天然气市场购气商间合作行为博弈机制探讨

陈宇光 , 辜穗 , 李孜孜 , 鲁凡. 天然气市场购气商间合作行为博弈机制探讨. 天然气技术与经济. 2026, 20(3): 80-90 .

Chen Yuguang , Gu Sui , Li Zizi , Lu Fan. Game mechanisms of cooperative behaviors among gas purchasers in natural-gas markets. Natural Gas Technology and Economy. 2026, 20(3): 80-90.

0   引言

近年来，随着我国天然气需求的持续增长，天然气市场化改革稳步推进^［1-2］。一方面，自2015年中共中央、国务院发布《关于推进价格机制改革的若干意见》以来，天然气行业“管住中间、放开两头”的总体思路明确确立，即加快天然气价格机制调整，推动市场主体多元化竞争^［3-4］。2020年国家发展和改革委员会（以下简称国家发展改革委）发布的《中央定价目录》已经取消天然气门站定价，并规定海上气、页岩气、煤层气、煤制气、液化天然气、直供用户用气、福建省用气、储气设施购销气、交易平台公开交易气以及2015年以后投产的进口管道天然气的门站价格由市场形成^［5-6］。随后国家发展改革委等部门陆续发布《关于核定跨省天然气管道运输价格的通知》、《关于完善省内天然气管道运输价格机制促进行业高质量发展的指导意见》、《油气管网设施公平开放监管办法》等文件^［7-9］。至此，国家“管住中间、放开两头”的天然气市场体系逐步完善，形成了“上游气资源多主体多渠道供应、中间统一管网高效集输、下游销售市场充分竞争”的“X+1+X”市场格局^［10］。另一方面，上海、重庆两大国家级天然气交易中心分别于2015年和2017年成立，深圳地方交易中心也于2020年挂牌运营^［11-12］。随着交易中心的不断发展，交易模式和品种持续丰富，购气商可通过向供气企业采购、在交易中心竞价或通过气量转让等多种渠道获取天然气资源^{［13-14］。}在此背景下，购气商普遍采用“照付不议”的年度合同锁定气源，但由于需求预测存在不确定性，实际用气量与合同量时常错配。部分购气商不得不承担高额的履约成本，而另一些则可能手握冗余气量。这种供需错配不仅增加了企业的经营风险，也降低了整体资源配置效率。针对这一问题，重庆、上海等天然气交易中心已探索推出年度合同转让交易，为购气商之间开展气量调剂、协同合作提供了平台。然而，在何种条件下购气商会选择合作、如何实现合作以提升效率，仍是亟需深入探讨的问题。

现有研究多聚焦于天然气市场的宏观运行、价格机制和交易中心建设，对市场微观主体，尤其是购气商之间的行为互动关注不够。如徐斌等认为天然气交易中心的构建，形成地区性市场基准价格，可以缓解价格扭曲，推动天然气市场发展^［15］。董聪等对国内天然气交易中心建设与交易现状进行分析，认为需要继续按照“管住中间、放开两头”的市场化改革思路，理顺天然气竞争性价格机制^［16］。张颙等通过比较中国油气价格改革，希望从中找到实现天然气价格市场化的方法^［17］。何春蕾等梳理中国天然气价格体系和机制发展的理论研究成果及应用成效，并展望下一步中国天然气价格改革的方向^［18］。马远等分析欧美等成熟市场天然气基准价格的形成路径，从而提出建立中国天然气基准价格^［19］。以上研究都是对中国天然气市场整体的宏中观研究，对天然气市场中交易主体的微观研究，在当前新型市场形势下，仅发现冯卓等研究了在国家管网公司成立后的天然气市场竞争格局下，上游天然气供气商与下游城市燃气公司的博弈决策^［20］。基于此，本研究从市场交易的微观角度出发，基于博弈论视角，构建“照付不议”合同约束下购气商间的合作博弈模型，分析其合作的动因、条件及影响因素，并通过算例验证模型的有效性。研究既为优化购气商交易策略、提升市场配置效率提供理论依据，也为完善天然气市场化交易机制、推进政策优化提供参考，具有较强的理论创新与现实意义。

1   购气商交易合作行为博弈模型的构建

1.1   问题描述

目前在国家积极构建“X+1+X”（“多个供气商”+“国家统一管网”+“多个购气商”）天然气市场体系，多个天然气购气商形成竞争，能提高天然气市场活性，更好地推进天然气市场改革。天然气市场存在竞争，也就必然存在合作的可能。特别是对于天然气市场来说，由于前身是垄断行业，存在太多垄断行为，天然气购气商在整个市场中处于弱势地位，大多数购气商在与供气商签订交易合同时，一般是签订年度合同，并对合同中天然气数量和价格进行了规定。然而实际情况是，天然气购气商经常无法准确预测下一年度的天然气使用量，导致某些购气商天然气实际需求量大于合同量，不得 不额外购买高成本的天然气，而某些购气商天然气实际需求量小于合同量，却因为“照付不议”条款的存在，还得支付合同量天然气的款项。这些条件为购气商之间的合作提供了可能，购气商都追求购气成本最小化，研究在什么条件下购气商之间达成合作从而使购气成本最低是非常有必要的。

由此可知，购气商交易合作行为博弈问题是指在天然气交易过程中通过“照付不议”合同条款平衡交易双方风险，导致“超量购买天然气”的购气商的实际需求量低于合同应提取量时不得不按“照付不议条款”支付未提取天然气量的货款；“超量购买天然气”的购气商为了降低天然气购气成本需将未提取的天然气量转卖给“未足量购买天然气”的购气商，以减少按“照付不议条款”中未提取天然气量的货款带来的损失。“超量购买天然气”的购气商与“未足量购买天然气”的购气商间便存在交易合作行为博弈，“超量购买天然气”的购气商希望按合理的价格将未提取的天然气量转让给“未足量购买天然气”的购气商，以减少因超需购买天然气而带来的损失；“未足量购买天然气”的购气商希望以合理的价格从“超量购买天然气”的购气商那里获得一定的天然气提取量以满足自身的天然气需求。

分析博弈双方达成合作意愿的条件，为购气商之间进行合作提供理论和相关建议，促进天然气市场下游资源的有效配置，从而促进天然气市场的健康发展。

1.2   假设前提

为了方便对购气商行为进行分析和讨论，本研究需要对购气商市场提出与此相关的假设前提。

（1）购气商获取天然气的途径多样化，不仅包括直接向天然气供气商购买，还包括通过天然气交易中心购买以及其他购气商转让的多余合同气等。

（2）管网公司为第三方独立的运营方，购气商可以转让多余的合同气给其他购气商，如果天然气运输路径超过供气商与购气商转让方合同中的规定，多余的路径费用将由天然气转让方按照政府规定的天然气管网运输价格承担。

（3）将市场分为若干个天然气交易区域，同一交易区域内可以有多个天然气供气商、多个天然气购气商以及可以开展现货交易的天然气交易中心。

（4）天然气供气商和天然气购气商之间开展年度合同交易，合同于合同执行年份的前一年签订，年度合同里约定好天然气价格和天然气交易量，该价格和交易量成为合同单位气价和合同气量。

（5）若购气商在合同执行期内任何时间向供气商提出购买超过年合同量的增量气，供气商有权利拒绝该要求，此时购气商需在天然气交易中心进行现货交易，购买超额的天然气或向其他购气商寻求转让多余的合同气。

（6）天然气供气商和购气商签订的年度合同有“照付不议”条款，所谓照付不议，就是买卖双方约定，即使买方未接收产品或服务，也须按照合同约定支付款项。“年照付不议量”是一般按照年合同量乘照付不议系数计算所得。当购气商由于某些原因无法使用年合同量的天然气时，至少按“年照付不议量”向供气商支付款项。为方便计算，在此假设照付不议系数为1。

（7）不考虑不可抗力因素，即因该合同年日确认量中因不可抗力卖方未能交付或买方未能接收天然气数量的累计量、该合同年卖方短缺量、该合同年买方因合同规定的原因未提取的天然气数量等。当购气商按照“照付不议量”支付合同价款后，可能存在本年度提取的气量低于已付款的气量的情形，此时不考虑购气商可以向供气商进行补提。

1.3   模型构建

假定购气商与供气商约定的年度合同气量为Q_j，购气商合同年度的实际需求量为G_j，则天然气的年度实际需求量和年度合同气量间的气量偏差值为Δ＝G_j－Q_j，假定购气商与供气商约定的年度合同气价为c_j，该价格则为天然气购气商年度合同的成本价格。由此可以得到两种情形下购气商的成本函数。

（1）当Δ＞0时，购气商j的成本函数可记为

式中，π_j为购气商j的成本，元；c_j为购气商与供气商约定的年度合同气价，元／m³；Q_j为购气商与供气商约定的年度合同气量，m³；e为在天然气交易中心购买天然气现货的成本价格，元／m³；G_j为购气商合同年度的实际需求量，m³。

（2）当Δ＞0时，购气商的成本函数可记为

由于已假设购气商之间可以进行转让交易天然气，因此购气商之间可以根据年度实际需求量和年度合同气量间的气量偏差值进行转让交易，假设存在2个购气商的气量偏差值刚好分别符合以上两种情形，则彼此之间可能会出现合作的情况。在此不妨假设购气商1的气量偏差值为Q₁＜G₁，购气商2的气量偏差值为Q₂＞G_２，因此可以分为三种情景进行考虑。

（1）当Q₁＋Q₂＝G₁＋G_２时，购气商1和购气商2通过相互合作，转让交易天然气，使得购气商2合同气量中多余的天然气全部转让给购气商1，购气商1通过来自购气商2的转让天然气，满足了自身对合同气量超额天然气的需求，不需要去天然气交易中心购买额外的现货天然气，因此双方的成本函数可以表示为：

式中，h₁₂为购气商之间转让交易天然气的价格成本，元／m³，s₁₂为购气商之间的气量输送成本，元／m³。

（2）当Q₁＋Q₂＞G₁＋G_２时，说明购气商1和购气商2进行转让天然气后还有剩余，此时购气商2剩余部分的天然气仍然需要按照“照付不议”条款进行支付，因此此时双方的成本函数可以表示为：

（3）当Q₁＋Q₂＜G₁＋G_２时，说明购气商1和购气商2进行转让天然气后，天然气仍有不足，此时购气商1需要去天然气交易中心购买此时不足的天然气，由此可得双方的成本函数可以表示为：

2   购气商交易合作行为博弈分析

天然气市场构建“X+1+X”市场体系的目的在于建设一个完全竞争的天然气市场，允许多个交易主体间的交易，但在这个交易体系中，不可避免地会遇到合作博弈问题，如果购气商之间能够通过合作有效地降低天然气的购买成本，这对于天然气购气商来说，是增加天然气购气商额外得益的重要举措，从而能有力促进各天然气购气商之间的合作。因此，为了分析这种天然气市场中合作行为的出现，在此对其形成的原因进行相关的分析。

根据纳什的博弈理论，购气商是否选择合作，取决于购气商之间合作后的得益是否较不合作得益高，或者说购气商之间合作后的购买成本是否比不合作低，由此可以构建如下的博弈模型：

（1）当Q₁＋Q₂=G₁＋G_２时，此时选择与购气商1合作的成本与不合作的成本之间的差值用Δπ₁₁表示，选择与购气商2合作的成本与不合作的成本之间差值用Δπ₂₁表示，由公式（1）、（2）、（3）、（4）可知，Δπ₁₁和Δπ₂₁分别为

式中，Δπ₁为选择与购气商1合作的成本与不合作的成本之间的差值，元；Δπ₂为选择与购气商2合作的成本与不合作的成本之间的差值，元。

根据假设条件可知，G₁-Q₁＞0，G₂-Q₂＞0，当且仅当同时满足Δπ₁₁＜0，Δπ₂₁＜0时，购气商1和购气商2的购气成本均降低，购气商1和购气商2有合作的可能。

①当h₁₂＞e时，Δπ₁₁＞0，此时双方转让天然气的成本价格大于在天然气交易中心购买天然气的成本价格，即不与购气商1合作的成本小于合作的成本，因此选择不合作。当h₁₂＜e时，Δπ₁₁＜0，此时双方转让天然气的成本价格小于在天然气交易中心购买天然气的成本价格，即与购气商1不合作的成本大于合作的成本选择合作。因此，对于购气商1来说，合作的关键因素是合作转让天然气的成本价格和天然气交易中心的成本价格的价格差，提高转让天然气的成本和降低天然气交易中心的成本价格会导致购气商之间的合作受到限制。

②当s₁₂＞h₁₂时，Δπ₂₁＞0，此时双方进行合作转让天然气的输送成本价格大于转让天然气的成本价格，即购气商2不合作的成本小于合作后的成本，因此选择不合作。当s₁₂＜h₁₂时，Δπ₂₁＜0，此时双方进行合作转让天然气的输送成本价格大于转让天然气的成本价格，即不与购气商2合作的成本大于合作后的成本，因此选择合作。然而实际中一般天然气的输送成本价格远低于天然气本身的成本，因此对于购气商2来说，转让天然气的交易成本价格不要太低，比天然气的输送成本高，购气商则倾向于合作。

综合来看，第（1）种情景下，双方进行合作转让天然气的成本价格h₁₂非常重要，降低h₁₂，使其小于天然气交易中心的成本价格e，同时不小于转让天然气的输送成本，则购气商1和购气商2倾向于合作。假设双方合作比不合作降低的成本金额，视为各自的额外得益，则Δπ₁₁和Δπ₂₁分别是第（1）种情景下购气商1和购气商2各自的额外得益。

（2）当Q₁＋Q₂=G₁＋G_２时，此时购气商1选择合作的成本与购气商1选择不合作的成本之间的差值用Δπ₁₂表示，购气商2选择合作的成本与购气商2选择不合作的成本之间的差值用Δπ₂₂表示，由公式（1）、（2）、（5）、（6）可知，Δπ₁₂和Δπ₂₂分别为

根据假设条件可知，为了促进购气商之间出现合作交易，需要满足Δπ₁₂和Δπ₂₂同时小于0，可知，此种情景与情景（1）基本相似，只要双方进行合作转让的天然气的成本价格h₁₂小于天然气交易中心的成本价格e，大于转让天然气的输送成本，购气商1和购气商2则倾向于合作。区别在于购气商2的额外得益发生变化，不再受自身的实际需求量和合同气量影响，而受购气商1的天然气实际需求量和合同气量的影响。

（3）当Q₁＋Q₂＜G₁＋G_２时，此时购气商1选择合作的成本与购气商1选择不合作的成本之间的差值用Δπ₁₃表示，购气商2选择合作的成本与购气商2选择不合作的成本之间的差值用Δπ₂₃表示，由公式（1）、（2）、（7）、（8）可知，和分别为

该情景也与情景（1）类似，购气商1和购气商2是否合作受h₁₂与e和s₁₂值的相对大小的影响。唯一的区别在于购气商1额外得益发生了变化，不再受自身的实际需求量和合同气量影响，而受购气商2的天然气实际需求量“年照付不议量”和合同气量的影响。

综合以上3种情景的分析结果，可知购气商之间达成合作的条件为：e＞h₁₂＞s₁₂。但在不同的情景中，购气商之间发生合作产生的额外得益不同。

3   算例分析

（1）参数设置

选取3个购气商，分别定义为购气商A、购气商B、购气商C，由于管网放开，因此购气商之间可转让天然气，其购气商之间转让天然气的运输单位成本如下表1所示。

表1    购气商之间天然气运输单位成本

各购气商已签订天然气年度合同，年度合同气量和合同气价以及年度实际需求量以如表2所示。

表2     购气商年度合同与实际需求量

（2）基本情景

在基本情景中，可以假设参数取值，根据国内目前天然气市场中的交易情况，可以假定参数购气商之间转让交易天然气的价格成本和天然气交易中心购买天然气现货的成本价格如表3所示。

表3    参数取值

假设购气商购气成本的减小值为购气商的额外得益，购气商天然气的购买成本与天然气实际需求量的比值为购气商的实际单位气价，由此可以得知各购气商的在合作和不合作情景下的相关结果。

①不合作情景。如果各购气商之间不合作，则各购气商的成本、合同单位气价，实际单位气价的情况如表4所示。

表4    不合作情景下各购气商的得益分布

从表4可以看出，在合同单位气价相近的情况下，购气商C的实际单位气价明显上升，这与购气商C的预测准确度有关，合同气量一般于合同执行年的前一年签订，需要对未来一年的天然气使用量进行一个基本的预测，签订相应的天然气合同，而购气商C对天然气使用量预测偏差最大，导致其不得不承担更多的“照付不议”成本，从而出现购气商C的实际单位气价比合同单位气价大幅上升的情况。

②合作情景。根据3家购气商各自所处的类型和特点，可认为会出现的合作情景有2种。第1种情景为购气商A与购气商B合作，第2种情景为购气商B与购气商C合作。

1）若为第一种情景，购气商A与购气商B合作，根据本文构建的博弈模型，该种情景属于2节中的第（3）种情景，由此可以计算出购气商A和购气商B合作后的得益分布情况如表5所示。

表5    购气商A和购气商B合作后的得益分布

对比表4和表5可以看出，无论购气商A还是购气商B，在进行合作后两者的成本都出现下降，相当于两者的额外得益都有所增加。具体表现为：购气商A的成本在合作后下降6.25%，相当于额外得益增加1 350万元，这部分减少的成本主要是由于购气商A将多余的购气量出售给了购气商B，相当于购气商A增加了额外的收入，使得整体购气成本的减少，因此合作前购气商A的实际单位气价由1.96 元／m³变成合作后的实际单位气价1.84 元／m³，此气价接近购气合同单位气价。购气商B的成本在合作后下降5.59%，相当于额外得益增加1 460 万元，这部分减少的成本主要是由于购气商B在合作后购买了购气商A的低价气，使得购气商B额外购气的成本减少，因此合作前购气商B的实际单位气价由2.18元／m³变成合作后的实际单位气价2.06 元／m³，更接近购气合同单位气价。综合可得，由于合作后两者的额外得益都增加，根据博弈理论，购气商A和购气商B将选择合作。

2）后分析第二种情景，购气商B与购气商C合作，根据本文构建的博弈模型，该种情景属于2节中的第（2）种情景，由此可以计算出购气商B和购气商C合作后的得益分布情况如表6所示。

表6    购气商B和购气商C合作后的得益分布

对比表4和表6可以看出，无论购气商B还是购气商C，在进行合作后两者的成本都出现下降，相当于两者的额外得益都有所增加。具体表现为：购气商B的成本在合作后下降11.18%，相当于额外得益增加2 920万元，这部分减少的成本主要是由于购气商B需要购买的额外天然气全部来自购气商C的低价气，避免了需要额外采购的天然气来自高价的天然气交易市场，使得其购买成本大幅度降低，从而合作前购气商B的实际单位气价由2.18元／m³变成合作后的实际单位气价1.93 元／m³，这个气价比购气合同单位气价低，是采购来自购气商B的低价气过多形成的。购气商C的成本在合作后下降7.84%，相当于额外得益增加2 800万元，这部分减少的成本同样由于购气商C将多余的购气量出售给了购气商B，使得购气商C有额外的收入，进而降低了其成本，合作前购气商A的实际单位气价由3.25 元／m³变成合作后的实际单位气价2.99 元／m³，这个气价与合同单位气价相比，有较大差距，由于购气商C对天然气需求预测偏差较大，即使购气商B购买了部分多余的天然气，但还有部分天然气企业不得不承担“照付不议”条款进行付款，使得其实际单位气价过高。

综上所述，在两种情景下设置参数，根据本文提出的博弈理论模型，购气商之间会选择合作来降低各自的成本，进而提高自身的额外得益。然而，由于当前天然气市场执行价格歧视策略，即不同行业，天然气的交易价格不一致，使得不同行业的天然气成本不一致。当天然气购气商发生天然气合作转让时，由于每个行业的成本不一致，在不同行业间转让天然气时，可能会产生巨额的利润。此时需要政府或者相关部门对这种行为进行干预，对转让天然气的数量和价格进行限制，防止相关从业者进行投机行为来获取巨额的利润，扰乱天然气市场，破坏天然气市场的有序发展。

（3）参数分析

在不同的情景中，可看到购气商之间可通过合作降低成本从而增加额外得益。但是，这与本文提出的3个参数有较大的联系，即购气商之间转让交易天然气的价格成本、天然气交易中心购买天然气现货的成本价格和购气商之间的气量输送成本。因此，需要对这3个参数进行分析，来研究其对购气商额外得益（成本减少量）和实际单位气价的影响。

①分析购气商之间转让交易天然气的价格成本根据前面提出的结论，售气商A和售气商B的合作属于2节中的第（3）种情景，首先我们研究购气商之间转让交易天然气的价格成本的影响，其他参数设置不变，改变购气商之间转让交易天然气的价格，其结果如下图1所示。

图1   购气商之间转让交易天然气的价格成本对购气商A与购气商B合作的影响

从图1中可以看出，购气商A的额外得益随着购气商之间转让交易天然气价格成本的增加而上升，这与购气商A自身天然气需求预测量偏高有关，由于购气商A在合作后的部分收入来源与出售给购气商B的天然气量相关，从而促使购气商A的额外得益随着转让交易天然气成本的增加而增加，当转让交易天然气成本价格从0.9 元／m³上升到3.3 元／m³时，额外得益值从750万元增加到3 150万元，与合作前相比，合作后实际单位气价降低幅度也逐渐增大，下降幅度从3.49%提高到14.60%。与此同时，购气商B的额外得益受转让交易天然气成本的影响是反向的，随着转让交易天然气成本的增加而降低，当转让交易天然气成本达到3.0元／m³时，购气商B的额外得益成负值，此时是该转让交易天然气成本大于天然气交易中心购买天然气现货的成本价格（2.96 元／m³）造成的，因此对于购气商B来说，该价格下的成本大于不合作状态下的成本，此时购气商B会放弃合作，此时合作后实际单位气价比合作前高0.14%，大于不合作状态下的实际单位气价。

同样根据本文提出的博弈模型，购气商B和购气商C之间的合作属于2节中第（2）种情景，其他参数设置不变，改变购气商之间转让交易天然气的价格，其结果如下图2所示。

图2   购气商之间转让交易天然气的价格成本对购气商B与购气商C合作后的影响

从图2中可以看出，购气商之间转让交易天然气成本对购气商B与购气商C的影响类似于购气商之间转让交易天然气成本对购气商A与购气商B的影响。区别在于购气商C对天然气需求预测量偏差较大，导致结果有差距。当转让交易天然气成本价格从0.9元／m³上升到3.3元／m³时，购气商C的额外得益值从1 600万元增加到6 400万元，与合作前相比，合作后实际单位气价下降幅度从4.47%提高到17.92%。购气 商B的额外得益值从4 120万元减少到-680万元，与合作前相比，合作后实际单位气价从下降15.79%变成上升2.59%。在转让交易天然气成本价格为3.0 元／m³时，购气商B额外得益也成负值，此时购气商B会放弃合作。

②分析天然气交易中心购买天然气现货的成本价格

根据前面提出的结论，售气商A和售气商B的合作属于2节中的第（3）种情景，从公式（13）和（14）可知，合作后天然气交易中心购买天然气现货的成本价格只对购气商B有影响，因此其他参数设置不变，改变天然气交易中心购买天然气现货的成本价格，其结果如图3所示。

图3    AB合作后天然气交易中心购买天然气现货的成本价格对购气商B的影响

从图3可以看出，随着天然气交易中心购买天然气现货的成本价格即天然气交易中心价格的上升，购气商B合作后的额外得益也随之增加，由于此时购气商B需要购买额外的天然气，而部分额外天然气来自购气商A，因此随着天然气交易中心天然气价格的不断提升，对于购气商B而言，来自购气商A的天然气的低价气节约的成本越多，从而出现合作后随着天然气交易中心购买天然气现货的成本价格提高，相对而言节约的成本越多，购气商B的额外得益越多的现象。当天然气交易中心的天然气价格为1.46 元／m³时，此时额外得益为负值，即合作购买天然气的成本比不合作高，这是由于该价格小于购气商之间转让交易天然气的价格成本1.50 元／m³，从而形成合作后的成本大于不合作的现象，因此此时购气商B不合作。另外，购气商B的实际单位气价，由于天然气交易中心天然气价格上升，购买这部分天然气需要更多的花费，因此出现降幅逐渐减小，即实际单位气价逐渐上升的现象。

同样根据本文提出的博弈模型，购气商B和购气商C之间的合作属于2节中第（2）种情景，从公式（11）和（12）可知，合作后天然气交易中心购买天然气现货的成本价格只对购气商B有影响，因此其他参数设置不变，改变天然气交易中心购买天然气现货的成本价格，其结果如图4所示。

图4    BC合作后天然气交易中心购买天然气现货的成本价格对购气商B的影响

从图4中可以看出，购气商B与购气商C合作后，随着天然气交易中心天然气价格的变化，购气商B的额外得益变化规律与购气商A与购气商B合作后的情景中的变化规律相似，区别主要在于额外得益的最终结果上，当天然气交易中心天然气价格在4.16元／m³时，在购气商AB合作的情景中，额外得益为2 660 万元，而在购气商BC合作的情景中，额外得益为5 320万元，两者相差约一倍，主要原因是在不同的情景中，由于购气商C实际需求预测偏大，有更多的剩余天然气，因此购气商B在购气商C中购买的天然气比在购气商A中更多。值得一提的是，在购气商B和购气商C合作的情景下，随着天然气交易中心天然气价格的上升，购气商B实际单位气价出现不变的现象。这可能是由于此时购气商B需要的额外天然气全部来自购气商C，因此当天然气交易中心天然气价格出现波动时，并不会对购气商B实际的购气成本产生影响，从而出现实际单位气价不变的情况。

③分析购气商之间的气量输送成本

按照目前构建天然气“X+1+X”市场体系的思路，购气商之间的气量输送成本属于其中的“1”管理范围，其价格受到政府管控，因此该价格比较稳定，输送成本与输送距离有很大的关系，因此在此主要研究该成本在小范围幅度变化内的影响。

根据前面提出的结论，售气商A和售气商B的合作属于2节中的第（3）种情景，从公式（13）和（14）可知，购气商之间的气量输送成本只对购气商A有影响，因此其他参数设置不变，改变购气商之间的气量输送成本，其结果如图5所示。

图5    AB合作后天然气输送成本对购气商A的影响

从图5中可以看出，在购气商A与购气商B合作的情景中，购气商A的额外得益随着天然气输送成本的提高而逐渐下降，这是由于在中国天然气市场中，管输费一般由转让天然气的一方承担，因此当管输费上升时，购气商A需要承担更多的成本，所以其额外得益逐渐下降。另外，管输费大小与购气商两者距离有关，当购气商两者所需的天然气在一个交付点时，此时管输费为0，而距离越远，两者所需的管输费越多，因此购气商两者之间的距离也会对两者是否合作产生一定的影响。购气商A的实际单位气价也会由于管输成本的增加，下降幅度变小，即出现明显上升的情况。

同样根据本文提出的博弈模型，购气商B和购气商C之间的合作属于2节中第（2）种情景，从公式（11）和（12）可知，购气商之间的气量输送成本只对购气商C有影响，因此其他参数设置不变，改变购气商之间的气量输送成本，其结果如图6所示。

图6    BC合作后天然气输送成本对购气商C的影响

从图6中可以看出，在购气商B与购气商C合作的情景中，天然气输送成本对购气商C的影响与在购气商A与购气商B合作的情景中，天然气输送成本对购气商A的影响基本一致，唯一区别可能在于天然气输送数量的不同，从而导致最终数据不一致。

4    结束语

针对我国天然气市场化改革初期，管网向第三方初步开放的背景，系统研究了购气商之间合作行为的博弈机制。通过建立“照付不议”合同条件下的购气商合作博弈模型，分析了不同情景下合作对成本优化的影响，并明确了实现合作的必要条件。研究发现，购气商之间的合作意愿主要取决于转让天然气价格、现货市场价格以及气量输送成本等核心参数的比较关系。只要合作能够实现各方成本的实际降低，购气商有动力开展合作以提升自身额外收益，进而推动市场资源的有效配置。算例分析进一步验证了模型的合理性，并揭示了关键参数对合作得益的敏感性。此外，研究还指出，针对行业间成本差异导致的利润套利现象，应完善相关政策监 管，规范购气商间的转让行为，防止市场秩序被扰乱。总体而言，本研究为下游购气商优化购气策略、促进天然气市场健康有序发展提供了理论基础和实践指导，未来可进一步拓展多主体、多时间尺度下的动态博弈分析，以更好地适应复杂多变的市场环境。