亞太地區煤價與我國GDP、煤炭消費的關系研究：基于資源約束階段性假說

黃怡婷，薛　曄

(太原理工大學經濟管理學院，山西 太原 030024)

亞太地區煤價與我國GDP、煤炭消費的關系研究：基于資源約束階段性假說

黃怡婷，薛曄

(太原理工大學經濟管理學院，山西 太原 030024)

摘要：在我國經濟增速放緩和煤炭行業所呈現的新常態下，隨著我國煤炭進口量的不斷增長以及國內外市場價格逐步接軌，國際煤炭價格對我國經濟的影響越來越大，但是，鮮有學者系統地研究煤炭價格、煤炭消費和經濟增長三者之間的關系。鑒于此，本文基于2000～2013年的相關統計數據，從結構突變和動靜態視角，運用協整理論和馬爾科夫區制轉換模型對亞太地區煤價、我國GDP和煤炭消費之間的關系進行實證研究。結果表明：①三者之間存在著長期均衡關系，但是在2005年前后發生結構突變，將我國經濟分為“資源軟約束”和“資源硬約束”兩個階段；②在我國煤炭資源相對豐富的“資源軟約束”階段，主要表現出亞太地區煤價、我國GDP和煤炭消費相對獨立的狀態；③在“資源硬約束”階段，三者之間的依賴性和約束性增強，煤炭能源與我國經濟增長的矛盾凸顯。

關鍵詞：協整理論；結構突變；馬爾科夫模型

隨著近幾年國際煤炭價格的持續下跌和劇烈波動，煤炭問題再次成為全球矚目的熱點問題。在中國的能源消費結構中，煤炭作為基礎能源，占能源消費比重的比值一直處于70%以上，因此，煤炭成為我國經濟增長和能源消費的重中之重。2012年，亞太地區煤炭消費量占全球比重為69.9%，已成為全球煤炭的消費中心，是全球煤炭市場的風向標。我國在2009年成為煤炭凈進口國，并且連續多年來成為煤炭消耗最大的國家，而澳大利亞成為最大的煤炭出口國。從21世紀初開始，我國煤炭對外依存度一直呈攀升態勢，如在2013年，煤炭對外依存度為8.13%。在現階段，我國煤炭供給過剩，資源利用率低下，資源浪費現象較為嚴重，導致煤炭有效供給不足，但是，我國煤炭進口量仍然處于增加趨勢，煤炭貿易在國際市場上活躍性提高，因此，亞太地區煤價可能會影響到我國煤炭消費需求及我國經濟增長的狀況。同時，“十三五”規劃更是要求必須強化全球視野。鑒于此，本文以亞太地區煤價作為切入點，剖析它與我國經濟增長及煤炭消費之間的關系，同時兼論我國經濟增長的資源約束階段性假說，旨在從價格信號、資源配置和經濟增長的角度對三者的相互作用加以深入分析。

1研究現狀綜述

國內外有關煤炭價格、經濟增長和煤炭消費之間的關系研究大致可分為以下兩類。①煤炭價格與經濟增長關系的研究。目前，此方面的研究相對較少，如趙建輝[1]利用時間序列建立了能源價格與經濟增長、碳排放量的實證模型，得出能源價格是經濟增長的原因。謝鹍[2]基于新疆省的年度時間序列，首先對區域性煤炭價格和經濟增長的互動性進行分析，進而通過計量模型對兩者關系進行實證研究。②煤炭消費與經濟增長之間的關系。國內外各學者對該方面的研究成果較多。Yoo[3]基于韓國的年度統計數據，運用協整分析和因果檢驗等線性模型對該國的煤炭消費和經濟增長關系加以分析，并得出兩者之間存在著雙向因果關系。Apergis和Payne[4]對25個國家的面板數據進行實證研究，結果表明所有國家的煤炭消費與經濟增長均存在長短期的雙向因果關系。李慧芳和趙鵬程[5]運用經濟計量方法研究了山西省煤炭消費與經濟增長之間的關系，認為經濟增長有效地影響煤炭消費的增長。張兆響等[6]按照結構突變理論，檢驗并確定了中國煤炭消費和經濟增長的均值突變和趨勢突變的變結構點，并在此基礎上建立了變結構協整模型。孟巖和張屹山[7]根據年度統計數據，建立了中國煤炭消費與經濟增長的變參數模型，較好地解釋了中國煤炭消費彈性的時變規律。

縱觀上述文獻，主要存在以下不足。①缺乏對煤炭價格、煤炭消費和經濟增長之間的關系的系統地加以研究。從微觀上看，價格作為“無形之手”，與煤炭消費具有相互作用，從宏觀上講，煤炭消費是經濟增長的基礎，拉動了經濟增長，經濟增長又推動了煤炭消費，研究以上三者的關系有助于形成對微觀機制和宏觀機制相結合的系統剖析。②研究方法大都是運用協整理論和線性計量模型，或是通過將結構變化視為外生的、一次性的結構變換模型進行實證研究。但是，基于中國經濟的復雜情況以及中國煤炭貿易凈出口變為凈進口的重大變化，考慮三者之間關聯關系可能出現的結構突變很有必要。馬爾科夫區制轉換(MS)模型是當前較為前沿的一種的統計模型，該模型能將結構突變視為內生的，具有解決結構突變優良性。因此，本文運用該模型對亞太地區煤炭價格與我國GDP、煤炭消費之間的關系加以實證研究。

2統計數據的選取及預處理

鑒于可得數據的時間跨度短的問題，同時為了加強統計檢驗結果的有效性，采用省際面板數據加以研究，將2000～2013年的全國除臺灣省外(由于西藏地區部分數據缺失，故將其除外)30個省市自治區年度數據作為研究對象。我國省際GDP根據2013年的名義GDP及實際GDP指數，將其折算為實際GDP，數據來源于《中國統計年鑒》，各地區的煤炭消費來源于《中國能源統計年鑒》。由于澳大利亞BJ動力煤是亞太地區的主要交易品種，所以選其為亞太地區煤價，考慮到匯率的影響，將價格乘以美元匯率折算為人民幣。由于數據的自然對數變換不改變原序列的關系，并能消除時間序列存在的異方差和量綱的影響，因此對以上所有序列取對數作為研究的原序列，其中G、C、P分別代表GDP、煤炭消費及亞太地區煤價序列。

3實證研究

3.1平穩性檢驗

為了防止偽回歸現象的出現，對數據進行平穩性檢驗很有必要。關于亞太地區煤價對各省際均相同，只用考察其單一時間序列的平穩性。而GDP及煤炭消費對不同地區各不相同，需要進行面板單位根檢驗。本文采用具有相同根LLC和不同根單Fisher-ADF這兩種單位根檢驗方法，見表1。各序列的單位根結果檢驗表明：原序列均是非平穩的，一階差分序列是平穩的，即三個序列均為I(1)序列。

3.2靜態分析：協整檢驗

各序列均為非平穩序列，且為一階單整序列，為了確定三者之間是否具有長期均衡穩定關系，本文采用Kao[8]提出的統計量來進行面板協整檢驗。由表2可知，在顯著性水平為5%時，所得到的統計量的相伴概率為P=0.0002，充分表明亞太地區煤價與我國GDP、煤炭消費存在著協整關系。采用標準化協整向量表示方法，得到協整關系的方程，見式(1)。

表1　各序列的單位根檢驗

注：①顯著性水平為5%；②括號里為相應的概率水平值。

表2　協整檢驗結果

C= 0.7332 G+0.1775 P+eu

(1)

(20.1812)(7.8703)

其中，括號中的t值表明在5%的顯著性水平下各系數均顯著。通過ADF方法對其殘差序列平穩性進行檢驗，驗證了協整關系的正確性。同時，整個系統中亞太地區煤價與我國GDP、煤炭消費之間的長期均衡關系進一步表明：在微觀方面，煤價在一定程度上反映了煤炭生產與煤炭消費的市場均衡；在宏觀方面，煤炭消費與經濟增長存在著長期的靜態均衡。

3.3動態分析：基于MS-VAR模型

Hamilton[9]在假定經濟狀態變遷由馬爾科夫過程(Markov process)驅動的條件下，建立了單變量的馬爾科夫區制轉換自回歸模型(MS-AR)。Krolzig[10]在此基礎上將其推廣分析多變量在不同狀態下的轉換關系，奠定了應用馬爾科夫轉換模型分析多變量關系的基礎，即MS-VAR模型。Krolzig認為，MS-VAR模型中滯后階數不會超過不考慮馬爾科夫區制轉換的向量自回歸模型滯后階數。因此，本文首先在向量自回歸模型(VAR)下根據最優滯后階數的選擇標準確定其最優滯后階數為1，狀態個數的確定既可以利用Hansen[11]提出的標準化LR檢驗，也可以根據研究需要設定，本文根據研究目的，最終確定的MS模型為MSI(2)-VAR(1)，即一個截距和自回歸系數隨區制改變的兩狀態MS模型(式(2))。

(2)

表3　基于MS-VAR模型的估計結果及線性檢驗

圖1　基于MS-VAR模型的平滑概率

為了進一步研究亞太地區煤價與我國GDP、煤炭消費之間的依賴性問題，本文將2000～2013年的樣本數據，以2005年為結構轉變點分為兩個子樣本，其中，2000～2004年為子樣本1，2005～2013年為子樣本2，并對其進行變結構的短期因果關系檢驗，見表4。從子樣本1的結果可知，煤價與GDP、煤炭消費這三個序列兩兩之間均呈現出不顯著的因果關系，說明在子樣本1期間，整個系統中GDP、煤炭消費及亞太地區煤價的運行具有一定的獨立性。這可能得因于在2000～2004年我國煤炭資源相對豐富，以出口為主，進口比例相對較低，亞太地區煤價具有一定的獨立性，GDP的獨立性表明我國經濟增長不受亞太地區煤價和煤炭消費的約束，因此，我們稱子樣本1區間稱為“資源軟約束”階段。從子樣本2的檢驗可知，三個序列兩兩之間呈現出雙向的因果關系，表明三者之間的依賴程度增強，且約束性越來越強，表明在這期間GDP、煤炭消費及亞太地區煤價三者之間缺乏獨立性，隨著我國經濟的高速增長，與煤炭消費、亞太地區煤價之間聯系更加緊密，煤炭能源與經濟增長的矛盾問題凸顯，因此，本文稱子樣本2區間為“資源硬約束”階段。

表4　短期Granger因果檢驗

表5給出了以2005年為結構突變點不同區制下的亞太地區煤價與我國GDP、煤炭消費之間的動態相關系數。經比較可知，較“資源軟約束”階段，“資源硬約束”階段的相關系數普遍增大，其中，煤炭價格分別與煤炭消費、GDP的相關系數變化率顯著，為42.8%和113.4%，即表明亞太地區煤價以更快速度、更大影響傳遞給國內煤炭市場，進而影響我國經濟的快速增長，三者之間的相互影響關系日益密切。

4結語

本文基于協整理論及馬爾科夫區制轉換模型對亞太地區煤價與我國GDP、煤炭消費之間的關系進行了實證研究，結論如下：從靜態的角度，通過面板協整分析得出，從微觀上，煤炭價格在一定程度上反映了煤炭生產與煤炭消費的市場均衡；從宏觀上，煤炭消費與經濟增長存在著長期的靜態均衡；從動態的角度，基于MS-VAR模型的研究并兼論我國經濟增長的資源約束階段性假說得出，以2005年為結構突變點，我國經濟經歷了“資段軟約束”階段到“資源硬約束”階段的轉變。在“資源軟約束”階段，我國煤炭能源相對豐富，經濟增長對煤炭消費的推動作用較強，從而推高了煤炭的供給，通過微觀市場機制使得煤炭供給與煤炭需求處于動態均衡狀態。在我國煤炭供給能滿足我國經濟增長與煤炭消費的情況下，煤炭進口比例偏低，國外煤炭價格呈現出一種相對的獨立性。在“資源硬約束”階段，煤炭消費量隨著我國經濟增長的速度不斷提高，由于煤炭能源的稀缺性以及我國煤炭有效供給不足，使得我國煤炭資源供給的增加有限，再加上國外煤炭價格下降，國內煤炭成本較高，導致進口煤具有價格優勢，我國煤炭依存度大幅增加，從而使得亞太地區煤價和煤炭消費對我國經濟增長的約束性逐漸加大。最后，有望為我國政府部門制定相關的國際資源合作政策提供參考和依據。

表5　不同區制下的相關系數

參考文獻

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[10]Krolzig，H.M.Markov Switching Vector Autoregressions Modelling.Statistical Inference and Application to Business Cycle Analysis[M].Berlin:Springer Verlag，1997.

[11]Hansen，B.E..The Likelihood Ratio test Under Nonstandand Condition：Testing the Markov Switching model of GNP[J].Journal of Economrtrics，1992，11:195-198.

Study on the relationship among the coal price in Asia Pacific region and China’s GDP，coal consumption：based on the hypothesis of resource constraints stage

HUANG Yi-ting，XUE Ye

(College of Economics&Management，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China )

Abstract:with the continuous growth of China's coal imports and consumption，the coal price of foreign influence on China’s economy has been more and more greater.Annual statistical data from 2000 to 2013 year applied，this paper，from the structure changes and dynamic and static perspective，aimed to use the co-integration theory and the Markov Regime switching model for empirical research on the relationship among the coal price in Asia Pacific region，China's GDP and coal consumption.The results showed that there existed a long-term equilibrium relationship between the above three sequences，but in 2005 before and after the structure changed，the economy of our country was divided into two stages—“soft resource constraint” and “hard resource constraints”.During the first stage，in our country coal resources were relatively rich，mainly the coal price in Asia Pacific，China’s GDP and coal consumption was in relatively independent state.In the “hard resource constraints” stage，it enhanced the dependence and restriction among the three，highlighting the contradictions of the coal energy and economic growth in China.At the same time，based on the above conclusion it put forward some suggestions.

Key words：Co-integration theory； structure change； Markov Switching model

收稿日期：2015-07-03

作者簡介：黃怡婷(1990-)，女，山西萬榮人，碩士研究生，從事統計學的研究。E-mail：huangyiting125@126.com。

中圖分類號：F407.2

文獻標識碼：A

文章編號：1004-4051(2016)03-0043-04