單位GDP電耗與產業結構關系研究*

(1.國網安徽省電力公司經濟技術研究院 合肥 230061)

(2.國網安徽省電力公司 合肥 230022)(3.安徽大學經濟學院 合肥 230601)

單位GDP電耗與產業結構關系研究*

石雪梅1葛斐1王海超2榮秀婷1李凱3李周1

(1.國網安徽省電力公司經濟技術研究院 合肥 230061)

(2.國網安徽省電力公司 合肥 230022)(3.安徽大學經濟學院 合肥 230601)

單位GDP電耗是衡量電力能源效率的綜合指標。不同產業對電能的依賴程度不同,所以產業結構的變動必然會對單位GDP電耗產生影響,論文對單位GDP電耗和三產結構的關系進行建模分析和實證研究。研究表明,以安徽省為代表的中部地區單位GDP電耗與三產結構之間存在密切聯系。1999年～2012年期間,安徽省產業結構對單位GDP電耗的影響表現為第二產業占比的增加會導致單位GDP電耗水平下降,這一結論具有普遍適用性;第三產業占比增加會導致單位GDP電耗上升,這一結論與比較發達的上海的研究結果剛好相反,而全國平均水平的研究結論則與上海市的結論基本一致。

單位GDP;耗電量;產業結構

ClassNumberTK01+1

1 引言

單位GDP電耗是指一定時期內,一個國家或地區每生產一個單位的GDP所消耗的電量。隨著技術進步,各高耗能行業裝備得到改造,國家節能減排政策的落實,關閉了一批落后產能,這些舉措都使得單位GDP電耗下降明顯。上世紀90年代末宏觀經濟政策的調整使第二產業高速發展,產業結構的變動調整也使得單位GDP電耗出現了不小的波動。由于產業用電特性的區別,同樣的產出結果對于不同產業而言所消耗的電量會有所不同,那么產業結構的變動導致單位GDP電耗水平影響程度如何,是電力需求分析工作著所關心的課題,因此本文選取安徽省為例,定量研究分析了產業結構對于單位GDP電耗的影響程度,為政策制定者明確決策方向與電力建設者預測電力需求規模均具有理論參考價值。

2 研究現狀

技術的進步使得高耗能裝備得到改造、落后的工藝遭到淘汰,同時由于國家加大了對于技術水平高、耗能低產業的投資力度,在其他因素都不變的情況下,這些措施都會使得單位GDP電耗不斷下降。GARBACCIO(1999)運用投入產出法對我國單位GDP能耗進行研究,研究結果表明,我國單位GDP能耗下降的主要影響因素是各部門技術的改進[1]。而Peter Sheehan and Fiona Sun(2007)對我國能耗增長率和經濟增長率之間的關系進行分析,主要得出如果節能政策持續實施,則到2030年可使中國能源使用和二氧化碳排放可以減少35%～40%的結論。[2]ZhongXiang Zhang(2003)對20世紀90年代我國工業部分進行調查研究,并提出了新的分解方法,研究結果表明,該期間我國單位GDP能耗下降主要貢獻者是工業能源不斷下降[3]。柴建、郭菊娥、席酉民(2003)將技術進步對于單位GDP能耗的影響分為直接影響和間接影響,其研究結果表明,技術進步的直接作用和間接作用的加總是使單位GDP能耗增加。不同的產業具有不同的電耗系數(生產單位產值消耗的電量),產業結構的變動必然會帶來單位GDP電耗的變動[4]。多數學者都對這一關系進行了研究,史丹(2002)認為我國能源利用效率改善的主要原因是經濟體制、產業結構和對外開放程度,并認為1995年之后產業結構變動實質上是在提高單位GDP能耗[5]。董鋒、龍如銀等(2012)利用面板數據對產業結構與單位GDP能耗進行了研究,研究表明,產業結構對東、中、西部單位GDP能耗的影響都是顯著的,但是對每個區域的影響程度不同[6]。除此之外,蔣金荷、姚愉芳[7],趙曉麗[8]也分別對我國經濟增長與用電量之間的關系和產業結構域用電量之間的關系進行了深入研究。

以上研究均是從國家高度,從宏觀層面分析研究,但對于產業結構的調整與用電單耗的影響程度尚未有深入探討,而且全國各個區域之間經濟發展特點差別較大,如東部地區與西部地區的經濟發展特點存在明顯的不同,中部欠發達地區與沿海地區經濟結構差別較大,必然導致用電單耗的差異性。本文選取安徽省為例,對安徽省單位GDP電耗與產業結構關系進行定性和定量分析,并與全國和周邊發達地區進行了對比,校驗了研究結論的合理性。

3 三次產業結構與單位GDP電耗定性分析

表1給出了安徽省1990年～2012年安徽省單位GDP電耗和三產占比的數據。

表1 安徽省單位GDP用電量與三產增加值占比數據

注:數據來自于安徽省統計年鑒,表中數據根據基礎數據計算得到。

圖1顯示了安徽省1990年以來,單位GDP電耗在不斷減少。1990～1999年期間,產業結構調整政策的影響使得第二產業占比有較大幅度下降,第三產業占比大幅上升,單位GDP電耗急劇下降;2000～2006年期間,第二產業占比基本持平,稍有上升之勢,第三產業占比上升達到最大值并且開始下降,因此期間單位GDP電耗基本持平;2009年以后單位GDP電耗又有小幅度的下降,下面從三產耗電量的角度進行具體分析。

圖1 安徽省1990～2012年單位GDP電耗變化趨勢

由圖2可以看出,第二產業單位增加值耗電量最高,但在不斷下降,2003年之后三產結構又經歷一次調整,第二產業技術投入帶來的產業結構升級,高耗能設備被淘汰,新的環保設備工藝得到充分應用。經過多年的調整,第三產業比重雖然在不斷增加,但是其內部結構并沒有像第二產業那樣得到升級,第三產業單位增加值電耗多年來基本持平。

圖2 單位GDP用電量與三產單位用電量關系圖

由圖3可以看出,單位GDP用電量與三產增加值占比之間都存在著相關性,且這種相關性具有階段性特征,在1999年之前這種相關性不穩定,1999年之后相關性趨于穩定。

圖3 單位GDP用電量與三產占比關系

為了更清楚地分析它們之間的關系,下面通過單位GDP電耗與三產占比的相關系數進行分析。1999～2012年和1999～2012年的相關系數如表2所示,由相關系數可以發現:1990～2012年,Y1與X1正相關,相關系數為0.7,與X2、X3負相關,相關系數為分別為-0.295和-0.726。這一相關性分析雖然能夠反映1990年以來三產占比與GDP電耗的關系,但是第二產業占比與單位GDP電耗相關性很小,與預期不符。這是由于我國單位GDP電耗長期具有下降的趨勢,這一趨勢與技術進步和三產結構調整政策有著密切的關系,第二產業大量引進新技術使得第二產業單位產值電耗不斷減少,而第二產業的占比由于安徽省產業結構調整政策的原因,在1999年之前經歷了一個先上升(重工業化)后下降(輕工業化)的過程,這一變化趨勢導致了其與單位GDP電耗相關系數變小。當產業結構相對穩定之后,1999～2012年的相關系數表明,第二產業占比與單位GDP電耗高度相關,第一產業占比和第三產業占比與單位GDP電耗的相關關系明顯低于第二產業。

表2 GDP單耗與三產占比之間的相關系數

上述分析僅定性地分析了單位GDP電耗與三次產業中一個產業占比之間的關系,為了綜合分析三產占比對單位GDP電耗的影響,下面建立單位GDP電耗與三產占比之間的計量模型,利用回歸分析的方法綜合研究其之間的關系。

4 三次產業結構與單位GDP電耗分析模型

4.1 模型準備

構建三次產業結構與單位GDP電耗之間關系分析模型如下:

Yt=c+α*X1t+β*X2t+…+μt

(1)

模型的前提條件如下[9]:

1)回歸模型的解釋變量與被解釋變量之間的關系最終可以線性化;

2)模型中各解釋變量之間不存在多重共線性;

3)回歸后的殘差不存在序列相關性和異方差。

4.2 模型及分析

4.2.1 安徽省單位電耗與三產占比分析

1)基礎數據準備

基礎數據為表1中的數據,將三次產業的結構指標作為解釋變量,單位GDP電耗作為被解釋變量。

2)分區間建立模型

(1)選取1990～2012年為樣本區間

相關性分析能看出單個解釋變量與被解釋變量的相關性,為了綜合考慮三次產業結構對產值用電單耗的影響,這里采用回歸分析法進行研究。由于三次產業結構指標之間存在著完全共線性,因此不能將這三個變量均納入模型,只能從三個變量中選取兩個作為解釋變量,考慮到變量的相關系數和回歸結果,這里選取第二產業占比X2t和第三產業占比X3t。構建模型如下:

Yt=c+α*X2t+β*X3t+μt
μt為白噪聲序列

(2)

利用表1中的數據進行回歸,回歸結果顯示:R2=0.650301,D.W=0.573765很不理想,這種情況下利用OLS方法回歸得到的結果可能是不可信的,通過自相關系數和偏自相關系數可以看出該序列存在一階自相關[10],對序列自相關進行修正,修正序列自相關模型為

Yt=c+α*X2t+β*X3t+μt

(3)

其中,μt=φ*μt-1+εt;εt為白噪聲序列。

修正后的回歸方程為

Yt=-0.305415+0.328637*X2t

(4)

由回歸結果可以看出,R2達到0.98以上,D.W=1.52,這兩個檢驗均比較理想,各解釋變量系數在95%的置信水平下均能通過t檢驗,這一修正過程雖然能夠解決前文所述問題,但卻使得修正前后X2t,X3t對Yt回歸系數的符號發生了變化,這與計量經濟學的解釋是矛盾的。基于上述討論,本文舍棄原樣本區間1990～2012,重新選取樣本空間進行分析。

(2)選取1999～2012年為樣本區間

模型基本形式不變:

“微信解困”漁需店，人情市情暖融融。幾天以后，鎮里的漁需農資專業市場熱鬧開張了，老張家店鋪的漁需農資物品安排得井井有條，老客新朋來來往往，再現了熱旺生意場景。

Yt=c+α*X2t+β*X3t+μt

(5)

回歸方程為

Yt=0.148850-0.166135*X2t+0.069540*X3t

(6)

由回歸結果可以知:R2=0.97257,D.W=1.77,均比較理想,在95%的置信水平下,X2對Y1的回歸系數能夠通過t檢驗,而X3t對Yt的回歸系數不能通過t檢驗,在90%的顯著水平下能通過t檢驗。

3)模型結果及解釋

安徽省第二、三產業對單位GDP電耗的回歸方程為

Yt=0.148850-0.166135*X2t+0.069540*X3t

(7)

為方便對回歸結果進行解釋,給出下面恒等式:

其中,GDP表示國內生產總值,GDP1表示第一產業增加值,GDP2表示第二產業增加值,GDP3表示第三產業增加值。

綜合三次產業占比對單位GDP電耗的影響,1999年～2012年期間,第二產業占比與單位GDP電耗負相關,即是第二產業占比增加會導致單位GDP消耗的電量減少,這是由于第二產業占比在增加的同時其內部結構也在不斷優化,再加上技術不斷升級,使得第二產業單位GDP電耗不斷下降,且下降幅度比上升的幅度大,因此,第二產業對安徽省單位GDP電耗的綜合影響為負。第三產業占比上升導致單位GDP耗電量上升,主要由于安徽省第三產業內部自身的內部結構所致,安徽省第三產中商業與餐飲占比較大,而耗電少附加值高的金融服務類占比很小,因此,第三產業增加值占比與單位GDP電耗正相關。

為驗證研究結論對差異性解釋的合理性,下面選取具有代表性的全國數據、江蘇省、上海市數據進行相同研究分析。

4.2.2 全國、上海市及其他省單位GDP電耗與三次產業結構關系分析

全國數據分析情況:當樣本空間選取為2001～2012時,回歸結果較理想。回歸結果為

Yt=0.8063-0.4770*X2t-1.109*X3t
R2=0.9178D.W=1.9503

(8)

上海數據分析情況:對于上海市而言,當樣本空間選為1999～2012年時,回歸結果較為理想,結果如下:

Yt=3.2496-3.0545*X2t-3.2989*X3t
R2=0.9784D.W=1.4850

(9)

分析可知,考慮三次產業占比對單位GDP電耗的聯合影響時,全國第二、三產業占比對單位GDP電耗影響為負,即第二、三產業占比增加,而單位GDP電耗減少,這與安徽省數據分析的結論明顯存在差異。

上海市數據分析結論則顯示,上海市第二產業、第三產業結構的變化與單位GDP電耗的綜合影響變化剛好相反。即第二產業、第三產業對占比上升,則導致單位GDP耗電量下降。這主要由于上海第三產業內部自身的內部結構中耗電少附加值高的金融服務類占比較高所致。這一結論與安徽省第三產業對單位GDP電耗的影響結論相互得到了驗證。

綜上所述,1999年～2012年期間,安徽省三產結構有很大的調整,第二產業增加值占比大幅度提高,同時第二產業內部的產業結構、技術結構不斷得到優化,使得第二產業產值單耗不斷下降,即當第二產業GDP占比增加時全省單位GDP電耗值會下降。這一結論具有普遍適用性。

而安徽省第三產業占比下降引起單位GDP耗電量下降,這一結論具有特殊性。這是由于近年來安徽省轉變經濟發展方式,大力推進傳統產業改造提升引起的。在全國東部沿海地區大力發展第三產業之時,安徽省承接產業梯度轉移的優勢有所體現,第二產業結構占比呈現上升態勢,第三產業結構占比呈現穩中下降態勢。橫向比較來看,安徽省的特殊性在于安徽第三產業發展水平要普遍低于全國的平均水平。

5 主要研究結論

1)單位GDP電耗與產業結構之間存在密切相關性。在產業結構進行大幅調整時期,隨著第二產業結構占比的提高,單位GDP的綜合電耗會存在明顯下降趨勢;這一結論已在安徽、全國、上海分別得到驗證。

2)單位GDP電耗與第三產業結構之間的關系則更依賴于第三產業本身的內部結構的優化程度,對于中部地區如安徽而言,由于第三產業本身結構存在商業、餐飲業占比較大的特性,則導致第三產業結構占比上升卻使得單位GDP電耗上升的狀態,這與真正意義上的產業結構優化使得單位GDP電耗下降的政策初衷相悖。

3)筆者繼續研究了以金融服務業、貿易等為龍頭的上海市情況,研究結過發現,上海三次產結構導致的單位GDP電耗變化規律與宏觀調控初衷基本一致。這一結論也為安徽省為代表的中部地區的產業結構調整政策的制定提出了極大的挑戰。為節約能源的同時保證經濟穩定增長,更好地發展第三產業具有較大的戰略意義,但是加快第三產業的發展并不是要第三產業盲目發展,而需要在調整結構的過程中有傾向性地不斷推進第三產業自身內部結構的升級,將高新技術與高端服務業等引入到第三產業中,使本地區的三次產業結構真正優化、形成良性的運轉,在節能環保中健康推動地方經濟的發展。

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RelationshipbetweentheUnitGDPElectricityConsumptionandIndustrialStructure

SHI Xuemei1GE Fei1WANG Haichao2RONG Xiuting1LI Kai3LI Zhou1

(1. State grid-. Anhui province Electric Power Corporation Research Institute of Economic &Technology, Hefei 230061)

(2. State grid-. Anhui province Electric Power Corporation, Hefei 230022)

(3. School of Economics, Anhui University, Hefei 230601)

Unit GDP electricity consumption is a composite indicator for measuring electrical energy efficiency. The change of industrial structure will affect unit GDP electricity consumption because different industries rely on different electricity levels. The relationship between the unit GDP electricity consumption and industrial structure in Anhui province is studied by building the analysis model and empirical research. The descriptive analysis shows that unit GDP electricity consumption has a close and staged relationship with industrial structure. During 1999 and 2012, effects of the industrial structure of Anhui Province on the unit GDP energy consumption performance are tha the increase of second industry proportion will lead to the decrease of the unit GDP energy consumption, which has universal use;The tertiary industry accounted for the increase will lead to a rise in unit GDP energy consumption. Which is opposite to the results developed in Shanghai. The national result is consistent with that of Shanghai.

unit GDP, electricity consumption, industrial structure

2013年11月20日,

:2013年12月30日

石雪梅,女,碩士,高級工程師,研究方向:電網規劃、電力經濟研究等。葛斐,男,高級工程師,研究方向:電網規劃、電力經濟研究等。

TK01+1DOI:10.3969/j.issn1672-9730.2014.05.023