經濟增長和能源消耗關系的實證分析

劉 堯

（南京大學 商學院，南京 210093）

0 引言

近年來，我國經濟增長中的難點和重點問題之一便是能源的不斷消耗。我國的經濟增速一直在世界名列前茅，但同時也是能源開采和消耗大戶。能源是否會成為我國經濟社會高質量發展的瓶頸，一直廣受學術界關注。因此，有必要對能源消費和經濟增長之間的內在關系進行研究。

理論上，環境、資源、人口和經濟發展相協調的一個重要標志，是這四者在數量上能夠符合IPAT方程。如果不符合IPAT方程，宏觀表現就是在生態文明建設方面出問題，從近年來的實踐中看，尤是如此。IPAT方程是西方經濟學家用來做定量計算確定各項指標的公式，經過反復討論并通過數次驗證。本文用脫鉤指數和IPAT模型為檢驗標準，對地區和國家層面的國內經濟和能源消耗的關聯性做實證分析，以期為中長期內的經濟發展提供策略參考。

1 能源消耗模型構建

1.1 IPAT方程

在1971—1972年期間，Ehrlich和Holdren率先提出了關于環境資源關系與經濟增長的數學公式，所表達的是環境沖擊（I）和豐裕指數（A）、技術（T）、人口（P）三者要素間的關系，可以考慮將環境沖擊（I）分解成三種促進因素的共同影響，即豐裕度（A）、技術（T）、人口（P）[1]。其中，通常用國內生產總值（GDP）或收入來表示富裕度，等式方程如下：

式（1）中，I（Impact）表示環境指標，可特別指廢物排放、能源消費、資源消耗等；A（Affluence）為豐裕指數，用年人均GDP表示，即 A=GDP/P ；T（Technology）為技術，表示單位GDP形成的環境指標，即T=I/GDP。P（Population）為一個區域內的人口，用人口數量表示。

當在處理能源消耗問題時，可將該公式轉換為：

該等式中的三個可變量中，豐裕指數會隨著社會經濟的不斷發展而提升，但人口的增長趨勢也是不可避免的。因而，只有降低環境的負荷度（能源消耗），才是可持續發展的科學之道[2]。

除此之外，對于IPAT方程還有另一種解釋：若基準年的能源耗 I0=P0×A0×T0=G0×T0，則基準年以后的第n年的能源消耗為：

其中：

方程式中的g用于表示從基準年到第n年的人口增長率，而t則代表從基準年到第n年的單位GDP能源消耗的年降低率。

將式（4）和式（5）代入式（3），則第n年的能源消耗為：

由式（6）可以看出，t為單位GDP能耗的年下降率，其臨界值設為tk，在經濟總量增長的過程之中，能量消耗可能會出現保持不變、逐年降低或者逐年上升三種情況，其條件分別為：

①能量消耗In保持不變：g-t=gt；

②能量消耗In逐年降低：g-t＜gt；

③能量消耗In逐年上升：g-t＞gt。

所以，對于能源消耗保持不變的臨界值tk=g/(1+g)，若t=tk，則能源消耗數值保持不變，則是同社會經濟發展的“脫鉤”現象；若t＞tk，則表示能源消耗逐年降低；若t＜tk，則代表能源消耗逐漸增長。由表1可知，tk數值比g數值相對較小，而且tk值隨著g的增大而增大，表明一個現象，即經濟總量增長越快，降低能源消耗越困難，則是資源環境負荷與經濟增長的“脫鉤”。

表1 tk=g/(1+g)的計算值

1.2 脫鉤指數

前期，Schmidt-Bleek和Weizsaecker對能源消耗和經濟增長二者之間的“脫鉤”問題進行了研究。基于IPAT方程，陸鐘武等[3]推導出了能源消耗和經濟增長之間的脫鉤指數。該公式為：

式（7）中，g表示GDP的年度增長率；t表示當年單位GDP環境負荷的年度下降率（當二者小于0時，代表當年增加），Dn則表示第n年的脫鉤指數。

對于這幾年有關能源消耗和經濟增長的調查分析，采取不同的角度（環境庫茲涅茨缺陷、“穿越高山理論”）或者不同的計量方法（實證方法、回歸分析），都使得不同的研究者有不同的研究結果，其得出的結論也備受爭議。

IPAT方程是一種具有高度理論性、概括性和系統性的方程，不同的研究目的也能使用IPAT方程式，根據研究項目需要給予公式參數不同的概念，其宏觀的理論解釋都比其他公式更具有適應性，能夠被不同的研究者所改進，為不同領域所用[4]。

脫鉤指數是用于表示資源消耗與經濟增長二者之間的脫鉤關系的指標，脫鉤關系分為以下三種：

（1）未脫鉤：資源消耗率與經濟的增長與成正比，伴隨經濟的增長，資源消耗也呈增長趨勢，且資源消耗增長率大于等于經濟增長率；特別地，當GDP呈下降趨勢時，資源消耗保持持續上升也為未脫鉤關系。

（2）相對脫鉤：資源消耗率雖與經濟增長仍處于正比狀態，但是相對脫鉤情況下，經濟增長率要略大于資源消耗率；GDP處于下降狀態時，資源消耗率也處于下降狀態。

（3）絕對脫鉤：當GDP上升時，資源消耗率不升反降或者處于不變狀態，此時就處于反比狀態；在GDP呈現下降趨勢時，資源消耗總量同為下降狀態，且GDP的下降率小于等于資源消耗量[3]。

脫鉤關系劃分的主要依據是Dn值，見表2。

表2 關于脫鉤指數的分類標準

2 地區層面經濟增長和能源消耗實證分析

2.1 數據搜集

“十二五”發展計劃以來，攀枝花的經濟增長較快，總量也達到了一個新的高度。據統計，該地區GDP的年平均增長率可達13.5%，較“十一五”發展的平均經濟增長速度增加了2.8%[5]。本文搜集了攀枝花2010—2016年的生產和能耗數據，如表3所示。2016年攀枝花地區的生產總值為985.23億，較2015年的873.21億增加了12.83%，能源消耗增速在這一過程中則相應的下降了。2016年萬噸標煤的增幅為2298.1萬噸，單位GDP能耗下降了8.31%。

表3 攀枝花2010—2016年生產和能耗數據統計

2.2 攀枝花經濟增長和能源消耗IPAT分析

本文設定攀枝花2012年為基準年，用IPAT模型計算并驗證2013—2022年之間攀枝花的能源消耗和單位GDP能耗之間的關系。從表3可知攀枝花2012年的能耗標煤為1720.8萬噸，GDP生產總值為523.89億元，單位GDP能耗是2.375噸標煤/萬元。本文假設2010年的攀枝花GDP為G0，能源的總消耗量設定為I0，單位GDP能耗設定為t，GDP增長率設定為g。攀枝花在“十二五”發展計劃中提出生產總值的發展目標，明確要求地區生產總值的增速要達到13%，而單位GDP生產能耗比“十一五”發展計劃期間減少17%，即地區年均節能率要控制在4%左右。綜上所述，本文將2013—2022年階段的攀枝花地區生產總值的增長率設定為13%或14%，根據本文的模型公式，分以下五種情況來論述：

①生產總值增長率為13%，單位GDP能耗減少4%；

其次，校本教研的機制科學化。校本教研機制是校本教研運行方式。我們的運行方式，就是強調生成互動，既要提前準備，還要現場生成。既要強調個人成長，也要同伴互助教研，專業引領牽。既要整體研究，也要分散研究，充分發揮教師個人的主體作用。既要骨干教師帶頭，也要同伴互助。形成集思廣益多元合作的運行機制。

②生產總值增長率為13%，單位GDP能耗減少8.26%，達到臨界值；

③生產總值增長率為13%，單位GDP能耗維持原狀；

④生產總值增長率為14%，單位GDP能耗減少4%；

⑤生產總值增長率為14%，單位GDP能耗維持原狀。

基于上述五種假設，攀枝花2013—2022年之間的單位GDP能耗和生產總值如表4所示。

表4 攀枝花2013—2022年生產總值和單位能耗統計

綜上所述，得出如下結論：

（1）當生產總值增長率為13%，單位GDP能耗減少4%時，攀枝花市的總體能源消耗量將會緩慢上升，2017年的能耗是2012年總能耗的1.54倍，2022年的能耗是2012年總能耗的2.37倍。單位GDP的能耗2017年為2.051萬元，2022年為1.693萬元，兩者分別為2012年GDP能耗的86%和71%，這是較為理想的值，但攀枝花市還需要提高能源利用技術。

（2）當生產總值增長率為13%，單位GDP能耗減少8.26%時，單位GDP的能耗有明顯地減少，總能耗可基本保持在1721.71萬噸左右。2017年的單位GDP能耗為1.657萬元，2022年為1.115萬元，兩者分別為2012年單位GDP能耗的70%和50%，這一估算同樣是較為理想的值，攀枝花目前的發展模式和能源利用技術很難達到。

（3）當生產總值增長率為13%，單位GDP能耗維持不變時，攀枝花的總能源消耗量與生產總值呈現同步增長的狀態。2017年總能源消耗量為3172.046萬噸，2022年為1778.829萬噸，兩者分別為2012年的1.84倍和3.40倍。這種模式反映了攀枝花后期需要大量的能源，短期內能源儲存壓力較大。

（4）當生產總值增長率為14%，單位GDP能耗減少4%時，攀枝花的能源總量消耗的增長速度比生產總值的增長速度略低。2017年能源總量消耗為2772.764萬噸，2022年為4465.497萬噸，兩者分別為2012年的1.6倍和2.6倍。此種模式下攀枝花的生產總值增速較快，單位能耗平穩下降，屬于較為理想的狀態，但仍然需要努力提高能源的利用率。

（5）當生產總值增長率為13%，單位GDP能耗維持不變時，能源消耗總量和生產總值呈現正相關關系。2017年能源總量消耗為3314.904萬噸，2022年為6382.462萬噸，兩者分別為2012年的1.9倍和3.7倍。此種模式下的能源需求巨大，對攀枝花能源儲備造成巨大壓力。

3 國家層面經濟增長和能源消耗實證分析

3.1 數據搜集

本文數據的主要采集時間為2004—2016年，然后對這13年間的中國能耗與經濟增長間的脫鉤情況進行對比。對比的基礎數據是年GDP能源消耗量，根據基礎數據及t（單位GDP能耗下降率）、單位GDP能耗和g（GDP增長率），計算公式：

由以上公式得出2004—2016年的單位GDP能耗，以及2001年的g和t，將所有數據匯總為表5。

3.2 我國GDP與能源消耗脫鉤指數分析

據表5顯示，將我國2005—2016年的g和t分別代入公式（9）和公式（10），最終得出2005—2016年我國的能源脫鉤指數Dm[6]，結果見表6。

表5 中國2004—2016年能耗、g和t數據

表6 中國2005—2016年的能源脫鉤指數Dm

據表6中所示，我國11年間的能源消耗總量與GDP脫鉤情況顯而易見：

（1）大部分年份，我國Dm在0～1之間，達到了能源消耗與GDP的相對脫鉤，可以看出，在2005—2016年間我國的能源利用率相對有效，能源消耗與GDP相對脫鉤。

（2）在2005—2016年間，其中2005—2012年間脫鉤程度較高，但仍未實現相對脫鉤；在2007—2008年間Dm為負，介于-1～0之間，表示我國在此階段并未脫鉤。

依據Dm的定義，在經濟增長期，Dm與g成反比，與t成正比；在經濟下降周期，Dm與g、t成反比[7]。

根據表6提供的數據可以看出，我國在2005—2016年間Dm變化幅度很大，大致可分成三個階段：

階段1：下降階段（2005—2008年）。2005年我國Dm較高，國民經濟放緩，僅為8.31%，同年t為4.69%；在“十一五”期間，我國經濟發展速度很快，在此期間有大批工程項目施工，這意味著對能源的消耗很大，因此Dm快速下降，特別是在2007年和2008年，Dm達到底部，屬于未脫鉤狀態。

階段2：回升階段（2009—2012年）。在2009年，央行將財政政策調整為穩健，并進行一系列節能改革，大幅降低了t，Dm得以回升；“十二五”前半段，我國經濟持續增長，但Dm依舊增長，因此第一次提出單位能源消耗降低20%，作為約束性指標。

階段3：平穩階段（2013—2016年）。2013年Dm趨于穩定，與上年水平相當，表明政策調控能力趨于飽和，如想持續提高Dm，需進一步調整產業結構，提高資源利用率，出臺相應調控政策。“十三五”階段已開啟，就有不少新項目啟動，使能耗水平暫時上升。

4 綠色經濟發展戰略

4.1 促進產業結構升級

綠色經濟的發展依托中國工業企業科技活動的不斷革新，政府應通過減免稅收、貸款補貼等財政政策鼓勵工業企業積極轉型，由中國制造逐步邁入中國創造時代。企業應加強與高校的聯合科研，通過技術創新平臺促進產學研合作。在這個創新體系中，尤其在產學研合作體系不是很成熟的情況下，需要政府來打造合作集成的平臺，以降低引進國外先進綠色技術和本地研發過程的交易成本。

4.2 積極發展新能源產業

在綠色經濟的大背景下，新能源產業極具發展潛能，加快新能源產業的發展是實現生態文明的又一新方法，同時也是擴大內需，提高國際競爭力的重要手段。發展新能源產業，應將技術革新放在首位，加強新能源技術的研發，政府在金融、法律、政策等領域加以支持，為新能源產業的發展提供良好的生存空間。

4.3 建立和完善綠色信貸機制

綠色經濟與綠色金融體系相輔相成。由于發展綠色經濟，特別是發展新能源產業，需要大量資金，因此發展綠色經濟必須有綠色金融體系作為支撐。綠色信貸金融體系的完善保證了新能源產業發展資金的支持。同時，作為提供者，綠色金融體系能夠產生“篩選效應”，把污染企業逐漸從市場中“篩選”出去，并將資本通過市場化手段配置到采用清潔生產的企業中去。同時，金融市場具有杠桿效應，可以有效撬動社會各方資源，比政府的行政性補貼高效得多。

參考文獻：

[1]欒健,周玉璽,李明輝.基于IPAT方程的糧食生產與水資源投入量的脫鉤分析——以我國13個糧食主產省(區)為例[J].資源開發與市場,2016,32(4).

[2]戴鈺，劉亦文.基于IPAT模型的長株譚城市群經濟增長與能源消耗的實證研究[J].經濟數學，2009,(2).

[3]陸鐘武,王鶴鳴,岳強.脫鉤指數:資源消耗、廢物排放與經濟增長的定量表達[J].資源科學,2011,33(1).

[4]部婷婷,柏吉元.基于IPAT方程的資源型城市經濟發展的預測與分析——以山西省長治市為例[J].商,2015,(40).

[5]肖亮.基于IPAT模型的經濟增長與能源消耗實證研究——以攀枝花市為例[J].時代經貿,2014,(5).

[6]杜左龍,陳聞君.基于脫鉤指數新疆經濟增長與能源消費的關聯分析[J].新疆農墾經濟,2014,(11).

[7]陸鐘武,王鶴鳴,岳強.脫鉤指數:資源消耗、廢物排放與經濟增長的定量表達[J].資源科學,2011,33(1).