基于VAR模型的中國石油消費影響因素分析*

王艷秋，張 青，王甲山

（東北石油大學石油經濟與管理研究所，黑龍江大慶163318）

基于VAR模型的中國石油消費影響因素分析*

王艷秋，張 青，王甲山

（東北石油大學石油經濟與管理研究所，黑龍江大慶163318）

以構建向量自回歸模型為起點，采用脈沖響應函數結合方差分解的方式具體研究國內石油消費的影響要素。數據計算顯示，國內石油工業產品出廠價格指數、第二與第三產業比值和人口數量對石油消費的影響比較顯著，GDP和原油價格對石油消費的影響最小。根據各因素對石油消費的影響情況提出相應對策，以期為國家石油安全提供保障。

石油消費；VAR模型；脈沖響應；方差分解

隨著全球經濟一體化的快速推進，我國經濟發展迅速，石油需求量正以前所未有的速度日益增加，石油安全問題也逐漸暴露，如供需不足、對外依賴程度較高、開采加工企業分布不均衡等。探究我國石油消費的發展形式和影響因素對改善當前石油供需不足現狀具有重要意義。研究顯示，經濟發展是石油消費的首要原因，反之石油消費也會刺激經濟發展，越來越多的專家學者開始關注經濟增長和能源強度之間的關系，但應指出，單純考慮能源強度和經濟發展因素是片面的，本文應用脈沖響應函數和方差分解的方法，通過構建石油影響因素的VAR模型，充分考慮GDP、原油價格、煤銷量、人口等多要素對石油消費的影響，力求得到的數據結果科學和全面。

一、文獻綜述

查閱《2014年BP全球能源統計年鑒》可知，2013年，我國經濟的增長速度為7.7%，能源消耗占全球凈增長的49%，占世界消耗總比例的22.4%。與美國相比，我國每天進口石油總量高達700萬桶，成為全球第一石油進口大國。要保證經濟快速增長，就必須保證充足的能源供應，石油作為經濟發展的血液，其消費需求的安全保障就成為一個關鍵性問題。因此，國內的許多學者就石油消費及其影響因素展開了研究。

姜學勤等（2006）在構建多元回歸方程的基礎上，研究收益、價格及汽車擁有量與石油消費的關系。得出的結論是前三者對石油消費影響較為明顯，其中價格因素較為復雜，石油消費、GDP和民用汽車擁有量之間存在一定程度的共線性和異方差。同時，國內石油工業產品出廠價格指數對國內石油消費的影響無法通過單方程來解釋［1］。許多學者基于VAR模型進行分析，如Xiong Jiping等（2008）建議：加大國外項目直接投資，促進第三產業發展，提高能源利用效率以及取消價格管制［2］。紀玉山和代栓平（2008）分析得出在一個周期內石油消費的增長同其自身累積性的沖擊及石油產量的增長有關，煤消費量在短時間內促使石油消費適應性上漲，但從長期來看，油價的上升會對煤消費量產生相抵的沖擊，GDP的增長會在客觀上減少一部分石油消費［3］。袁琳和房小慧（2012）比較中印石油單價、人口和經濟等關鍵要素與石油消耗的關系，發現在較長時間內，我國石油價格與石油消費為彈性正相關，印度則相反；我國經濟增長對石油消耗的影響遠高于印度，而印度的人口對石油消費的影響遠高于我國。在短期內石油價格對兩國石油消費的影響程度相近，印度的經濟增長和人口對石油消費的影響表現得較為顯著［4］。陳文靜、何剛（2009）運用非參數模型和半參數模型對影響我國石油消費的實證數據進行了分析。結果表明：經濟的快速增長和工業化進程加快以及汽車擁有量的急速增加是導致我國石油消費量劇增的主要原因，石油價格的上漲難以抵消經濟快速增長等因素引致的石油消費的增加［5］。常軍乾等（2010）采用灰色理論模型分析影響石油消耗的要素。結果表明：主要的影響因素是石油價格、人均GDP，其他的各因素也都有顯著影響，但是影響程度相近［6］。王雙英等（2011）運用LMDI指數分解的方法分析了2003—2007年中國各省區地區生產總值及其指數、能源消耗總值及其指數、化石能耗總值及其指數、石油消費量及其指數的時間序列數據，得出在能源結構中東部地區相對平穩，而中西部地區煤炭代替石油現象普遍，但對石油消費的需求也較為強烈，經濟增長對石油消費影響較大［7］。

本文通過分析我國1978—2013年的石油消費、GDP、原油價格、國內石油工業產品出廠價格指數、煤消費量、第二產業與第三產業比值以及人口數量7個變量的數據，以構建VAR模型為基點，結合脈沖響應函數與方差分解方法，分析得出石油消費的關鍵影響因素，以期為我國石油安全工作提供理論支撐和實證判斷。

二、實證研究

（一）數據選取說明

本文選取《2005—2014年BP世界能源統計年鑒》《2013年中國統計年鑒》和《2013年能源統計年鑒》中1978—2013年共36年間中國石油消費量（OILC）、原油價格（OILFP）、煤消費量（COALC）、國內石油工業產品出廠價格指數（OILPI）、人口數量（POP）、第二產業與第三產業的比值（STRATE）、GDP作變量。其中：石油消費量（OILC）單位為百萬噸；原油價格（OILFP）采用迪拜原油價格、布倫特原油價格、尼日利亞原油價格以及美國德克薩斯中級原油價格的算數平均值，單位為美元／桶；煤消費量（COALC）單位為百萬噸；人口數量（POP）單位為萬人；GDP單位為億元；國內石油工業產品出廠價格指數以1978年為基期。

（二）數據處理與檢驗

為了使數據平穩，同時防止異方差性的產生，對除國內石油工業產品出廠價格指數（OILPI）、第二與第三產業比值（STRATE）以外的所有變量進行對數處理。處理后的數據為lnOILC、lnOILFP、ln COALC、ln POP、ln GDP.

為了避免序列非平穩性所導致的虛假回歸現象，要求各時間序列的變量具有同階平穩性，需對模型所包含的時間序列實施一階差分后完成ADF單位根檢驗，據此檢驗其穩定性。檢驗結果如表1所示。

表1 ADF單位根檢驗結果

從表1可以看到，石油消費量、GDP、原油價格、人口數量以及第二與第三產業比值4個變量為非平穩序列，經過一階差分后均為平穩性序列，煤消費量和國內石油工業產品出廠價格指數為平穩性序列。

（三）VAR模型的構造

VAR模型（向量自回歸）是一種以分析多變量動態關系為起點，通過把經濟系統里每個內生變量看作系統內所有內生變量的滯后值的函數來構建的模型。因此能夠運用該模型研究互相關聯的時間序列及隨機干擾項對變量系統的沖擊，從而對各類經濟沖擊對經濟變量的形成進行分析。本文將VAR（p）模型設定為式中：yt為7維內生變量，即yt=（D（ln OILCt），D（ln OILFPt），D（ln GDPt），D（STATEt），D（POP），ln COALCt，OILPIt）；T為樣本數量；s為滯后階數；μt為7維擾動向量；θ1，θ2，…，θs為參數矩陣。

VAR模型的穩定是保證脈沖響應和方差分解有效性的前提條件。假如只是構建VAR模型，那么模型會出現不平穩和脈沖響應函數不收斂現象，導致VAR模型的脈沖響應函數喪失其應用價值。據此運用LR統計量、AIC信息標準、SC信息標準、FPE最終預算誤差、HQ信息標準。運用Eviews 6.0建立模型并考察滯后階數，如表2所示，確定了滯后階數為1階。VAR模型系統穩定性檢驗如圖1所示，由圖1可知，通過VAR視圖檢測，VAR模型所有根的模均小于1，并都在單位圓內，表明VAR（1）是平穩的。

表2 VAR模型滯后階數P的確定

圖1 VAR模型系統穩定性檢驗

（四）脈沖響應分析及方差分解分析

1.脈沖響應分析

脈沖響應函數方法是用來研究VAR模型在受到某類沖擊時對系統產生的動態影響。具體地說，它是指某一內生變量的隨機誤差項在受到一個標準差大小的沖擊后對有內生變量的現在值及未來值產生的影響。由式（1）可以進一步得到

且由Yj的脈沖引起的Yi的累計響應函數可表示為

圖2～8給出了石油消費、國際石油價格、GDP、煤消費量、人口數量、國內石油工業產品出廠價格指數，第二與第三產業比值7個因素對石油消費的年度變化的脈沖響應圖形。橫坐標表示沖擊發生之后的時間間隔（單位：年），縱坐標表示受沖擊變量的反應幅度（以百分比作度量）；實線表示脈沖響應曲線，反映石油消費量對各變量變動的感應程度；虛線表示的范圍為正負兩個標準差，脈沖響應的期限為10期。

圖2 石油消費對自身沖擊的響應

圖3 石油消費對原油價格變動的響應

圖2 為石油消費本身沖擊的脈沖響應函數。從圖2可以看出，若在當期給予石油消費量一個單位標準差的正向沖擊，促使石油消費在前三期的下降速度要快于后面各期，從第三期到第六期之間石油消費受到負向沖擊，石油消費量在第六期達到最低點，在第六期后，對石油消費量又產生了正沖擊，促使石油消費趨近穩定。若當期石油消費增長1%，第一期石油消費就增長0.042%，第十期內，若石油消費增長1%，對自身的累計沖擊就上升0.043 412%。說明作為國民生產的不可或缺的原材料，石油消費始終呈現出剛性的特征。

圖3中，原油價格變動為沖擊元，石油消費為響應元。若在當期給予原油價格一個正向沖擊，促使石油消費在第二期達到最低點。在第二期后又給予一個明顯的負向沖擊，使得石油消費在第四期回歸到0，從第四期到第八期，正負沖擊交替，石油消費在0值上下波動，從第八期后逐漸趨于穩定。第十期內若上升一個百分點的原油價格，石油消費的累計響應就會下降0.012 35個百分點。說明在油價可控的范圍內，短期內原油價格的上漲會使石油消費量減少，一段時間以后，石油的不可替代性會使石油消費適應長期的油價上漲。

圖4 中，GDP變動為沖擊元，石油消費量為響應元。若在當年給予GDP一個單位的負方向的沖擊，在第一期后對石油消費有正的影響，在第二期達到峰值，此后影響逐漸減弱，兩期后變為負影響。其影響持續到第六期，在第六期受到正向沖擊，影響逐漸為正，第七期后，正負沖擊交替，但影響均為正。僅能說明GDP增長會影響石油消費。

圖5 石油消費對煤消費量變動的響應

圖5 中，煤消費量為沖擊元，石油消費量為響應元。在當期給予煤消費量一個單位的正向沖擊，石油消費在第三期達到最高點，說明短期內煤消費量的提高會增加石油消費。在第四期后，煤消費量仍然會使石油消費增加，但影響力會逐漸降低為零。在第六期達到最低點-0.002 1，此后，收到負向沖擊，使得石油消費逐漸趨近于0。從整個圖形來看，石油對于煤消費的脈沖響應并不顯著，說明煤消費可能造成石油消費短期適應性上漲，一段時間后，煤消費量的增加會在一定程度上減少石油消費量。

圖6 石油消費對人口數量變動的響應

圖6 反映是石油消費對人口數量變動的脈沖響應。如圖所示，人口數量的變動并沒有導致石油消費的增加，相反是持續下降的沖擊，呈現出負相關的態勢，說明人口數量的增長促使其他能源對石油的替代趨勢逐漸增強。隨著科技的發展，新型能源的出現可能是促使石油消費增長不明顯的主要原因。

圖7 石油消費對國內石油工業產品出廠價格指數變動的響應

圖7 中，國內石油工業產品出廠價格指數是沖擊元，石油消費是響應元。如在當前施加一個單位的正向沖擊，在第二期石油消費將實現最小值，為-0.002 437，在第二期施加我國石油工業產品出廠價格指數一個單位的負向沖擊，在第三期將實現最大值為0.016 79，在第五期后有一個比較明顯的沖擊，對石油消費的影響逐漸趨近于零。可以看出，短期內石油消費的脈沖響應波動性比較大，說明國內石油工業產品出廠價格指數的上升開始會造成石油消費下降，但人們對石油工業產品的需求會促使石油消費增加。

圖8 石油消費對第二與第三產業比值變動的響應

圖8 中，第二與第三產業比值是沖擊元，石油消費是響應元。在第二期給予第二與第三產業比重一個單位的正向沖擊，在第三期達到最小值，為-0.014 165，在第三期給予第二與第三產業比值一個單位的負向沖擊，在第七期達到最大值0.002 385，從第五期后，第二與第三產業比值和石油消費成正相關，第八期后，影響逐漸為0。說明第三產業的發展比例增大，能夠減少石油的消費量。

2.方差分解

利用方差分解來實現對VAR模型的評價。首先對系統內均方誤差進行分解，研究每個結構沖擊對內生變量變化的奉獻程度，一般都用相對方差貢獻率（RVC）來測量，計算公式如式（3）所示。

對石油消費進行方差分解如圖9所示。由圖9a可以看出，石油消費對自身的方差貢獻率最大，在第八期后達到穩定，貢獻率為61.36%，此后雖然影響程度有所下降，但始終保持在50%以上。因此基本可以認為，石油消費是影響自身的最重要因素。由圖9d可以看出，人口因素是影響石油消費的第二大因素，在第七期后達到穩定，貢獻率為13.93%。由圖9g可以看出，國內石油工業產品出廠價格指數是影響石油消費的第三大因素，在第三期達到最大值12.84%，在第五期達到穩定，貢獻率為12.75%。由圖9f可以看出，第二與第三產業的比值對石油消費的方差貢獻率在第七期達到穩定，貢獻率為8.5%。由圖9e可以看出，煤炭消費對石油消費的方差貢獻率在第七期達到穩定，貢獻率為6.33%。由圖9c可以看出，原油價格對石油消費的方差貢獻率在第七期到穩定，貢獻率為2.24%。由圖9b可以看出，GDP對石油消費的方差貢獻率在第十期達到穩定，貢獻率為0.527%。因此，對石油消費量貢獻率較大的依次是石油消費本身、人口數量、國內石油工業產品出廠價格指數、第二與第三產業比值、煤炭消費以及原油價格。

圖9 方差分解圖

三、結 論

石油消費本身、人口數量、國內石油產品出廠價格指數以及第二與第三產業比值為影響石油消費的主要因素，其中石油消費對自身的影響最大，說明石油作為國民生產的原材料，會隨著與石油消費相關的消費性投資的增加而增加。人口數量的增大會在短時間內對石油消費產生負沖擊效應，原因可能是替代性能源的出現。國內石油工業產品出廠價格指數的上升在短期內會促進石油消費的增長，原因可能是由于生產需求的增加，國內企業會增加石油產品的購進，同時人口數量的增加也會導致人們對有機化工產品的需求增加，進而導致石油消費增加。第二與第三產業比值對石油消費的影響也很大，但從累計沖擊效果上看，第二與第三產業比值和國內石油工業品出廠價格指數對石油消費的影響會在一定程度上相互抵消，說明第二與第三產業的發展和國內石油工業產品的關系密不可分。石油作為煤的替代性能源，煤消費在一定程度上會減少石油消費，但由于煤和石油的效率不同，所以煤消費的增長不能帶來同比例石油消費的下降，實施能源替代戰略應該考慮能源效率以及當前的設備、技術條件等多方面的因素。原油價格的上升會在短期導致石油消費量降低，由于石油的不可替代性，石油消費會適應油價短期的上漲。GDP對石油消費的貢獻率比較低，不超過1%，說明GDP和石油消費之間并沒有直接的因果關系，而是與生產要素的間接投入有關。這與張學志、才國偉（2010）的觀點一致，石油消費和經濟增長之間并沒有直接的因果關系，兩者的關系主要是通過要素投入資本和勞動來傳導的。不斷上升的石油消費是源于我國經濟建設過程中不斷增加的要素投入［8］。

基于以上的實證研究結論，提出以下政策建議：

（1）發展石油替代能源，促進能源結構朝多元化發展。加大對生物質能源和煤質油等石油替代能源開發。積極研發節能技術，提高石油利用效率。

（2）建立完善的國內石油工業產品價格監管機制。控制上游原油成本和中游工業生產成本的變動，使最終消費價格有效地傳遞到下游，合理調整資源配置。

（3）優化產業布局。有選擇地發展能耗高、效率低的產業，大力發展高科技行業和知識密集型行業。

（4）建立完善的石油儲備體系。石油價格上漲必然會制約我國國民經濟的發展，因此，建立完善的石油儲備體系，能夠更好地保證我國經濟穩步健康發展。

［1］姜學勤，邵理云，王琦，等.石油消費的主要影響因素分析［J］.石油天然氣學報，2006，28（5）：147-149.

［2］Xiong JP，Wu P.An analysis of forecasting model of crude oil demand based on co-integration and Vector Error Correction model（VEC）［J］.Business and Information Management，2008（1）：485-488.

［3］紀玉山，代栓平.中國石油消費的動態影響因素分析［J］.經濟與管理研究，2008（1）：26-30.

［4］袁林，房小慧.中印石油消費的動態影響因素比較分析［J］.科技和產業，2012，12（6）：54-58，91.

［5］陳文靜，何剛.石油消費及其影響因素：基于非參數模型的研究［J］.管理工程學報，2009，23（4）：170-173.

［6］常軍乾，羅傳龍，任翔，等.基于灰色理論的我國石油消費主要影響因素分析［J］.中國礦業，2010，19（3）：19-22.

［7］王雙英，李東，王群偉，等.基于LMDI指數分解的中國石油消費影響因素分析［J］.資源科學，2011，33（4）：759-765.

［8］張學志，才國偉.基于VECM模型的石油消費與經濟增長因果關系檢驗［J］.清華大學學報（自然科學版），2010（5）：681-685.

Analysis of influencing factors of oil consum ption in China based on VAR model

WANG Yan-qiu，ZHANG Qing，WANG Jia-shan
（Institute of Petroleum Econom ics and Management，Northeast Petroleum University，Daqing 163318，China）

Starting from the establishment of a vector auto-regression（VAR）model，impulse response function and variance decomposition method are used to study in detail the influence factors of domestic oil consumption.According to the calculation of the data，the effects of producer price index of domestic petroleum industry products，the output ratio between the second and the third industries，and population are significant on oil consumption，and the effects of GDP and crude oil prices are the least on oil consumption. The corresponding countermeasures are proposed according to the effects of various factors on oil consumption，so as to provide protection for national petroleum security.

oil consumption；VAR model；pulse response；variance decomposition

F 206

A

1674-0823（2017）01-0064-07

10.7688／j.issn.1674-0823.2017.01.10

（責任編輯：吉海濤）

2016-06-22

國家社會科學基金資助項目（14BJY072，14BJY028）；中國石油天然氣集團公司軟科學研究課題（20140208）。

王艷秋（1977-），女，遼寧遼陽人，副教授，博士，主要從事資源經濟學、生態效率、技術創新等方面的研究。

29 09∶09在中國知網優先數字出版。

http：∥www.cnki.net／kcms／detail／21.1558.C. 20161129.0909.018.htm l