經(jīng)濟增長、能源消耗與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級關(guān)系的實證分析

宋寶琳，白士杰，郭 媛

（1.天津財經(jīng)大學(xué) 統(tǒng)計系，天津 300222；2.北京交通大學(xué)海濱學(xué)院 經(jīng)濟管理學(xué)院，河北滄州 061199）

0 引言

一直以來，中國經(jīng)濟高速發(fā)展，但是，高速經(jīng)濟發(fā)展的背后也暗藏洶涌。能源消耗量節(jié)節(jié)攀升，大氣污染久治不愈，生態(tài)環(huán)境屢遭破壞。粗放型的經(jīng)濟增長模式，以過度的資源消耗為基礎(chǔ)，嚴重的超越環(huán)境承載能力。雖然其對經(jīng)濟增長做出重要貢獻，但是這種不可持續(xù)的經(jīng)濟發(fā)展方式，必定會制約經(jīng)濟的可持續(xù)增長。基于此，能否有效利用能源資源，合理調(diào)整中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)經(jīng)濟穩(wěn)定持續(xù)增長和生態(tài)平衡的雙贏，對中國未來經(jīng)濟穩(wěn)定高質(zhì)增長至關(guān)重要。

在相關(guān)研究中，彭志龍等[1]認為經(jīng)濟快速增長必然增加能源消耗，雖然從總體上看，能源消耗慢于經(jīng)濟增長，但其仍然是經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定增長的推動力。從動態(tài)角度分析[2-4]，學(xué)者們都基于不同時期的時間序列數(shù)據(jù)對全國經(jīng)濟增長與能源消耗的關(guān)系進行研究，認為經(jīng)濟增長是推動能源消耗的主要因素。王仲瑀[5]利用脫鉤模型和Granger因果關(guān)系檢驗?zāi)Ｐ停贸鰧嵤┕?jié)能減排措施不會導(dǎo)致經(jīng)濟下滑的結(jié)論。也有學(xué)者認為經(jīng)濟增長會推動能源消耗量增加，能源消耗又會導(dǎo)致碳排放量增加進而造成污染環(huán)境[6，7]，反過來抑制經(jīng)濟增長。關(guān)于經(jīng)濟增長與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，韓立達[8]，柯軍[9]等學(xué)者基于時間序列數(shù)據(jù)對經(jīng)濟增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級以及其他變量之間的動態(tài)關(guān)系進行研究。而基于全國省際面板數(shù)據(jù)對經(jīng)濟增長與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級之間的研究較少，同時對經(jīng)濟增長、能源消耗以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級這三個變量聯(lián)合起來進行研究的文章更少。因此，本文利用2006—2015年全國30個省市（不包括西藏自治區(qū)）的面板數(shù)據(jù)，對上述三個變量進行研究，以期為中國的經(jīng)濟發(fā)展的政策制定和調(diào)整提供參考。

1 模型構(gòu)建、指標選取與數(shù)據(jù)來源

1.1 模型構(gòu)建

面板向量自回歸模型（PVAR模型）結(jié)合了VAR模型和面板數(shù)據(jù)的優(yōu)點，不僅降低了數(shù)據(jù)時間長度的要求，可以對不可觀測個體的異質(zhì)性實行有效的控制，還可以分析各變量受到不同沖擊時的動態(tài)反應(yīng)。本文旨在分析全國經(jīng)濟增長、能源消耗以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級之間的動態(tài)關(guān)系，因此采用面板向量自回歸模型（PVAR模型）進行研究。本文構(gòu)建的PVAR模型如下：

式（1）中，i代表各省市，t代表年份，k代表滯后階數(shù)，yi，t包含3個向量，分別為經(jīng)濟增長、能源消耗和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，ηi代表個體效應(yīng)向量，μt代表時間效應(yīng)向量，εi，t為隨機擾動項。

建立PVAR模型有三個主要步驟：（1）利用廣義矩估計方法（GMM）對相關(guān)系數(shù)進行估計；（2）通過脈沖響應(yīng)圖分析模型中某一變量的標準差沖擊對系統(tǒng)中每一個變量的當前期以及未來期的影響；（3）根據(jù)方差分解進一步度量不同擾動項對內(nèi)生變量波動的貢獻度。

1.2 指標選取與數(shù)據(jù)來源

本文重點研究全國各省市經(jīng)濟增長、能源消耗與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級之間的動態(tài)關(guān)系，參考已有的相關(guān)研究文獻，指標選取及說明如下：

經(jīng)濟增長指標（lngdp）：經(jīng)濟增長反映一個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平，本文選用各省市年度GDP來衡量該地區(qū)的經(jīng)濟增長。為消除異方差性，對其進行取對數(shù)處理，即為lngdp。

能源消耗指標（lnens）：本文選用各省市能源消耗總量來衡量該地區(qū)的能源消耗。同樣為消除異方差性，對其進行取對數(shù)處理，即為lnens。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級指標（indup）：本文參考車維漢[10]的做法，分別賦予第一、二、三產(chǎn)業(yè)不同的權(quán)重，再計算各產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)占比，最后算出各產(chǎn)業(yè)占比的加權(quán)和，即為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級指標（indup）。測算公式為I2×2+I3×3，其中Ii為第i產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)占比，即各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值除以總產(chǎn)值。

鑒于數(shù)據(jù)的可得性，本文選用2006—2015年全國30個省市（不包括西藏自治區(qū)）的數(shù)據(jù)作為研究樣本。數(shù)據(jù)主要來源于歷年《中國統(tǒng)計年鑒》和《中國能源統(tǒng)計年鑒》。所有數(shù)據(jù)均為年度數(shù)據(jù)。

2 實證分析

2.1 面板單位根檢驗

在實證分析前，需要對變量數(shù)據(jù)進行面板單位根檢驗，以防出現(xiàn)偽回歸或虛假回歸。且只有變量數(shù)據(jù)是平穩(wěn)的，才能構(gòu)建面板向量自回歸模型（PVAR）。本文采用LLC檢驗、IPS檢驗、Fisher ADF檢驗和Fisher PP檢驗四種單位根檢驗方法。這些檢驗的原假設(shè)均為變量存在單位根。表1統(tǒng)計了各變量的檢驗結(jié)果。由表1可知，lngdp、lnens、indup三個變量在四種單位根檢驗中有部分序列不平穩(wěn)，但經(jīng)過一階差分后，所有變量均為平穩(wěn)序列，也即三個變量為同階單整。

表1 各變量單位根檢驗

2.2 滯后階數(shù)選擇

在建立變量間面板向量自回歸模型之前，需要選擇最優(yōu)的滯后階數(shù)，滯后階數(shù)過長，會丟失較多的樣本數(shù)據(jù)，而滯后階數(shù)過短，則會使檢驗結(jié)果不可靠。本文將根據(jù)AIC、BIC、HQIC準則選擇最優(yōu)滯后階數(shù)。表2統(tǒng)計了運行結(jié)果。結(jié)果表明：最優(yōu)滯后階數(shù)為4階。

表2 滯后階數(shù)選擇結(jié)果

2.3 PVAR模型的廣義矩估計（GMM）估計結(jié)果

由上文的單位根檢驗可知，三個變量是同階單整，可以建立PVAR模型，且最優(yōu)滯后階數(shù)為4階，因此建立4階PVAR模型，通過GMM估計得到結(jié)果如表3所示。

表3 PVAR模型估計結(jié)果

由表3可知，能源消耗（d_lnens）的滯后1期對當期的經(jīng)濟增長有正向影響，而滯后2、3、4期都對經(jīng)濟增長有負向影響。表明在現(xiàn)有能源消耗模式下，能源消耗量的增加會抑制經(jīng)濟增長。而經(jīng)濟增長（d_lngdp）的滯后1期對能源消耗有顯著的正向影響，但滯后2期則表現(xiàn)為顯著負向影響，說明經(jīng)濟增長是拉動能源消耗的原因，但隨著經(jīng)濟持續(xù)增長，長期來看，可以有效抑制能源消耗量的增加。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級在滯后4期對能源消耗有顯著負向影響，而前3期不明顯，意味著隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的不斷深化，可以降低能源消耗量。

由于PVAR模型是動態(tài)模型，單個變量系數(shù)的意義很難解釋，且某個變量的變動對其他變量的影響很難確定，因此為了進一步說明各個變量之間的動態(tài)關(guān)系，需要從PVAR模型的脈沖響應(yīng)函數(shù)進行分析。

2.4 脈沖響應(yīng)函數(shù)

脈沖響應(yīng)函數(shù)研究的是模型中某一變量的標準差沖擊對系統(tǒng)中每一個變量的當前期以及未來期的影響。本文使用蒙特卡羅（Monte Carlo）模擬200次得到脈沖響應(yīng)圖，如圖1所示，中間曲線表示IRF點估計值，上下兩側(cè)曲線表示95%置信區(qū)間的邊界，橫軸表示滯后期數(shù)。

圖1 脈沖響應(yīng)圖

根據(jù)圖1所示的脈沖響應(yīng)圖可以分析各個變量在某一個變量的標準差沖擊后的動態(tài)反應(yīng)。

對于經(jīng)濟增長（d_lngdp），當受到自身的沖擊時，當期會達到正向最大值，隨后這種影響會逐漸減小直至消失。當受到能源消耗（d_lnens）的沖擊時，經(jīng)濟增長在第一期會有正向反應(yīng)，但很快會產(chǎn)生負向反應(yīng)，且在第三期達到負向最大，隨后這種影響逐漸減小，但依然處于負向影響。表明在資源限制條件下，維持現(xiàn)有的能源消耗標準，將會對經(jīng)濟發(fā)展有阻礙作用，因此要調(diào)整能源消耗模式，提高能源利用效率，才能使中國未來經(jīng)濟更好發(fā)展。當受到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級（d_indup）的沖擊時，經(jīng)濟增長在前兩期反應(yīng)不明顯，之后會有小幅度的負向反應(yīng)。這種反應(yīng)符合中國當前的經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀，中國處于工業(yè)發(fā)展的中后期，產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點由第二產(chǎn)業(yè)向第三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變，在經(jīng)濟新常態(tài)下，這種產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級會對經(jīng)濟增長產(chǎn)生一定負向沖擊。

對于能源消耗（d_lnens），當受到自身的沖擊時，當期會達到正向最大值，隨后會迅速降到負值。當受到經(jīng)濟增長（d_lngdp）的沖擊時，能源消耗會產(chǎn)生正向反應(yīng)，但這種正向反應(yīng)會逐漸下降，并在第三期之后，能源消耗的反應(yīng)在正負之間小幅度波動。表明，經(jīng)濟增長是能源消耗增加的主要原因，但隨著經(jīng)濟的不斷增長，能源消耗量會逐漸減小。當受到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級（d_indup）的沖擊時，能源消耗在前兩期的反應(yīng)不是很明顯，之后會產(chǎn)生負向反應(yīng)。表明隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的進程逐漸加深，會降低能源消耗量，因為能源的大量消耗主要來自第二產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級將發(fā)展重點由高能耗的第二產(chǎn)業(yè)向低能耗的第三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，會有效改善中國的能源消耗現(xiàn)狀。

對于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級（d_indup），當受到自身的沖擊時，當期達到最大正向反應(yīng)，隨后影響迅速減小，但依然處于正向反應(yīng)。當受到經(jīng)濟增長（d_lngdp）的沖擊時，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級會產(chǎn)生負向反應(yīng)，但在第二期以后，這種負向反應(yīng)會迅速減小到零，直到第六期之后，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級開始產(chǎn)生正向反應(yīng)。表明在最初階段，中國的經(jīng)濟增長并未促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，說明中國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大多是被動式進行，但從長期來看，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷加深，各產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)模式的不斷完善，使得中國經(jīng)濟增長可以內(nèi)生的促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。當受到能源消耗（d_lnens）的沖擊時，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級當期會產(chǎn)生負向反應(yīng)，但隨后會在正負之間波動，反應(yīng)不是很明顯。

3 結(jié)論

本文基于2006—2015年全國30個省市的面板數(shù)據(jù)，對經(jīng)濟增長、能源消耗以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級三個變量構(gòu)建PVAR模型，根據(jù)脈沖響應(yīng)函數(shù)分析變量間的動態(tài)關(guān)系，實證結(jié)果如下：經(jīng)濟增長需要消耗大量的能源資源，尤其是第二產(chǎn)業(yè)，因此當能源投入增加時，第二產(chǎn)業(yè)能夠迅猛發(fā)展，從而帶動經(jīng)濟增長，但第二產(chǎn)業(yè)大多為高能耗的產(chǎn)業(yè)，伴隨著能源的開采和在使用過程中污染物的排放，會對經(jīng)濟增長造成負面影響，尤其在當今能源緊缺、環(huán)境污染的背景下，能源過度消費對經(jīng)濟增長帶來的負面影響已經(jīng)超過正面影響，最終從長期來看，能源大量消費會阻礙經(jīng)濟增長。這從脈沖響應(yīng)圖也可以反映出來，當經(jīng)濟增長受到能源消耗的沖擊時，短期會產(chǎn)生正向反應(yīng)，但從長期來看，會有負向反應(yīng)。

隨著粗放型經(jīng)濟增長方式的弊端逐漸顯露，中國將工作重心逐漸由高能耗的第二產(chǎn)業(yè)向低能耗的第三產(chǎn)業(yè)過度，但在初期，這種結(jié)構(gòu)調(diào)整大多為被動式調(diào)整，因此經(jīng)濟增長對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級并沒有表現(xiàn)出促進作用。隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，中國居民生活水平逐漸提高，使得人們對服務(wù)業(yè)的需求日益增加，從而促進了第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展，這也是從長期來看，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對經(jīng)濟增長的沖擊有正向反應(yīng)的原因。同時，由第二產(chǎn)業(yè)向第三產(chǎn)業(yè)傾斜的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，也會降低能源消耗量。