基于多元回歸試算分析模型的我國能源消耗研究

王永利 史丹 韓吉瓊

摘要：能源是人類活動的物質基礎，能源消耗與經濟增長之間存在密切關系，我國正面臨日益嚴峻的能源問題。通過研究我國能源消耗的影響因素，有助于預測未來能源消耗，合理進行能源規劃。同時對于建設資源節約型社會，轉變經濟增長方式具有重大意義。本文研究影響我國能源消耗的主要因素及其影響程度。首先建立多元線性回歸模型，利用預測軟件對歷年數據進行多元線性回歸分析、預測及模型檢驗、修正，然后根據研究結果進行原因分析，并提出相應的對策建議，旨在為相關部門制定能源發展戰略提供思路。

關鍵詞：能源消耗 影響因素 多元線性回歸 經濟增長

1 概述

能源是社會發展必不可少的動力來源，是經濟增長的重要投入要素之一，隨著世界各國經濟的增長，人類對于能源需求越來越大，而能源的儲量卻越來越少，我國在擁有經濟高增長的同時，能源的供需矛盾也日益凸顯[1]。自2005年以來，我國能源消費年均增加近2億噸標煤，2011年新增能源消費量達到2.3億噸標煤。現今我國能源消耗總量位居世界第一。然而，大量能源消耗帶來的產值并不高。《21世紀經濟報道》顯示：2011年，我國GDP約占世界的8.6%，但能源消耗占世界的19.3%。我國單位GDP能耗是世界平均水平的2.5倍，美國的3.3倍，日本的7倍，也高于巴西、墨西哥等發展中國家。

2 能源消耗影響因素的選擇

研究能源消耗的影響因素離不開一些基本的經濟變量。能源消耗與經濟增長之間存在密切關系，而能源消耗與人口總量關聯度很強。我國目前處于工業化發展中期，產業結構以能源消耗較大的工業為主，中國在一定階段經濟增長與能源消耗處于絕對脫鉤與相對脫鉤階段[2]。本文選擇工業總產值、人口總量、國內生產總值三方面因素作為變量進行分析。

3 多元線性回歸模型

3.1 初步模型建立與分析

本研究旨在建立我國能源消耗的回歸模型，因此因變量Yt指當年的能源消耗量，以標準煤為單位（萬噸），建模[3]如下：

Yt=B0+B1X1t+B2X2t+B3X3t+ui （1）

其中，Yt——能源消耗量（萬噸）；

X1t——當年的工業總產值（億元）；

X2t——當年的人口總量（萬人）；

X3t——當年的國內生產總值（GDP：億元）；

B0、B1、B2、B3——表示待定系數；

ui——表示隨機誤差項。

選取了1992～2006年我國能源消耗量、工業總產值、人口總量、國內生產總值的統計數據見表1。

選取1995～2002年的數據代入經濟預測軟件。得到表達式Yt=40647.63-11.62X1t-0.91X2t+2.58X3t。Yt代表當年的能源消耗量（萬噸），X1t代表當年的工業總產值（億元），X2t代表當年的人口總量（萬人），X3t代表當年的國內生產總值（億元）。回歸模型顯示，在其它條件不變的情況下，工業總產值每增加1億元，卻相應少消耗11.62萬噸標準煤；在其它條件不變的情況下，人口總量每增加1萬人，就要少消耗0.91萬噸標準煤；在其它條件不變的情況下，國內生產總值每增加1億元，就要相應地消耗2.58萬噸標準煤。工業總產值與能源消耗量呈現明顯的負相關性，與現實情況不符合。

為進一步檢驗模型，代入2003～2006年數據對能源消耗量進行預測，得2003～2006年的能源消耗量依次為-264381.16萬噸、-399408.03萬噸、-400511.97萬噸、-494935.56萬噸，與實際數據的174990萬噸、203227萬噸、224682萬噸、246270萬噸完全不符。

考慮到回歸模型中各變量之間存在相關性關系異方差、多重共線性、自相關性的因素均未消除。故認為模型不合理。

3.2 模型修正

考慮到工業總產值與國內生產總值存在嚴重的共線性問題。現實中，工業的發展需要消耗的能源比重很大，同時，我國目前的經濟結構并不合理，在分析對于能源消耗量的影響因素時不宜引入工業總產值[4]。故剔除工業總產值，將模型修正如下：

Yt=B0+B1X1t+B2X2t+ui （2）

其中，Yt——能源消耗量（萬噸）；

X1t——當年的人口總量（萬人）；

X2t——當年的國內生產總值（GDP：億元）；

B0、B1、B2——表示待定系數；

ui——表示隨機誤差項。

3.3 回歸分析與預測

選取表1中1995～2002年的數據代入經濟預測軟件。得到表達式Yt=1435904-11.73X1t+1.55X2t。Yt代表當年的能源消耗量（萬噸），X1t代表當年的人口總量（萬人），X2t代表當年的國內生產總值（億元）。從回歸模型可以看出，在其它條件不變的情況下，人口總量每增加1萬人，就會少消耗11.7萬噸標準煤；同時，在其它條件不變的情況下，國內生產總值每增加1億元，就要相應地消耗1.55萬噸標準煤。

為進一步檢驗模型，代入2003～2006年數據對能源消耗量進行預測，得2003～2006年的能源消耗量依次為160884.84萬噸、189162.19萬噸、209789.22萬噸、235434.91萬噸，與實際數據的174990萬噸、203227萬噸、224682萬噸、246270萬噸大致符合。

修正后的模型較為合理。

4 模型檢驗

4.1 經濟檢驗

從上述分析情況來看，在假定其他變量的情況下，人口總量每增加1%，就會少消耗11.7%；在假定其他變量的情況下，國內生產總值每增加1%，就要相應地消耗1.55%。人口總量與能源消耗量為負相關關系，且負相關程度較大，這與初步設想不太符合，國內生產總值與能源消耗量為正相關關系，與現實相符。但總體而言，上述模型與理論分析、經驗判斷相一致。

4.2 統計檢驗

將代入Matlab軟件可得：

①可決系數r2=0.9243，很接近1，說明回歸方程顯著，模型對樣本的擬合很好；

②F=327.4309，P值=0.0000，也說明回歸方程高度顯著，X1t、X2t整體上對Yt有高度顯著的線性影響；

③給定α=0.05，查t分布表，先后得到各解釋變量系數t值的絕對值大于臨界值。

所以，人口總量、國內生產總值對能源消耗量具有顯著的影響。

5 分析與結論

通過以上的檢驗與分析，建立起研究我國能源消耗量的影響因素的二元線性模型：

Yt=1435904-11.73X1t+1.55X2t

其中Yt代表當年的能源消耗量（萬噸），X1t代表當

年的人口總量（萬人），X2t代表當年的國內生產總值（億

元）。

本文建立的模型表明人口總量負相關影響能源消耗量，分析人口增加而能源消耗減少的原因，二者關系比較復雜，由于計劃生育政策的貫徹實施，人口的增加幅度得到有效控制，同時，伴隨著科技的進步和節能環保觀念的更新，政府越發重視能源的高效利用。諸多原因導致了近年來人口增加幅度下降而能源利用率提高、能源消耗減少，二者便呈現負相關。所以，考慮我國國情，我們仍應該合理控制人口，同時開發可替代能源，提高能源的利用率。考慮到私人部門很難從事諸如生物能、核能、太陽能這些具有公共產品性質的新能源生產，政府應當鼓勵私人企業或者采取公私合營的方式進行開發生產。

國內生產總值正相關影響能源消耗量，正符合我國GDP增長很大程度依賴于能源消耗的現狀。現今我國能源消耗總量位居世界第一，而能源消耗帶來的產值并不高。我國在過去很長一段時間內，主要是靠加大能源供應的外延方式來發展經濟，然而受到資金、能源儲量以及環境等因素的制約，這種粗放型的發展方式的弊端越來越凸現。

所以我國應該加大節能減排力度，逐步轉換經濟增長方式，穩步實現經濟增長方式由粗放型向集約型轉變，降低經濟增長對能源的依賴程度，開發新型能源，緩解能源的供需矛盾，促進經濟增長。另外，考慮到工業總產值與國內生產總值存在嚴重的共線性問題，因而在建模中將工業總產值剔除。

6 政策建議

本文利用多元線性回歸建立模型，研究分析我國能源消耗量的影響因素，總結出如下政策性建議：在能源的利用上，我國應根據國內生產總值等經濟指標的預測值做好對能源的戰略發展規劃，調整優化能源結構，并積極進行技術革新，加大新型能源的開發力度與資金支持力度，堅持開發與節約并舉，確立節能優先戰略，在保證社會穩定的情況下，促進我國經濟建設的平穩持續發展。

參考文獻：

[1]曾勝.我國能源消費與經濟增長的關聯關系研究[J].研究生論文，2006（5）.

[2]王崇梅.中國經濟增長與能源消耗脫鉤分析[J].中國人口·資源與環境，2010，20（3）：35-37.

[3]劉嚴.多元線性回歸的數學模型[J].沈陽工程學院學報（自然科學版），2005，1（3）.

[4]魯興華.我國能源消耗量多元線性回歸分析[J].科技經濟市場，2011（6）：45-47.

[5]張洪勝，李陽.中國經濟增長與能源消費關系實證研究[J].中國商界，2010（3）：173-174.

[6]趙燕娜，朝霞，孫育強.我國能源經濟可持續發展評估及對策研究[J].中國商界，2005（10）：21-22.

[7]周少甫，閔娜.中國經濟增長與能源消費關系的協整分析[J]. 當代經濟，2005（6）：49-50.

基金項目：

該項目受到國家自然科學基金項目（71101048），教育部博士點基金項目（20110036120001）和中央高校基金研究項目資助。

作者簡介：

王永利（1980-），男，河北新樂人，中國社科院財經院博士后，華北電力大學經濟與管理學院，副教授。

史丹（1963-），男，北京人，中國社科院工經所，教授。

韓吉瓊（1989-），女，河北張家口人，華北電力大學經濟與管理學院，碩士生。