新疆省能源消費與經濟增長的相關分析

（新疆財經大學應用數學學院，烏魯木齊市，830012) 馬 聰

1 引言

在古絲綢之路的線路圖中，有近五千公里的路途在今天的新疆，對于地處亞歐大陸腹地的新疆而言，“一帶一路”倡議賦予了獨特的優勢，使之成為向西開放的核心區和重要窗口。長期以來，新疆省在能源資源方面占據獨特的優勢，石油和天然氣的儲量分別占到了全國油氣資源量的20%和32%，淺層煤的儲量占全國40%，截止2015 年，新疆已基本建成了橫貫東西，南北聯通，調度靈活的油氣管道干線網，加速和促進了新疆向國內外的能源輸送。

能源消費與經濟增長的關系成為越來越多學者廣泛關注的話題[1-2]。2011年，吳敬銳等認為新疆經濟增長模式屬于粗放型，建議實行多元化能源消費結構戰略[3]。2012 年，宋梅等運用改進的C-D 生產函數及能源利用效率研究了新疆經濟增長與能源消費的關系[4]。2012 年，加納古麗用灰色關聯法分析了新疆居民收入與生活能源消費的關系[5]。2014 年，Xu J H 針對減排政策，提出了能源轉換效率的提高分解方法[6]。2015 年，關雪凌認為中國城鎮經濟與能源消費間總體呈現“弱脫鉤”[7]。然而，大部分學者對于新疆省能源消費和經濟增長關系的研究比較少，特別是脫鉤方面。利用灰色關聯度分析方法對新疆經濟增長與能源消費的各項指標進行關聯度排序，得出與經濟增長關聯度最高的是水電風電等其他能源消費，煤炭次之。主要的創新點在于以Tapio 脫鉤模型作為理論基礎，通過人均能源消費總量、人均GDP 相結合的理念進行研究，更深入全面的分析新疆省能源消費與經濟增長的脫鉤問題。

2 相關性分析

能源消費總量（單位：萬噸標準煤）是一定時期內消費的各種能源之和，用Energy表示；人均生產總值（單位：元/人）代表經濟能力，用RGDP 表示。文章選取了新疆省1990～2017年能源消費總量和人均生產總值的數據，數據均來自《新疆維吾爾自治區統計局》。為避免時間序列數據因數據不平穩造成的相關性分析不理想，在相關性分析之前首先進行平穩性檢驗。

2.1 平穩性檢驗

對1990～2017 年Energy 和RGDP的數據進行時序圖分析，由圖1 可以看出，Energy和RGDP呈上升趨勢，說明Energy和RGDP 序列不平穩。

圖1 時間序列圖

非平穩的時間序列數據進行差分處理以實現平穩，對Energy 和RGDP 進行單位根檢驗（表1 和表2），結果表明Energy和RGDP的原序列、一階差分序列均為非平穩序列，在5%的顯著性水平下，二階差分序列通過了單位根檢驗。

表1 Energy 的ADF單位根檢驗結果

表2 RGDP 的ADF單位根檢驗結果

2.2 協整檢驗

采用協整檢驗進行分析兩者是否存在長期關系。進行協整檢驗時首先要滿足同階單整，Energy和RGDP 滿足這一條件。協整檢驗的基本表達式為：假設和 yt都是d 階單整，則回歸函數數學表達式如下：

回歸方程的殘差序列ADF 檢驗結果見表3，在1%的置信水平下通過顯著性水平檢驗，Energy和RGDP 存在長期的穩定關系。

表3 殘差序列的ADF檢驗結果

2.3 格蘭杰因果檢驗

協整檢驗可以看出Energy和RGDP有長期穩定的關系，為進一步檢驗能源消費與經濟增長變量之間的因果關系，采用格蘭杰因果檢驗方法。本文對二階差分的能源消費總量和人均生產總值進行檢驗。當拒絕零假設時說明兩變量之間存在著格蘭杰因果關系。從表4可以看出，滯后三階時，能源消費總量是人均生產總值的單項因果關系，滯后四階時，能源消費總量與人均生產總值互相影響顯著，兩者之間存在雙向因果關系。

3 灰色關聯分析

為更加準確的研究分析各項指標與經濟增長的親疏次序和相互的關聯程度，通過灰色理論中的灰關聯分析方法，對其發展變化系統的動態過程進行量化分析。以RGDP為參考序列，煤炭消費總量x1、石油消費總量 x2、天然氣消費總量、水電風電等其他能源消費總量 x4為比較序列。具體步驟如下[8-9]：

表4 Granger因果關系檢驗結果

（4）計算灰色加權關聯度，灰色加權關聯度的公式為：

表5 經濟增長與能源消費關聯度匯總

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017關聯度排序0.5 519 0.7 710 0.7 289 0.7 585 0.7 333 0.6 760 0.6 792 0.6 795 2 0.4 145 0.3 941 0.3 652 0.3 333 0.3 591 0.4 334 0.6 260 0.5 297 4 0.3 640 0.3 333 0.3 899 0.8 054 0.6 457 0.7 043 0.7 043 0.6 087 3 0.9 980 0.7 596 0.4 378 0.4 529 0.6 333 0.7 918 0.7 609 0.78 437 1

4 能源消費與經濟發展的脫鉤分析

4.1 Tapio脫鉤模型

隨著科技進步、能源效率的大幅提升、能源結構發生的變化，以及人們對生態環保意識的不斷增強，為了進一步研究分析經濟的可持續發展，推進節能減排，利用Tapio 脫鉤模型研究新疆省能源消費與經濟增長的脫鉤指數，將人均能源消費量RE（單位：噸標準煤/人）作為能源消費的指標，人均GDP 作為經濟發展的指標，根據Tapio 脫鉤指數理論[10-11]，能源消費與經濟發展的脫鉤指數如下：

Tapio 脫鉤模型將能源消費與經濟增長的脫鉤程度分為8種狀態，8個狀態對應8個等級，1級代表強脫鉤，2級代表弱脫鉤，3級代表增長連接，4級代表增長負脫鉤，5 級代表弱負脫鉤，6 級代表衰退連接，7 級代表衰退脫鉤，8 級代表強負脫鉤。劃分方式見圖2:

圖2 Tapio脫鉤狀態分類

以上8個狀態中，強脫鉤為最優狀態，此時能源消費總量的差分為負，經濟增長的差分為正，既保證了經濟的增長也確保了能源消費對環境破壞的減少；強負脫鉤為最不利狀態，能源消費總量為正，經濟增長不斷減弱，此時經濟增長下降而能源消費增長，對環境造成很大的危害；其中，弱脫鉤為比較有利狀態，此時能源消費總量的增量小于經濟增長的增量，說明經濟增長在一定程度上不依賴于能源消費；增長負脫鉤為比較不利狀態，這時能源消費總量的增量大于經濟增長的增量。

4.2 脫鉤狀態分析

經濟增長與能源消費的脫鉤計算結果見表6：

表6 1990～2015年新疆省經濟增長與能源消費總量脫鉤結果

從時間趨勢上看，1990～2000年之間，經濟增長和能源消費一直在第一、二象限保持正的增長趨勢，特別是在1997年和1999年達到最好狀態“強脫鉤”。能源消耗量持續增長是導致未能實現脫鉤的主要原因，2000 年，新疆省響應國家號召，實施“西氣東輸”戰略，這一舉措大大加快了新疆的經濟發展，帶動了新疆的經濟發展，從而造成能源消耗的大幅增加，這是產生弱脫鉤的長期原因；隨著中國2001 年正式加入WTO，我國對能源的需求急速上漲，新疆作為能源輸出的大省，大力開發煤炭、天然氣等能源資源，使得“增長負脫鉤”和“增長連接”的狀態難以得到改善，2001 年～2008 年脫鉤指數為弱脫鉤、增長連接，這兩個脫鉤狀態均在第一象限，即經濟和能源消費量都不同程度的在增長，這是能源戰略改革的好趨勢。2008 年，受國際油價影響，紐約商品交易所布倫特原油現貨價格跌幅達55．5%，導致全國能源價格及副產品價格均大幅下降，能源消費量雖然還在增加，但GDP受油價影響并沒有大幅增長，這是導致脫鉤持續處于第一象限的短期原因。隨著“一帶一路”建設的深入推進，經濟發展呈現出全面開花的局面，至2015和2017年，經濟增長與能源消費量表現出狀態最佳的強脫鉤狀態，說明經濟增長的速度已超過能源消費量的速度，已經基本實現脫鉤。同時，隨著十三五規劃、西部大開發的全面開展，新疆作為一個經濟發展核心省份，加之新疆石油儲量較大、1000～2000m 煤炭儲備占據全國主導地位、以及目前沿海LNG接收站的全面投產、風能的開發殆盡，能源消費和經濟增長今后是否能完全實現脫鉤還有待研究。

5 結論及建議

通過格蘭杰因果檢驗可知新疆省能源消費與經濟增長有著長期穩定的關系，二者互相影響，通過灰色關聯分析新疆省能源消費總量經濟增長的灰色關聯度，水電風電等其他能源與經濟增長關聯度做大，煤炭次之，進一步，利用Tapio 脫鉤模型對人均能源消費與人均生產總值的脫鉤指數進行計算，得出結論，2017 年新疆省能源消費與經濟增長基本實現強脫鉤，并針對產生原因、長期因素、短期因素等方面進行了研究分析。近年來，隨著國家各項節約能源的政策提出，為了持續達到強脫鉤的狀態，給出幾點建議：

（1）新疆省作為我國最大的能源儲備區和溝通中亞的樞紐，在當今中美貿易戰的嚴峻形勢下承擔著重大使命，應大力發展可再生能源，優化新疆能源結構，提高清潔能源在能源結構中的比重。

（2）加強“三基地一通道”的效率。應提升能源資源外送能力，廣泛開展對周邊國家的能源貿易，以確保我國常規戰略資源儲備；其次，中國內地經濟發達省份是能源的主要需求者，應逐步提升新疆與內地經濟發展的互補性、依存度，全面提升運輸能力，盡可能的避免需求城市能源短缺，以及開發過多供大于需的現象發生。

（3）應大力打造大型風電和光伏清潔能源基地建設，加快發展煤化工實現煤炭資源轉化，以實現清潔、綠色、環保、可持續的發展。

（4）政府應鼓勵企業進行轉型升級，給與能源供應商一定的政策，使能源型企業主動融入新疆長遠發展。