湖北省能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長的灰關(guān)聯(lián)分析

陳幸，黃 棟

（華中科技大學(xué) 公共管理學(xué)院，武漢 430074）

能源問題一直是制約湖北綜合實(shí)力發(fā)展的根本性問題。湖北省是一個(gè)缺煤、少油、乏氣的內(nèi)陸省份，資源相對貧乏，能源自給率很低，每年存在巨大的能源缺口，能源發(fā)展受到省外能源供應(yīng)形勢的制約。隨著經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展和工業(yè)化加速推進(jìn)，湖北省面臨的能源短缺問題將更加嚴(yán)峻。

1 灰關(guān)聯(lián)分析的基本原理及數(shù)學(xué)模型

1.1 灰關(guān)聯(lián)分析的基本原理

灰色系統(tǒng)理論是鄧聚龍教授1982年提出的一種研究少數(shù)據(jù)、貧信息不確定性問題的方法。灰關(guān)聯(lián)分析方法計(jì)算簡便，對樣本量的大小、數(shù)據(jù)分布類型以及變量間的相關(guān)類型沒有特殊要求，且分析結(jié)果一般與定性分析相吻合，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。目前，灰關(guān)聯(lián)分析方法已被廣泛應(yīng)用于能源經(jīng)濟(jì)研究領(lǐng)域。

1.2 灰關(guān)聯(lián)分析的數(shù)學(xué)模型

灰關(guān)聯(lián)分析的建模步驟如下：

（1）確定分析數(shù)列。確定反映系統(tǒng)行為特征的參考數(shù)列和影響系統(tǒng)行為的比較數(shù)列。反映系統(tǒng)行為特征的數(shù)據(jù)序列，稱為參考數(shù)列。影響系統(tǒng)行為的因素組成的數(shù)據(jù)序列，稱比較數(shù)列。參考數(shù)列記作X0(k)：

（2）將原始數(shù)列進(jìn)行初值化法的無量綱化處理，保證原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，便于變量進(jìn)行對比，即：

（3）計(jì)算參考數(shù)列與各比較數(shù)列絕對差

（4）找出比較序列與參考序列絕對差的最大值和最小值，計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)

其中λ為分辨系數(shù)，一般取0.5。（5）求關(guān)聯(lián)度

（6）關(guān)聯(lián)度排序，根據(jù)Γi的大小排列關(guān)聯(lián)序的先后順序。當(dāng)λ=0.5時(shí)，關(guān)聯(lián)度大于0.6便認(rèn)為關(guān)聯(lián)性顯著。

2 湖北省能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長灰關(guān)聯(lián)實(shí)證分析

2.1 能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長的灰關(guān)聯(lián)分析

根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)增長影響因素的相關(guān)研究以及湖北省能源消費(fèi)的特征，本文選取經(jīng)濟(jì)增長作為因變量參考數(shù)列，選取能源消費(fèi)、能源效率、能源結(jié)構(gòu)和資本存量作為比較數(shù)列。數(shù)據(jù)選取及處理如下：①經(jīng)濟(jì)增長用湖北省地區(qū)生產(chǎn)總值（按2005年不變價(jià)格計(jì)算）表示。②能源消費(fèi)用能源消費(fèi)總量表示。③能源效率用能源強(qiáng)度即單位GDP能耗來表示。④能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。由于湖北省能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤炭為主，因此本文采用煤炭消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的比例來衡量能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。⑤資本存量。本文使用物質(zhì)資本存量表示資本投入量，并根據(jù)國際通用的“永續(xù)盤存法”來估計(jì)每年的實(shí)際資本存量。基本公式為：

其中Kt為第t年的資本存量，δt為第t年經(jīng)濟(jì)折舊率，It為第t年的新增投資額。在折舊率的選擇上，本文參考單豪杰資本存量的估算方法，將固定資產(chǎn)投資折舊率確定為10.96%。基期年的資本存量K0按照國際常用方法計(jì)算，計(jì)算公式為：

其中I0為期初投資額，δ0為基年折舊率，g0為基年之前某個(gè)給定期間的資本增長率。本文選取的基年為2000年，g0為1990～1999年投資的平均增長率。各年資本存量均按2005年不變價(jià)格衡量。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表1。

表1 2005～2009年經(jīng)濟(jì)與能源數(shù)據(jù)

按照灰關(guān)聯(lián)計(jì)算方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出各變量序列與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)聯(lián)序。關(guān)聯(lián)序是按關(guān)聯(lián)度大小順序排列，根據(jù)關(guān)聯(lián)序可以判斷比較序列與參考序列的優(yōu)劣關(guān)系。關(guān)聯(lián)度越大，表示此比較序列對參考序列的影響也越大。關(guān)聯(lián)序見表2。

表2 各變量序列與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)聯(lián)序

從關(guān)聯(lián)序的排序結(jié)果可知，能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)聯(lián)度超過了物質(zhì)資本投入，說明湖北省能源消費(fèi)對經(jīng)濟(jì)增長的影響超過了物質(zhì)資本投入。以煤炭消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的比例衡量的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)聯(lián)度大于臨界值0.6。

為了進(jìn)一步確定經(jīng)濟(jì)增長與能源消費(fèi)、能源強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)和物質(zhì)資本之間的關(guān)系，本文選取1995～2009年的相關(guān)數(shù)據(jù)，運(yùn)用Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)方法進(jìn)行分析。使用統(tǒng)計(jì)軟件Eviews6.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)AIC定階準(zhǔn)則確定最佳滯后階數(shù)為1，分析結(jié)果如表3。

表3 Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)結(jié)果

從Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)結(jié)果可以看出，在5%的顯著水平下，湖北省能源消費(fèi)量增加是經(jīng)濟(jì)增長的Granger原因，反之則不成立；能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、資本存量的變化是引起經(jīng)濟(jì)增長的Granger原因，反之亦成立。Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)的結(jié)果驗(yàn)證了灰關(guān)聯(lián)分析的結(jié)論。近年來，湖北省經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，對提高能源利用效率、改變能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)起到一定的作用。但湖北省經(jīng)濟(jì)增長仍依賴于要素投入，經(jīng)濟(jì)增長對能源消費(fèi)總體消耗和煤炭的消耗有很強(qiáng)的依賴性。

2.2 各產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長的灰關(guān)聯(lián)分析

本文選取地區(qū)生產(chǎn)總值（按2005年不變價(jià)格計(jì)算）為參考數(shù)列，各產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)量（萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤）為比較數(shù)列，選取2005～2009年相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。參照《湖北統(tǒng)計(jì)年鑒》的分類方法，將經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)分為：第一產(chǎn)業(yè)即農(nóng)、林、牧、漁業(yè)；第二產(chǎn)業(yè)即工業(yè)、建筑業(yè)；第三產(chǎn)業(yè)即交通運(yùn)輸、倉儲和郵政業(yè)，批發(fā)、零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)和其他。本文基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表4。

表4 2005～2009年GDP、能源消費(fèi)總量與各行業(yè)能源消費(fèi)數(shù)據(jù)

按灰關(guān)聯(lián)分析方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出各變量序列與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)聯(lián)度，見表5。

從能源消費(fèi)角度看，關(guān)聯(lián)序?yàn)椋害?2＞Γ04＞Γ03＞Γ

06＞Γ01＞Γ05，即對湖北省能源消費(fèi)總量影響程度大小的因素排序?yàn)椋汗I(yè)＞交通運(yùn)輸、倉儲和郵政業(yè)＞建筑業(yè)＞其他第三產(chǎn)業(yè)＞農(nóng)、林、牧、漁業(yè)＞批發(fā)、零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)；從經(jīng)濟(jì)增長角度看，關(guān)聯(lián)序?yàn)椋害?3＞Γ14＞Γ16＞Γ13＞Γ15＞Γ11，即對湖北省生產(chǎn)總值影響程度大小的因素排序?yàn)椋航ㄖI(yè)＞交通運(yùn)輸、倉儲和郵政業(yè)＞其他第三產(chǎn)業(yè)＞工業(yè)＞批發(fā)、零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)＞農(nóng)、林、牧、漁業(yè)。從關(guān)聯(lián)序可以看出，以工業(yè)為主導(dǎo)的第二產(chǎn)業(yè)能源消耗對能源消費(fèi)總量影響程度最大，關(guān)聯(lián)度高達(dá)0.97，但工業(yè)能源消耗對GDP的影響程度卻較小。建筑業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)和其他第三產(chǎn)業(yè)的能源消耗量對于經(jīng)濟(jì)增長和能源消費(fèi)的影響都比較大，說明隨著城市化程度加快，湖北省建筑業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，為經(jīng)濟(jì)增長作出了貢獻(xiàn)，但與此同時(shí)也伴隨著能源消耗量的增加。

表5 GDP、能源消費(fèi)與各行業(yè)能源消費(fèi)的關(guān)聯(lián)度

3 政策建議

通過對湖北省能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長關(guān)聯(lián)度的分析，可以看出，當(dāng)前湖北省能源消費(fèi)存在一些問題：湖北經(jīng)濟(jì)增長對能源有很大的依賴性，經(jīng)濟(jì)增長對傳統(tǒng)能源需求旺盛，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理。基于此，提出以下政策建議。

(1)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。

湖北省能源利用效率低，主要原因是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理。從整體上來講，湖北省目前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)屬于能源消耗型，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理造成了能源供給的緊張。“十一五”以來，第二產(chǎn)業(yè)的比重穩(wěn)中有升，由2006年40.5%上升到2009年46.6%。第二產(chǎn)業(yè)能耗強(qiáng)度遠(yuǎn)大于第一、第三產(chǎn)業(yè)，而工業(yè)的能源強(qiáng)度又高于三次產(chǎn)業(yè)，工業(yè)中重化工業(yè)比重大，各種基礎(chǔ)原材料消耗量大。第二產(chǎn)業(yè)尤其是工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出中比重的變化會對能源消費(fèi)有較大的影響。湖北省可以通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和升級解決能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不平衡問題。一方面，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和調(diào)整步伐，調(diào)整三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為載體，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向輕型化、節(jié)能化轉(zhuǎn)變，大力發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，提高第三產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的比重。另一方面，促進(jìn)第二產(chǎn)業(yè)內(nèi)部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，優(yōu)化第二產(chǎn)業(yè)。大力發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展耗能較少、附加值較高的產(chǎn)業(yè)，改變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)重型化現(xiàn)狀，加強(qiáng)構(gòu)建節(jié)能型產(chǎn)業(yè)體系，走科技含量高、能源消費(fèi)少的新型工業(yè)化道路。

（2）提高工業(yè)部門能源效率。

湖北省處于工業(yè)化初中期階段，能源消費(fèi)部門結(jié)構(gòu)以工業(yè)為主，2009年工業(yè)部門能源消費(fèi)量占湖北省能源消費(fèi)總量的67.87%，而工業(yè)增加值增量與GDP增量之比僅為47%，使得單位增加值能耗量較高。工業(yè)部門能源強(qiáng)度的改進(jìn)是湖北省能源效率提升的主因，工業(yè)部門單位增加值能耗的下降是單位GDP能耗下降的主要?jiǎng)恿Α：笔」I(yè)產(chǎn)品單耗高，能源利用效率低，存在很大的節(jié)約空間。湖北應(yīng)加快推進(jìn)石油化工、鋼鐵、建材、電力、有色、機(jī)械汽車等傳統(tǒng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，對原有高耗能生產(chǎn)設(shè)備近些節(jié)能技術(shù)改造，提高生產(chǎn)工藝水平，利用系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)、余熱利用技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，提高能源利用效率，增大產(chǎn)出效益；調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，壓縮高能耗、高污染的產(chǎn)品，改變高資源投入、高排放的傳統(tǒng)工業(yè)化發(fā)展模式，提升產(chǎn)品價(jià)值和品質(zhì)，提高產(chǎn)品的附加值，減少對能源的依賴；進(jìn)一步加大淘汰落后產(chǎn)能的力度，提高節(jié)能環(huán)保試產(chǎn)準(zhǔn)入門檻，促進(jìn)“兩高一資”（高耗能、高污染和資源性）行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

（3）促進(jìn)煤炭清潔高效利用。

湖北的能源結(jié)構(gòu)一直倚重煤炭，這種以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，不僅造成能源效率低下和運(yùn)輸?shù)木o張，也給環(huán)境帶來巨大壓力。由于我國的資源稟賦狀況，在今后較長的一段時(shí)期內(nèi)，煤炭仍將是支持湖北省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力，因此，要緩解煤炭供應(yīng)緊張，減少對環(huán)境的污染，需要積極推廣潔凈煤技術(shù)，對煤炭進(jìn)行科學(xué)開發(fā)和潔凈、高效利用。采用先進(jìn)的煤炭生產(chǎn)技術(shù)、潔凈煤技術(shù)和高效低污染燃燒技術(shù)，使煤炭的利用效率和潔凈度大幅提高，降低原煤直接燃燒比例，提高發(fā)電用煤在煤炭消費(fèi)中的比例。

（4）大力發(fā)展具有本省優(yōu)勢的可再生能源。

湖北省主要傳統(tǒng)能源比較貧乏，能源自給率低，需求量較大。近年來，主流能源供給短缺已嚴(yán)重影響湖北經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展。可再生能源的開發(fā)利用可以提高湖北省的能源自給能力，緩解能源緊張的局勢。要實(shí)現(xiàn)能源供給的可持續(xù)發(fā)展，必須加大可再生能源的開發(fā)力度，走能源多元化道路。湖北省風(fēng)能和太陽能相對不足，不具備大規(guī)模開發(fā)利用的潛力。發(fā)展優(yōu)勢較為明顯的是水電、核電和生物質(zhì)能。湖北省是農(nóng)業(yè)大省，糧油加工副產(chǎn)品、秸稈、禽畜糞便等生物質(zhì)資源豐富，此外水能資源優(yōu)勢突出，水電開發(fā)前景廣闊。湖北省又有較多高效和研究所，具有國內(nèi)外領(lǐng)先的可再生能源技術(shù)發(fā)展優(yōu)勢，可再生能源的開發(fā)利用有著廣闊的前景。湖北省應(yīng)充分利用現(xiàn)有新能源產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、資源和科教優(yōu)勢，優(yōu)先發(fā)展水電，大力發(fā)展生物質(zhì)能，加快核電站建設(shè)速度，采取一系列措施加快開發(fā)可再生能源的開發(fā)、利用和推廣，實(shí)現(xiàn)能源消費(fèi)品種多樣化。

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