概述
自然垄断是指垄断并非源于法律或合谋，而是由行业的成本结构自然产生。约翰·斯图亚特·穆勒在1848年的《政治经济学原理》中以伦敦的煤气和自来水公司为例指出，在同一条街道上重复铺设管道的竞争是一种浪费。典型例子是输配电网、自来水、城市燃气管道和铁路线路等需要铺设物理网络的行业。
定义：规模经济与次可加性
传统上，自然垄断的条件被解释为在整个市场需求范围内平均成本持续下降的规模经济。威廉·鲍莫尔在1977年的论文中提出了更精确的标准，即成本函数的次可加性（subadditivity）：对任何产量，由一家企业生产的成本都低于由多家企业分别生产的成本之和，就构成自然垄断。他还证明，在多产品行业中，规模经济既不是自然垄断的必要条件，也不是充分条件。
成因
- 巨额固定成本（沉没成本）：发电厂、输电网、自来水管道等初始投资巨大，且难以转作他用。
- 边际成本低：网络建成后，多供应一单位的成本很小，产量越大平均成本越低。
- 网络效应：连接的用户越多价值越大的网络效应，也可能强化单一供应者的地位。
价格规制方式
- 边际成本定价：价格等于边际成本可实现配置效率，但在平均成本下降的区间边际成本低于平均成本，企业会亏损，需要政府补贴弥补。
- 平均成本定价：价格等于平均成本，企业只获得正常利润；不会亏损，但产量低于有效水平。
- 两部制定价：以固定费用回收固定成本，按用量收费部分接近边际成本，电费和燃气费是典型例子。
- 收益率规制：保证投入资本获得一定收益率。阿弗奇与约翰逊（1962）指出这会导致资本过度投资，即阿弗奇-约翰逊效应。
- 价格上限规制：价格涨幅不得超过通胀率减去生产率提升因子（X），从而激励企业降低成本。
- 国有企业经营：由国家直接拥有和经营，例如韩国的输配电网由韩国电力公社运营。
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批评与争论
哈罗德·德姆塞茨在1968年的《为什么要规制公用事业？》中指出，即使存在规模经济，只要让企业竞标特许经营权，就能防止垄断定价，从而质疑规制的必要性。理查德·波斯纳（1969）也指出了规制的成本与低效。另一方面，若完全不加约束，垄断企业会抬高价格、减少产量，造成福利损失。因此，如今许多国家只把网络本身（电网、线路）作为受规制的垄断，而在发电、运营等环节引入竞争，即实行结构分离。
参考文献
- Mill, J. S. (1848). Principles of Political Economy. London: John W. Parker.
- Averch, H., & Johnson, L. L. (1962). Behavior of the firm under regulatory constraint. American Economic Review, 52(5), 1052–1069.
- Demsetz, H. (1968). Why regulate utilities? Journal of Law and Economics, 11(1), 55–65.
- Posner, R. A. (1969). Natural monopoly and its regulation. Stanford Law Review, 21(3), 548–643.
- Baumol, W. J. (1977). On the proper cost tests for natural monopoly in a multiproduct industry. American Economic Review, 67(5), 809–822.
- Sharkey, W. W. (1982). The Theory of Natural Monopoly. Cambridge: Cambridge University Press.