湖北省能源消費與經濟增長的灰關聯分析

陳幸，黃 棟

（華中科技大學 公共管理學院，武漢 430074）

能源問題一直是制約湖北綜合實力發展的根本性問題。湖北省是一個缺煤、少油、乏氣的內陸省份，資源相對貧乏，能源自給率很低，每年存在巨大的能源缺口，能源發展受到省外能源供應形勢的制約。隨著經濟進一步發展和工業化加速推進，湖北省面臨的能源短缺問題將更加嚴峻。

1 灰關聯分析的基本原理及數學模型

1.1 灰關聯分析的基本原理

灰色系統理論是鄧聚龍教授1982年提出的一種研究少數據、貧信息不確定性問題的方法。灰關聯分析方法計算簡便，對樣本量的大小、數據分布類型以及變量間的相關類型沒有特殊要求，且分析結果一般與定性分析相吻合，具有較高的實際應用價值。目前，灰關聯分析方法已被廣泛應用于能源經濟研究領域。

1.2 灰關聯分析的數學模型

灰關聯分析的建模步驟如下：

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

（2）將原始數列進行初值化法的無量綱化處理，保證原始數據的統一性，便于變量進行對比，即：

（3）計算參考數列與各比較數列絕對差

（4）找出比較序列與參考序列絕對差的最大值和最小值，計算關聯系數

其中λ為分辨系數，一般取0.5。（5）求關聯度

（6）關聯度排序，根據Γi的大小排列關聯序的先后順序。當λ=0.5時，關聯度大于0.6便認為關聯性顯著。

2 湖北省能源消費與經濟增長灰關聯實證分析

2.1 能源消費和經濟增長的灰關聯分析

根據國內外經濟增長影響因素的相關研究以及湖北省能源消費的特征，本文選取經濟增長作為因變量參考數列，選取能源消費、能源效率、能源結構和資本存量作為比較數列。數據選取及處理如下：①經濟增長用湖北省地區生產總值（按2005年不變價格計算）表示。②能源消費用能源消費總量表示。③能源效率用能源強度即單位GDP能耗來表示。④能源消費結構。由于湖北省能源消費結構以煤炭為主，因此本文采用煤炭消費量占能源消費總量的比例來衡量能源消費結構。⑤資本存量。本文使用物質資本存量表示資本投入量，并根據國際通用的“永續盤存法”來估計每年的實際資本存量。基本公式為：

其中Kt為第t年的資本存量，δt為第t年經濟折舊率，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算，計算公式為：

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年不變價格衡量。基礎數據見表1。

表1 2005～2009年經濟與能源數據

按照灰關聯計算方法對數據進行分析，得出各變量序列與經濟增長的關聯序。關聯序是按關聯度大小順序排列，根據關聯序可以判斷比較序列與參考序列的優劣關系。關聯度越大，表示此比較序列對參考序列的影響也越大。關聯序見表2。

表2 各變量序列與經濟增長的關聯序

從關聯序的排序結果可知，能源消費與經濟增長的關聯度超過了物質資本投入，說明湖北省能源消費對經濟增長的影響超過了物質資本投入。以煤炭消費量占能源消費總量的比例衡量的能源消費結構與經濟增長的關聯度大于臨界值0.6。

為了進一步確定經濟增長與能源消費、能源強度、能源結構和物質資本之間的關系，本文選取1995～2009年的相關數據，運用Granger因果關系檢驗方法進行分析。使用統計軟件Eviews6.0對數據進行處理，根據AIC定階準則確定最佳滯后階數為1，分析結果如表3。

表3 Granger因果關系檢驗結果

從Granger因果關系檢驗結果可以看出，在5%的顯著水平下，湖北省能源消費量增加是經濟增長的Granger原因，反之則不成立；能源消費結構、能源強度、資本存量的變化是引起經濟增長的Granger原因，反之亦成立。Granger因果關系檢驗的結果驗證了灰關聯分析的結論。近年來，湖北省經濟發展方式的轉變，對提高能源利用效率、改變能源消費結構起到一定的作用。但湖北省經濟增長仍依賴于要素投入，經濟增長對能源消費總體消耗和煤炭的消耗有很強的依賴性。

2.2 各產業能源消費與經濟增長的灰關聯分析

本文選取地區生產總值（按2005年不變價格計算）為參考數列，各產業能源消費量（萬噸標準煤）為比較數列，選取2005～2009年相關數據進行分析。參照《湖北統計年鑒》的分類方法，將經濟產業分為：第一產業即農、林、牧、漁業；第二產業即工業、建筑業；第三產業即交通運輸、倉儲和郵政業，批發、零售業和住宿、餐飲業和其他。本文基礎數據見表4。

表4 2005～2009年GDP、能源消費總量與各行業能源消費數據

按灰關聯分析方法對數據進行分析，得出各變量序列與經濟增長的關聯度，見表5。

從能源消費角度看，關聯序為：Γ02＞Γ04＞Γ03＞Γ

06＞Γ01＞Γ05，即對湖北省能源消費總量影響程度大小的因素排序為：工業＞交通運輸、倉儲和郵政業＞建筑業＞其他第三產業＞農、林、牧、漁業＞批發、零售業和住宿、餐飲業；從經濟增長角度看，關聯序為：Γ13＞Γ14＞Γ16＞Γ13＞Γ15＞Γ11，即對湖北省生產總值影響程度大小的因素排序為：建筑業＞交通運輸、倉儲和郵政業＞其他第三產業＞工業＞批發、零售業和住宿、餐飲業＞農、林、牧、漁業。從關聯序可以看出，以工業為主導的第二產業能源消耗對能源消費總量影響程度最大，關聯度高達0.97，但工業能源消耗對GDP的影響程度卻較小。建筑業、交通運輸業和其他第三產業的能源消耗量對于經濟增長和能源消費的影響都比較大，說明隨著城市化程度加快，湖北省建筑業和第三產業發展迅速，為經濟增長作出了貢獻，但與此同時也伴隨著能源消耗量的增加。

表5 GDP、能源消費與各行業能源消費的關聯度

3 政策建議

通過對湖北省能源消費和經濟增長關聯度的分析，可以看出，當前湖北省能源消費存在一些問題：湖北經濟增長對能源有很大的依賴性，經濟增長對傳統能源需求旺盛，產業結構不合理。基于此，提出以下政策建議。

(1)促進產業結構升級。

湖北省能源利用效率低，主要原因是產業結構不合理。從整體上來講，湖北省目前的產業結構屬于能源消耗型，產業結構不合理造成了能源供給的緊張。“十一五”以來，第二產業的比重穩中有升，由2006年40.5%上升到2009年46.6%。第二產業能耗強度遠大于第一、第三產業，而工業的能源強度又高于三次產業，工業中重化工業比重大，各種基礎原材料消耗量大。第二產業尤其是工業在國民經濟產出中比重的變化會對能源消費有較大的影響。湖北省可以通過產業結構的調整和升級解決能源消費結構不平衡問題。一方面，加快產業結構升級和調整步伐，調整三次產業結構。以產品結構為載體，推動產業結構向輕型化、節能化轉變，大力發展現代服務業，提高第三產業在國民經濟中的比重。另一方面，促進第二產業內部產業結構調整，優化第二產業。大力發展高新技術產業，大力發展耗能較少、附加值較高的產業，改變產業結構重型化現狀，加強構建節能型產業體系，走科技含量高、能源消費少的新型工業化道路。

（2）提高工業部門能源效率。

湖北省處于工業化初中期階段，能源消費部門結構以工業為主，2009年工業部門能源消費量占湖北省能源消費總量的67.87%，而工業增加值增量與GDP增量之比僅為47%，使得單位增加值能耗量較高。工業部門能源強度的改進是湖北省能源效率提升的主因，工業部門單位增加值能耗的下降是單位GDP能耗下降的主要動力。湖北省工業產品單耗高，能源利用效率低，存在很大的節約空間。湖北應加快推進石油化工、鋼鐵、建材、電力、有色、機械汽車等傳統行業技術進步，對原有高耗能生產設備近些節能技術改造，提高生產工藝水平，利用系統優化技術、余熱利用技術等先進技術，提高能源利用效率，增大產出效益；調整產品結構，壓縮高能耗、高污染的產品，改變高資源投入、高排放的傳統工業化發展模式，提升產品價值和品質，提高產品的附加值，減少對能源的依賴；進一步加大淘汰落后產能的力度，提高節能環保試產準入門檻，促進“兩高一資”（高耗能、高污染和資源性）行業轉型升級。

（3）促進煤炭清潔高效利用。

湖北的能源結構一直倚重煤炭，這種以煤炭為主的能源消費結構，不僅造成能源效率低下和運輸的緊張，也給環境帶來巨大壓力。由于我國的資源稟賦狀況，在今后較長的一段時期內，煤炭仍將是支持湖北省經濟發展的動力，因此，要緩解煤炭供應緊張，減少對環境的污染，需要積極推廣潔凈煤技術，對煤炭進行科學開發和潔凈、高效利用。采用先進的煤炭生產技術、潔凈煤技術和高效低污染燃燒技術，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，提高發電用煤在煤炭消費中的比例。

（4）大力發展具有本省優勢的可再生能源。

湖北省主要傳統能源比較貧乏，能源自給率低，需求量較大。近年來，主流能源供給短缺已嚴重影響湖北經濟社會的發展。可再生能源的開發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。要實現能源供給的可持續發展，必須加大可再生能源的開發力度，走能源多元化道路。湖北省風能和太陽能相對不足，不具備大規模開發利用的潛力。發展優勢較為明顯的是水電、核電和生物質能。湖北省是農業大省，糧油加工副產品、秸稈、禽畜糞便等生物質資源豐富，此外水能資源優勢突出，水電開發前景廣闊。湖北省又有較多高效和研究所，具有國內外領先的可再生能源技術發展優勢，可再生能源的開發利用有著廣闊的前景。湖北省應充分利用現有新能源產業基礎、資源和科教優勢，優先發展水電，大力發展生物質能，加快核電站建設速度，采取一系列措施加快開發可再生能源的開發、利用和推廣，實現能源消費品種多樣化。

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