基于計量經(jīng)濟模型的我國能源消耗與經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系探究

［摘 要］隨著世界能源危機的一次又一次爆發(fā)，各國對能源的利用問題日益關(guān)注。我國在堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略原則的指導(dǎo)下，一直尋求著能源利用遇經(jīng)濟發(fā)展之間的平衡。本文著眼于研究能源消耗與經(jīng)濟發(fā)展的定量關(guān)系。首先證明了能源消耗與經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)整關(guān)系，然后從C-D生產(chǎn)函數(shù)出發(fā)，探究能源對經(jīng)濟發(fā)展的影響力。

［關(guān)鍵詞］ 能源消耗 經(jīng)濟發(fā)展 協(xié)整關(guān)系 C-D生產(chǎn)函數(shù)

一、能源消耗與經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系的相互關(guān)系分析

1.文獻綜述

關(guān)于能源供給與經(jīng)濟增長之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，在國內(nèi)外文獻中已有初步的研究。因果檢驗是指葛蘭杰因果檢驗（Granger，1969）。Granger和Kraft（1978）在他們的先驅(qū)研究里闡述了美國從GNP到能源消費存在單向因果關(guān)系。他們使用的是1947-1974年的數(shù)據(jù)。

隨后，這種實證研究迅速擴展到英國、德國、意大利、加拿大、法國以及日本等發(fā)達國家。對亞洲國家，Glasure和Lee (1997)利用Granger檢驗方法發(fā)現(xiàn)了新加坡能源對GDP的因果關(guān)系; Yu和Choi (1985)在標準Granger檢驗方法的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了韓國GDP與能源消費之間的因果關(guān)系。

從以上的文獻研究可見，國外學(xué)者側(cè)重于對能源消費與經(jīng)濟增長之間的因果關(guān)系檢驗，而國內(nèi)學(xué)者則將這種檢驗分析應(yīng)用于我國的特定經(jīng)濟空間中，得出了與國外學(xué)者相同的結(jié)論。

本文的創(chuàng)新則表現(xiàn)為:采用自改革開放以來的較長時期的時間序列數(shù)據(jù)，不僅驗證了能源消費與經(jīng)濟增長之間的協(xié)整性關(guān)系的成立，而且揭示了能源消費與經(jīng)濟增長之間的長短期模型。當?shù)玫捷^為精確的產(chǎn)短期模型之后，就能夠把握住能源消費與能源供給、能源消費與經(jīng)濟增長之間的規(guī)律，從而實現(xiàn)國民經(jīng)濟與能源供給、能源消費、能源消耗之間的良性循環(huán)。

2.實證檢驗

（1）數(shù)據(jù)選擇

對于經(jīng)濟發(fā)展，用國內(nèi)生產(chǎn)總值GDP來衡量；對于，能源消耗，用我國能源消費總量E來衡量。為了增加序列的平穩(wěn)性，對兩個序列均取對數(shù)。數(shù)據(jù)選取1981~2008年度數(shù)據(jù)，來源于國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)庫。

（2）單位根檢驗

首先用Eviews對序列進行ADF檢驗，檢驗結(jié)果如下：

變量ADF檢驗

（c，t，*）T統(tǒng)計量5%臨界值P值

LnGDP(c，t，0)-2.743038-3.5950260.2290

LnE(c，t，0)-3.081725-3.6121990.1328

D(LnGDP)(c，t，1)-4.033237-3.6032020.0208

D(LnE)(c，t，1)-4.593284-3.6121990.0065

由上示結(jié)果得，LnGDP與LnE是非平穩(wěn)序列，但是其一階差分序列為5%置信水平下的平穩(wěn)序列。即LnGDP~I(1)， LnE~I(1)。

（3）協(xié)整性檢驗

其次，用E-G兩步法進行協(xié)整性檢驗，做回歸結(jié)果如下：

Dependent Variable: LNGDP

VariableCoefficientStd. Errort-StatisticProb.

C-23.267161.588758-14.644870.0000

LNE2.8936030.13557021.343980.0000

整理上述結(jié)果得：

T值 （-14.64487）（21.34398）

DW=0.131733

從回歸結(jié)果來看方程的顯著性、相關(guān)系數(shù)及回歸系數(shù)的顯著性都較優(yōu)，擬合效果良好。在對上式的殘差進行序列平穩(wěn)性檢驗。結(jié)果如下：

Null Hypothesis: ET has a unit root

Exogenous: None

Lag Length: 1 (Automatic based on SIC， MAXLAG=6)

t-Statistic Prob.*

Augmented Dickey-Fuller test statistic-2.205659 0.0289

Test critical values:1% level-2.656915

5% level-1.954414

10% level-1.609329

由上式得，在5%的置信度水平下，ADF檢驗值為-2.205659，拒絕原假設(shè)，因此殘差序列無單位根。說明國內(nèi)生產(chǎn)總值與能源消耗之間存在協(xié)整關(guān)系，兩者長期均衡。

（4）建立誤差修正方程

為了增強模型的精度，可以把協(xié)整回歸式中的誤差項看成均衡誤差，建立誤差修正模型，從而將經(jīng)濟發(fā)展的短期與長期變化聯(lián)系起來，基本構(gòu)架為：

取l=0，1，2，3，進行試驗。經(jīng)多次試驗比較，得擬合效果最好的方程如下所示：

Dependent Variable: DGDP

VariableCoefficientStd. Errort-StatisticProb.

C0.0546880.0269372.0302020.0552

DE0.7962580.2954512.6950570.0136

DGDP(-1)0.5904720.1520983.8821680.0009

DE(-1)-0.5902680.340336-1.7343670.0975

ET(-1)-0.0721040.034483-2.0910050.0489

整理上式結(jié)果得：

T=(2.030202) (2.695057)(3.8882168) (-1.734367)(-2.091005)

DW=1.820055

從上式看，模型擬合效果良好。從經(jīng)濟意義上看，該模型反映了經(jīng)濟發(fā)展與能源消耗的變化影響關(guān)系。本期國內(nèi)生產(chǎn)總值的變化不僅取決于本期能源消耗的變化，還受上一期上期GDP與能源消耗變化的共同影響。與此同時，本期的偏離也受上一期GDP對于均衡水平的偏離的影響。

至此，已經(jīng)初步確立了我國能源消耗與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系，為了進一步探究能源消耗是如何與其他重要生產(chǎn)要素一起，共同作用于經(jīng)濟發(fā)展，在此引入C-D生產(chǎn)模型。

二、基于C-D生產(chǎn)模型的定量分析

柯布—道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)基本形式為：。其中，Y是工業(yè)總產(chǎn)值，At是綜合技術(shù)水平，L是投入的勞動力數(shù)（單位是萬人或人），K是投入的資本，一般指固定資產(chǎn)凈值，α 是勞動力產(chǎn)出的彈性系數(shù)，β是資本產(chǎn)出的彈性系數(shù)，μ表示隨機干擾的影響，μ≤1。

本文在傳統(tǒng)的C-D生產(chǎn)函數(shù)中，加入了影響因素能源消耗E，擴張后的生產(chǎn)模型為：假定生產(chǎn)技術(shù)水平在短期內(nèi)不會發(fā)生較大變化，經(jīng)濟增長和能源消費分別采用GDP和能源消費總量進行衡量，對經(jīng)濟增長亦有重要影響的資本和勞動力采用全社會固定資產(chǎn)投資和就業(yè)人數(shù)衡量。

1.文獻綜述

Rashe和Tatom首次將能源使用引入Cobb-Douglas生產(chǎn)函數(shù)，他們力圖尋求能源利用與經(jīng)濟增長之間更符合實際過程的基本規(guī)律，定量地描述能源與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系。

在張明慧、李永峰的《論我國能源與經(jīng)濟增長關(guān)系》一文中，作者選取了資本勞動和能源作為解釋變量，論證了能源在經(jīng)濟增長中的重要性，但是，勞動力系數(shù)為負值且其統(tǒng)計顯著性較低。

在劉朝明、曾勝、劉博的論文《我國能源消費與經(jīng)濟增長的關(guān)聯(lián)模型分析》中，作者用同樣的方法得到了變換后的模型，并用1989～2003的數(shù)據(jù)建立模型。但是結(jié)果依舊不理想——其中能源消費量的系數(shù)為負。從統(tǒng)計意義分析，能源消費量每增加一個百分點，國內(nèi)生產(chǎn)總值就要平均下降0.175253%，這與現(xiàn)實經(jīng)濟意義不相符。其后，作者再用1985～2003年的數(shù)據(jù)作一個相同的分析，結(jié)果基本反映了事實。但是能源消耗仍然不顯著，而且整體的模型擬合效果也不好。

在曾勝的《基于C-D模型分析我國能源消費結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟增長的關(guān)系》一文中，作者將生產(chǎn)函數(shù)再一次擴展。把能源消費量的投入細分為煤炭、石油、天然氣以及電力(包括水電、風(fēng)電、核電)。得到的結(jié)果中，模型整體擬合優(yōu)度較好，被解釋變量能夠得到解釋變量很好的解釋。然而，不足之處在于：勞動就業(yè)人數(shù)與天然氣沒能通過符號檢驗。

2.實證研究

在傳統(tǒng)的C-D生產(chǎn)函數(shù)中，加入了影響因素能源消耗E，擴張后的生產(chǎn)模型為：

Y為GDP，K為資本、L為勞動、E為能源。其中，K用全社會固定資產(chǎn)投資表示，L用就業(yè)人員表示，E用能源消費總量表示。假定生產(chǎn)技術(shù)水平在短期內(nèi)不會發(fā)生較大變化，經(jīng)濟增長和能源消費分別采用GDP和能源消費總量進行衡量，對經(jīng)濟增長亦有重要影響的資本和勞動力采用全社會固定資產(chǎn)投資和就業(yè)人數(shù)衡量。

因為方程為對數(shù)形式，所以系數(shù)α、β、γ分別為資本、勞動及能源對產(chǎn)出的彈性，常數(shù)c用來反應(yīng)技術(shù)進步可能的生產(chǎn)率。SPSS運算結(jié)果得作者對模型進行變換如下：由于C-D函數(shù)是非線性的，通過對數(shù)變換可以使之線性化。因此對⑴式兩邊取對數(shù)，則有:

對上式時間進行求導(dǎo)，得：

增加常數(shù)項與誤差項，得：

運用1985~2008年的數(shù)據(jù)，運行Eviews得輸出結(jié)果為：

（2.354）（0.633）（3.012） （-0.169）

F=8.962

3.問題探究

結(jié)果顯示，能源這一項的結(jié)果不顯著，并且符號為負。這與經(jīng)濟意義不符合。

究其原因，可能有以下幾點：

（1）C-D模型的適用性問題

關(guān)于數(shù)理經(jīng)濟模型在計量經(jīng)濟學(xué)中的適用性問題，胡桂華在《論數(shù)理經(jīng)濟模型有別于計量經(jīng)濟模型——從關(guān)于柯布-道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)的一個爭論談起》一文中給出了分析。她指出，直接用數(shù)理經(jīng)濟模型來充當計量經(jīng)濟模型的風(fēng)險在于:數(shù)理經(jīng)濟模型要對現(xiàn)實世界加以簡化，也就是，要把因變量的某些重要的影響因素假定為不變，當我們把該模型充作計量經(jīng)濟模型使用時，只要這些被假定為不變的因素與模型內(nèi)的自變量相關(guān)，它們就成為計量經(jīng)濟模型的遺漏變量，從而導(dǎo)致遺漏變量效應(yīng)。

關(guān)于模型的預(yù)測性，構(gòu)建預(yù)測模型時應(yīng)首先把所有可能充當預(yù)測變量的自變量全部列出來，然后設(shè)法篩選出具有優(yōu)良預(yù)測功能而所使用的預(yù)測變量又盡可能簡約的模型。否則，做出結(jié)果將有一些出入。

（2）數(shù)據(jù)來源問題

經(jīng)過查閱資料與新聞可知，我國的能源統(tǒng)計還不完善。特別在80年代，有去統(tǒng)計種類的不完全與數(shù)據(jù)的部分缺失，造成了統(tǒng)計年鑒上的數(shù)據(jù)與真實值的一定出入。這也從一定方面導(dǎo)致了結(jié)論去現(xiàn)實不一致。

4.模型的進一步改進

從C-D生產(chǎn)函數(shù)出發(fā)，可以對模型進行以下改進：

(1)在之前的模型中，我們將作為常數(shù)項看待，這是基于技術(shù)不變的基本假定。但是，研究大時間跨度的能源與經(jīng)濟發(fā)展問題，特別是研究我國85年到08年的之間的兩者關(guān)系，不能不將時間變化帶來的技術(shù)革新考慮在內(nèi)。改革開放以來，我國生產(chǎn)力得到了很大的發(fā)展，能源的開發(fā)與利用也有了很大的進步。特別是在能源危機之后，隨著全世界能源創(chuàng)新與新能源開發(fā)的進一步推動，我國的能源技術(shù)也得到了大力發(fā)展。因此，可以將技術(shù)進步因子A表示為t的函數(shù)，例如，這樣在去對數(shù)之后就得到，加入了時間因素。

(2)由于95～96年間，我國出現(xiàn)了能源危機。這導(dǎo)致數(shù)據(jù)不平穩(wěn)，從Eviews刻畫的散點圖中可以看出，這兩年的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了問題。這就可能造成結(jié)果的偏離，因此可以針對這兩個時間點構(gòu)造虛擬變量，將95~96年代模型與其他模型區(qū)分開進行擬合，會得到更加精確的結(jié)論。

(3)上面的文獻綜述中也提出，為了精確的計量能源在經(jīng)濟發(fā)展中的作用，可以將能源細分為各個方面——煤炭、石油、天然氣等等。這樣做的好處是可以得到不同能源對經(jīng)濟的貢獻率。但是，又論文結(jié)果來看，這種做法的結(jié)論還是不甚理想。因此，可以先將能源分類，再按照一定的比例與利用率將不同能源歸一為相同的單位。但是，這種轉(zhuǎn)換的具體方法還有待進一步研究。