| 研究问题 | 充电基础设施的空间分布如何影响电动汽车的区域市场均衡?充电桩密度与电动汽车保有量之间是否存在网络效应驱动的正反馈机制,进而形成区域间的多重均衡? |
| 理论框架 | Katz & Shapiro(1985)网络外部性理论;Hotelling(1929)空间竞争模型;Rohlfs(1974)临界质量假说 |
| 研究方法 | 空间杜宾模型(SDM)与动态面板GMM估计,刻画充电设施密度与EV保有量的空间溢出效应与双向因果关系;门槛回归模型识别网络效应启动的"临界密度" |
| 数据来源 | 国家能源局充电基础设施月度统计;中国充电联盟(EVCIPA)城市级桩站数据;公安部机动车保有量数据;《中国城市统计年鉴》各城市GDP、人口、建成区面积 |
| 创新点 | 首次将网络外部性理论系统引入中国充电基础设施经济分析,识别空间均衡的临界条件与多重均衡阈值,为差异化区域补贴退坡提供理论依据 |
充电基础设施具有典型的网络外部性:充电桩越多,消费者购车顾虑越低,EV保有量上升;EV保有量上升又提高充电桩利用率,激励运营商增加供给。这一正反馈机制可能导致"高密度均衡"(桩多车多)与"低密度陷阱"(桩少车少)并存。本文构建包含空间维度的网络外部性模型,推导城市间充电设施的空间溢出效应,提出假说H1:充电桩密度对EV保有量的边际效应存在空间衰减特征;H2:充电桩密度越过临界阈值后,网络效应主导市场扩张;H3:邻近城市的桩站建设对本地EV市场存在正向或负向空间溢出,方向取决于竞争效应与示范效应的净结果。
核心识别挑战来自充电桩供给与EV需求的双向因果关系。本文利用城市地形坡度与历史加油站分布作为充电桩密度的工具变量——地形平坦且加油站网络密集的城市,充电桩建设成本更低,但地形条件与当前EV需求无直接关联。同时采用系统GMM方法,以滞后期的充电桩密度与EV保有量作为内部工具变量,克服内生性。此外,利用2023年充电基础设施"百县千站万桩"示范工程的政策冲击,构建双重差分(DID)设计,识别充电桩外生增加对EV市场的因果效应。
基准模型设定为空间杜宾模型(SDM):EVᵢₜ = ρW·EVᵢₜ + β₁Chargeᵢₜ + β₂W·Chargeᵢₜ + γXᵢₜ + μᵢ + λₜ + εᵢₜ。其中EVᵢₜ为城市i在t年的电动汽车保有量对数值,Chargeᵢₜ为充电桩密度(桩/平方公里),W为反距离空间权重矩阵,Xᵢₜ为控制变量(人均GDP、人口密度、限牌政策虚拟变量、油价),μᵢ和λₜ分别为城市与年份固定效应。在此基础上,构建面板门槛模型:EVᵢₜ = α + β₁Chargeᵢₜ·I(Chargeᵢₜ ≤ γ) + β₂Chargeᵢₜ·I(Chargeᵢₜ > γ) + δXᵢₜ + εᵢₜ,以识别网络效应启动的临界密度γ。
被解释变量为城市电动汽车保有量(公安部上险数据加总至城市-年度)。核心解释变量为充电桩密度,使用国家能源局季度统计与EVCIPA充电联盟的城市级数据,按建成区面积标准化。工具变量包括:城市平均地形坡度(ASTER GDEM 30m分辨率数据计算)、2010年加油站密度(百度地图POI历史数据)。控制变量包括人均GDP、城镇居民可支配收入、限牌政策虚拟变量、汽油零售均价、公共交通发达程度(地铁里程与公交线路密度)。样本覆盖全国285个地级及以上城市,时间跨度为2018-2025年。
(1)替换空间权重矩阵:将反距离矩阵替换为经济距离矩阵(基于GDP差异)与k近邻矩阵,检验空间溢出效应的稳定性;(2)替换核心指标:以"车桩比"替代充电桩密度,以"新增EV注册量"替代保有量;(3)分样本回归:按城市线级(一二线vs三四线)、气候区域(北方vs南方)分组,检验网络效应在不同市场条件下的异质性;(4)安慰剂检验:将充电桩密度随机分配至伪处理城市,验证基准结论的非偶然性;(5)排除限牌城市样本,消除牌照政策对EV需求的扭曲效应。
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