我國經(jīng)濟增長與能源消費結(jié)構(gòu)的計量分析研究

李偉杰

[摘 要]通過對1978—2014年國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的時間序列數(shù)據(jù)和各能源消費（煤炭、石油、天然氣、水電、核電和風電）的時間序列數(shù)據(jù)進行ADF檢驗、Johansen檢驗、Granger因果檢驗，以及誤差修正模型等計量經(jīng)濟的工具處理與分析并建立模型。得出我國經(jīng)濟增長與石油消費量具有長期均衡關(guān)系，而與煤炭、天然氣以及其他能源沒有長期穩(wěn)定的均衡關(guān)系。對我國經(jīng)濟增長與能源消費的關(guān)系做出判斷與政策建議。

[關(guān)鍵詞]GDP；能源消費；Johansen檢驗；Granger因果檢驗；誤差修正模型

[DOI]1013939/jcnkizgsc201551010

1 引 言

能源是一國經(jīng)濟發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，經(jīng)濟的發(fā)展往往與能源需求的上升呈正相關(guān)關(guān)系。目前，我國能源緊缺的狀況使人們認識到，不可再生能源的過度使用會成為經(jīng)濟增長的瓶頸，同時，能源開發(fā)利用中的環(huán)境問題也制約著經(jīng)濟的發(fā)展。改革開放以來，中國的經(jīng)濟經(jīng)歷了持續(xù)的快速增長，而此時越來越高的能源價格與環(huán)境污染現(xiàn)狀都在迫切要求粗放型的經(jīng)濟增長向集約型經(jīng)濟增長轉(zhuǎn)變。在新的歷史時期，對能源消費和經(jīng)濟增長關(guān)系的研究，對于實施能源節(jié)約政策有著重要的指導意義。

近年來，因果關(guān)系研究方法也逐漸被應用到亞洲國家的能源消費與經(jīng)濟增長之間關(guān)系的研究中。在A safu—A djaye（2000）基于協(xié)整性檢驗和誤差修正模型的研究中，顯示了印度和印度尼西亞兩國能源消費對GDP的因果關(guān)系，以及菲律賓和泰國兩國能源消費和GDP之間的雙向因果關(guān)系。張全權(quán)、陳濤和姜鵬（2011）分析中國能源消費與經(jīng)濟增長關(guān)系，得出中國能源消費與經(jīng)濟增長存在雙向因果關(guān)系和協(xié)整關(guān)系。本文將利用協(xié)整性檢驗和因果性分析的方法，研究中國能源消費結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟發(fā)展之間的定性與定量關(guān)系，但主要集中在定量關(guān)系上。

2 數(shù)據(jù)采集與處理及模型的選取

本文數(shù)據(jù)選擇樣本區(qū)間為1978年至2014年，在我國能源消費的構(gòu)成主要以煤炭、石油、天然氣、水電、核電和風電等為主。所以，本文選取了煤炭、石油、天然氣和水電、核電、風電的時間序列數(shù)據(jù)分別與GDP進行回歸分析，其中將水電、核電和風電三者合而為一成為一種數(shù)據(jù)。為了使數(shù)據(jù)具有一定的可比性，將GDP的數(shù)據(jù)按1978年的不變價格換算成實際GDP。本文用RGDP表示實際國內(nèi)生產(chǎn)總值（單位：億元），COAL表示煤炭的年消費量（單位：萬噸煤標準），OIL表示石油的年消費量（單位：萬噸煤標準），GAS表示天然氣的年消費量（單位：萬噸煤標準），ELE表示水電、核電和風電的年消費量（單位：萬噸煤標準）。從各主要能源消費和實際GDP的時間序列圖中可以看出我國能源消費主要以煤和石油為主的傳統(tǒng)能源，而對于像天然氣、水能、風能、核能等清潔能源的利用很低。同時各能源消費時間序列和實際GDP時間序列都是非平穩(wěn)的時間序列，且它們的變化趨勢呈一定的指數(shù)增長，直觀上看這些變量可能均為二階單整。

為了得到一階單整以及避免使用實際的數(shù)據(jù)序列所產(chǎn)生的異方差問題，我們對五個時間序列數(shù)據(jù)取對數(shù)，得到了對數(shù)實際GDP（LNRGDP）、對數(shù)煤炭消費（LNCOAL）、對數(shù)石油消費（LNOIL）、對數(shù)天然氣消費（LNGAS）、對數(shù)水電、風電和核電消費（LNELE）。由其對數(shù)時間序列圖可以看出對數(shù)實際GDP與各對數(shù)能源消費有一定的相關(guān)關(guān)系，走勢大致保持了同方向性。各能源消費基本保持平緩的增長趨勢，但對數(shù)天然氣的消費在2008年前增長相對平緩，2008年后增速突然加快。這可能與我國的能源開發(fā)以及對天然氣的開發(fā)利用的力度加大有關(guān)。

以上對數(shù)實際GDP時間序列與各對數(shù)能源消費時間序列是否存在長期的均衡關(guān)系即協(xié)整關(guān)系，我們得做進一步的協(xié)整檢驗。

用Eviews 60對對數(shù)變量LNRGDP、LNCOAL、LNOIL、LNGAS和LNELE做ADF檢驗，由檢驗結(jié)果知五個對數(shù)變量均為非平穩(wěn)時間序列。在對它們分別進行一階差分而后進行單位根檢驗，結(jié)果均為平穩(wěn)時間序列。由此可得對數(shù)實際GDP、對數(shù)煤炭消費量、對數(shù)石油消費量、對數(shù)天然氣消費量、對數(shù)水電核電風電消費量都是一階單整。

通過各能源消費與GDP間的散點圖可知LNRGDP與LNCOAL、LNRGDP與LNOIL、LNRGDP與LNGAS、LNRGDP與LNELE都呈一定的線性關(guān)系。所以可建立線性模型。

3 Johansen協(xié)整檢驗和Granger因果檢驗

31 Johansen檢驗

協(xié)整理論認為，在短期內(nèi)各時間序列變量具有各自發(fā)展的變動趨勢，但在長期，它們之中必存在協(xié)調(diào)發(fā)展的趨勢，協(xié)整性的檢驗實質(zhì)就在于檢驗其回歸方程中是否存在單位根。若兩時間序列不是協(xié)整的，則殘差中一定存在單位根，若是協(xié)整的，則它的殘差項一定是平穩(wěn)的，不存在單位根。

對變量LNCOAL、LNOIL、LNGAS、LNELE分別和LNRGDP兩兩進行Johansen檢驗，選取滯后2階，從Johansen檢驗結(jié)果可以看出，在005的水平下，只有對數(shù)實際GDP（LNRGDP）與對數(shù)石油消費量（LNOIL）之間存在一個協(xié)整關(guān)系，其余的三對時間序列之間不存在

協(xié)整關(guān)系。

32 Granger因果檢驗

本文對LNRGDP與LNCOAL、LNOIL、LNGAS、LNELE分別進行Granger因果檢驗，由檢驗結(jié)果可以看出GDP的增長與煤炭消費量和水電核電風電消費量沒有格蘭杰因果關(guān)系。而GDP增長是石油消費量和天然氣消費量的格蘭杰因果。可見隨著我國GDP的增長，石油和天然氣的消費量也逐漸增長。又由檢驗結(jié)果可以看出我國GDP增長與石油消費量有著長期均衡的相關(guān)關(guān)系。而其余的能源消費量與GDP增長沒有長期的均衡關(guān)系。這在某種程度上與我國的經(jīng)濟現(xiàn)狀相符。

4 誤差修正模型的建立

根據(jù)協(xié)整檢驗可以看出，經(jīng)濟增長與石油的消費存在長期的協(xié)整關(guān)系，也是一種長期的均衡關(guān)系。但由于時間跨度較短，無法得知這些結(jié)果的穩(wěn)定性，因此有必要對其進行短期的因果關(guān)系檢驗，故建立誤差修正模型來對其檢驗。誤差修正模型把協(xié)整回歸所生成的殘差序列考慮到模型之中，來反映各變量之間的關(guān)系偏離長期均衡狀態(tài)對短期波動的影響，若誤差修正項的系數(shù)通過顯著性檢驗，則表明誤差修正機制產(chǎn)生，解釋變量既是被解釋變量的長期原因，也是其短期原因。若通不過顯著性檢驗，則說明解釋變量是被解釋變量的短期原因，但不是其長期原因。

則可得誤差修正模型如下：

Δ LNOIL⌒=-0.005+0.454ΔLNRGDP+0.213ΔLNOILt-1-0.219εt-1（1）

（-019） （179） （147）

（-283）

R2=0378 F=5875 DW=204

由公式（1）可知，此模型的誤差修正項t統(tǒng)計量較顯著，可見我國經(jīng)濟增長既是石油消費量的短期原因，又是長期原因。

5 結(jié) 論

由上述分析可以發(fā)現(xiàn)，各能源消費與經(jīng)濟增長之間的協(xié)整關(guān)系及因果關(guān)系有一定的差異，具體而言如下：一是GDP增長與煤炭消費沒有協(xié)整關(guān)系，相互之間也無因果關(guān)系；二是GDP增長與石油消費之間存在協(xié)整關(guān)系，也有因果關(guān)系，但是是GDP的增長導致石油消費的增長；三是GDP增長與天然氣消費之間無協(xié)整關(guān)系，但有單向因果關(guān)系即GDP的增長引起了天然氣消費的增長；四是GDP增長與水電、核電、風電的消費沒有協(xié)整關(guān)系，也無因果關(guān)系。

通過上述結(jié)論可知，我國能源消費結(jié)構(gòu)處于不斷調(diào)整的過程。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國民生活水平的不斷提高，我國居民的汽車擁有量越來越多以及工業(yè)國防的發(fā)展對石油的需求越來越多，這就使我國逐漸成為石油進口大國。同時居民對天然氣的使用也不斷增加，同時相比較煤炭天然氣更清潔。由于技術(shù)原因我國對水電、核電、風電等新能源的利用率過低。煤炭一直是我國經(jīng)濟增長的動力，但隨著能源結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整使得煤炭與GDP沒有長期的均衡關(guān)系。

參考文獻：

[1]A safu—A djaye JThe Relationship between Electricity Consumption：Electricity Prices and Economic Growth：Time Series Evidence from Asian Developing Countries[J].Energy Economics，2000（22）：615-625

[2]張全權(quán)，陳濤，姜鵬中國能源消費與經(jīng)濟增長關(guān)系的實證分析[J].西昌學院學報：自然科學版，2011，25（1）

[3]高秀革我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對能源消費的影響研究[J].中國市場，2015（3）