能源消費與經濟增長關系研究
——以湖北省為例

李國君，肖艷霞

（華中師范大學經濟與工商管理學院，湖北　武漢　430079）

能源消費與經濟增長關系研究
——以湖北省為例

李國君，肖艷霞

（華中師范大學經濟與工商管理學院，湖北武漢430079）

在構建“資源節約型、環境友好型”雙型社會的背景下，對能源消費與經濟增長的關系進行探討是必要的。本文將能源消費作為影響經濟增長的獨立因素，引入到Cobb-Douglas生產函數中，并建立新的三生產要素函數，結合1995—2014年湖北省的時間序列數據，建立誤差修正模型，通過單位根檢驗、協整檢驗以及Granger因果關系檢驗，得出結論：一是湖北省經濟增長與能源消費之間存在長期協整關系；二是湖北省經濟增長與能源消費之間存在短期單向因果關系。

能源消費；經濟增長；Granger檢驗；三生產要素函數

一、引言

能源，作為經濟發展過程中不可或缺的生產要素之一，對于絕大部分國家和地區來說，其經濟的快速發展離不開能源這一強有力的支撐，尤其對處于工業化時期的地區來說，其常常為促進自身經濟發展，不惜以大量消耗能源為代價，走一條高污染、高投入、高能耗的發展道路。從上世紀七十年代開始，許多專家與學者對能源消費與經濟增長的關系進行了研究，并提出了各自不同的見解，本文是以湖北省為例，通過建立計量模型來論證二者關系。

相關年鑒資料顯示，湖北省能源消費總量在近二十年來翻了幾番，消費總量從1995年的4762.86萬噸標準煤增加到2014年13766.37萬噸標準煤，同時生產總值也呈現出“總體平穩、穩中有進、進中向好”的良好趨勢，就2014年而言，湖北省完成生產總值27367.04億元，較2013年增加了9.7%，高于全國平均水平2.3個百分點。此外，能源與GDP之間的關系也趨向緩和，2005年的單位GDP能耗為1.51，2010年降低到1.18，而2013年更是降至0.84，由此可見，湖北省經濟結構轉型初見成效，而能源消耗與經濟發展二者關系亦有待探討。

二、理論模型

1、模型建立

在經濟學中，生產函數是指投入到生產過程中的生產要素組合與最大生產產出之間的經濟關系，常用如下公式表示：

Y=f（X1，X2，…Xk）

式中，Y是指產出，X1，X2，…Xk分別指投入到生產過程中的各要素。目前，廣泛被用于經濟領域的是美國數學家Charles Cobb與經濟學家Paul Dauglas提出的Cobb-Douglas雙要素生產函數：

Y=AKαLβ

其中，A是指技術水平，K為資本投入，L為勞動投入，α是指資本的產出彈性，β是指勞動的產出彈性，其中，α+β=1，則說明規模報酬不變；α+β＞1，則說明規模報酬遞增；反之，則遞減。

考慮到能源對社會進步與經濟發展有著至關重要的作用，若對經濟的產出效益進行分析僅考慮資本與勞動投入這兩個要素，則易產生誤差，本文采用劉朝明等的研究方法，將能源消費量作為解釋變量，引入到Cobb-Douglas生產函數，建立三生產要素函數，如下所示：

式中，Yt指產出投入，Kt指技術投入，Lt指勞動力投入，Et指能源投入，α指技術對產出的彈性，β指勞動力對產出的彈性，γ指能源對產出的彈性。同理，若α+β+γ=1，則說明生產報酬不變；若α+β+γ＜1，則生產報酬遞減，若α+β+γ＞1，則生產報酬遞增，Cobb-Douglas生產函數是非線性的，可對上式取對數使之線性化。

即：lnYt=lnA+αlnKt+βlnLt+u

2、數據來源

出于對數據的權威性與可得性考慮，所采用的數據來自《湖北省統計年鑒》。本文涉及的研究變量分別為：經濟增長（GDP）、資本投入（K）、勞動投入（L）與能源消費（E）。

Y（t）：采用的是1995—2014年湖北省GDP歷年的統計結果（以1994年為基期）。

K（t）：為了更合理與準確地反映其實際水平，采用與GDP相同的處理方法。

L（t）：選取的是1995—2014年湖北省的社會勞動就業人數，單位為萬人。

E（t）：選取的是1995—2014年湖北省能源消費總量，單位為萬噸標準煤。

由統計年鑒數據可知，lnGDP、lnE、lnK序列隨時間變化的走勢十分類似，都是逐年上升且較為平穩的，可初步預測湖北省的GDP與資本投入（K）、勞動力投入（L）、能源消費（E）具有協整關系，但這一預測是否準確，還需作相關的實證分析。

三、實證分析

由上文理論分析可知，能源消費總量與經濟增長之間在長期內均是呈同向變動的趨勢。但這二者之間是否存在均衡關系、因果關系以及何種因果關系，這需要實證分析來加以說明。

1、平穩性檢驗

本文采用ADF對變量的平穩性進行檢驗。運用eviews軟件計算得出檢驗結果，如表1所示。

表1　單位根檢驗結果

由表1可知，lnGDP、lnK、lnL、lnE原序列是不平穩的，經過一階差分后，就是平穩的，滿足協整檢驗的前提。

2、協整檢驗

下面對上述四者進行協整關系檢驗，靜態回歸方程可表示為：

LnGDP=0.201576lnK-0.608642lnL+0.182845lnE+

3.326891

可得，R2的值為0.994621，調整后R2值為0.992834，則說明方程擬合較好，相對較好解釋經濟增長。lnK、lnL、lnE的P檢驗值分別為0.0000，0.0121，0.2974，則說明資本投入對經濟增長的影響較為顯著，其次是能源消費，勞動力對其影響微乎甚微。

出于方程的合理性考慮，需要對方程的殘差e作單位根檢驗，可用下式表示：

e=lnGDP-0.201576lnK+0.608642lnL-0.182845lnE-3.326891

由檢驗結果可知，殘差序列在5%的顯著水平下通過ADF檢驗，滿足一階單整序列，說明lnGDP、lnK、lnL、lnE這四個變量之間存在長期協整關系，長期模型變量的選取是合理的，回歸系數具有經濟意義。

3、誤差修正模型的建立

依據協整相關理論，假定變量存在協整關系，即說明變量間具有長期穩定關系，而這種長期穩定的關系是在短期動態過程的不斷調整之下得以維持的。綜合考慮其他因素的影響，建立誤差修正模型，計算可得：

lnGDPt=0.524237lnKt-2.278431lnLt-1+0.368246lnEt-0.326547ecmt-1+16.27601

表2　Granger因果關系檢驗表

R2的值為0.994527，調整后的R2值為0.992171，說明擬合度較優。回歸結果表明，對當期經濟增長影響較大的因素為當期資本投入與能源消費，其次是滯后一期的勞動投入。ecmt-1是方程的誤差項，其系數為-0.326547，這說明湖北省GDP與能源消費K之間長期均衡關系對短期波動的調整力度較大。

4、格蘭杰因果關系檢驗

由協整檢驗可知，lnE和lnGDP序列之間存在協整關系，但這兩變量之間是否存在因果關系以及為何種因果關系，還有待進一步論證，分別選取滯后期為一到四，對lnE與lnGDP序列進行Granger因果關系檢驗，檢驗結果如表2所示。

表2顯示，在滯后前三期時，“lnGDP不是lnE的格蘭杰原因”發生的概率很小，這說明從短期來看，經濟增長是能源消費的格蘭杰原因，在滯后四期時，原零假設均檢驗通過，這說明從長期來看，經濟增長不是能源消費增加的格蘭杰原因。在滯后前四期內，假設均不能被拒絕，可見能源消費不是經濟增長的格蘭杰原因。此外，隨著滯后期的增長，經濟增長與能源消費關系逐漸不再顯著，這可能是由于格蘭杰因果檢驗結果對滯后期長度較為敏感。

四、結論

本文是在新的三生產要素函數的基礎上，結合1995—2014年的時間序列，對湖北省的經濟增長與能源消費總量作了協整檢驗與格蘭杰因果檢驗，得出如下結論。

第一，湖北省經濟增長與能源消費之間存在長期協整關系，而在短時間內，經濟增長與能源消費總量之間并不存在十分明顯的均衡關系。這可能是由于經濟增長除了受勞動投入、資本投入、能源消費這三個因素的影響之外，還會受其他因素的影響，如政府出臺的相關政策、產業結構的變動、地方性法律法規等。

第二，由格蘭杰因果檢驗可知，湖北省經濟增長與能源消費總量之間存在短期單向因果關系。一方面，經濟增長會帶來能源消費總量的增加，這正好與近年來湖北省GDP與能源消費總量的曲線相吻合。另一方面，能源消費總量并不是經濟增長的格蘭杰原因，能源消費僅是影響經濟增長的一個因素，難以在短期內就對經濟增長作出顯著的貢獻。

［1］張寶山、袁曉玲、張小妮：環境污染、能源消費與經濟增長［J］.科學決策，2012（11）.

［2］劉慧媛：能源、環境與區域經濟增長研究［D］.上海交通大學，2013.

［3］趙愛文：中國碳排放、能源消費與經濟增長關系研究［D］.南京航空航天大學，2012.

［4］俞鑫：安徽省能源消費與經濟增長關系研究［D］.安徽大學，2013.

（責任編輯：胡春雨）