2021年开始，我国的全社会用电量增速大幅下降，出现了电力行业总体供大于求得局面，在发电部门则通过降低机组的利用小时数等措施，来抑制发电端的快速增长，已到达与消费段相适应，这就导致发电部门得发电本钱的下降，主要是总的行业特点。通过计算，得到20212021年总本钱和全部制形式参数的相关系数为0.4809，说明两者之间有肯定的相关性，一个可能的缘由是电力行业为国家重点行业，当出现电力供需不平衡时，需要ZY全部火

15、电企业规模较大去执行政策意图，来到达ZY政府的调控目的，因此该参数变大，意味着ZY全部企业对于总本钱的影响更大。二效率值分析在效率值分析中，本文主要做三个工作：首先，对比分析效率值分别在17个公司总水平、ZY全部企业水平和地方全部企业水平三个方面得改变状况;其次，讨论全部样本的效率分布状况;最终，找出效率表现最好的几个样本公司，利用标杆治理，进行样本间对比，为效率表现较差的公司提供提升的标杆。1.对比分析。17个上市火电公司平均效率、ZY全部企业的平均效率和地方全部企业的平均效率在时间上的改变。图2给出了改变趋势，三者得整体改变趋势几乎相同，都为先降低后升高，效率最低的年份均为2021年。在比

16、较三个平均效率时，发觉三者之间差距很小。整体的改变趋势呈现先下降再升高的趋势得缘由可能为“十一五期间电力行业进展较快，发电行业的装机容量飞速增长，规模增长得过快，导致机组的利用小时数却并不高，而机组的利用小时数影响着企业本钱，所以“十一五期间三者的效率值都是呈下降的趋势;从2021年起，平均效率是呈现上升的趋势，这主要得益于“十二五国家的又一轮经济投资建设，带动了电力需求的增长，因此带动发电企业的生产。总的来说，劳动力价格呈下降趋势而资本价格改变不是很大，因此总的缘由主要是由于经济进展对于行业的带动作用，当然也可能存在模型中没有考虑到的企业治理等因素。基于以上结果，由于发电部门还没有完全的市场

17、化，政府在制定相应政策时，不能盲目投资建设，要适时考虑电力供需平衡;在电厂的运营治理中，要综合考虑发电任务和机组的利用率问题。2.对于上市火電公司得效率分布的分析。从图3可以看出，大多数火电公司的本钱效率值不是很高，主要集中在00.4区段内，只有少量的公司的效率值能大于0.6，说明行业总体的效率水平不够高，仍需要通过提高治理运营水平来提高本钱效率。将企业分为ZY全部企业和地方全部企业后，观看图3可知，ZY全部的公司的效率分布更加分散，而地方全部的企业的效率分布相对集中，这主要是由于ZY企业相对规模加大，且受ZY管制，敏捷性较差，治理难度较大，且需要根据ZY的政策调控需要起到一些行业调控的作用;

18、而地方全部的企业虽然也受地方政府管制，但相对规模较小，企业的经营自主权较大，治理能力相对更好。3.通过对17个上市火电公司的本钱效率值进行年度平均得到表4。表4将17个上市火电公司的本钱效率进行排序，根据从高到低进行排列，其中内蒙华电的平均效率最高，约为0.55，接下来是建投能源、国投电力、广州进展、漳泽电力的效率值超过了0.3，效率排行5的企业3个地方企业、2个ZY企业。整体来看，ZY企业和地方企业在排行中分布较为平均，如华能国际、吉电股份、大唐发电作为ZY企业也排在后几位，而通宝能源、深圳能源作为地方企业也排在靠后的位置。因此，基于此结果，政府在制定政策时，不仅要考虑行业整体水平，还要考虑个体性的差异，适时地淘汰落后产能，进而提高行业整体水平。结语本文以17家国有上市火电公司为代表，评估了我国发电行业中火电上市公司的本钱效率，并分析了全部制形式这一外部因素对上市火电公司本钱水平的影响。本讨论接受结合了参数和非参数效率分析方法的StoNED模型计算上市火电公司的本钱效率，并且考虑了异质性因素全部制形式对上市火电公司本钱水平的影响。讨论发觉，在考虑可全部制形式这一外部因素的条件下，上市火电公司整体