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自然垄断行业改革作为我国经济体制改革的重要组成部分，对经济转型发展有着重要影响。而天然气由于其特有的战略资源地位，行业改革进程也关乎整个经济发展和社会福利状态。本文通过对天然气行业相关理论的梳理及各国不同的天然气市场改革模式对比分析，结合我国天然气行业改革的现状及外部环境，设计我国天然气行业的改革模式，提出垄断企业内部改革和建立国有独立管道公司两种改革方案，并对不同方案的效率进行测算。文章的主要创新点有以下几点:一是选取国家经济增长、垄断企业利益、消费者利益几个维度，对我国天然气市场纵向一体化改革模式的经济、社会效应进行了深入研究，厘清主要的影响因素及路径，为我国自然垄断行业改革的功能发展与制度完善提供战略导向;二是在国内外文献研究及案例分析的基础上，根据我国天然气行业的内外部发展环境，提出我国天然气纵向一体化拆分改革的具体方案，为我国自然垄断行业改革的可行性发展提供依据;三是构建人工天然气市场，运用Agent仿真、投入产出模型等定量方法模拟不同改革方案对于我国天然气市场的影响。以天然气行业为例对自然垄断行业改革的经济效益、社会福利等方面进行科学测算，识别适合我国经济社会发展的自然垄断行业改革方案，为我国自然垄断行业改革模式的选择决策提供参考。文章的主要研究内容如下: 第一、本文选取美国、俄罗斯、英国、德国四个国家，从各国天然气行业管道发展历程、业务模式以及市场运行机制等方面进行分析。并且，通过与我国天然气管道发展状况进行对比，总结不同天然气行业运作模式以及不同自然垄断行业改革模式的适用性。在此基础上，对我国天然气行业的发展环境进行分析，总结发现我国天然气市场在管道建设方面的不足，从而为选择适合我国国情的天然气管道改革模式提供参考。通过以上分析，本文提出了内部改革模式和管网完全拆分两种模式。 第二、本文采用博弈论方法分析天然气行业改革对国家经济增长、垄断企业利润以及消费者三方面的影响，设置不同博弈模型进行理论推演并验证。研究发现，制度上的革新可以在一定程度上拉动经济发展，但长短期内，需要不同的策略来推动经济发展。并且由于垄断企业在最终产品的生产和提供上都占据着十分有利的地位，具有更多的信息和经济资源。管网拆分会在一定程度上对这种优势产生破坏，影响垄断企业利润，但长期来看改革有利于整个行业的发展。通过放宽市场准入来刺激垄断行业的经济发展，可以给消费者带来更多的利益，提高社会福利水平。 第三、本文选取天然气行业真实数据，测算不同改革模式对三大油公司的利润、天然气行业整体规模、管道建设投资、技术创新水平、天然气价格的不同影响。测算利用Agent模型构建人工天然气市场，刻画天然气市场未来30年的运行状况，为我国天然气市场管网改革策略提供理论依据。研究结果表明，虽然短期内，两种改革模式均会对中石油、中石化公司利润造成一定负面影响，但对天然气行业整体规模而言，内部改革模式下仍会出现天然气管道投资减少，建设速度较慢，运输能力较低等问题。而独立管网模式下由于放松管制，有效的拉动了天然气行业的发展，资金规模增长、行业创新等状况均优于现有模式。 第四、在Agent仿真结果的基础上，本文依据天然气行业的投资和价格预测值，利用投入产出方法计算天然气管道投资对各产业总产出、增加值的拉动情况和天然气价格变动对各产业产品价格的影响。研究结果表明，相比较目前的天然气模式状态与内部改革模式，独立管网模式在投资快速形成固定资本和投资滞后形成固定资本，及对各相关行业价格影响较大。 第五、根据上述分析结果，本文提出坚持网运分开、明确管道公司性质;完善公平准入，确保管道健康发展;加快管道剥离，提升国际竞争能力等策略建议，以期推动天然气产业的可持续发展。