中國能源消費總量與GDP的關系分析

張建行

一、經濟環境分析

(一)國內經濟背景

自從改革開放以來，中國國力不斷增強，相應的GDP 不斷在增長。 但是中國人口基數大，GDP 的飛速增長能在一定程度上意味著經濟的繁榮，雖然這其中還需要考慮其他很多方面。 本文將采用36 年的GDP 數據來定量代表經濟發展水平。

另一面，最近幾十年里能源消費總量也在年年升高，幾乎呈爆發式增長，這是各行各業生產和生存所必需的。 正是因為市場的繁榮才能帶來能源消費總量飛速增長。 而經濟增長的表現可以在一定程度上理解為GDP 的增長。 再結合中國的國情，GDP 與能源消費總量可能存在密切關系。 或者說，可以粗略地認為GDP 的增長促進了能源消費的增長，畢竟中國國民生產是離不開能源消耗的。

(二)國內經濟問題

雖然中國的能源消耗總量和GDP 飛速增長，但是中國經濟配置仍舊不合理，產業結構仍舊不夠優化，資源配置有待提高，例如中國大量的實業集中在房地產領域。 在這種情況下，能源消費總量和GDP 之間的關系變得不確定。 反過來說，這兩者的關系也可以看出國內經濟的資源配置效果如何、產業結構是否合理等。

二、文獻綜述

對于GDP 與能源消費總量之間關系的研究這一問題，許多學者都對此做出了詳細的討論。 劉偉運用統計學和計量經濟學的知識，從橫向和縱向兩大方面，對我國能源消費與GDP 的關系進行了詳細的研究，得出了GDP 的增長是能源消費的格蘭杰成因，以及能源利用率仍然偏低的結論。 杜建麗等將GDP 和能源消費總量各自分為四個周期，將他們的IMF 分量進行對比，發現能源消費和GDP 是相互依賴的，并且明確了能源的發展要以經濟增長為前提。 吳巧生等選取了中國各省1986～2005 年的數據，運用面板單位根、異質面板協整和基于面板的誤差修整模型重新檢驗中國能源消費和GDP 的關系，實證結果表明中國總體的能源消費和GDP 有雙向因果關系。 車樹芹對新近發展起來的面板數據方法對我國的經濟增長和能源消費量的關系進行了論證，主要是考慮了面板模型綜合了時間序列和截面序列的特征，增加了可以利用的信息量，對所研究的變量之間的關系將會變得更加清楚明了，其中，在研究變量之間的因果關系時，為了防止為回歸的出現，車樹芹分別對每個變量進行了單位根檢驗，分析變量間的協整關系時又運用了協整檢驗分析，最后又用到了Granger 因果檢驗得出了變量間的因果關系，發現了東部地區存在短期單向因果、長期無因果的關系。 而西部地區則是短期雙向因果關系，到了長期則是兩者同向增長。張文璽利用中日韓三國的數據來研究能源消費與GDP 之間的關系，分別建立靜態和動態的框架，發現了GDP 對三國能源消費總量的關系均是正相關，其中，第二產業對能源消費的影響較高。 在文章的最后，還給出了中國應該借鑒日韓的經驗，轉變經濟的增長方式，建立能源與經濟、環境協調發展的政策保障體系和管理程序。 鄢瓊偉和陳浩運用了協整分析、格蘭杰因果分析與自回歸等數學方法分析認為，經濟總量對能源消費總量的短期影響大于長期影響，而能源消費總量的增減對GDP 沒有顯著影響，在文章的最后也給出了如何滿足我國經濟增長對能源的需求，如何提高能源的利用率。

本文充分參考了上述幾位學者成果的獨到之處，又利用了最新的數據，在文中給出了具體的數據分析結果以及詳細的模型關系式。 這將會更加直觀地反映能源消費總量與GDP 之間的關系。 這也是本文相對于其他文章的創新之處。最后本文結合最新的具體國情給出了不一樣的觀點，同時又緊扣本文所得出的數據結論。

三、研究思路

本文先基于時間序列分析，檢驗序列的平穩性，具體思路如下：

首先，利用ADF 檢驗序列的平穩性；然后，利用Var 模型得到最優滯后階數；接著，利用Johansen 協整檢驗判斷出存在的協整關系；最后，利用Granger 因果檢驗，判斷出兩個變量的因果關系。

檢驗出序列的平穩性，就可以建立回歸模型。 本文則建立了普通最小二乘估計回歸模型和帶有虛擬變量的非線性回歸模型，兩個模型經過對比，從而可以判斷出哪個模型更能說明兩者之間的關系。

四、描述性統計分析

本文借助1980 年到2015 年這36 年間的能源消費總量與GDP 的數據，分析這一經濟問題，其中能源消費總量的單位是萬噸標準煤，GDP 的單位是億元。 在這里，借助EViews軟件分析這兩個數據間的特征。 這兩組時間序列的特征如圖1 所示：

圖1 能源消費總與GDP 時間序列特征

根據GDP 和能源消費總量兩者的線形圖，可以粗略地說明能源消費總量和GDP 是同步上升，但是到了最近幾年，能源消費總量增速變緩，但是GDP 依然保持強勁地增長。

再根據描述性統計具體值，可以看出能源消費的均值為178378.8，中位數為 135193.5；GDP 的均值為 166163.8，中位數為82455.25。 因此，需要對數據進行標準化處理。

五、模型的建立和估計

根據前面的描述性統計分析，本文建立的模型是研究能源消費總量與GDP 之間的關系，這些數據都是來自國家統計局。 但是由于數據都偏大，為了減少異方差性，本文對數據進行對數處理。

(一)時間序列的分析檢驗

對于時間序列的研究，應該首先檢驗其穩定性，通常運用的方法有：DF、ADF 檢驗和 PP 檢驗。 本文選擇 ADF 檢驗，通過多次檢驗，發現在二階差分條件下，ADF 統計量的值為-25.40，顯著小于1%置信水平下的ADF 值，并且P值小于1%，說明拒絕原假設，不存在單位根，通過了ADF 檢驗，說明能源消費與GDP 是二階差分平穩的。

為了運用Granger 表述定理，應該先用Var 模型判斷最優滯后階數。 根據上述判斷結果，則可以借助EViews 軟件確定最優滯后階數為5。 根據Granger 表述定理，Johansen 協整檢驗的滯后階數為5-1＝4，在5%的顯著水平下，能源消費總量和GDP 之間有一個協整關系。

對這兩個變量進行Granger 因果關系檢驗，通過EViews軟件求得數據說明這兩個變量存在單向因果關系，即GDP可以解釋能源消費總量，反之，能源消費總量不可以解釋GDP 的增長。

(二)線性回歸模型的建立和分析

為建立最小二乘估計的線性回歸模型，在命令行輸入：ls lnEC c lnGDP，得到最小二乘估計的方程為：

lnEC＝7.764955+0.374495lnGDP

由輸出的結果可以發現，DW 統計量為0.09，說明隨機誤差項存在序列相關，并且根據圖2 判斷數據擬合效果，發現模型在橫坐標為20 處殘差最大。 因此擬合效果不理想，此模型的可信度不高。

圖2 線性回歸隨機誤差序列

(三)帶虛擬變量的非線性回歸模型的建立和分析

在圖2 中，可以看出數據在橫坐標為20 時，殘差最大。根據計量經濟學的理論背景，這里需要引入虛擬變量d1。 本文將1980 年到 1999 年數據的 d1 值設置為0，將2000 年到2015 年的d1 值設置為1，這樣便構建了GDP 對能源消費總量的時間斷點模型。

經過多次測試，找到了合適的虛擬變量方程，在命令窗口輸入：ls lnEC c lnGDP lnGDP2d1 d1×lnGDP d1×lnGDP2d1×lnGDP3，得到非線性回歸方程為：

lnEC＝3.56+1.32lnGDP-0.052lnGDP2-176.91d1+41.34d1×lnGDP-3.25d1×lnGDP2+0.09d1×lnGDP3

根據結果所示，R值為 0.998，DW 值為 1.64，所以該帶有虛擬變量的非線性回歸模型的擬合效果較好。

(四)模型比較

根據兩個模型的DW 統計量，帶有虛擬變量的非線性回歸模型擬合效果好。 為了進一步印證這個事實，觀察標準誤的大小，線性回歸方程中的標準誤為0.13，非線性回歸方程的MES 為0.03。 因此驗證了應該采用帶有虛擬變量的非線性回歸模型。

六、模型結果分析

根據Grander 因果關系的結果，可以看出能源消費總量的增長并不能帶動GDP 的增長，這說明如果持續依賴能源粗獷型的經濟發展模式，將不能拉動我國經濟的增長，這一點結論和以往并不太一樣，可能因為GDP 的發展速度已經不能由粗獷的能源消費帶來增長。 而拉動經濟增長的方式之一，就是進行產業升級，將資源密集型產業轉換為技術密集型產業，在各個地區分別發展自己的特色產業，加快淘汰落后產業，并適應新型工業化和居民消費結構升級的新形勢，大力發展商貿、物流、文化、旅游等第三產業。

通過非線性回歸方程，發現在2000 年之后，能源消費總量隨GDP 的升高而增加的更多。 這說明在2000 年之后，中國能源消費結構得到了一定程度的優化。 相比于在此之前的20 年，2000 年以后能源消費的提升將依賴更少的GDP，這可能與我國在2000 年實行的政策有關系，說明在2000 年以后中國的經濟迅速發展的確帶來了能源消費總量的大幅度提升，能源消費的增加也揭開了經濟繁榮的序幕。

七、合理建議

(一)轉變經濟發展方式

目前，我國經濟發展的弊端就是資源利用效率不高，這無疑造成了資源的浪費，反映在數據上便是造成了能源消費總量的無效增大，導致了GDP 促進能源消費的虛假增長。 解決這類問題的辦法是需要為國內企業大力引進西方的先進技術，及時淘汰落后產業，升級新型產業，利用更加先進的能源消費方式。 這樣不僅能更加有效地利用已有的能源，而且還能提高企業利潤，為企業帶來更大的發展。 當然，前期的改革可能會導致一時的困窘，但是從長遠看來，這其中的收益將會是無限的，所以，國內企業應該把眼光放的長遠一點，爭取早日轉型成功，這樣我國經濟將會有更大的發展空間。

(二)優化資源分配

現在國內產業都集中在房地產上，造成了資源分配不合理的情況，在這種情況下，雖然能源消耗總量在逐年上升，但它只是由房地產業在促進著其快速增長，并不能代表整個GDP。 況且這樣的發展是畸形的、是不健康的。 因此，政府應該主導產業資源配置結構，對高新技術產業應該大力扶持，防止資源大力傾斜于房地產業。 當然，只有國內產業能夠更好地協調發展，這樣經濟的增長才能代表GDP 的增長，才能代表與能源消費總量的關系。

(三)淘汰落后產能企業

在如今，新興企業如雨后春筍般出現在市場中。 一些企業為了節省成本，購置了一些已經被市場淘汰的設備進行生產。 在這種情況下，不僅僅暗地提高了企業的成本，而且也加重了社會的負擔，畢竟很多資源都是不可再生的。 因此，必須要對落后企業進行嚴厲排查，堅決不能一任放縱這些企業對社會造成危害。 同時，政府也應該大力宣傳提高高新技術產業水平，只有這樣，那些落后企業才能被市場自動地淘汰出去。 總的來說，作為一個飛速發展的經濟體，理想的社會應該是不斷淘汰落后企業，爭相向高新技術產業靠攏的，只有這樣，我國的能源消費才能更加合理。

(四)引進新能源

能源是不可再生資源，能源消費量大幅度增長并不一定是好事。 此時，就需要政府大力引入新能源，或者大力支持新能源的開發工作。 只有這樣，節省下來的新能源才能更好地發揮其作用。 比如，煤和石油的使用加大了資源的負擔，而將其轉變為可再生資源使用，將會對環境產生積極的影響。 除此之外，新能源一般會比普通能源要便宜，本著節約社會成本的角度，引入新能源再合適不過。