自然垄断理论
自然垄断理论概念
自然垄断理论是现代产业经济学（Industrial Economics）理论中发展较为迅速的一个组成部分。自然垄断理论的发展演进导致了20世纪70年代以来西方发达国家对自然垄断产业的放松规制（Deregulation），许多过去被认为必须加以规制的产业部门都取消或放松了规制。在这一规制改革的背后，实质上隐含着自然垄断理论的革新与进步。
自然垄断理论的演进
一、规模经济与传统自然垄断理论
自然垄断是经济学中一个传统概念。早期的自然垄断概念与资源条件的集中有关，主要是指由于资源条件的分布集中而无法竞争或不适宜竞争所形成的垄断，现代这种情况引起的垄断已不多见。经济学文献中著名的例子就是古诺矿泉水垄断的例子。
而一般意义上的自然垄断则与规模经济紧密相连。格林沃尔德在其主编的《现代经济辞典》中指出，自然垄断是一种自然条件，它恰好使市场只能容纳一个有最适度规模的公司。自然垄断能否存在的决定性判断标准是，市场需求必须小得只要有一家成本不断降低的公司就能满足。克拉克森和米勒（Clarkson & Miller，1982）认为自然
垄断的基本特征是，在一定的产出范围内，生产函数呈规模报酬递增（成本递减）状态。即生产规模越大，单位产品的成本就越小。由一个企业大规模生产，要比由几家较小规模企业同时生产更有效率。 由于规模经济的存在，单一企业的平均成本会随着产量的增加而持续下降，产量越大成本越低，单个企业进行生产会导致成本最低。如果任由多个企业同时生产，由于产量较低，每家企业的平均成本会居高不下。这时就应该由政府出面对市场的进入进行干预，让一家企业独家垄断。规模经济之所以导致自然垄断，还因为在边际成本递减条件下，一方面，原先进入该产业部门的企业，生产规模越大，边际成本持续下降，因而必然把生产规模扩大到独占市场的程度；另一方面，在垄断企业已经存在的情况下，即使政府不干预，任何新企业试图进入该产业，其初始成本必然很高，无法与垄断者展开竞争，即规模经济成为其他企业进入该产业的壁垒。乔治•施蒂格勒（1989）对“规模经济成为新企业进入的壁垒”不以为然。他认为，自然垄断的产生是因为在既定的产业需求条件下，只能存在一家厂商。如果按照“规模经济是进入壁垒，能解释为什么没有更多的厂商进入”的逻辑，同样可以说需求不足是进入障碍。
同时由于企业处于自然垄断的地位，如果政府对价格放手不管，垄断企业必然会把价格定在边际成本与边际收入交点上，获得垄断利润。根据福利经济学的基本理论，只有当价格等于边际成本时社会总福利才最大。而如果按边际成本定价，企业必然亏损。因为平均成本
的不断下降，说明边际成本必然小于平均成本，边际成本定价必然使总成本大于总收入，这就是自然垄断理论中的定价矛盾。这一矛盾使社会陷入社会福利与企业利益之间进行取舍的两难状态，使得对自然垄断的治理成为必要。
传统的这种自然垄断认识和看法建立在单一产品基础之上，与规模经济紧密相连。认为在规模经济条件下自由竟争会导致低效率，政府必须对进入与价格等事务进行干预。
二、成本劣加性与多产品自然垄断
夏基（Sharkey，1982）和鲍莫尔、潘札与威利格（Baumol，Panzar & Willig，1982）认为，自然垄断的定义或者最显著的特征应该是其成本的劣加性（Subadditivity）。成本劣加性关注的是，由一家企业提供整个产业的产量成本较低还是这家企业与另外的企业共同提供相同产量的成本较低。根据最新定义，自然垄断的特点在于代表性厂商的成本函数的劣加性。如果由一个厂商生产整个行业产出的总成本比由两个或两个以上的厂商生产这个产出的总成本低，则这个行业就是自然垄断行业。沃特森（Waterson，1988）在其专著《企业规制与自然垄断》中对自然垄断这样分析到：自然垄断指的是这样一种产业，它的成本函数是，几个企业的联合生产不及一个单一供给者提供相同产量时便宜，即单个企业能比两家或两家以上的企业更有效率地向市场提供同样数量的产品。这与夏基、鲍莫尔等人对自然垄断特征的认识是一致的。
成本劣加性是定义自然垄断的关键特征。一个单一产品企业的生产具有规模经济效应时，则其必然具有成本劣加性。反之，当这个企业的产量超出其规模经济点时，即出现规模不经济时，只要其成本比两个或更多企业来提供这些产量时的成本低，也就是具有成本劣加性，这时仍然具有自然垄断特征。从社会的角度看，在这一区间内仍需由单个企业进行生产。维斯库兹、维纳和哈瑞顿（Viscusi，Vernon & Harrington，1995）在《规制和反托拉斯经济学》一书中再次提醒到：成本劣加性是定义自然垄断的最好方法，规模经济（下降的平均成本）对于单一产品的自然垄断来说不是必要的（尽管是充分的）。
在现实世界里，单一产品生产者是非常鲜见的。电力行业提供高、低电压，较高和较低的能量，电话公司提供本地和远程服务，铁路运输用相同的路线运输旅客和货物，等等。显然，多产品自然垄断更符合现实。并且成本劣加性应用于多产品情况时，还会产生在单一产品假设下不存在的重要理论要点。
在多产品自然垄断时，成本劣加性与规模经济之间的区别更为显著。在多产品生产中，规模经济对于成本劣加性来说既不必要也不充分。其原因在于在多产品生产中，产品间的相互依赖性非常重要。衡量这种相互依赖性的方法就是范围经济（Economies of Scope）概念。范围经济是指在单一企业内生产不同产品较之几个特定企业分别生产不同产品来说是廉价的，即联合生产比单独生产节约费用。如果将
高峰期电力和低峰期电力视为不同的产品，由一个电厂提供两种产品时范围经济效应体现得比较清楚。
夏基（1982）举了一个对所有非负产出都具有规模经济效应但却不具劣加性的例子。其成本函数为 ，对于这种函数，存在“范围不经济”。而对于许多成本函数，可以证明，规模经济和范围经济同时成立是成本劣加性的充分条件。但这一般说来是不切实际的，因为从一个简单的反例就可以看清这一点。夏基还认为，成本劣加性一般是难以直接检验的，因而确定在某些情况下易于证明的充分条件是有意义的。最有用的充分条件是所谓的“成本互补性”，当成本函数的二阶偏导数处处非正时，这种“成本互补性”存在。大致说来，如果存在“递增的规模收益和范围收益”，成本互补性就会出现。
总之，多产品自然垄断的定义为成本函数的劣加性。成本函数的劣加性意味着单一企业对产品组合的生产花费最低的成本，这一般取决于规模经济和范围经济。如果二者同时成立，那么劣加性就可能得到。但规模经济的重要性不如范围经济，尽管在单一产品生产中，规模经济就意味着自然垄断，但对于多产品生产来说并不成立。
三、可维持性与自然垄断多样性
自然垄断的新定义并不一定要求规模经济，只要单一企业的总成本小于多企业的成本之和即可。这样单一企业的成本曲线可能上升，也可能下降。根据边际成本定价原则，边际成本与需求曲线相交点决
定产量水平，从而决定成本水平。根据需求水平的不同，平均成本可能处于下降阶段。这时边际成本小于平均成本，边际成本定价会导致企业亏损；可能处于平均成本曲线最低点，此时边际成本与平均成本相等，边际成本定价恰使企业盈亏相抵；也可能处于平均成本上升阶段，这时边际成本大于平均成本，边际成本定价导致企业盈利。在后两种情形中，边际成本定价原则既保证了企业不亏损，实现了社会福利最大化，自然垄断中边际成本定价矛盾不复存在，被称为弱自然垄断。在第一种情形中，边际成本定价矛盾依然存在，被称为强自然垄断。
当自然垄断企业盈利，即边际成本大于平均成本时，引出了自然垄断企业的“可维持性”（Sustainability）问题。可维持性指的是自然垄断企业如何防止潜在的竞争者渗入市场分享利润，保持垄断地位的问题。夏基（1982）将可维持价格定义为真正能够阻止拥有同等（或低级）技术的竞争对手进入市场的价格，潘札与威利格（1977）把可维持价格定义为使新进入者的利润水平为负，垄断者的利润水平为非负的一组价格。市场需求与平均成本相交于平均成本上升过程中，此时边际成本大于平均成本，如果由单个企业提供价格等于平均成本时需求的全部产量，即企业刚好能够补偿其所有成本，此时的自然垄断可称为是不可维持的。也就是说，在既定前提下，潜在竞争者会受到激励从而进入市场，并生产出一定份额的总产品，尽管这样会增加整个行业产品的生产成本。这种前提是竞争者希望目前的企业能在它加入后的一段时期内保持价格的稳定，并能提供剩余的产品。在
这些前提下，竞争者会发现从高于最低平均成本点但略低于当前垄断企业的定价的某个价格出售产品将可获利润。一般而言，需要政府对进入进行规制。反之，市场需求与平均成本相交于平均成本最低点的左方时，自然垄断是可维持的。在这种情况下，竞争者无法抢走当前企业的生意，不存在进入激励因素，不需要政府对进入进行规制。可见，可维持性概念与规制者决定是否允许进入多产品自然垄断市场息息相关。
新自然垄断理论扩大了自然垄断领域的范围，但并不认为都需要政府进行治理，需要根据自然垄断的强弱、进入市场有无障碍和企业是否具有可维持性等因素综合决定，分别采取不同的治理措施。伯格和车赫特（Berg & Tschirhart，1988）在其专著《自然垄断规制》描述了不同情况下对自然垄断的治理对策。基本思想是：竞争者进入有障碍时，需要政府对自然垄断企业进行治理；进入无障碍时，可根据企业是否具有可维持性来相应处理，企业可维持时，不需要政府治理，但为了防止自然垄断企业制定垄断价格，可采取用潜在进入者的竞争压力来约束。鲍莫尔、潘札与威利格于1982年提出的进退无障碍理论，又译为可竞争性市场理论（Theory of Contestable Markets）可说明这问题。根据该理论，潜在的进入是强有力的约束垄断压力，尤其是进入交叉领域，采取“打了就跑”（Hit-and-Run）的
自然垄断理论
自然垄断理论概念
自然垄断理论是现代产业经济学（Industrial Economics）理论中发展较为迅速的一个组成部分。自然垄断理论的发展演进导致了20世纪70年代以来西方发达国家对自然垄断产业的放松规制（Deregulation），许多过去被认为必须加以规制的产业部门都取消或放松了规制。在这一规制改革的背后，实质上隐含着自然垄断理论的革新与进步。
自然垄断理论的演进
一、规模经济与传统自然垄断理论
自然垄断是经济学中一个传统概念。早期的自然垄断概念与资源条件的集中有关，主要是指由于资源条件的分布集中而无法竞争或不适宜竞争所形成的垄断，现代这种情况引起的垄断已不多见。经济学文献中著名的例子就是古诺矿泉水垄断的例子。
而一般意义上的自然垄断则与规模经济紧密相连。格林沃尔德在其主编的《现代经济辞典》中指出，自然垄断是一种自然条件，它恰好使市场只能容纳一个有最适度规模的公司。自然垄断能否存在的决定性判断标准是，市场需求必须小得只要有一家成本不断降低的公司就能满足。克拉克森和米勒（Clarkson & Miller，1982）认为自然
垄断的基本特征是，在一定的产出范围内，生产函数呈规模报酬递增（成本递减）状态。即生产规模越大，单位产品的成本就越小。由一个企业大规模生产，要比由几家较小规模企业同时生产更有效率。 由于规模经济的存在，单一企业的平均成本会随着产量的增加而持续下降，产量越大成本越低，单个企业进行生产会导致成本最低。如果任由多个企业同时生产，由于产量较低，每家企业的平均成本会居高不下。这时就应该由政府出面对市场的进入进行干预，让一家企业独家垄断。规模经济之所以导致自然垄断，还因为在边际成本递减条件下，一方面，原先进入该产业部门的企业，生产规模越大，边际成本持续下降，因而必然把生产规模扩大到独占市场的程度；另一方面，在垄断企业已经存在的情况下，即使政府不干预，任何新企业试图进入该产业，其初始成本必然很高，无法与垄断者展开竞争，即规模经济成为其他企业进入该产业的壁垒。乔治•施蒂格勒（1989）对“规模经济成为新企业进入的壁垒”不以为然。他认为，自然垄断的产生是因为在既定的产业需求条件下，只能存在一家厂商。如果按照“规模经济是进入壁垒，能解释为什么没有更多的厂商进入”的逻辑，同样可以说需求不足是进入障碍。
同时由于企业处于自然垄断的地位，如果政府对价格放手不管，垄断企业必然会把价格定在边际成本与边际收入交点上，获得垄断利润。根据福利经济学的基本理论，只有当价格等于边际成本时社会总福利才最大。而如果按边际成本定价，企业必然亏损。因为平均成本
的不断下降，说明边际成本必然小于平均成本，边际成本定价必然使总成本大于总收入，这就是自然垄断理论中的定价矛盾。这一矛盾使社会陷入社会福利与企业利益之间进行取舍的两难状态，使得对自然垄断的治理成为必要。
传统的这种自然垄断认识和看法建立在单一产品基础之上，与规模经济紧密相连。认为在规模经济条件下自由竟争会导致低效率，政府必须对进入与价格等事务进行干预。
二、成本劣加性与多产品自然垄断
夏基（Sharkey，1982）和鲍莫尔、潘札与威利格（Baumol，Panzar & Willig，1982）认为，自然垄断的定义或者最显著的特征应该是其成本的劣加性（Subadditivity）。成本劣加性关注的是，由一家企业提供整个产业的产量成本较低还是这家企业与另外的企业共同提供相同产量的成本较低。根据最新定义，自然垄断的特点在于代表性厂商的成本函数的劣加性。如果由一个厂商生产整个行业产出的总成本比由两个或两个以上的厂商生产这个产出的总成本低，则这个行业就是自然垄断行业。沃特森（Waterson，1988）在其专著《企业规制与自然垄断》中对自然垄断这样分析到：自然垄断指的是这样一种产业，它的成本函数是，几个企业的联合生产不及一个单一供给者提供相同产量时便宜，即单个企业能比两家或两家以上的企业更有效率地向市场提供同样数量的产品。这与夏基、鲍莫尔等人对自然垄断特征的认识是一致的。
成本劣加性是定义自然垄断的关键特征。一个单一产品企业的生产具有规模经济效应时，则其必然具有成本劣加性。反之，当这个企业的产量超出其规模经济点时，即出现规模不经济时，只要其成本比两个或更多企业来提供这些产量时的成本低，也就是具有成本劣加性，这时仍然具有自然垄断特征。从社会的角度看，在这一区间内仍需由单个企业进行生产。维斯库兹、维纳和哈瑞顿（Viscusi，Vernon & Harrington，1995）在《规制和反托拉斯经济学》一书中再次提醒到：成本劣加性是定义自然垄断的最好方法，规模经济（下降的平均成本）对于单一产品的自然垄断来说不是必要的（尽管是充分的）。
在现实世界里，单一产品生产者是非常鲜见的。电力行业提供高、低电压，较高和较低的能量，电话公司提供本地和远程服务，铁路运输用相同的路线运输旅客和货物，等等。显然，多产品自然垄断更符合现实。并且成本劣加性应用于多产品情况时，还会产生在单一产品假设下不存在的重要理论要点。
在多产品自然垄断时，成本劣加性与规模经济之间的区别更为显著。在多产品生产中，规模经济对于成本劣加性来说既不必要也不充分。其原因在于在多产品生产中，产品间的相互依赖性非常重要。衡量这种相互依赖性的方法就是范围经济（Economies of Scope）概念。范围经济是指在单一企业内生产不同产品较之几个特定企业分别生产不同产品来说是廉价的，即联合生产比单独生产节约费用。如果将
高峰期电力和低峰期电力视为不同的产品，由一个电厂提供两种产品时范围经济效应体现得比较清楚。
夏基（1982）举了一个对所有非负产出都具有规模经济效应但却不具劣加性的例子。其成本函数为 ，对于这种函数，存在“范围不经济”。而对于许多成本函数，可以证明，规模经济和范围经济同时成立是成本劣加性的充分条件。但这一般说来是不切实际的，因为从一个简单的反例就可以看清这一点。夏基还认为，成本劣加性一般是难以直接检验的，因而确定在某些情况下易于证明的充分条件是有意义的。最有用的充分条件是所谓的“成本互补性”，当成本函数的二阶偏导数处处非正时，这种“成本互补性”存在。大致说来，如果存在“递增的规模收益和范围收益”，成本互补性就会出现。
总之，多产品自然垄断的定义为成本函数的劣加性。成本函数的劣加性意味着单一企业对产品组合的生产花费最低的成本，这一般取决于规模经济和范围经济。如果二者同时成立，那么劣加性就可能得到。但规模经济的重要性不如范围经济，尽管在单一产品生产中，规模经济就意味着自然垄断，但对于多产品生产来说并不成立。
三、可维持性与自然垄断多样性
自然垄断的新定义并不一定要求规模经济，只要单一企业的总成本小于多企业的成本之和即可。这样单一企业的成本曲线可能上升，也可能下降。根据边际成本定价原则，边际成本与需求曲线相交点决
定产量水平，从而决定成本水平。根据需求水平的不同，平均成本可能处于下降阶段。这时边际成本小于平均成本，边际成本定价会导致企业亏损；可能处于平均成本曲线最低点，此时边际成本与平均成本相等，边际成本定价恰使企业盈亏相抵；也可能处于平均成本上升阶段，这时边际成本大于平均成本，边际成本定价导致企业盈利。在后两种情形中，边际成本定价原则既保证了企业不亏损，实现了社会福利最大化，自然垄断中边际成本定价矛盾不复存在，被称为弱自然垄断。在第一种情形中，边际成本定价矛盾依然存在，被称为强自然垄断。
当自然垄断企业盈利，即边际成本大于平均成本时，引出了自然垄断企业的“可维持性”（Sustainability）问题。可维持性指的是自然垄断企业如何防止潜在的竞争者渗入市场分享利润，保持垄断地位的问题。夏基（1982）将可维持价格定义为真正能够阻止拥有同等（或低级）技术的竞争对手进入市场的价格，潘札与威利格（1977）把可维持价格定义为使新进入者的利润水平为负，垄断者的利润水平为非负的一组价格。市场需求与平均成本相交于平均成本上升过程中，此时边际成本大于平均成本，如果由单个企业提供价格等于平均成本时需求的全部产量，即企业刚好能够补偿其所有成本，此时的自然垄断可称为是不可维持的。也就是说，在既定前提下，潜在竞争者会受到激励从而进入市场，并生产出一定份额的总产品，尽管这样会增加整个行业产品的生产成本。这种前提是竞争者希望目前的企业能在它加入后的一段时期内保持价格的稳定，并能提供剩余的产品。在
这些前提下，竞争者会发现从高于最低平均成本点但略低于当前垄断企业的定价的某个价格出售产品将可获利润。一般而言，需要政府对进入进行规制。反之，市场需求与平均成本相交于平均成本最低点的左方时，自然垄断是可维持的。在这种情况下，竞争者无法抢走当前企业的生意，不存在进入激励因素，不需要政府对进入进行规制。可见，可维持性概念与规制者决定是否允许进入多产品自然垄断市场息息相关。
新自然垄断理论扩大了自然垄断领域的范围，但并不认为都需要政府进行治理，需要根据自然垄断的强弱、进入市场有无障碍和企业是否具有可维持性等因素综合决定，分别采取不同的治理措施。伯格和车赫特（Berg & Tschirhart，1988）在其专著《自然垄断规制》描述了不同情况下对自然垄断的治理对策。基本思想是：竞争者进入有障碍时，需要政府对自然垄断企业进行治理；进入无障碍时，可根据企业是否具有可维持性来相应处理，企业可维持时，不需要政府治理，但为了防止自然垄断企业制定垄断价格，可采取用潜在进入者的竞争压力来约束。鲍莫尔、潘札与威利格于1982年提出的进退无障碍理论，又译为可竞争性市场理论（Theory of Contestable Markets）可说明这问题。根据该理论，潜在的进入是强有力的约束垄断压力，尤其是进入交叉领域，采取“打了就跑”（Hit-and-Run）的