天然气运输的自然垄断.docx

天然气运输的自然垄断摘要在这篇文章中，我们通过通过横贯加拿大管道有限公司测试与天然气运输相关的成本结构的可加性，并通过国家能源局来测量从日益激烈的竞争中节省成本来实现减少垄断的可能性。在测量可加性时，我们同时运用我们鲍莫尔等人（竞争市场和产业结构的理论（1982）和（1982）埃文斯、赫克曼程序。我们的研究结果展示了成本结构可加性的根 据，因此，来自竞争增长源于垄断分裂的可能好处可以被规模效率的牺牲所抵消。关键词：可加性;自然垄断;天然气运输1. 介绍 在过去的几十年里，许多明显的变化发生在天然气行业。很大程度上是源于美国和加拿大天然气市场和报价的放松管制，再与市场竞争增强结合。所以产生了一个将产品供应给更远市场，最为产能和盈利长期增长的期望。在许多市场中，天然气运输费用占到了很大一个部分。这并不奇怪，因为减少天然气运输费用作为发展更有竞争力的一部分。天然气效率和成本问题关注度的持续上升导致围绕管道行业监管辩论的关注。尤其是，一贯而刺耳的长期放松管制要求已经征收了空运业。并且认为监管制度的转变会显著提高效率和降低费用。关键问题背后的问题是，范围或规模经济将在竞争来临时被牺牲。从而导致大量的低效率，超过偏移从竞争加剧所带来的利益。这个问题的调查要求天然气输送成本的特点和是否自然垄断是天然气行业的自然结构专门知识。次可加性在界定自然垄断的主导作用。次可加性如果没有多个公司的组合，可以产生集体工业实现比垄断者（伯格1988）更低的成本输出。在单输出情况下，规模经济的存在是一个充分条件，以保证次可加性。然而，在多输出的情况下为可加性条件更复杂的需要成本的互补性或特定产品规模经济和范围经济（鲍莫尔，1977;鲍莫尔等，1982）。该通过应用经济学家在次可加性兴趣是从衡量的好处分手垄断行业到一些较小的公司。如果次可加性笼罩下，没有成本优势将日益激烈的竞争来实现。 在另一另一方面，没有可加性（或什么被称为超加）更低的成本生产可以通过垄断行业拆分成多个实现的小公司。在大部分测试自然垄断的应用工作已进行了对于电话行业。在事实上，有些这项工作是在决定分手贝尔工具电话系统在美国。天然气管道行业还一个有趣的候选自然垄断测试，但已收到要少得多通过应用经济学家关注。在加拿大，横贯加拿大管道公司（TCPL）已获得由国家加拿大能源局（NEB）有效垄断的运输从加拿大东部和美国在艾伯塔省领域来分的天然气。尽管在天然气输送的次可加性实证研究的相对贫乏的，它似乎是合理的，考虑的基本操作特性管道业务，推测次可加性普遍存在的成本结构公司如事实上，曼塞尔和教堂（1995）认为，天然气传动植物和企业层面是次可加性的目的和本文的贡献是评估天然气输送的组件业在加拿大由在成本可加性实证检验与由载体TCPL并确定输送天然气是否节约成本可以通过删除授予的垄断地位来实现。在多路输出的设置，鲍莫尔等。 （1982）和艾万斯和赫克曼（1984年）为测试自然垄断替代程序。 前者通过测试生产结构的间接方法问题充分必要条件，将表明次可加性。后者是一个成本结构的直接检验。在第2节，这些测试程序进行审查。在第3节中，我们提供了加拿大天然气管道的简要概述业，讨论可用于分析数据，并指定使用的成本函数在估计。在第4节，我们的条款评估估计的成本函数规律性的条件，并确认一个“正确的”成本函数已被确定。在此之后，对于自然垄断的替代测试执行和结果呈现。第5节总结。2. 方法可加性可以以简单的方式使用的成本函数来说明该技术的代表。让C（Y）代表所述成本函数为单个在行业内现有的坚定，让C（Yi）代表成本函数为第i个公司在行业中的多公司的配置。次可加性的特点成本结构，如果C（Y）小于C（Yi） （1）其中，Syis（Y）不平等更改为均等的成本意味着加结构和进一步的变化到大于意味着超加，在这种情况下，多个公司可以实现生产行业产值相比更低的总成本只有一个企业的存在。鲍莫尔等。 （1982）测试为本地的一种形式的过程是在对次可加性的证据每个数据点评估估计的成本结构。在单输出的情况下，经济规模的测试充分证据保证自然垄断。在多路输出的情况下，有足够的条件是发现规模的两个经济体的证据。在单输出（Y）的情况下，规模经济的措施是平均比例边际成本（CY）或其中S（y）为1意味着规模报酬递增和相对不平等意味着规模报酬递减。装甲（1989）延伸此定义的多个输出情况下，或 其中Y表示总产量和CJ（Y）的总合量度代表生产第j个输出的边际成本。式。 （3）从一个射线限定产地在哪里沿射线平均成本下降（沃特森，1988）。因此，如果输出加权边际成本是总成本，则S（Y）1和下面经济大规模的观察。反之，小于不平等意味着不经济规模。在实证分析中，这个规模措施是在每个数据点进行评估。 在所述多个输出的情况下，可参考说明图1（Evans和赫克曼，1984）。在该图中，ABCD表示的成本从标分贝原点的光线一两个输出（Y1，Y2）企业的表面。 另一个射线，一个t沿路口ABC分贝。当外推到成本超平面，它的横截面尺寸在ABC成本面。具有成本面说是如果任何外推到成本面产生凸交叉分节。 沿着transray ABC，让C（一）代表了之间的成本超平面的点（a和c），并让C（B）代表之间的成本超平面的点（b和c）。意味着，连接线C（a）和C（B）不得卧以下在a和b之间，或者每个点的成本面换句话说，transray凸意味着保持总产束固定，但允许在输出结构的变化将降低为多元化的成本，而比专业的输出组合（斯夸尔斯，1988年）。在数据集中观察在一个点transray凸并不意味着凸整个成本面（鲍莫尔等人，1982）。斯夸尔斯（1988）提出的测试在两两transray凸度，如果这些证据成对每个数据点将意味着transray凸总体持有。成对transray可以凸通过计算二阶偏导数或测试 其中，Cyiyi是第二阶偏成本函数相对于第i个输出。随着（0意味着软弱成本的互补性和Cyiyi（0代表产品的具体规模经济。从式中的最后一个参数。 （5），特定产品规模经济与transray凸一致的只有成本的互补性足够强. 有趣的是，要注意的是成本互补表示一种替代充分条件和次可加性，更重要的是，意味着规模经济，这也代表了次可加性.4的必要条件根据经验，该大地主过程既包括对transray凸性和成本测试互补性。埃文斯和赫克曼（1984）提出的次可加性的直接考验。在这里，次可加性对于两个输出的情况下（y1和y2）用正公司在替代方案中被定义垄断行业的配置。如果单个企业的组合输出等于输出垄断者（即加）。另一方面，如果式中的不等式。 （6）是逆转，成本函数的特征是超加。在测定为可加性，有必要以比较实际的成本结构与成本结构的现有垄断的将适用于正公司业的结构。要做到这一点，埃文斯和赫克曼的地方在测试中使用的可容许输出载体的限制。在一般情况下，它们强加的限制，该正公司输出矢量是输出矢量的范围内在数据实际观察到。操作上，这意味着，在没有确定的该行业的其他配置允许产生更少的每个输出比垄断者的最低观察输出电平。这规定限制该测试可以只在一个区域中进行，其中每个的输出电平产物是至少两倍的最小观察生产水平的垄断者。此外，埃文斯和赫克曼放置的进一步限制对用于n公司配置输出组合是在数据中观察到的比例之内。这限制了任何单个企业由比一个更专业的输出组合垄断者。气势埃文斯 - 赫克曼的限制，我们重写等式。 （6）作为这里Ci表示第i个企业的成本函数和年比第j个输出更大或等于该输出在行业观察的最低水平。如果子0，数据表明在成本结构可加性和一方面，如果副）0，数据表明超加3.天然气传输加拿大NEB调节天然气在加拿大与传输对于过路费，扩张，回报率允许和运输的权利。 它是可以在天然气输送赋予垄断地位后者认证市场。 TCPL落在NEB的管辖范围之内，并已获得证书在艾伯塔省南部的交货点领域输送天然气在加拿大和美国。 TCPL主传输线于1958年开始运营。1986年以前，TCPL从事运输都和销售天然气。1986年，NEB放开天然气的定价和退出的权利管道公司从事市场营销和销售天然气。 1986年，TCPL形成西部天然气市场开展营销和销售天然气。目前，TCPL拥有管道13687公里提供一些55800000立方米天然气每年。天然气传输行业内的条件似乎反映工厂级次可加性，或可加性是与成本效益，由于相关在不可分割生产工艺导致规模和范围经济（曼塞尔和教堂，1995年）。5.在管道行业，体积规模收益存在，使得当管子双打的直径，通过一个因子的体积增大4，而其表面积只能通过2.输出的因子增加成正比体积;然而，施工的成本成比例的表面积。如果在生产多输出和成本互补性（夏基，1982年）的大型公共费用，可能会出现的范围经济。当然，在气传输，压缩机和管在生产了一些用于传输服务，只要产能限制不具约束力的成本互补性应该存在。的权利的通行经济也可能是重要的在这个行业。 “版权的路”允许管道公司铺设管道的合法权利不拥有土地，可以用管道尺寸不成比例的变化。这也是合理的假设，企业层面可加性的自然存在输气行业作为网络经济的结果，这里的交易组织一个公司内部的生产成本低于相关联的那些用市场来组织生产。例如，内展开式管道行业通常资本密集型的，并且同样地，填充物的经济存在其中，安装成本的情况下最小化扩展的地方是很少的，大。在大多数情况下，最佳的膨胀路径更有可能如果要实现单个企业占主导地位的industry.6此外，网络管理经济当一个网络由单个企业操作被实现，作为一个单一的操作者是通常能够更好地通过重新路由有效地管理系统，聚集和传输共享活动。因此，使用的可能性观察成本的互补性和规模经济和范围经济，这是可能的经验证据支持成本结构的自然垄断地位用于输送天然气。 在加拿大的天然气输送业的情况下，估计的成本功能测量生产参数作为特别有吸引力方法论。定，这是特别真实的输出在自然的水平天然气行业更适当考虑外生而不是内生变量。在一般情况下，天然气传输实体不能够选择水平运输最大化的利润。相反，需要这样的实体提供充足的运输，以满足在给定的监管费或价格的需求。 从而，决策的灵活性只属于投入水平的测定利用。此外，由于天然气输送行业与其它竞争为了行业获得这样的投入，投入价格的规范外生也是合理和适当的。 NEB的要求TCPL到每季的成本和收益的报告信息。一般来说，数据涉及总运营支出，折旧，所得税，劳动力成本（支出和就业数据），速度和基地音量或提货点分类的“吞吐量”数据;加拿大或美国交付。一种被输送的距离气体的措施是不可用。率基础的信息用于代理资本的量度中的服务。标准在服务首都的措施是该厂的净资产值。过率的90以上基本成本信息是该厂的净资产值。因此，我们认为利率在服务资本基础的代理是合理的。另外两个变量是从统计收集Canada.7定义为3个月的平均利率在90天的主要企业率作为资本的代理价格变量，基于总销量在加拿大每立方米美分天然气价格通过pipeline.8的CPI作为输送天然气的价格措施所有放气名义变量。 在NEB提供期间所描述的信息，季度数据1981- 1995年。然而，观察缺少1988年和1995.9失踪观测充满每个定义的变量的平均值。总之，48季度观测资料。 在这篇文章中提出的研究策略是表征成本结构一个多输出框架内;在加拿大境内运送和交付到美国。两输出规范是基于这一假设存在成本两个交货点及以下麦卡勒姆（1995年），我们之间的差异怀疑有可能是参与了美国交付寄宿生的效果。两个输出成本函数估计和规律性条件测试次可加性。 在应用中，我们估计超越对成本函数来测试自然垄断。这个函数形式是在所施加的文献流行和在其他已用于对于自然垄断（Smith和CORBO，1979年的研究试验;忙乱和Waverman，1981;埃文斯和赫克曼，1984;善和雍，1992; Ellig和Giberson，1993年）。10如公知的，成本函数是从最小的成本衍生的生产受输出的给定水平。在一般情况下，费用函数为表示为其中W是输入价格向量，Y是输出量的向量（Diewert，1974年年）。该超越对函数形式用来表示公式（8）和，以产生一个成本函数的估形式：式（9）必须满足若干规律性条件，以一个“适当的”成本功能被建立（滚子，1992）。这种规律性条件要求方程。 （9）至在价格凹，是均匀一度和投入价格非递减（单调）的，并且是在输出增加。这些条件是评估了估计。凹意味着作为输入价格上涨带来的成本增加，但在递减率从企业价格较高的输入替代了。同质性强加在所有的价格成比例增加导致比例增加的条件成本。单调性表明，在该平衡的增加的输入价格会导致成本增加，即使企业虽然从价格较高的替代远输入。在输出电平增加确保了，为单路输出的情况下，边缘成本是正的。在多个输出的情况下，游离的附加的假设处理每个输出需要确保积极的边际成本。 然而，谢泼德（1970）认为，在多种输出情况下，这种积极的边际成本是不必要的。相反，所需要的是，该多输出成本函数是在输出增加或，换句话说，规模经济必须为正。在总结中，超越对数成本函数定义了三个输入价格：中劳动力价格，资本和天然气，与定义为音量输出向量气运在加拿大或美国。由于我们感兴趣的是衡量长期来看成本的特点，没有因素保持固定在成本函数规范（式（9）。 Ellig和Giberson（1993）认为情商。 （9）是一个有效的长期运行成本函数TCPL必须调整瞬间的能力，此外，用于会计折旧值必须准确地衡量经济贬值。由于数据充其量只是近似这些条件下，在地面上，Ellig管道而言大幅固定成本和Giberson建议确定这样的成本函数“准长远”。4.实证结果和测试 我们按照用于估计成本的参数标准程序功能。方程系统由成本函数的和的两个三个广告方程。一个Zellner的SUR迭代程序被用作估计。 我们的经验策略是估算的参数，然后评估和测试要在规律的条件和弹性特征方面“合适的成本函数”的数据。我们的第一个测试是评价均匀性和对称性的联合条件不受限制的估计成本模型。一X2测试程序（计算X2是108.719自由度相比，30.14临界值的）容易拒绝均匀性和对称性的零假设，而在进一步的估计和测试这些条件施加在成本函数。在表1中，所估计的参数和相应的标准误差报告的超越对成本模型。在10的水平标准t检验，最个别参数（14出的22）在统计上是重要的，更重要的是，正常的零假设在估算误差项的Jarque-Bera检验不能在95置信水平被拒绝。换句话说，估计误差术语近似正态分布。在一个其它试验，作限制超越对和我们的测试嵌套柯布 - 道格拉斯函数形式。空假设是成本函数的真正形式是柯布 - 道格拉斯和似然比统计在测试中使用。该汇总统计生成的值的1718的统计分布为X215自由度和空很容易被拒绝。估计模型的进一步评价通过测试对于规律性得到条件。我们生成自己的价格弹性劳动力，资本的价格，在每一个观察点的天然气。个别弹性支撑测试所有三个汇总统计非零无弹性值。 （劳动具有平均y0.452，资本y0.584和天然气y0.435估计弹性。）的弹性是标志正确的，似乎是一个合理的价值。 成本相对于每个输入价格的偏导数是在每个正在数据集和观测点表示经验模型满足单调性。回想一下，这意味着，该模型与条件一致的，在平衡增加的投入价格会导致成本增加，甚至虽然公司从价格较高的输入替代了。凹凸感利用的Hessian矩阵恢复的特征值测试成本函数。凹意味着作为输入价格上涨带来的成本增加但在一定的下降速度，因为企业从价格较高的输入替代了。 所有估计本征值是负的，表明该模型满足这个条件。库恩上述试验的基础上，我们出现的结论，估计成本函数要性能良好，并且满足了适当的和经常需要的条件成本函数。我们与自然垄断的评估然后继续在自然垄断的评估，中译本（1989）为衡量尺度在多输出的生产经济首先计算（等式（3）。效益规模（即S）1）还将指示严格递减射线的平均成本。中译本的规模经济的措施在每个数据点的计算公式，并测量平均与一系列1.08值从1.05到1.18。规模经济是测量为大于1的所有意见和建议，降低光线的平均成本成本结构天然气传输的特性，降低射线平均成本为可加性的必要条件。请注意，我们的措施规模经济是工程研究论证的2.07的上限之内（Aivazian等人，1987）。 随着规模经济，降低线的平均成本满意，我们的测试通过实施夸尔斯（1988）成对测试这一特点transray凸。相对于输出所有的二阶导数在每个数据被评估点。 Transray凸需要二阶导数本身是积极的，交叉衍生品是负面的。结果总结于表2的至少1秒阶自己衍生物是在每个观测点，transray负在凸成本模式失败。回想一下，transray凸是足够的，但是不必要的自然垄断。另一方面，我们也观察到成本的证据互补性（即，第二阶交叉的partials为负）在每个观测点，这是自然垄断的充分条件。所以，中译本测试提供了对两个充分必要条件的证据在成本结构TCPL即使次可加性的存在transray凸失败。 我们试图通过将可加性测试表明，以确认这些结果由Evans和赫克曼（1984）（即式（7）。这个测试要求我们定义允许生产区域的产业替代两个企业的配置。更重要的是，两公司结构的组合的输出必须等于生产的垄断者。网格搜索模式用于检查输出组合允许的两公司结构。总共，结果本次可加性测试更是不胜枚举，让这里呈现，但我们总结了所估计的模型的结果。虽然此测试是密集，它是直白地获得预测和相关的标准误差。对于Evans和赫克曼试验结果示于表3的列代表的比例，由10至90，由公司生产的加拿大分娩1和行代表的比例，由10至90，美国交付产生由公司2。例如，在连续的元件1的列1（y1.028）被解释为代表在两公司结构的相对成本优势如果垄断企业1加拿大产分娩的10和90的美国分娩和坚定2产生90的加拿大交付和美国交付的10。由于矩阵条目都是否定的，则表明不存在的组合输出两家公司之间的划分，可以以较低的生产总产量成本比一个垄断者。在总结，无论是鲍莫尔等人。 （1982）和Evans和赫克曼（1984）测试程序提供的统计证据在成本结构可加性的TCPL。5结论意见在加拿大，TCPL具有垄断补助从田间输送天然气阿尔伯达省在加拿大和美国的交付点。有双方一些利益在具有天然气的输送私人和公共关注失调以允许增加的竞争，并在运输大概降低成本。本文的目的是调查成本节约是否可以实现在通过允许工业的多公司配置输送天然气。为此，我们使用两个鲍莫尔等。 （1982）和Evans和赫克曼（1984）程序测试的成本结构TCPL次可加性。每季使用为TCPL数据，统计测试表明多路输出规模经济的证据，降低射线的平均成本和成本的互补性。不存在于所述数据集是ransray凸的证据。然而，允许的输出范围内，没有两家公司之间分配的输出组合，可以产生总产量在比垄断者降低成本。这些结果导致的结论是次可加性在成本结构明显输送天然气，确实是TCPL自然垄断。致谢我们想在的早期草案感谢弗兰克阿舍他的评论。我们也承认通过研讨会的参与者在卡尔加里大学经济与工商管理学院挪威提出的有益的行政意见。参考Aivazian, V.A., Callen, J.L., Chan, M.W.L., Mountain, D.C., 1987. 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