中国区域经济增长条件收敛分析——基于扩展Solow模型的实证研究--《山西财经大学学报》2008年02期
中国区域经济增长条件收敛分析——基于扩展Solow模型的实证研究
【摘要】：以Solow模型(1956)为基础,把人力资本和制度因素同时纳入新古典经济增长模型中,构造了一个包含人力资本和制度因素的扩展Solow模型。运用面板数据(Panel data)系统广义矩估计(SYS-GMM)方法,对1978年改革开放以来各省的经济增长差异进行了实证分析。研究结果发现,中国各地区间的经济增长存在显著的条件收敛(conditional convergence)特征,即在控制了各省间人口增长率、物质资本投资率、人力资本水平和制度因素差异后,可以观测到明显的经济增长收敛趋势。
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：F127;F224【正文快照】：
一、引言以Solow(1956)为代表的新古典增长模型是现代经济增长理论的开端。新古典增长模型的一个主要特征就是收敛假说,即一个经济体真实人均产出的初始水平越低,其经济增长率就越高。由于在现实中,穷国未必比富国增长得更快,因而新古典增长理论曾一度受到质疑。Solow模型中
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京公网安备74号区域电网的规划及扩展——与美国PJM电网公司副总裁哈凌先生的对话
１　区域电网规划必须遵循三大原则
　　记者：哈凌先生，您作为美国PJM电网公司的副总裁，在区域电网规划、电力市场运行等方面具有非常丰富的经验。能否对您进行一次采访？
　　哈凌：非常愿意和您这样一位对美国电力有着广泛而深刻了解的专家型记者进行交流，也非常高兴接受您的采访。
　　记者：美国PJM电网是世界上管理水平最高的电网之一，PJM电力批发市场也是世界上规模最大的电力批发市场。借鉴和学习PJM电网公司的经验，对于推动我国的电力工业发展具有十分重要的意义。您能否就PJM电网作一些背景介绍？
　　哈凌：PJM电网是美国东部互联电网的一部分，覆盖的区域面积为４２５４３１平方千米，涉及到１３个州及美国华盛顿特区，为５１００万人口提供电力服务。PJM电网用电高峰时电力负荷达到１３５００万千瓦，年用电量为７０００亿千瓦时。PJM电网中有１２７１个发电厂，总发电装机容量为１６３８０．６万千瓦。PJM电网输电线路总长度为９０２３６千米。PJM电网中的发电装机容量占美国东部电网的２６％，用电负荷占到美国东部电网的２３％，输电资产占到美国东部电网的１９％。全美国１９％的国民生产总值是在PJM电网覆盖范围内生产的。
　　１９２７年，三家公用事业公司按照协作调度的方式组成PJM电网公司，共同发展电力业务。１９５６年，八家公用事业公司签订了PJM协议。１９９３年，PJM电网公司组建为独立的电网管理机构。１９９７年，PJM电网公司获得了区域输电组织的地位。在２００２年和２００５年之间，PJM电网公司不断扩大自己的版图，直到高峰负荷达到目前的１３５００万千瓦。今天的PJM电网公司拥有四百多家参与其电力批发市场业务的成员。PJM电网公司的权威来源于成员之间所签署的协议。这些协议包括可靠性保障协议、输电业主协议、PJM调度协议等。PJM电网公司委员会的成员包括：发电厂业主、输电业主、供电商、配电商和终端用户。
　　记者：PJM电网公司的规划准则包括哪些内容？
　　哈凌：PJM电网公司的规划准则既包括北美电力可靠性委员会的准则，也包括PJM电网公司输电业主提出的特别的可靠性要求准则。
　　PJM区域电网的规划过程，必须遵循三大原则：第一，PJM电网的规划必须遵循具有全面整合力的规划程序。这一程序必须能够整合所有发电业主对输电服务的需求以及所有可能的解决方案。同时，必须提供让投资股东参与的机会，并特别关注各州和各区域的需要。第二，要对电网规划、市场竞争和调度运行三者进行全面整合，输电系统的整合必须支持系统调度的需要，能够发挥能源市场的功能。第三，把PJM电网作为一个统一的系统来进行基础设施的管理。在规划时，必须对基础设施的老化等有关问题进行仔细评价，同时加强风险管理，对电力投资进行严密的成本分摊和成本回收分析。
　　记者：PJM电力批发市场是世界上规模最大的电力市场，它包括哪些市场？
　　哈凌：PJM电力批发市场包括：电能市场，主要指日前交易市场和实时交易市场；金融输电权市场；辅助服务市场；容量信用市场。容量信用市场提供容量信用的买入和卖出，其他的市场服务则包括市场交易处理和市场监督。
　　记者：在我国，很多人认为水电比火电好，大火电比小火电好，燃煤机组比燃气机组好。但据我所知，美国的能源专家认为，每种发电方式都有自己的特点，就是说，既有优点也有缺点，最好的发电方式其实并不存在，要满足未来的电力需求，必须依靠“能源组合”。具体到发电燃料来讲，就是“燃料组合”。您能否就PJM电网中的发电厂的“燃料组合”情况作一些说明？
　　哈凌：要满足未来的能源需求，就必须依赖“能源组合”。在PJM电网中，燃煤发电装机容量为６７８５．２万千瓦，约占４１．５％；水力发电为７０４．７万千瓦，约占４．３％；燃油发电１１７７．６万千瓦，约占７．２％；核电３１２１．４万千瓦，约占１９．１％；天然气发电４４９９．３万千瓦，约占２７．５％。
　　记者：真是不可思议，在美国PJM电网中，燃油发电装机容量居然达到了７．２％。在我国，如果电力企业采用燃油方式来发电，很多人都会认为其不讲效率，一定是垄断造成的。美国的一些电力公司在石油价格暴涨的今天，仍然采用燃油方式发电，这是出于什么考虑？
　　哈凌：现在国际油价的确非常高，从燃料成本上来讲，燃油发电不够合理，但很多燃油机组是在很多年以前油价还很低的时候修建的。在PJM电网公司的电力总需求中，这些燃油机组的发电量所占的比例还不到１％，而且主要是用电尖峰时刻发电，因此燃油发电成为满足社会经济在尖峰用电时的需求的重要手段。与建设一座常规电站但全年大部分时间都处于闲置状态相比，这更具有经济效益。
&&&&２　电网覆盖面积越大，就越有利于市场竞争
　　记者：一些经济学家认为，竞争性电力市场只能容纳一种配置资源的机制。那么，你们是如何对待市场竞争、可靠性调度和区域规划的？
　　哈凌：市场竞争、可靠性调度、区域规划，都是优化配置电力资源的重要机制，这三大机制缺一不可，因此也是PJM电网公司所承担的三大使命。也许其他资源的优化配置只能容纳一种机制，但对电力而言，市场竞争、可靠性调度和区域规划三种手段是同等重要的。
　　我们努力通过全面整合规划、培育竞争市场和完善调度运行来增强电力系统的可靠性、经济性和公平性。例如，我们将能源市场的信号整合进不断扩展的PJM电网调度，从而提高了发电调度的效率。根据美国能源安全分析公司（ＥＳＡＩ）的研究，电网覆盖的面积越大，电价可能就越低，就越有利于电力市场竞争。对最近PJM电网公司的扩展进行研究之后，我们发现，电网扩展以后的电价比没有扩展的电价要低０．７８美元╱千千瓦时。依此推算，PJM电网公司全年的售电量为７０００亿千瓦时，那么一年可节约５亿美元以上。
　　建设坚强的电网，不但有利于电力市场竞争，而且有利于确保电力供应的可靠性、经济性和公平性。电网越大，电力市场也越大，越有利于电力市场的流畅运行，越有利于提高资源配置的效率。
　　记者：是不是可以这么理解：电网（含调度）是配置电力资源的重要物理手段，市场竞争是配置电力资源的重要经济手段，电网规划（含法规）则是配置电力资源的政策手段？
　　哈凌：是的，完全可以这么理解。
　　记者：有人认为，电网越大越好，但也有人持反对意见。假设有很多电力公司想加入到PJM电网中来，那么您觉得，PJM电网会不会一直扩展下去，甚至其覆盖面积达到美国国土面积的一半以上？
　　哈凌：PJM电网近年来不断扩展。２００２年，PJM电网公司整合了奥基尼电力公司在五个州的电力系统，这显示了PJM电网公司的市场模式可以成功扩展。２００４年，美国卡蒙威尔斯爱迪生电力公司、美国电力公司、戴顿电力照明公司都相继加入PJM电网，使PJM电网用电高峰时期的电力最高负荷达到１０６００万千瓦，发电容量达到１３４２５万千瓦，输电线路达到７９３４１千米。
　　２００５年１月１日，德昆纳电力照明公司也加入了PJM电网。该公司总部位于美国宾夕法尼亚州的匹兹堡。２００５年５月１日，多米诺电力公司的加入，使PJM电网覆盖了弗吉尼亚州和北卡罗莱纳州。这时，PJM电网用电高峰负荷达到了１３５００万千瓦，发电装机容量达到了１６３８０．６万千瓦，输电线路总长度达到了９０２３６千米。这一时期，PJM电网公司的能源管理系统和计算机容量都发生了巨大变化。PJM电网公司也增加了许多新的工具来管理能源系统，并投入了大量时间对调度人员进行全面培训。随着PJM电网公司调度功能和容量的不断改进，更多的电力企业将加入到PJM电网中来。PJM电网前程似锦，将越来越大。
　　记者：您对我国的电网规划有什么建议和评价？
　　哈凌：在中国访问期间，我听说中国的西南地区特别是四川正在进行大规模的水电开发，同时准备修建１０００千伏以上大容量输电线路，将充沛的水电资源输送到东部用电负荷中心。对这些话题，我非常感兴趣。
　　对电力工业而言，很多事情都是殊途同归的。中国电网和美国PJM电网面对几乎一样的问题，包括将发电容量通过远距离输电线路传输到用电负荷中心。当然，PJM电网目前只是一个区域电网，最高的输电电压等级为７６５千伏，暂时还没有必要像中国那样通过那么长的线路来输送电能，但我对中国发展大容量输电线路的雄心和计划印象很深，也很感兴趣。希望听到更多的关于大容量输电线路的消息。
&&&&３　电网可靠性规划与不确定因素
　　记者：在进行区域电网的规划时，通常都会遇到很多不确定因素，你们是怎样处理这些变化因素的？
　　哈凌：PJM电网公司进行电网规划时，需要对大量可能出现的紧急情况进行评估，以确保电网的可靠性。
　　第一种紧急情况是“Ｎ－１”。在一条输电线路停电以后，整个电力系统的所有设备的负荷必须在最大允许范围值之内，所有的电压也都必须在允许的范围以内，系统必须具备自我调节的功能。
　　第二种紧急情况是“Ｎ－２”。在发生“Ｎ－１”紧急情况、系统进行自我调节以后，我们需要对其余发电机、变压器和输电线路是否可能发生停电事故进行评估。在这种情况下，所有设备都必须仍处于额定负荷的范围内。
　　记者：在可靠性规划中如何贯彻PJM电网公司的输电准则？
　　哈凌：PJM电网公司以两种方式分别从发电端和用户端入手进行电网输送能力评估。
　　一是负荷传输能力评估方式。这种评估方式从需求侧着手进行测评。负荷传输能力是指一个输电系统把电能从系统中其他地方向正在经历发电容量不足的地区输送的能力。负荷传输能力的测评基于一个假设：输电能力不足的情况在２５年中累计少于一天。
　　二是发电输送能力评估方式。这种评估方式从发电侧着手进行测评。发电输送能力是指一个电力富余地区将容量资源出口到PJM电网其余地区的能力，以保证正在遭遇发电容量约束的地区在电力尖峰时期不再存在瓶颈制约。
　　记者：听说你们还搞了输电扩容计划，其结果怎么样？
　　哈凌：大约三分之二的输电网投资是用来支持发电机组互联要求的。东部地区的一些发电机组后来撤销了互联要求，主要是因为将电能从新泽西州输送到其他地区的成本太高。要实现这种输电要求，那么大部分现有的输电工程都必须进行升级换代，比如对导线、变压器等进行更新和升级。
　　记者：PJM电网公司因此才提出了输电扩容激励计划的吗？
　　哈凌：是的。如今，在PJM电网中，很多大型发电工程位于西部，包括大部分的风力发电站，从而使从西向东输电存在着巨大的输电拥塞成本。负荷的快速增长、本地发电机组的不断退役、东部地区新建机组很少等，都加剧了违反输电准则的现象发生。结果，输电投资开始考虑更高电压等级的输电线路，投资中的三分之二都用来减少和避免在输电中违反可靠性准则的现象的发生。PJM电网以前的输电电压等级为５００千伏，现在已升高到７６５千伏。
　　记者：在PJM电网公司进行的区域电网发展规划中，不但要考虑电网的建设，还要考虑电源的发展，特别是非常重视发电机组的退役问题。您能否就PJM电网中发电机组的退役问题介绍一些情况？
　　哈凌：从１９９９年到２００２年，PJM东部电网中的发电机组退役了２６．９万千瓦。在２００３年和２００４年两年之内，退役了１９７．３万千瓦，并且还计划在２００５年到２００７年之间退役２４３．９万千瓦。
　　在PJM东部电网中，新建的机组很少。东部机组的退役和西部新机组的建设，将促使有关企业在２０１０年前后对输电线路进行升级，以满足输电需求。可靠性的强制性合同也要求向发电商支付费用，使这些退役机组继续运行，以满足在输电线路建设期间的社会用电需求。
　　记者：对于这些可能发生的变化，PJM将如何进行管理？
　　哈凌：我们准备将电网规划周期扩展到１５年，以保证分析并找出解决输电难题的方案，并有足够的时间保证这些输电方案所确定的工程能够投产。我们将以非常宽广的视野来研究问题，并提出解决问题的方案，包括对具有退役风险的发电机组的研究。我们也将对电网规划及实施以后的市场效率进行评估，努力准确评估与输电网络升级有关的经济效益。
　　记者：除此之外，PJM电网公司还关注哪些重要问题？
　　哈凌：最受我们关注的问题是发电机组退役的风险。在这些风险中，最大的风险是环境监管带来的风险。有很多法规与二氧化硫、氧化氮、汞的排放有关，我们必须仔细评估发电机组达到这些排放标准的能力，同时研究它们的退役对电网可靠性可能带来的影响。
　　PJM电网公司也非常关心电网输电基础设施的老化问题。在PJM电网中，有二百多台单相５００╱２３０千伏的变压器，其中一半以上运行时间都已超过了３０年。一旦某一台变压器发生故障，就可能带来一系列影响。PJM电网公司已经开始进行概率风险评估，评估变压器发生故障的概率，并开始积极实施变压器更换项目。
&&&&“坚强电网与电力市场并不矛盾”
　　今年４月份，记者在北京参与一个课题小组的调研工作时，得到美国PJM电网公司副总裁哈凌先生来四川进行学术交流的消息。于是，记者迅速从各方面收集关于PJM电网的资料，希望能对哈凌副总裁进行一次对话式采访。
　　对于PJM电网，我们很多人并不陌生，记者也曾于２００２年在美国学习期间对PJM电网进行过了解。但恕我直言，我们对国外电力的发展情况及有关经验往往是浅尝辄止，缺少深入了解和准确判断，更不用说进行连续追踪式的研究和观察。这样做的最终结果是，我们很容易以直接的思维方式对复杂的问题作出简单的判断。
　　当前，我国电力发展正处于关键时刻，各种观点形成了激烈碰撞，其中最引人注目的就是坚强电网与电力市场的关系问题。PJM电力市场作为当前世界上规模最大、运行最顺畅的电力市场，在很多方面都值得我国借鉴。对PJM电网公司主管规划的副总裁进行一次采访，由他告诉我们坚强电网与电力市场的关系，无疑有助于理清我们的思路。
　　“中国电力报的记者，是能够和省长、部长甚至国际著名电力专家对话的记者。”中国电力报社领导的鼓励，给了记者无限的勇气。于是，记者以英文大胆地向哈凌先生表达了采访意向，很快得到了哈凌先生的回复。
　　结合在华进行学术交流的内容，哈凌先生介绍了美国PJM电网的很多情况，特别是在电网规划方面，很多思路都非常具有启发意义。他同时回答了记者提出的问题。哈凌先生是一位非常平易谦和的电力专家，尽管平时工作很忙，但仍然很仔细地审阅了记者写成的文稿，对一些关键的数字和提法都进行了认真订正。
　　“坚强电网与电力市场并不矛盾”，“科学合理的电网规划有利于保证电力市场的流畅运行”，这些警句般的语言，都非常响亮，非常有思想深度，为这次采访增加了亮点。
　　在采访完成以后，记者还发去电子邮件，请哈凌先生提供工作照片及简历，他都非常及时地回函。在此，记者也向哈凌先生表示衷心感谢。
　　以英语的方式，直接对国外电力专家进行采访，然后再译成汉语呈献给读者，这是一次大胆的尝试。希望沿着这条路，能使中国电力报在报道电力新闻时具有更高的视野、更高的起点，为我国电力工业的发展作出更多贡献。
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&&&&斯泰文·Ｒ·哈凌
　　斯泰文·Ｒ·哈凌（Ｓｔｅｖｅｎ·Ｒ·Ｈｅｒｌｉｎｇ），国际著名电力专家，现任美国PJM电网公司（Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ－Ｎｅｗ　Ｊｅｒｓｅｙ－Ｍａｒｙ－ｌａｎｄ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）副总裁，长期以来负责PJM电网的规划工作，分管PJM输电规划、互联规划、容量规划和发电整合。他对区域电网规划、电力批发市场等有着极为深刻的研究，在国际学术刊物发表过大量学术论文，具有扎实的理论功底，同时也具有极为丰富的实践经验。
　　在加入PJM之前，他曾先后在美国公用事业服务公司从事系统调度运行工作，并在美国电力服务公司从事大型输电网络规划工作。
　　他毕业于美国历史最悠久的工科院校——伦瑟莱理工学院（Ｒｅｎｓｓｅｌａｅｒ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ），并获得电力工程学士和硕士学位。他是美国俄亥俄州的注册电力工程师。
&&&&PJM电网公司做好迎峰度夏准备工作
　　５月上旬，PJM电网公司发布消息，该公司已做好了应对夏季电力需求的准备工作。
　　PJM电网公司预计，今年夏季，PJM电网覆盖范围内的最高电力需求峰荷为１３１４３．９万千瓦，低于去年最高用电负荷１３３７６．１万千瓦。
　　今年夏季，PJM电网中的发电装机容量为１６５３０．３万千瓦，其中预备容量（超出最高电力负荷的容量）将达到２５．８％，远高于PJM电网公司为确保电力可靠性而规定的“预备容量必须达到１５％”的要求。预备容量主要是为了满足意料之外的用电需求，并在电力设备发生故障导致供应能力减少时提供“缓冲”。根据估算，０．１万千瓦发电装机容量大约可以满足８００个家庭的用电需求。
　　“输电线路的升级，特别是首都华盛顿及巴尔的摩这些电力拥塞地区的线路改造，将极大地改善电力供应可靠性，”PJM电网公司的执行副总裁、首席运营官瑞伯曼说，“尽管未来的电力供应可靠性还需要更多的电力资源来保证，但这也是为什么我们提出容量电价（即可靠性电价模式）的原因。人们需要利用容量电价来吸引对发电装机容量和输电容量的投资。而且我们已经决定，将电网规划扩展到１５年，目的是更好地协调发输供用的关系。”
　　PJM电网公司尽管并不生产电力，却管理着电力在本区域的流动，并不断地对未来进行规划，以确保电力供应合理。　　
&&&&PJM辅助服务市场对需求侧响应开放
　　在此之前，PJM电网公司已向美国能源监管委员会提出申请，并获准进入电力辅助市场。需求侧响应是指减少用电满足系统需要，而不是增加发电装机容量满足系统需要。
　　“这是一个里程碑。需求侧响应将通过竞争促进辅助服务提供商提高效率，并降低成本。这些辅助服务的潜在的收益，将有利于开发和增加需求侧响应的资源，”PJM电网公司主管市场的副总裁安德鲁·奥特介绍说，“PJM电网公司是中立的电网提供商，不论是发电侧响应还是需求侧响应，我们在电力批发市场中都努力为他们创造更多的机会。”
　　同步储备容量，又称旋转备用，现在则是在１０分钟内可以获得的容量资源。这种资源可以是发电容量，也可以是用电容量。它可以用来替代发电机组或者突然失去服务的输电线路。这种调节服务能够保持电力的供需平衡。
　　PJM电网公司自２００２年开始探索需求响应活动，后来进行了一些订正和扩展。美国能源监管委员会同意了PJM电网公司的请求，将需求侧响应列为PJM电力市场的永久性特征。PJM电网公司认为，将需求侧响应固定下来，有助于鼓励需求侧资源的开发和利用。&
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