能源消耗與陜西省產業結構關系的實證研究

摘要：產業結構與能源消耗之間存在一定關系。運用時間序列研究方法對陜西省能源消耗與產業結構變化進行分析，結果表明，陜西省第一產業結構水平是導致能源消耗增長的格蘭杰原因；第二、第三產業結構和能源消耗之間存在雙向的格蘭杰因果關系。因此，降低能源消耗就要調整產業結構，使其達到一個合理的區域。

關鍵詞：產業結構；能源消耗；格蘭杰因果關系檢驗；協整分析

中圖分類號：F121.3 文獻標識碼：A 文章編號：1003-3890（2011）07-0079-05

陜西省是礦產資源富集區，2008年煤、石油、天然氣分別位居全國的第四位、第六位、第三位，GDP（國內生產總值）達到了6 851.32億元?譹?訛。伴隨著高速經濟增長，在全國23個省（市、區）能耗都降低的時候，陜西省的能耗2010年上半年不降反增?譺?訛，這個問題值得認真研究。

一、產業結構與能源消耗關系的理論分析

（一）概念界定

1. 產業結構及其變化趨勢。產業結構，亦稱國民經濟的部門結構，是指各產業的構成及各產業之間的聯系和比例關系。各產業部門的構成及相互之間的聯系、比例關系不盡相同，對經濟增長的貢獻大小也不同。決定和影響一個國家產業結構的因素一般有以下幾類：（1）需求結構，包括中間需求與最終需求的比例、社會消費水平和結構、消費和投資的比例、投資水平與結構等；（2）資源供給結構，包括勞動力和資本的擁有狀況和它們之間的相對價格，一國自然資源的稟賦狀況；（3）科學技術因素，包括科技水平和科技創新發展的能力、速度，以及創新方向等；（4）國際經濟關系對產業結構的影響，包括進出口貿易、引進外國資本及技術等因素?譻?訛。研究產業結構，主要是研究第一產業、第二產業、第三產業之間的關系以及各產業部門的內部關系。三次產業之間的結構變化趨勢為：第一，第一產業的增加值和就業人數在國民生產總值和全部勞動力中的比重，在大多數國家呈不斷下降的趨勢。直至20世紀70年代，在一些發達國家，如英國和美國，第一產業增加值和勞動力所占比重下降的趨勢開始減弱。第二，第二產業的增加值和就業人數占國民生產總值和全部勞動力的比重，在60年代以前，大多數國家都是上升的。但進入60年代以后，美、英等發達國家工業部門增加值和就業人數在國民生產總值和全部勞動力中的比重開始下降，其中傳統工業的下降趨勢更為明顯。第三，第三產業的增加值和就業人數占國民生產總值和全部勞動力的比重各國都呈上升趨勢。60年代以后，發達國家的第三產業發展更為迅速，現在這個比重都超過了60%?譻?訛。

從三次產業比重的變化趨勢中可以看出，世界各國在工業化階段，工業一直是國民經濟發展的主導部門。發達國家在完成工業化之后逐步向“后工業化”階段過渡，高技術產業和服務業日益成為國民經濟發展的主導部門。

2. 能源及其種類。關于能源的定義，我國的《科學技術百科全書》定義為：“能源是可從其獲得熱、光和動力之類能量的資源”。我國的《能源百科全書》定義為：“能源是可以直接或經轉換提供人類所需的光、熱、動力等任一形式能量的載能體資源?！笨梢?，能源是一種呈多種形式的，且可以相互轉換能量的源泉。確切而簡單地說，能源是自然界中能為人類提供某種形式能量的物質資源，亦稱能量資源或能源資源，是可產生各種能量（如熱量、電能、光能和機械能等）或可作功的物質的統稱，是能夠直接取得或者通過加工、轉換而取得有用能的各種資源?譻?訛。

能源種類繁多，而且經過人類不斷的開發與研究，更多新型能源已經開始能夠滿足人類需求。根據不同的劃分方式，能源可分為不同的類型。一種是按能源的基本形態把能源劃分為一次能源和二次能源。前者即天然能源，指在自然界現成存在的能源，如煤炭、石油、天然氣、水能等。后者指由一次能源加工轉換而成的能源產品，如電力、煤氣、蒸汽及各種石油制品等。一次能源又分為可再生能源（水能、風能及生物質能）和非再生能源（煤炭、石油、天然氣、油頁巖等）。另一種是按利用技術的成熟與否，把能源劃分為常規能源和新型能源。常規能源是指利用技術成熟、使用比較普遍的能源，包括一次能源中的可再生的水力資源和不可再生的煤炭、石油、天然氣等資源。新型能源是指新近利用或正在著手開發的能源。新型能源是相對于常規能源而言的，包括太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物能、氫能以及用于核能發電的核燃料等能源。由于新能源的能量密度較小，或品位較低，或有間歇性，按已有的技術條件轉換利用的經濟性尚差，還處于研究、發展階段，只能因地制宜地開發和利用，但新能源大多數是再生能源，資源豐富，分布廣闊，是未來的主要能源之一?譻?訛。

3. 能源消耗及其測量指標。能耗就是能源的消耗，單位GDP能耗又叫萬元GDP能耗，是每產生萬元GDP所消耗掉的能源，它是反映能源消費水平和節能降耗狀況的主要指標。其公式是：單位GDP能耗=能源消費總量/生產總值，從公式可以看出要減少單位GDP能耗，可以有兩種方式：一是保持生產總值不變的情況下降低能源消耗總量，二是能耗降低或不變而生產總值增加，這兩種方式都是在描述提高能源利用率。由于每年的GDP都在增加，所以能源消耗減少就會保證單位GDP能耗降低?譻?訛。

（二）產業結構及其變動與能源消耗的關系

三次產業的結構調整影響著能源消耗。不同的產業部門對能源消耗的影響不同，第一產業對煤炭耗費的比重遠遠大于其他產業，第二、第三產業主要是對電力和石油的消耗，而且產業不同其耗能要求也存在著差異。因此，三次產業的調整將直接關系到能源消耗的變化，特別是第二產業在國民經濟中的比重將直接影響陜西省能源消耗的總量。并且，由于工業內部各行業能源耗費的強度不同，重工業能源耗費強度較高，輕工業能源耗費強度較低，所以輕重工業的比重也會影響能源消耗量。

因此產業結構及其變遷與能源消耗的關系是十分密切的。一個地區高能耗最直接的原因是礦物能源的消耗水平高，而能耗高則源于地區資源稟賦的條件，礦產資源豐富的先天優勢直接影響該地區產業結構的布局。由于直接影響能耗高低水平的是產業結構中的第二產業，第二產業中工業又占到80%~90%，所以欲降低能源的消耗水平應該調整產業結構，降低第二產業的比例，大力推進第三、第一產業的發展。

產業結構變動直接影響著能耗高低水平。產業包括農業、工業（重工業、輕工業）、服務業三大產業，在經濟發展初期各個國家主要是以農業為主要經濟來源，在能耗方面處于較低水平。而隨著國家工業化發展，能源消耗呈現大幅增長趨勢，消耗的能源主要是一次非再生能源或是常規能源。例如，我國在1952年的一次能源消耗約為40.63萬噸，產業結構比為第一產業51%、第二產業20.9%、第三產業28.2%?譼?訛；2004年一次能源消費超過了1億噸，產業結構比為第一產業13.4%、第二產業46.2%、第三產業40.4%?譽?訛。

二、陜西省產業結構與能源消耗關系的實證分析

（一）陜西省經濟快速增長中伴隨著能耗的快速增長

陜西省從2000年經濟總量就迅速增長并且明顯高于全國平均經濟增長水平，2009年的國內生產總值達到8 186.65億元，比2000的經濟總量1 804億元增加了3.54倍，導致陜西省經濟快速增長的原因是以礦產資源開發為主的工業部門的發展。

圖1表明：2000—2009年陜西省經濟增長始終低于全國平均水平，且有擴大的趨勢。

圖2表明：陜西省在經濟增長低于全國平均水平的同時，能耗水平卻高于全國平均水平，而且在2005—2009年全國各省的單位GDP能耗都在不同程度的下降，但就在2010年上半年陜西省的能耗不降反增，這就意味著本來就居高不下的能耗水平又進一步上升了。

（二）陜西省產業結構和能源消耗的相關性

1. 陜西省經濟增長和能源消耗的相關性。從表1可以看出，2008年陜西省的單位GDP能耗大于全國的平均水平，也高于其他沿海發達地區。

2. 能源消費總量結構。表2顯示陜西省經濟增長和能源消耗的發展趨勢相一致，隨著陜西省經濟的快速發展，其能源消耗也逐年遞增。從圖3中可以看出國內生產總值（GDP）和能源消耗之間的相關性系數是R=0.98，這說明了能耗與GDP有很強的相關性，在經濟增長的同時伴隨著耗能產業的擴張。

3. 耗能與產業結構的關系。陜西省能耗與經濟增長存在正相關關系，并且從陜西省能源消費總量結構中我們可以看出一次能源或是常規能源如煤、石油、天然氣占到了總量的90%左右，所以陜西省高能耗是由于消費的能源是以礦產資源開采為主（見圖4）。

能耗高則礦產資源消耗大，意味著在產業結構中第二產業占據著優勢比例，而第二產業產值中工業的產值占到85%以上（見圖5）。

（三）能源消耗與產業結構關系的實證分析

1. 變量選取和模型構建。本文所用的時間序列數據是1991—2008年的數據，數據來源于1992—2009年《陜西省統計年鑒》（見表3）。由于時間序列數據常存在異方差現象，為了消除異方差，對變量進行對數處理，則將模型基本設定為：

Lnyt=c（1）+c（2）Lnxt1+c（3）Lnxt2+c（4）Lnxt3+μt（1）

其中yt表示第t年能源消耗總量，xt1表示第t年的第一產業占有率，xt2表示第t年的第二產業占有率，xt3表示第t年的第三產業占有率。

2. 單位根檢驗。研究經濟變量之間是否存在長期關系，首先要對時間序列的平穩性進行檢驗。當使用非平穩序列進行回歸時，會造成“偽回歸”，當變量非平穩時，傳統的統計量將出現偏差。為保證回歸結果的相對正確性，本文采用ADF檢驗方法對變量原序列及以級差分的平穩性進行檢驗，結果見表4。

從表4可以看出，第一產業的一階差分在1%水平通過檢驗，第三產業的一階差分在5%顯著水平通過檢驗，都屬于I（1）序列；第二產業的二階差分和能源消耗總量的二階差分都通過了1%顯著水平檢驗，為I（2）序列。表明第一產業、第三產業與能源消耗不是同階單整的，不存在協整關系；而第二產業與能源消耗總量可能存在長期穩定的均衡關系。

3. 協整檢驗。協整是指如果兩個或兩個以上變量的時間序列非平穩，但是其線性組合表現出平穩性，那么這些變量存在長期的平穩關系，即協整關系。檢驗變量之間是否存在協整關系的常用方法有E-G（Engle-Granger）兩步檢驗法和約翰森（Johansen）檢驗法。約翰森檢驗針對多變量之間的檢驗，E-G檢驗針對兩個變量，因此本文采用E-G兩步檢驗法進行檢驗。由于Lnxt2和Lnyt均為二階單整數列，復合E-G兩步法的條件，接下來進行檢驗。

第一步，用OLS法估計方程：Lnyt=α0+α1Lnxt2+μt并計算非均衡誤差，得到

Lnyt=10.778 725 234 3 + 3.343 873 085 04× Lnxt2（2）

et=Lnyt-10.778 725 234 3 -3.343 873 085 04×Lnxt2（3）

第二步，檢驗et的單整性。檢驗et的單整性的方法使用ADF檢驗，得到的結果如表5所示。

由于et的ADF值小于給定的顯著水平下的臨近值，則可以認為殘差序列為平穩序列，結果是第二產業與能源消耗具有協整關系，存在長期的穩定關系。

4. 格蘭杰因果關系檢驗。對于兩變量X與Y，格蘭杰因果關系檢驗要求估計回歸：

運用Eviews6.0采用格蘭杰因果檢驗，得到結果如表6所示。

結果顯示：X1是y單向格蘭杰原因，X2、X3是y的雙向格蘭杰原因，即表明第一產業——農業是能耗變動的原因，而能耗變動不是引起農業比例變化的原因；第二、第三產業與能耗是雙向格蘭杰原因，意味著，能源的變動同時引起產業結構的變動，而第二、第三產業結構的變化同時引起能耗的變動，區別是兩者在影響程度上的不同。

三、結論及建議

運用時間序列研究方法分析了陜西省能源消耗與產業結構變化的關系。通過協整檢驗和格蘭杰因果檢驗表明，陜西省第一產業結構水平是導致能源消費量增長的格蘭杰原因，而陜西省能源消費增長卻不是第一產業比例提高的格蘭杰原因，二者之間存在單向的格蘭杰因果聯系；第二、第三產業結構和能源消耗之間存在雙向的格蘭杰因果關系，說明第二、第三產業結構和能耗之間是相互影響的，同時也表明陜西省第二產業偏重，目前陜西省正處于工業化階段。

在1%的顯著性水平下第二產業與能源消耗總量存在協整關系，表明陜西省第二產業占有率與能源消耗之間存在長期均衡關系。陜西省經濟的快速發展表現在產業結構中第二產業的比例持續上升，而第二產業中工業占到85%以上，在陜西省工業結構中重工業占主導地位，而重工業又是以煤、石油、天然氣等非可再生資源的產品加工為主，這是導致高能耗的主要原因。通過計算分析和格蘭杰因果檢驗也可知，能耗高是和產業結構有著密切的關系，所以欲降低能耗就要調整產業結構，使其達到一個合理的區域。陜西省是一個資源大省，其大部分資源在陜西的榆林、延安，調整產業結構還對資源富集區的可持續發展提供了有力發展的空間。

陜西省還可以依靠西部大開發，大力引進要遷移到內陸的大企業、公司，給其優惠政策，盡量調整產業結構比例，大力發展第三產業和第一產業，提高二次能源和非常規能源的利用程度，降低對一次常規能源的依賴，使陜西省能耗降低。

注釋：

?譹?訛數據來源于2000-2009年《陜西統計年鑒》。

?譺?訛見中國財經網，2010年9月3日。

?譻?訛能源種類、產業結構見百度網站.

?譼?訛數據來源于2010年《中國統計摘要》.

?譽?訛數據來源于國家統計局網站.

參考文獻：

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［5］李子奈，潘文卿.計量經濟學［M］.北京:高等教育出版社，2005.

責任編輯、校對：馬 斌

An Empirical Study on the Relationship between the Energy Consumption and

Industrial Structure in Shanxi Province

Zhang Yuanyuan， Wang Qinmei

（School of International Business， Shaanxi Normal University， Xi'an 710062， China）

Abstract: There are certain relationship between the industrial structure and the energy consumption. Using time series research methods， the author analyzed energy consumption and the industrial structure change in Shaanxi province， and the results show that the first industrial structure level of Shaanxi province is the Granger reason leading to energy consumption growth. There is the two-way granger causality between the second and the third industry structure and the energy consumption. Therefore， reducing energy consumption should adjust the industrial structure; make it to achieve the reasonable area.

Key words: industrial structure; energy consumption; Granger causality test; cointegration analysis