產業結構變動對我國能源消費影響的Ｐａｎｅｌ ｄａｔａ 模型

[摘要] 本文首先給出了1985年以來能源消費增長率與經濟增長率的變化趨勢，然后基于29個省（區）1985年～2004年的截面時間序列數據建立了能源消費、經濟增長與產業結構之間的Panel data模型，定量分析了不同時期內產業結構變動對能源消費的影響，最后根據研究結論，提出了政策建議。

[關鍵詞] Panel data模型產業結構變動能源消費

一、引言

能源作為經濟增長的動力因素，一方面促進了經濟的增長，另一方面隨著經濟的快速發展，不斷增長的能源需求和能源稀缺性又制約著經濟的增長。圖1給出了1985年～2004年20年間我國的能源消費增長率和經濟增長率，可以看出，2001年之前，我國經濟增長率大于能源消費增長率，我國以較少的能源消耗實現了經濟的高速增長，但2001年之后，能源消費增長率高出了經濟增長率，能源消費增長率與經濟增長率的比值——能源消費彈性系數持續大于1，2004年達到1.60，能源資源的短缺對經濟發展的制約作用變的越來越大。此外，大量的能源消耗所帶來的環境污染與發展經濟的矛盾也變得日益突出。

能源消費受到經濟增長、產業結構變動、價格變化、以及技術進步等多方面因素的影響，其中產業結構變動直接決定著能源的消費量，因為各產業對能源的需求量不同，如果能源需求量大的產業在國民經濟中占有較大的比重并且上升較快，能源消費就會因此而增加。目前，國內關于產業結構對能源消費影響的研究有很多，如路正南（1999）通過建立各產業產值占GDP的比重與能源消費量之間的時間序列回歸模型，實證分析了產業結構調整對我國能源消費的影響;尹春華（2003）利用灰色關聯分析的方法，對能源消費與產業結構進行了關聯分析，得出了各產業與能源消費之間的關聯度;史丹（2003）利用1980年～2000年的數據建立了能源消費與產業結構之間的時間序列模型，分析了產業結構變動對能源消費的影響;這些研究的共同點是利用了2000年之前的時間序列數據作實證分析，然而不同時期內，產業結構變動對能源消費的影響是不同的，利用時間序列數據模型做實證分析時，特別是在研究2001年之后，出現了能源消費彈性系數大于1的反常現象時，所產生的問題是由于觀測的樣本量太小，缺乏堅實的數據基礎，因而得出的研究結論置信度不高，因此本文應用面板數據（Panel data）模型實證分析產業結構變動對能源消費的影響。

Panel data 模型能夠利用截面數據和時間序列數據有效地解決樣本量太小的問題，進而得出比較可靠的結論。本文首先給出Panel data 模型的類型及識別方法，然后將利用29個省能源消費量、GDP、第二產業占GDP比重的數據，分別建立1985年～2004年、1985年～2000年、2001年～2004年三個期間的Panel data模型，實證分析產業結構變動對能源消費的影響，給出2001年后能源消費增長率大于經濟增長率的原因，最后提出相關的政策建議。

二、Panel data 模型的建立及識別方法

面板數據（panel data）也稱時間序列截面數據（time series and cross section data），利用panel data建立的模型稱為panel data模型。相對于單純的橫截面模型和單純的時間序列模型而言，panel data模型的優點在于：(1)觀測樣本量大大增加，使構造更加可靠的參數估計量成為可能。(2)多重共線性的影響被減弱。當解釋變量在兩個方向上同時變動時，由于潛在影響因素的增多使得它們之間強相關的可能性大大降低。(3)能夠識別和度量一些純粹橫截面模型和純粹時間序列模型所不能識別的因素。由于橫截面數據傾向于反映經濟運行的較長時間的特征，而時間序列數據則看重強調短期波動，二者的結合使我們能夠更好地分析變量間的關系及動態特征。(4)降低估計偏差。

本文采用的變量有GDP用表示，能源消費量用表示，產業結構變量用第二產業占GDP的比重IS表示，由式IS=I/Y計算所得，I為第二產業產值。以能源消費量E為被解釋變量，經濟增長變量Y、產業結構變量IS為解釋變量，為了減少數據中的異方差，給各變量取自然對數，建立如下一般形式的panel data模型：

（1）

式（1）是考慮2個經濟指標在N個個體及T個時間上的變動關系。其中N表示個體截面成員的個數，T表示每個截面成員的觀測時期總數，參數表示模型的常數項，表示能源消費彈性系數，表示產業結構變動對能源消費的彈性系數。

根據截距項向量和系數向量中各分量的不同約束要求，又可以將式（1）所描述的面板數據模型劃分為以下3種類型：

1．聯合回歸模型

該模型中，個體成員上既無個體影響也沒有結構變化，利用普通最小二乘法便可求出參數和的一致有效估計。

2.變截距模型

該模型中，個體成員上存在個體影響而無結構變化，個體影響可用截距項的差別來說明， 模型又可分為固定影響和隨機影響兩種情況。

3.變系數模型

該模型中，個體成員上既存在個體影響，也存在結構變化，個體影響用截距項的差別來說明，結構變化用的差別來說明。

建立panel data模型時首先需要正確的設定模型，否則將會產生較大的估計誤差。實際應用中，可以采用檢驗來識別模型。因為對于變系數模型，在假設成立的情況下：

在假設成立的情況下：

其中，S₁、S₂、S₃分別為變系數模型、變截距模型和聯合回歸模型的殘差平方和。因此，對于給定的顯著水平，首先利用F₂統計量判斷是否為聯合回歸模型。若F₂<臨界值，則接受原假設H₂，認為模型中的參數與個體的變化無關，模型設為聯合回歸模型；否則在利用F₁統計量檢驗H₁，確定系數變化的類型。若F₁<臨界值，則接受原假設H₁，模型設為變截距模型；若F₁>臨界值，則拒絕原假設H₁，模型設為變系數模型。

三、產業結構變動對能源消費影響的實證分析

1.數據的選取

本文選取的數據期間為1985年～2004年，GDP及其指數的數據來源于中國統計年鑒1986年～2005各年，29個省區（不包括海南、西藏）的GDP以1985年為不變價，通過GDP平減指數，計算出真實的GDP。能源消費的數據來源于中國能源統計年鑒1986、1989、1991、1991～1996、1997～1999、2000～2002、2003、2004、2005各年， 1991年～1994年各省能源消費量缺失的數據通過查找相應各省的統計年鑒獲得，其中山西、上海、浙江、山東通過當年的能源消費彈性系數反算出，湖南通過插值法估算出，1985年～1995年，四川的GDP、能源消費量、第二產業產值數據為原始數據減去重慶的統計數據。由于海南省缺1985年～1994年、西藏卻少各年能源消費量數據，所以本文不包括海南省和西藏自治區。

2.panel data模型的估計結果

利用Eviews5.0軟件可以分別計算出1985年～2004年、1985年～2000年、2001年～2004年三個期間的Panel data變系數模型、變截距模型和聯合回歸模型的殘差平方和，進而求得、統計量值，見表1，為了消除序列自相關的影響，在模型中適當地加入AR項，且估計方法采用廣義最小二乘法。此外，截面數據來至于29個省（區），能夠代表總體樣本的特征，因此選用固定影響模型。

對panel data模型的一般形式進行檢驗表明：數據期間1985年～2000年，2001年～2004年，各省份的能源消費存在著顯著性的個體差異，產業結構變量與經濟增長變量對能源消費的影響卻趨于一致，選用變截距模型，數據期間1985年～2004年，各省份的能源消費量既不存在顯著性的個體差異，也不存在結構上的差異，選用聯合回歸模型，各模型的回歸結果見表2。由于篇幅關系，本文不給出各模型的截距項。

3.實證分析

由表2可以看出，面板數據計量模型具有很好的估計效果，可決系數均在99.9%以上，各估計值均能通過檢驗。

模型的回歸結果表明：1985年～2004年，能源消費彈性系數為0.555，即經濟增長1%，能源消費增長0.555%，產業結構每變動1%，能源消費增加0.14%；1985年～2000年，能源消費彈性系數為0.367，即經濟增長1%，能源消費增長0.367%，產業結構變動對能源消費的影響并不顯著，表明在1985年～2000間，中國以較低的能源消費實現了較高的經濟增長，產業結構的調整，并沒有明顯地增加能源的消費量；2001年～2004年，能源消費彈性系數為1.01，即經濟增長1%，能源消費增長1.01%，產業結構每變動1%，能源消費增加0.694%，產業結構變動明顯地推動了能源消費的增長，能源消費增長率超過了經濟增長率，能源需求對經濟增長形成了制約。

從總體上看，1985年～2000年雖然是我國工業化快速推進階段，但產業結構變動對能源消費的影響并不明顯。我國推進工業化過程中沒有引起能源消費大幅度地上升，主要原因是1985年～2000年期間產業結構變動對能源消費的總體影響有著方向性的變化，產業結構調整的重點是糾正重工業比重過重，輕工業比重過輕，以及加快第三產業發展。2001年～2004年，產業結構的變動顯著地推動了能源消費的增長，分析三年間產業結構的變化會發現：2004年，第二產業比重為52.9%，比2001年上升了2.8%，其中工業比重為45.9%，比2001年上升了2.4%；而第三產業比重為31.9%，比2001年下降了2.2%。由于工業單位產出能耗要遠大于第三產業，工業比重上升和第三產業比重下降意味著整體能源消費的上升。另外在工業內部，2001年～2004年重工業增長持續快于輕工業，導致重工業在國民經濟中的比重不斷提高，2001年以來重工業作為高能耗的產業占國民經濟的比重為27.4%，2004年達到31.0%，三年內上升了3.6%，這就使得產業結構變動增加了能源消費。

四、 結論與政策含義

1．產業結構變動是影響能源消費的重要因素。因此政府和能源生產部門在制定國民經濟發展規劃以及能源生產計劃時，要充分考慮到產業結構變動對能源消費的影響，不能僅考慮經濟增長速度和經濟總量的變化。

2.不同時期，產業結構變動對能源消費的影響不同。1985年～2000年能源消費彈性系數小于1，產業結構變動并不是影響能源消費的主要原因；而2001年～2004年，能源消費彈性系數大于1，產業結構變動是推動能源消費大幅度上升的主要原因，因此我國要實現在“十一五”時期單位GDP能源消耗比“十五”期末降低20%左右的目標，必須充分重視和挖掘產業結構調整降低能源消費的潛力，大力促進產業結構的優化升級，轉變經濟增長方式，發展科技含量高、附加值大、能耗小的新型工業。

3．第二產業能源消耗占我國能源消費總量的很大部分，支柱性產業(如鋼鐵冶煉、加工企業等)往往都是高能耗企業，若一味追求工業規模的壯大和發展，則會推動能源消費增長，并可能加重環境惡化，甚至引發能源安全等一系列問題。借鑒發達國家的經驗，我國政府可借助稅收、法律等手段約束和引導相關產業向低能耗、高能效的方向發展。對于能耗高的支柱性產業，可以從政策上對使用節能型設備的企業予以鼓勵和支持；對于能耗高的非支柱性產業，可適當限制其發展規模，使產業結構朝著有利于可持續發展的方向調整。

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