能源消費與中國經濟增長關系的實證分析

劉海鶯，趙 瑩

（遼寧大學 經濟學院，沈陽 110036）

能源消費與中國經濟增長關系的實證分析

劉海鶯，趙 瑩

（遼寧大學 經濟學院，沈陽 110036）

文章利用格蘭杰因果關系檢驗及協(xié)整分析，對中國經濟增長與能源消費之間的動態(tài)關系進行了實證分析，定量揭示出經濟增長對能源消費的依賴性，并據(jù)此結論提出了相關的政策建議。

能源消費；經濟增長；格蘭杰因果關系檢驗；協(xié)整分析

“十二五”規(guī)劃草案強調，我國面臨新型工業(yè)化和建設資源節(jié)約型社會的發(fā)展要求，面臨世界范圍內能源生產和消費市場的激烈競爭和資源環(huán)境安全問題的嚴峻挑戰(zhàn)，在這一背景下，研究能源消費與經濟增長的關系具有重要的意義，將成為我國制定和選擇正確發(fā)展戰(zhàn)略和經濟政策的重要依據(jù)。因為如果經濟增長和能源消費之間存在單向的因果關系，意味著能源儲備和經濟增長是不矛盾的，前者可以在不影響后者發(fā)展的條件下實現(xiàn)。本文運用近20年我國相關變量的樣本數(shù)據(jù)，通過建立計量經濟模型對我國能源消費與經濟增長之間是否存在長期的均衡關系及因果關系進行實證分析。

1 能源消費與經濟增長的關系的動態(tài)分析

1.1 變量選取與數(shù)據(jù)說明

在對我國能源消費與經濟增長關系的研究中，能源消費以我國各年度的能源消費總額表示(單位：億元)，記為ENC；經濟增長以我國各年度的國內生產總值表示(單位：億元)，記為GDP。為了剔除價格波動的影響，采用以1990年物價水平為基期的對各年的能源消費總額和國內生產總值總額進行調整。

本文分析所用的樣本數(shù)據(jù)為1990～2009年的年度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》。由于時間序列經濟數(shù)據(jù)中通常存在異方差現(xiàn)象，為消除數(shù)據(jù)中存在的異方差，可以通過對所有變量的實際值取自然對數(shù)，這種變換后的數(shù)據(jù)不會影響原變量間的長期穩(wěn)定關系和短期調整效應。對國內生產總值和能源消費總額兩個變量取自然對數(shù)后分別記為LnENCt，LnGDPt，其相應的一階差分序列記為△LnENCt，△LnGDPt，二階差分序列記為 lnENCt～I(2)，lnGDPt～I(2)。

1.2 單位根檢驗

檢驗中國經濟增長與能源消費的關系需要采用兩個步驟，第一步是驗證兩個變量之間是否存在長期協(xié)整關系，第二步是研究兩個變量之間是否具有因果關系。

首先對數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性進行檢驗，單位根檢驗是一個檢驗平穩(wěn)性的常用的方法。為進行嚴格的單位根檢驗，假定：

這里，yt代表時間序列，在本文中是ln(GDP)和ln(EPC)，xt代表可選擇的外生變量，ρδ是兩個需要估計的參數(shù)，et表示白噪聲。采用最小二乘法對方程1進行估計。這里△代表一階差分方程，α=ρ-1，et是零均值、方差固定的誤差擾動項。采用t檢驗，如果α=0，則y是非平穩(wěn)的時間序列，變量隨著時間增加。在這種情況下，這個時間序列需要通過差分的方法解決平穩(wěn)性問題。采用單位根檢驗分析時間序列l(wèi)n(GDP)和ln(ENC)（結果見表1）。單位根檢驗的結果顯示，經濟增長和能源消費兩個時間序列是穩(wěn)定的，可以采用Granger因果檢驗方法進行驗證。

1.3 協(xié)整檢驗

協(xié)整檢驗的常用方法有E—G(Engle—Granger)兩步檢驗法和約翰森(Johansen)檢驗法。多變量之間的協(xié)整關系，使用基于向量自回歸模型的約翰森(Johansen)檢驗法，而檢驗兩變量之間的協(xié)整關系通常采用E-G兩步法。由于lnENCt與lnGDPt均為二階單整序列，符合E—G檢驗法的前提條件，故采用E-G檢驗方法進行檢驗，EG檢驗分兩步，第一步建立含有常數(shù)項的協(xié)整回歸模型：這里，α和β表示回歸系數(shù)的估計值。Yt、Xt分別表示lnENCt和lnGDPt，εt表示回歸的殘差項。回歸的結果是：

回歸結果顯示，GDP增量對能源消費增量的解釋超過99%，擬合優(yōu)度非常高，而DW為2.166，模型不存在一階自相關。

第二步檢驗回歸的殘差是否有單位根，若εt~I(0)，即為平穩(wěn)序列，則變量之間存在協(xié)整關系。對殘差序列 εt=lnENCt-3.3455-0.46lnGDPt進行ADF檢驗結果如表2。

由于檢驗統(tǒng)計量的樣本值小于給定顯著水平下的臨界值，可以認定殘差序列為平穩(wěn)序列，則能源消費與經濟增長之間存在長期的穩(wěn)定關系。

表1 單位根檢驗結果

表2 殘差序列ε的ADF檢驗結果

表3 格蘭杰因果關系檢驗結果

1.4 格蘭杰因果檢驗

結合上述的分析，每單位資本的生產的GDP與每單位資本需要的能源消費之間的因果關系可以通過Granger因果檢驗來驗證。在這里，應用Granger因果檢驗，核心是檢驗當期的ln(GDP)和ln（EPC）在多大程度上能夠被前期的ln(GDP)和ln（EPC）來解釋，是否需要增加 ln(GDP)和 ln（EPC）的滯后變量。因此，因果關系分析可以用以下的兩個回歸分析來估計：

這里，m代表滯后期，滯后期的選擇應以時間序列能夠準確預測的最長時間為原則。

從Granger因果檢驗來看，檢驗ln(GDP)與ln(ECP)之間是否存在因果關系就是要根據(jù)兩個回歸方程結果中參數(shù)v1i與v2i的F檢驗的顯著性來判斷。由單位根檢驗結果可知，lnGDP與lnENG的二階差分形式為平穩(wěn)時間序列，因此可繼續(xù)檢驗二者之間是否具有因果關系。運用Eviews分析軟件，采用Granger因果關系檢驗，結果見表3。

由表3的檢驗結果可知，對于原假設“國內生產總值不是引起能源消費變化的Granger原因”檢驗值大于臨界值，犯第一類錯誤的概率僅為0.01879。對于原假設“能源消費不是引起國內生產總值變化的Granger原因”檢驗值小于臨界值，犯第一類錯誤的概率高達0.54408。因此，國內生產總值是引起能源消費變化的Granger原因。

2 結論及啟示

本文核心是驗證我國能源消費與經濟增長之間是否存在因果關系，從上述實證檢驗中，我們證明了我國經濟增長與能源消費具有因果關系，且表現(xiàn)為單向因果關系的結論。對我們的啟示是：

（1）通過采用Granger因果檢驗得到相關的結論表明，我國的經濟增長嚴重依賴于能源的消費，這與我國正在進行的工業(yè)化進程相符。我國近年來經濟增長迅猛，與此同時，對能源的需求日益增加，自1993年成為石油凈進口國以來，石油進口量持續(xù)增長，2004年對外依存度達到近十年的最大值47.5%，2005年有所下降，仍在40%以上。石油進口規(guī)模的不斷增加勢必使我國經濟受制于石油出口國，也給我國經濟安全帶來一定的威脅。能源消費對經濟增長的作用也越來越明顯，例如能源消費量較大的重化工業(yè)正日益占據(jù)主要的地位，2005年中我國重化工業(yè)對工業(yè)的貢獻率超過 70%，對GDP的貢獻率接近50%。另一個原因是快速的城市化進程。中國正處在快速城市化的時期，平均增長速度超過每年1%。據(jù)預測，中國的城鎮(zhèn)化水平在2010年為46.50%左右，2014年可能超過50%，預計2023年可能超過60%。快速的城市化進程導致能源消耗急劇增加。工業(yè)、建筑和交通是能源消費增長的主要領域，機動車保有量也快速增加也是能源消耗加劇的重要原因，截至2008年9月已有1.68億輛。隨著城市化的進程，每年近千萬人從農村轉移到城市將導致城市能源消耗總量不斷增加。因此，在發(fā)展中要堅持節(jié)能優(yōu)先的發(fā)展戰(zhàn)略和低碳經濟發(fā)展模式。

（2）能源消費對經濟增長的Granger因果關系顯著性相對較差，我國的單位產值能耗過大是一個可能的解釋。近期的數(shù)據(jù)顯示，我國的單位產值能耗約為世界平均水平的2倍，美國的3倍，歐盟的5倍，日本的8倍。造成單位產值能耗過大的一個直接原因是當前的能源價格形成體制導致能源價格的配置缺乏效率。能源消費的宏觀效率相對較低，近年來，我國的能源價格形成機制改革進程緩慢，阻力很大，遠遠落后于其他部門的市場改革。市場體制和定價仍帶有強烈的計劃經濟色彩。人為的干擾因素，使價格作為市場調節(jié)信號的作用減弱，甚至消失。這種價格體系導致的直接結果就是投資意愿弱，投資不足。低電力價格使高耗能產業(yè)盲目擴大產能。因此，應推進能源價格形成機制改革。在能源價格形成機制優(yōu)化策略研究中，主要依據(jù)機制設計理論進行價格形成機制的設計，首先，需要明確各種定價方式的目標。盡管各種定價方式的側重不同，但總的來看，主要是兩個方面，一是關注于經濟增長，二是關注于能源供給和消費的可持續(xù)性。前一種情況對生產者和消費者來說，能源的貼現(xiàn)率更高，而后者更低。在此基礎上，確定需要考慮采用的機制和均衡條件，以預期參與者的行為。

（3）本文主要研究近年來我國的能源消費與經濟增長是否存在因果聯(lián)系。與其他時期相比，近年來我國的能源行業(yè)正呈現(xiàn)出一些新的特色，例如，我國的能源對外依存度正在增加；雖然能源產業(yè)仍由國內幾家大的國有公司控制，尚未形成開放的國內能源市場，但能源產業(yè)開始嘗試市場化改革。考慮到樣本數(shù)據(jù)和能源變量的選擇，新的經濟變量的加入和方法的改進，本文的研究只是更深入理解我國能源與經濟增長相互作用機理的一個探索。

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（責任編輯/易永生）

F205

A

1002-6487（2011）03-0128-02

劉海鶯（1977-），女，遼寧沈陽人，博士，講師，研究方向：規(guī)制經濟學。

趙 瑩（1977-），女，遼寧沈陽人，博士，講師，研究方向：西方經濟學。