能源消費(fèi)與中國經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系的實證分析

劉海鶯，趙 瑩

（遼寧大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，沈陽 110036）

能源消費(fèi)與中國經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系的實證分析

劉海鶯，趙 瑩

（遼寧大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，沈陽 110036）

文章利用格蘭杰因果關(guān)系檢驗及協(xié)整分析，對中國經(jīng)濟(jì)增長與能源消費(fèi)之間的動態(tài)關(guān)系進(jìn)行了實證分析，定量揭示出經(jīng)濟(jì)增長對能源消費(fèi)的依賴性，并據(jù)此結(jié)論提出了相關(guān)的政策建議。

能源消費(fèi)；經(jīng)濟(jì)增長；格蘭杰因果關(guān)系檢驗；協(xié)整分析

“十二五”規(guī)劃草案強(qiáng)調(diào)，我國面臨新型工業(yè)化和建設(shè)資源節(jié)約型社會的發(fā)展要求，面臨世界范圍內(nèi)能源生產(chǎn)和消費(fèi)市場的激烈競爭和資源環(huán)境安全問題的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，在這一背景下，研究能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系具有重要的意義，將成為我國制定和選擇正確發(fā)展戰(zhàn)略和經(jīng)濟(jì)政策的重要依據(jù)。因為如果經(jīng)濟(jì)增長和能源消費(fèi)之間存在單向的因果關(guān)系，意味著能源儲備和經(jīng)濟(jì)增長是不矛盾的，前者可以在不影響后者發(fā)展的條件下實現(xiàn)。本文運(yùn)用近20年我國相關(guān)變量的樣本數(shù)據(jù)，通過建立計量經(jīng)濟(jì)模型對我國能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長之間是否存在長期的均衡關(guān)系及因果關(guān)系進(jìn)行實證分析。

1 能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系的動態(tài)分析

1.1 變量選取與數(shù)據(jù)說明

在對我國能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系的研究中，能源消費(fèi)以我國各年度的能源消費(fèi)總額表示(單位：億元)，記為ENC；經(jīng)濟(jì)增長以我國各年度的國內(nèi)生產(chǎn)總值表示(單位：億元)，記為GDP。為了剔除價格波動的影響，采用以1990年物價水平為基期的對各年的能源消費(fèi)總額和國內(nèi)生產(chǎn)總值總額進(jìn)行調(diào)整。

本文分析所用的樣本數(shù)據(jù)為1990～2009年的年度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》。由于時間序列經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)中通常存在異方差現(xiàn)象，為消除數(shù)據(jù)中存在的異方差，可以通過對所有變量的實際值取自然對數(shù)，這種變換后的數(shù)據(jù)不會影響原變量間的長期穩(wěn)定關(guān)系和短期調(diào)整效應(yīng)。對國內(nèi)生產(chǎn)總值和能源消費(fèi)總額兩個變量取自然對數(shù)后分別記為LnENCt，LnGDPt，其相應(yīng)的一階差分序列記為△LnENCt，△LnGDPt，二階差分序列記為 lnENCt～I(xiàn)(2)，lnGDPt～I(xiàn)(2)。

1.2 單位根檢驗

檢驗中國經(jīng)濟(jì)增長與能源消費(fèi)的關(guān)系需要采用兩個步驟，第一步是驗證兩個變量之間是否存在長期協(xié)整關(guān)系，第二步是研究兩個變量之間是否具有因果關(guān)系。

首先對數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性進(jìn)行檢驗，單位根檢驗是一個檢驗平穩(wěn)性的常用的方法。為進(jìn)行嚴(yán)格的單位根檢驗，假定：

這里，yt代表時間序列，在本文中是ln(GDP)和ln(EPC)，xt代表可選擇的外生變量，ρδ是兩個需要估計的參數(shù)，et表示白噪聲。采用最小二乘法對方程1進(jìn)行估計。這里△代表一階差分方程，α=ρ-1，et是零均值、方差固定的誤差擾動項。采用t檢驗，如果α=0，則y是非平穩(wěn)的時間序列，變量隨著時間增加。在這種情況下，這個時間序列需要通過差分的方法解決平穩(wěn)性問題。采用單位根檢驗分析時間序列l(wèi)n(GDP)和ln(ENC)（結(jié)果見表1）。單位根檢驗的結(jié)果顯示，經(jīng)濟(jì)增長和能源消費(fèi)兩個時間序列是穩(wěn)定的，可以采用Granger因果檢驗方法進(jìn)行驗證。

1.3 協(xié)整檢驗

協(xié)整檢驗的常用方法有E—G(Engle—Granger)兩步檢驗法和約翰森(Johansen)檢驗法。多變量之間的協(xié)整關(guān)系，使用基于向量自回歸模型的約翰森(Johansen)檢驗法，而檢驗兩變量之間的協(xié)整關(guān)系通常采用E-G兩步法。由于lnENCt與lnGDPt均為二階單整序列，符合E—G檢驗法的前提條件，故采用E-G檢驗方法進(jìn)行檢驗，EG檢驗分兩步，第一步建立含有常數(shù)項的協(xié)整回歸模型：這里，α和β表示回歸系數(shù)的估計值。Yt、Xt分別表示lnENCt和lnGDPt，εt表示回歸的殘差項?；貧w的結(jié)果是：

回歸結(jié)果顯示，GDP增量對能源消費(fèi)增量的解釋超過99%，擬合優(yōu)度非常高，而DW為2.166，模型不存在一階自相關(guān)。

第二步檢驗回歸的殘差是否有單位根，若εt~I(0)，即為平穩(wěn)序列，則變量之間存在協(xié)整關(guān)系。對殘差序列 εt=lnENCt-3.3455-0.46lnGDPt進(jìn)行ADF檢驗結(jié)果如表2。

由于檢驗統(tǒng)計量的樣本值小于給定顯著水平下的臨界值，可以認(rèn)定殘差序列為平穩(wěn)序列，則能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長之間存在長期的穩(wěn)定關(guān)系。

表1 單位根檢驗結(jié)果

表2 殘差序列ε的ADF檢驗結(jié)果

表3 格蘭杰因果關(guān)系檢驗結(jié)果

1.4 格蘭杰因果檢驗

結(jié)合上述的分析，每單位資本的生產(chǎn)的GDP與每單位資本需要的能源消費(fèi)之間的因果關(guān)系可以通過Granger因果檢驗來驗證。在這里，應(yīng)用Granger因果檢驗，核心是檢驗當(dāng)期的ln(GDP)和ln（EPC）在多大程度上能夠被前期的ln(GDP)和ln（EPC）來解釋，是否需要增加 ln(GDP)和 ln（EPC）的滯后變量。因此，因果關(guān)系分析可以用以下的兩個回歸分析來估計：

這里，m代表滯后期，滯后期的選擇應(yīng)以時間序列能夠準(zhǔn)確預(yù)測的最長時間為原則。

從Granger因果檢驗來看，檢驗ln(GDP)與ln(ECP)之間是否存在因果關(guān)系就是要根據(jù)兩個回歸方程結(jié)果中參數(shù)v1i與v2i的F檢驗的顯著性來判斷。由單位根檢驗結(jié)果可知，lnGDP與lnENG的二階差分形式為平穩(wěn)時間序列，因此可繼續(xù)檢驗二者之間是否具有因果關(guān)系。運(yùn)用Eviews分析軟件，采用Granger因果關(guān)系檢驗，結(jié)果見表3。

由表3的檢驗結(jié)果可知，對于原假設(shè)“國內(nèi)生產(chǎn)總值不是引起能源消費(fèi)變化的Granger原因”檢驗值大于臨界值，犯第一類錯誤的概率僅為0.01879。對于原假設(shè)“能源消費(fèi)不是引起國內(nèi)生產(chǎn)總值變化的Granger原因”檢驗值小于臨界值，犯第一類錯誤的概率高達(dá)0.54408。因此，國內(nèi)生產(chǎn)總值是引起能源消費(fèi)變化的Granger原因。

2 結(jié)論及啟示

本文核心是驗證我國能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長之間是否存在因果關(guān)系，從上述實證檢驗中，我們證明了我國經(jīng)濟(jì)增長與能源消費(fèi)具有因果關(guān)系，且表現(xiàn)為單向因果關(guān)系的結(jié)論。對我們的啟示是：

（1）通過采用Granger因果檢驗得到相關(guān)的結(jié)論表明，我國的經(jīng)濟(jì)增長嚴(yán)重依賴于能源的消費(fèi)，這與我國正在進(jìn)行的工業(yè)化進(jìn)程相符。我國近年來經(jīng)濟(jì)增長迅猛，與此同時，對能源的需求日益增加，自1993年成為石油凈進(jìn)口國以來，石油進(jìn)口量持續(xù)增長，2004年對外依存度達(dá)到近十年的最大值47.5%，2005年有所下降，仍在40%以上。石油進(jìn)口規(guī)模的不斷增加勢必使我國經(jīng)濟(jì)受制于石油出口國，也給我國經(jīng)濟(jì)安全帶來一定的威脅。能源消費(fèi)對經(jīng)濟(jì)增長的作用也越來越明顯，例如能源消費(fèi)量較大的重化工業(yè)正日益占據(jù)主要的地位，2005年中我國重化工業(yè)對工業(yè)的貢獻(xiàn)率超過 70%，對GDP的貢獻(xiàn)率接近50%。另一個原因是快速的城市化進(jìn)程。中國正處在快速城市化的時期，平均增長速度超過每年1%。據(jù)預(yù)測，中國的城鎮(zhèn)化水平在2010年為46.50%左右，2014年可能超過50%，預(yù)計2023年可能超過60%?？焖俚某鞘谢M(jìn)程導(dǎo)致能源消耗急劇增加。工業(yè)、建筑和交通是能源消費(fèi)增長的主要領(lǐng)域，機(jī)動車保有量也快速增加也是能源消耗加劇的重要原因，截至2008年9月已有1.68億輛。隨著城市化的進(jìn)程，每年近千萬人從農(nóng)村轉(zhuǎn)移到城市將導(dǎo)致城市能源消耗總量不斷增加。因此，在發(fā)展中要堅持節(jié)能優(yōu)先的發(fā)展戰(zhàn)略和低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。

（2）能源消費(fèi)對經(jīng)濟(jì)增長的Granger因果關(guān)系顯著性相對較差，我國的單位產(chǎn)值能耗過大是一個可能的解釋。近期的數(shù)據(jù)顯示，我國的單位產(chǎn)值能耗約為世界平均水平的2倍，美國的3倍，歐盟的5倍，日本的8倍。造成單位產(chǎn)值能耗過大的一個直接原因是當(dāng)前的能源價格形成體制導(dǎo)致能源價格的配置缺乏效率。能源消費(fèi)的宏觀效率相對較低，近年來，我國的能源價格形成機(jī)制改革進(jìn)程緩慢，阻力很大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他部門的市場改革。市場體制和定價仍帶有強(qiáng)烈的計劃經(jīng)濟(jì)色彩。人為的干擾因素，使價格作為市場調(diào)節(jié)信號的作用減弱，甚至消失。這種價格體系導(dǎo)致的直接結(jié)果就是投資意愿弱，投資不足。低電力價格使高耗能產(chǎn)業(yè)盲目擴(kuò)大產(chǎn)能。因此，應(yīng)推進(jìn)能源價格形成機(jī)制改革。在能源價格形成機(jī)制優(yōu)化策略研究中，主要依據(jù)機(jī)制設(shè)計理論進(jìn)行價格形成機(jī)制的設(shè)計，首先，需要明確各種定價方式的目標(biāo)。盡管各種定價方式的側(cè)重不同，但總的來看，主要是兩個方面，一是關(guān)注于經(jīng)濟(jì)增長，二是關(guān)注于能源供給和消費(fèi)的可持續(xù)性。前一種情況對生產(chǎn)者和消費(fèi)者來說，能源的貼現(xiàn)率更高，而后者更低。在此基礎(chǔ)上，確定需要考慮采用的機(jī)制和均衡條件，以預(yù)期參與者的行為。

（3）本文主要研究近年來我國的能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長是否存在因果聯(lián)系。與其他時期相比，近年來我國的能源行業(yè)正呈現(xiàn)出一些新的特色，例如，我國的能源對外依存度正在增加；雖然能源產(chǎn)業(yè)仍由國內(nèi)幾家大的國有公司控制，尚未形成開放的國內(nèi)能源市場，但能源產(chǎn)業(yè)開始嘗試市場化改革?？紤]到樣本數(shù)據(jù)和能源變量的選擇，新的經(jīng)濟(jì)變量的加入和方法的改進(jìn)，本文的研究只是更深入理解我國能源與經(jīng)濟(jì)增長相互作用機(jī)理的一個探索。

[1]Kraft J.,A.Kraft.On the Relationship between Energy and GNP[J].Journal of Energy Development,1978,(3).

[2]Stephen G.Cecchetti Pok-Sang Lam,Nelson C.Mark.Mean Reversion in Equilibrium Asset Prices[J].The American Economic Review,1990，(6).

[3]Morimoto R.，C.Hope.The Impact of Electricity Supply on Economic Growth in Sri Lanka[J].Energy Economics,2004，26(1).

[4]Oh W.，K.Lee.Causal Relationship between Energy Consumption and GDP Revisited:the Case of Korea 1970-1999[J].Energy E-con.,2004，(26).

[5]林佰強(qiáng).結(jié)構(gòu)變化、改革改進(jìn)與能源需求預(yù)測—以中國電力行業(yè)為例[J].經(jīng)濟(jì)研究，2003，（5）.

[6]路正南，田立新.論中國可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略選擇[J].數(shù)量經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究,1999，(9).

[7]史丹.產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)與能源工業(yè)市場化改革[J].中國工業(yè)經(jīng)濟(jì),2005,(12).[8]趙麗霞，魏巍賢.能源與經(jīng)濟(jì)增長模型研究[J].預(yù)測,1998，（6）.

[9]周海林.經(jīng)濟(jì)增長理論與自然資源的可持續(xù)利用[J].經(jīng)濟(jì)評論,2001，(2).

（責(zé)任編輯/易永生）

F205

A

1002-6487（2011）03-0128-02

劉海鶯（1977-），女，遼寧沈陽人，博士，講師，研究方向：規(guī)制經(jīng)濟(jì)學(xué)。

趙 瑩（1977-），女，遼寧沈陽人，博士，講師，研究方向：西方經(jīng)濟(jì)學(xué)。