能源消費結構對京津冀經濟發展的影響研究
——基于Panel-Data模型

孫德紅1,楊艷芳1,張榮齊1,鄭海霞

(1.北京聯合大學 管理學院,北京 100029;2.中國農科院 農業信息所,北京 100081)

能源消費結構對京津冀經濟發展的影響研究
——基于Panel-Data模型

孫德紅1,楊艷芳1,張榮齊1,鄭海霞2

(1.北京聯合大學 管理學院,北京 100029;2.中國農科院 農業信息所,北京 100081)

能源是經濟發展的重要引擎,能源消費結構對區域經濟發展質量有著重要影響。作為我國重要的經濟增長極之一,京津冀地區能源消費巨大,能源消費結構改善關系到區域經濟協同發展、人們生活水平提高和環境保護。通過選取京津冀2000—2014年的煤炭、石油、天然氣、電力等能源消費結構和經濟發展指標數據,建立能源消費結構與經濟發展指標的面板數據模型。研究發現，京津冀能源消費總量對人均地區生產總值具有正向作用,電力對人均地區生產總值具有正向影響，而煤炭、石油具有反向影響。在此基礎上,提出在改善區域能源供給方面采用適度提高能源總量，減少煤炭等重污染能源比重的政策措施,以有效促進京津冀的經濟協同發展和人們生活水平提高。

能源消費結構;經濟發展;京津冀

1 引言

能源是經濟和社會發展的重要物質基礎,能源投入對于一國或地區的經濟發展起著非常重要的作用。目前我國節能減排形勢依然嚴峻,郝宇等研究發現,在基準情景和節能減排政策措施嚴于預期的低碳發展情景下,碳排放峰值都有望在2030年前出現[1]。我國經濟發展不能以污染環境為代價,不能走高污染的透支增長模式,能源消費和供給結構優化對于區域經濟協同發展、人們生活水平提高和環境保護關系重大。京津冀是我國北方的經濟中心,產業基礎雄厚,北京已進

入后工業化發展階段,以服務業為主導;天津的工業化基本完成,以加工制造業和物流業為主導;河北處于工業化的中期,以重化工業和農業為主導。從社會經濟形態看,北京和天津是特大城市,河北是城鄉二元結構特征突出的大省，京津冀地區是我國資源環境與發展矛盾尖銳的地區,能源需求對外依存度高,是能源輸入型地區,能源結構不合理、清潔能源的比重偏低、單位能源產出效率低。2014年,京津冀地區能源消費總量占全國的11.3%。北京、天津和河北三個地區經濟發展和能源消費有明顯差異,2014年人均GDP(以2000年不變價格計算)分別為60036元、74844元和28528元,2014年河北的能源消費量最高,達32819萬t標準煤,天津、北京分別為7518萬t標準煤、6172萬t標準煤,河北的煤炭消費比重最高,占一次能源消費量的比重達79%以上,天津為53%，北京為20%。推動京津冀協同發展是一個重大國家戰略,需要能源與經濟社會的協調發展,需要統籌安排產業布局和能源供應,對能源結構和保障提出了更高要求,有效縮小城鄉和地區差距。京津冀經濟的可持續發展和人們生活水平的提高都與能源消費結構優化密切相關,因此有必要深入研究能源消費結構對京津冀經濟發展和人們生活水平的影響作用。

本文的研究貢獻主要包括：一是選取人均地區GDP指標作為反映經濟發展和人們生活水平的綜合性指標,更好地體現經濟發展水平的社會性和真實性;二是運用面板數據模型對各品種能源消費比重和人均地區GDP關系進行科學實證研究。

2 相關文獻綜述

國內外學者的相關研究主要集中在對能源消費量和GDP關系的研究。在一國(或區域)GDP和能源消費量的關系方面,Hwang、Yoo用協整檢驗和格蘭杰因果分析等方法對印度尼西亞1965—2006年的GDP和能源消費總量的關系進行了研究,發現GDP對能源消費總量有單向因果關系[2]。Tang、Tan用協整檢驗法對馬來西亞1972—2009年能源消費和經濟增長的關系進行了研究,發現變量間存在協整關系,且在短期和長期均有雙向因果關系[3]。郭軻等學者研究發現，河北經濟增長和能源消費存在雙向因果關系[4]。我國經濟結構與能源消費結構的研究課題組研究發現,經濟增長對中國能源消費具有正向作用[5]。秦聞笛運用協整法分析了中國1985—2010年能源消費和GDP的關系,發現煤炭消費是經濟增長的格蘭杰原因,經濟增長又促使石油、天然氣和新能源消費增長[6]。鄒艷芬對中國1953—2011年能源消費的波動性與增長性之間的關系進行了研究,發現中國能源消費的適度增長有利于保持波動的穩定性[7]。

在一國GDP和各產業能源消費量關系方面,加納古麗等學者運用灰色關聯度方法對新疆各產業能源消費量和地區GDP的關系進行了分析,發現工業能源消費量對經濟的影響最大[8]。付艷對中國2001—2011年GDP和各行業能源消費量進行了灰色關聯分析,發現服務性行業耗能低但與GDP的關聯度很大[9]。在一國(或區域)的經濟增長和各品種能源消費量的關系方面,Dolgopolova等用協整檢驗法對非石油輸出國組織石油生產國進行了研究,發現石油、煤炭、電力、天然氣消費量和人均GDP有長期協整關系[10]。賈云翔等學者研究發現與石油、天然氣、電力等能源相比,煤炭對中國經濟增長的貢獻率最大[11]。付艷則分析發現,天然氣與GDP的關聯度最大[9]。陳雙蓮研究發現,煤炭和電力能促進中國經濟增長,天然氣則相反[12]。在京津冀產業GDP和能源消費量的關系方面,武義青等學者對京津冀2000—2011年能源消費量和產業GDP的變動趨勢進行了觀察分析,認為能源消費量受產業結構的影響[13]。

眾多學者的研究雖然已進行了大量的規范研究和實證研究,但是大多數研究側重從全國或某個省市的視角來探討能源消費量與GDP間的相互關系,未考慮人口因素和地區的真實經濟發展水平,也沒有深入探討能源消費結構對經濟發展和百姓生活水平的影響作用。本文選取相關的核心指標,運用面板模型實證研究了能源消費結構對京津冀地區經濟發展與百姓生活水平的影響作用,提出政策建議,以期為京津冀地區的能源政策優化提供依據。

3 指標選擇與數據說明

國家經濟發展的最終目標是促進居民收入提高和生活水平改善,人均GDP更能反映地區經濟發展的真實水平、居民生活水平和地區經濟的現代化水平。因此,本文根據整體性、可操作性、可比性等原則,從反映居民富裕程度、生活水平和經濟現代化水平的角度來確定經濟發展的核心測量指標,即人均地區生產總值(AGDP，以2000年不變價格計算)。此外,選用各品種能源消費比重來衡量能源消費結構。經濟發展的核心指標不僅與能源消費總量有關,還與能源消費結構有直接關系。因此,為了全面反映能源消費結構對京津冀地區經濟發展的影響,選用地區能源消費總量(TEC)、煤炭消費比例(PCC)、石油消費比例(POC)、電力消費比例(PEC)、天然氣消費比例(PNGC)作為能源消費指標來分析與經濟發展的關系。

本文選取2000—2014年的相關指標數據進行分析和和研究,相關指標數據均是根據國家統計局,北京、天津、河北省統計局網站上公布的相關統計數據和《中國能源統計年鑒》中的數據來進行折算加總等處理后得到的。

4 模型設定

為了考察京津冀能源消費結構對經濟發展的影響作用,本文借鑒了Dolgopolova[10]、Qazi Adnan Muhhamad Hye、Iyala Tam Stewart的理論研究方法與模型形式,建立面板模型:

lnAGDP=b0+b1lnTECt+b2lnPOCt+b3lnPCCt+b4lnPECt+b5lnPNGCt+u1t

(1)

lnAGDP-BJ=g0+g1lnTEC-BJt+g2lnPOC-BJt+g3lnPCC-BJt+g4lnPEC-BJt+g5lnPNGC-BJt+u2t

(2)

lnAGDP-TJ=h0+h1lnTEC-TJt+h2lnPOC-TJt+h3lnPCC-TJt+h4lnPEC-TJt+h5lnPNGC-TJt+u3t

(3)

lnAGDP-HB=c0+c1lnTEC-HBt+c2lnPOC-HBt+c3lnPCC-HBt+c4lnPEC-HBt+c5lnPNGC-HBt+u4t

(4)

其中,在模型(1)—(4)中,因變量AGDP、AGDP-BJ、AGDP-TJ、AGDP-HB分別表示京津冀、北京、天津和河北的人均地區生產總值;自變量TEC、TEC-BJ、TEC-TJ、TEC-HB分別表示其能源消費總量；POC、POC-BJ、POC-TJ、POC-HB分別表示其石油消費比例；PCC、PCC-BJ、PCC-TJ、PCC-HB分別表示其煤炭消費比例；PEC、PEC-BJ、PEC-TJ、PEC-HB分別表示其電力消費比例；PNGC、PNGC-BJ、PNG-TJ、PNGC-HB分別表示其天然氣消費比例;b0、g0、h0、c0表示常數項；u1t、u2t、u3t、u4t表示隨機誤差項；t表示年份。在模型計算之前,本文將各變量數據均取了自然對數,以消除各變量的異方差現象。

5 實證研究

5.1 單位根檢驗

ADF-Fisher是一種在異質性假設條件下的面板數據單位根檢驗方法。本文采用ADF-Fisher方法檢驗各變量數據的平穩性,結果見表1。通過對各指標序列的單位根檢驗結果可知,經濟發展指標和能源消費指標序列均為一階單整序列,具備協整檢驗條件。

表1 各指標單位根檢驗結果

(續表1)

變量ADF檢驗(C,T,K)ADF統計值1%的臨界值5%的臨界值平穩性△lnTEC-HB(N,N,0)-1.99311-2.75499-1.97097平穩lnPCC-BJ(C,T,3) 0.11254-5.12487-3.93336否△lnPCC-BJ(C,T,2)-6.11722-5.12487-3.93336平穩lnPCC-TJ(C,N,0)-0.35942-4.00442-3.09889否△lnPCC-TJ(N,N,0)-3.35526-2.75499-1.97097平穩lnPCC-HB(C,N,0)-1.98550-4.00442-3.09889否△lnPCC-HB(N,N,0)-5.11919-2.75499-1.97097平穩lnPEC-BJ(C,N,3)-0.40504-4.20005-3.17535否△lnPEC-BJ(N,N,0)-5.35603-2.75499-1.97097平穩lnPEC-TJ(C,N,0)-1.53714-4.00442-3.09889否△lnPEC-TJ(N,N,0)-2.51936-2.75499-1.97097平穩lnPEC-HB(C,N,0)-1.78253-4.00442-3.09889否△lnPEC-HB(N,N,0)-3.70929-2.75499-1.97097平穩lnPNGC-BJ(C,N,1)-0.88979-4.05791-3.11991否△lnPNGC-BJ(C,N,0)-7.95371-4.05791-3.11991平穩lnPNGC-TJ(C,N,0)-0.40038-4.00442-3.09889否△lnPNGC-TJ(N,N,0)-4.35699-2.75499-1.97097平穩lnPNGC-HB(C,N,0) 0.46004-4.00442-3.09889否△lnPNGC-HB(N,N,0)-3.53648-2.75499-1.97097平穩lnPOC-BJ(C,N,0)-0.71053-4.00442-3.09889否△lnPOC-BJ(N,N,0)-6.61589-2.75499-1.97097平穩lnPOC-TJ(C,N,1)-2.53338-4.05791-3.11991否△lnPOC-TJ(N,N,1)-3.34920-2.77192-1.97402平穩lnPOC-HB(C,N,0)-2.02106-4.00442-3.09889否△lnPOC-HB(N,N,0)-5.04347-2.75499-1.97097平穩

5.2 協整關系檢驗

本文進一步運用ADF-Fisher方法對模型(1)—(4)中的殘差序列進行平穩性檢驗,以判斷自變量和因變量是否存在長期均衡的協整關系，結果見表2。從表2中的檢驗結果可知,無論采用上述四種模型中的哪種模型,其殘差序列均不存在單位根,即殘差序列是平穩的，因此可以認為我們考察的變量之間存在協整關系,可以采用最小二乘法進行回歸分析。

表2 各個模型殘差序列的平穩性檢驗

5.3 最小二乘法估計結果

基于上述模型(1)—(4),我們采用最小二乘法進行協整回歸,考察京津冀能源消費結構對經濟發展的影響。經過逐步回歸分析,剔除不相關自變量,得到模型結果見表3。由回歸結果可知:首先,京津冀區域、北京、天津、河北能源消費與經濟發展的關系模型擬合優度都很高,線性關系顯著成立。其次,能源消費總量增加會帶來京津冀、北京、天津、河北人均GDP的增加。石油和煤炭消費比重降低均會帶來京津冀、天津、河北人均地區生產總值的增加,煤炭消費比重變化對京津冀、河北人均GDP的反向影響均顯著地大于石油,對天津人均地區生產總值的反向影響則明顯大于石油。此外,石油和煤炭消費比重對北京人均GDP影響不顯著。電力消費比重的提高會帶來京津冀、北京、天津人均地區生產總值的增加,但電力消費比重對河北人均GDP的影響不顯著。天然氣消費比重對京津冀、北京、天津、河北人均GDP的影響不顯著。

表3 協整模型回歸結果

5.4 實證結果的討論分析

京津冀地區人均地區生產總值與能源消費總量、石油、煤炭和電力消費比重具有長期均衡的關系,且能源消費總量、電力消費比重與京津冀地區人均地區生產總值具有正相關關系。這說明能源消費總量增加或電力消費比重提高有利于京津冀地區經濟發展和人們生活水平提高,京津冀地區經濟發展需要能源消費量的增加。在四種能源中,電力是京津冀區域使用的主要能源之一,占能源消費總量的13%。更重要的是電力是第三產業使用的主要能源,電力消費比重提高有利于促進京津冀經濟的發展,體現良好的經濟發展質量。天然氣消費比重對京津冀人均地區生產總值沒有明顯的影響,這主要是由于該地區目前天然氣使用的覆蓋面不廣泛,2014年的消費量占比僅6%,故對經濟發展的影響作用較弱。石油和煤炭消費比重均與京津冀人均地區生產總值呈現負相關關系,表明石油或煤炭消費比重的降低有利于京津冀地區經濟的發展和人們生活水平的提高,這主要是由于煤炭和石油是京津冀地區使用的兩大重要化石能源,2014年煤炭和石油的消費量分別占其一次能源消費總量的67%和13%,高耗能過剩產能的壓減和新工業節能技術的應用,將大幅度降低煤炭和石油的消費比重,有利于優化產業結構，提高能源的經濟效率,促進經濟發展。與增加能源消費總量、降低石油消費比重和提高電力消費比重相比,降低煤炭消費比重的作用最為明顯,煤炭消費比重每降低1%,將使京津冀人均地區生產總值提高3.09%。

北京、天津、河北的人均地區生產總值都與能源消費總量具有長期均衡的關系,且能源消費總量與北京、天津、河北人均地區生產總值都呈正相關關系。這說明能源消費總量增加有利于促進北京、天津、河北三省經濟發展和人們生活水平提高。三個地區的經濟發展都需要能源消費量的增加。在四種能源消費比重與三個省市經濟發展的關系方面,北京、天津人均地區生產總值與電力消費比重具有長期均衡的關系。電力消費比重對河北人均地區生產總值沒有明顯的影響作用,而與北京、天津人均地區生產總值呈正相關關系,這說明電力消費比重的提高,有利于北京、天津經濟發展和人們生活水平的提高。電力消費對河北影響小主要是由于河北第三產業占比低。天然氣消費比重對北京、天津、河北人均地區生產總值都沒有明顯的影響作用,主要是由于三省市天然氣主要都是民用。此外,天津、河北人均地區生產總值與石油、煤炭消費比重均具有長期均衡的關系。石油、煤炭消費比重對北京人均地區生產總值沒有明顯的影響作用,而與天津、河北人均地區生產總值呈負相關關系,這表明石油、煤炭消費比重的降低有利于天津、河北的經濟發展和人們生活水平的提高。這主要是由于北京的產業結構較為合理、第三產業比重較高。天津、河北使用煤炭量大,2014年消費量分別是3984萬t標準煤、25990萬t標準煤,降低煤炭消費比重的作用較明顯,煤炭消費比重每降低1%,天津、河北人均地區生產總值分別提高了1.01%、6.41%。

能源消費總量及結構對北京、天津和河北三個地區經濟和生活水平的影響呈現出差異,具體表現在:①天津的能源經濟效率最大,天津的人均地區GDP最高,能源消費總量僅稍高于北京,河北的人均地區GDP最低,能源消費總量最大,能源消費總量的變化對天津經濟影響最大,北京次之,河北最小,這主要是由于天津工業發達、規模大、產品附加值高,而河北工業相對落后、農業人口多。②降低煤炭消費比重對經濟發展和生活水平提高的正向作用對河北影響最大,天津次之,北京無影響,主要是由于河北使用煤炭比重大(2014年的比重約為80%)。③降低石油消費比重對經濟發展和生活水平提高的正向作用。對天津影響最大,河北次之,北京沒有影響,主要是由于天津石化企業規模占比大、石油消費大。④提高電力消費比重對經濟發展和生活水平提高的正向作用對北京影響最大,天津次之,河北無影響,主要是由于北京的第三產業比重較高。

6 結論與建議

本文選用人均地區GDP指標,從地區現代化程度上系統分析了京津冀地區能源消費總量及消費結構對京津冀地區經濟發展的影響作用,不僅深入分析論證了能源與地區經濟增長的關系,更體現了能源與生態經濟和社會的發展關系,并以電力、煤炭、石油三種主要能源進行了區域和結構分析,體現了區域能源和經濟發展的協同性。

通過實證研究及結果分析,得出如下結論:①能源消費總量對京津冀地區經濟發展和生活水平提高具有重要影響。能源是產業經濟發展和人們生活的血液和基礎,京津冀地區經濟的發展處于工業化中后階段,能源消費總量將伴隨著人均地區GDP的提高經歷一個由快速增長走向穩定的過程,能源消費在今后一個時期里需要合理科學的增加。②能源消費結構的改善(主要指電力消費比重的提高和煤炭、石油消費比重的降低)從今后一個時期來看能促進京津冀地區的經濟協同發展和人們生活水平的提高,有效縮小三個地區的差距。京津冀地區的經濟協同發展和居民生活水平的提高首先需要煤炭消費比重的降低,其次是石油消費比重的降低。提高電力的消費比重能夠促進北京居民的收入和生活水平的提高。降低煤炭和石油的消費比重可進一步提高天津居民的收入和生活水平。河北居民的收入和生活水平的提高首先需要煤炭消費比重的大幅降低,其次是石油消費比重的降低。總之,提高電力的消費比重能加快京津冀地區綠色工業和第三產業發展,降低煤炭、石油的消費比重能加快第二產業轉型升級。

優化京津冀能源總量和結構對促進京津冀地區經濟協同發展具有重要意義,具體建議是:①要結合地區經濟發展和節能減排的要求,適度控制京津冀地區的能源消費總量增長。天津要通過發展綠色工業和現代服務業、淘汰落實產能、提高能源效能來適度降低天津的能源消費量增速,北京要通過疏解非首都功能、優化能源結構來適度控制能源消費增長,河北要通過淘汰落后工業產能、發展農村生物質能源、太陽能、光伏等非化石能源,科學發展能源產業。②制定區域能源發展規劃和政策。從區域能源系統發展的角度,合理布局能源和電網基礎設施,加強電力的供給、弱化煤炭石油的供給,通過能源供給結構的調整使產業結構得到優化和改進、能源效率得到提高、環境得到改善。三個省市要制定鼓勵對電力消費的市場準入條件和稅收政策,鼓勵電力的消費。③開展能源供給側結構性改革。當前河北、天津使用煤炭較多,分別約是北京的21倍和3.2倍,能耗大、污染重,需要加強煤炭消費減量替代,加快實施煤炭節能減排升級改造,大力降低煤炭的消費比重,同時要適度降低石油消費比重。④建立京津冀地區能源發展協調機制,統一協調區域能源政策、評估和監督管理,不斷優化地區能源供給和消費結構,促進該地區協同發展。

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StudyontheInfluenceofEnergyConsumptionStructureontheEconomicDevelopmentinBeijing-Tianjin-Hebei——BasedonthePanel-DataModel

SUN De-hong1,YANG Yan-fang1,ZHANG Rong-qi1,ZHENG Hai-xia2

(1.College of Management,Beijing Union University,Beijing 100029;2.Agricultural Information Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081,China)

Energy became the important engine for economic development.The energy consumption structure had an important influence on the quality of regional economic development.As one of the most important economic growth poles in China,Beijing-Tianjin-Hebei had huge energy consumption.The improvement of energy consumption structure played an important role in regional collaborative economic development,people′s living standard and environmental protection.This paper selected energy consumption structure containing coal,oil,natural gas,electricity and economic indicator data from 2000 to 2014,and built the model of energy consumption structure and economy index.The research revealed that in Beijing-Tianjin-Hebei total energy consumption had a positive effect on per capita GDP.Electricity had a positive effect on per capita GDP,whereas coal and oil both had a reverse effect.It meant that increasing the total energy supply and reducing the proportion of heavy polluting energy would promote the collaborative development of economy and people living standard in Beijing-Tianjin-Hebei.

energy consumption structure;economic development;Beijing-Tianjin-Hebei

10.3969 /j.issn.1005-8141.2017.09.009

F061.5；F206

A

1005-8141(2017)09-1068-05

2017-07-27；

2017-08-15

國家自然科學基金項目“基于Meta分析的中國濕地效益轉移研究”(編號:41271527)。

及通訊作者簡介：孫德紅(1972-),女,山東省龍口人,碩士,講師,研究方向為能源經濟、區域經濟發展。