中國三次產業能源消費與經濟增長的實證研究

王 玲，謝玉梅

(江南大學商學院，江蘇無錫214000)

0 引言

長期以來依賴大量資源消費換取GDP的經濟增長方式導致能源和環境問題，已成為我國經濟持續發展的瓶頸。2012年作為“十二五”的第二年，國家和地方政府紛紛出臺并執行經濟增長和能源生產與消費的新規劃和新政策。由此可見，研究能源消費與經濟增長的內在關系，為政府的各項經濟政策和能源政策提供理論和實證依據，具有現實意義。

本文采用中國統計年鑒(1979～2010)，在指標的選取上借鑒路正南(1999)等學者的研究：能源消費總量、國內生產總值、第一產業國內生產總值、第二產業國內生產總值、第三產業國內生產總值、三次產業能源消費量。采用Eviews6.0統計軟件對三次產業結構與能源消費之間關系進行計量分析，進行平穩性檢驗、協整關系檢驗分析中國三次產業能源消費與產業結構之間的關系如何，為相關部門制定能源戰略提供決策參考。

1 數據的選取與協整檢驗

1.1 樣本數據說明

q本項研究采用全國性數據資料，本文使用1997～2010年的省際面板數據對中國31個省（市）地區進行分析。除特殊說明外，數據均來源于《中國統計年鑒2010》、《中國統計摘要2011》。選取選取1979～2010年的年度GDP數據和三次產業在國民經濟中所占的比重（分別用LNGDP1、LNGDP2、LNGDP3表示）、能源消費總量和三次產業能源消費量占總能源消費量的比重（分別用LNEC1、LNEC2、LNEC3表示）的時間序列數據，本文所有檢驗和模型的輸出結果都是在EViews6.0下實現的。中國1979～2010年能源消費水平如圖1所示，中國1979～2010年國內生產總值指數如圖2所示。

1.2 單位根檢驗

先需要測定每個變量本身的平穩屬性，然后在變量間存在協整可能的條件下（如在本文的雙變量系統中，雙方都應是同階單位根過程），再進行協整判斷。如果存在協整，則在誤差糾正模型中進行Granger因果分析；如果沒有協整，則要在各個數據的平穩形式下用普通方程展開Granger的因果分析，以避免偽回歸。本文用Eviews 6.0軟件對各變量的原始數據取對數后并對一階差分和二階差分進行ADP單位根檢驗。從序列LNGDP的折線圖分析，序列有明顯的上升趨勢，所以檢驗方程選擇同時包含常數和趨勢項，進行ADF檢驗，經過一階差分以后，新序列DLNGDP還有上升趨勢，所以檢驗方程選擇包括常數項和趨勢相，再經二階差分后，新序列D2LNGDP已基本趨于平穩，且在常數0的周圍上下波動。檢驗結果如表1所示。

表1 ADF檢驗結果

從表1的檢驗結果來看，原有的LNGDP、LNGDP1、LNGDP2、LNGDP3、LNEC、LNEC1、LNEC2、LNEC3在5%的顯著性水平下都是非平穩的變量。對這些變量采用一階差分法，DLNGDP、DLNGDP1、DLNGDP2、DLNGDP3、DLNEC、DLNEC1、DLNEC2、DLNEC3分別為對相應的變量取一階差分和，若檢驗不平穩則繼續取二階差分，一階差分后的序列在5%的顯著性水平下第二、三產業能源費與產業結構為一階單整的平穩序列，而能源消費總量與經濟增長為不平穩序列，繼續對其取二階差分，結果顯示，DLNGDP與DLNEC為二階單整平穩序列。

1.3 協整關系檢驗

在變量平穩性檢驗的基礎上，進一步分析能源消費總量與經濟增長之間關系。協整檢驗主要有E-G兩步法和Johansen檢驗法。E-G法適用于檢驗兩個變量的協整關系，而Johansen檢驗法適應于多變量模型，本文采用E-G兩步法做如下回歸并檢驗變量是否存在協整關系。由于能源消費總量與經濟增長的指數經二階差分后為I(2)序列，第二、三產業能源消費與經濟增長的指數經一階差分后為I(1)序列，進行協整分析。

第一步：對變量進行協整回歸，采用最小二乘法進行回歸分析。即分別對變量LNGDP和LNEC、LNGDP2和LNEC2、LNGDP2和LNEC3進行靜態回歸，建立下列回歸方程：

由回歸方程(1)(2)(3)可看出，能源消費總量和GDP之間存在正向相關且為一種長期的協整關系看，國內生產總值每增加1%，能源消費總量就增加0.3248%；第二產業與第三產業的經濟增長與能源消費也保持正向的長期均衡關系，第二產業生產總值每增加1%，能相應帶動能源消費量就增加0.5367%；第三產業與能源消費之間也存在一種正相關關系，當第三產業產值每增加1%的話，相應的能源消費量將增長0.6815%。由此表明，第二、三產業在能源消費上占很大比重，經濟的快速增長是伴隨著能源的高消費，經濟對能源的拉動作用比較明顯。

第二步：對(1)(2)(3)方程式生成的殘差分別進行ADF檢驗，如果殘差不存在單位根，則可以認為變量之間存在協整關系。對殘差進行單位根檢驗，結果如表2所示。

表2 回歸方程(1)(2)(3)的殘差檢驗結果

由表2可以看出，回歸方程(1)(2)(3)的殘差序列的ADF檢驗值都小于顯著性水平為5%時的臨界值，是I(0)序列，則說明LNEC和LNGDP、LNEC2和LNGDP2、LNEC3和LNGDP3之間是協整的，因此能源消費總量與國內生產總值之間存在長期均衡關系；第二、三產業的能源消費與其相應的產業增加值之間存在長期的均衡關系。

1.4 誤差修正模型

以上分析各個變量之間的長期協整關系，并求出協整系數，為了研究LNEC和LNGDP、LNEC2和LNGDP2、LNEC3和LNGDP3之間的短期波動關系，通過建立誤差修正模型來解釋。能源消費總量和國內生產總值為二階單整平穩序列，剔除一些統計量不明顯的滯后差分項后，第二三產業能源消費與產業增長為一階單整平穩序列，建立如下誤差修正模型方程：

方程(4)誤差修正項系數為-0.0289，小于0符合反向機制原理，表明能源消費總量與國內生產總值時間存在長期均衡機制，在短期國內生產總值的變化將引起能源消費總量相同方向變化，即國內生產總值增加1%，將引起能源消費總量增加0.2229%。方程(5)與方程(6)的誤差修正項系數分別為-0.4072和-0.8013，小于0符合反向修正原理，表明第二三產業的能源消費與經濟增長存在長期均衡關系，在短期內，第二三產業的經濟增長每增加1%，相應的產業能源消費便向相同方向增加0.0105%、0.6426%，且第三產業在短期對能源消費彈性系數高于第二產業。

2 三次產業能源消費與經濟增長相互關系的實證分析

2.1 向量自回歸模型分析

Yt是(n×1)向量組成的同方差平穩的線性隨機過程，βi是(n×n)的系數矩陣，Yt-i是Yt向量的i階滯后變量，εt是誤差項，在本模型中可視為隨機干擾項。

根據以上對能量消費與經濟增長的關系分析，采用如下的向量自回歸模型：

經多次試驗后將LNGDP與LNEC、LNGDP2與LNEC2、LNGDP3與LNEC3這三組變變量的滯后階數分別確定為2階、1階、2階,并采用最小二乘法來估計該VAR自回歸模型,運行結果如方程(9)(10)(11)所示。

從模型整體的擬合優度分析，三組向量自回歸方程的擬合優度分別為0.98和0.99、0.86和0.91、0.96和0.89，這表明各變量系數大多數t值都通過了顯著性水平為0.05的檢驗,模型擬合效果良好。方程(9)的各參數估計量的絕對值表明，DLNGDP與自身的滯后值有較強的聯系,而與DLNEC的滯后值關聯度稍弱，而DLNEC與DLNGDP的關系較強，這表明經濟增長主要是通過前期的積累資金來實現的，而能源消費的增長卻是很大程度受前期經濟的拉動作用影響。這說明我國經濟的整體發展是在能源的高消費下帶動的。由方程(10)(11)的各參數估計量絕對值可知，二三產業能源消費與自身滯后值關系顯著，而二三產業經濟增長與自身滯后值關系微弱，與產業能源消費滯后值關系較強，這說明經濟的高速增長是在前期能源消費的背景下發展的，能源的高消費帶動了二三產業經濟的增長。

2.2 脈沖響應分析

為了分析LNGDP與LNEC、LNGDP2與LNEC2、LNGDP3與LNEC3的長期影響，對整個時期能源消費和經濟增長的脈沖響應函數進行分析。得到基于向量自回歸模型和漸近分析法模擬的脈沖響應函數圖，如圖1、2、3所示,橫向坐標表示沖擊發生后的時間間隔,縱向坐標表示沖擊的力,圖中的實線為脈沖響應函數曲線,圖中的虛線為脈沖響應函數值加或減兩倍標準差的置信帶,滯后期數為10。

圖1 能源消費與經濟增長之間一個標準差沖擊的的脈沖響應曲線

圖2 第二產業能源消費與經濟增長之間一個標準差沖擊的的脈沖響應曲線

圖3 第三產業能源消費與經濟增長之間一個標準差沖擊的脈沖響應曲線

由圖1可知,當經濟增長受到一個單位的正向沖擊時，能源消費在該沖擊下同樣產生了長期的正向響應，但在初期這種響應幅度相對較小，之后一直維持這種較強響應達到最高峰，后期稍有回落。當在本期給能源消費一個正沖擊后，經濟增長在初期有一個正的響應但比較微弱，但經濟增長再對其產生正向的響應后，能源消費的正向響應程度強烈。這表明在近幾年國家政策意識到經濟增長不能過度的依賴能源的高消費，將經濟增長方式由粗放型轉為集約型。如圖2所示，第二產業能源消費與經濟增長的一個單位標準差沖擊的響應情況，其變動軌跡當經濟增長的一個單位標準差的沖擊發生以后，第二產業能源消費則出現了明顯的正相反應，當給第二產業能源消費一個正向沖擊后，經濟增長就表現出正向響應且為最大，之后開始響應程度逐漸減弱直至收斂于0。這表明第二產業能源消費在初期對經濟的促進作用明顯，但在后期這種促進作用變得微弱，這說明即便給予第二產業更高的能耗，對經濟的拉動作用不再明顯，第二產業的高能耗已不能使經濟高速發展，應尋求更加健康的經濟增長方式。從圖3可以分析第三產業能源消費與經濟增長的一個單位標準差沖擊的響應情況。第三產業經濟增長對能源消費的一個單位標準差沖擊的脈沖響應曲線是一個相似的正弦波形狀，當第三產業經濟增長受到一個單位的正向沖擊時，所對應的能源消費在初期有一個正向的響應，此后響應幅度逐漸減弱，最后第三產業經濟增長對能源消費沖擊作用表現為負向影響。對于能源消費的正向沖擊作用，第三產業經濟增長在初期就表現了正向最大效應，之后逐漸緩慢減小但沖擊作用仍保持強勢，這說明第三產業能源消費和經濟增長的彈性關系較弱，表現為一種較強的負向關系，即在第三產業經濟發展中葉存在內部結構不合理的現象，對能源的利用沒有達到優化配置，應將產業結構調整為低能耗，附加值高的服務業。

3 結論

(1)能源消費總量與國內生產總值之間存在長期均衡關系；第二、三產業能源消費與其相應的產業增加值之間也存在長期的均衡關系。且在短期內第三產業的能源消費彈性系數高于第二產業。(2)能源消費總量帶動了經濟的高速增長，但第二產業能耗較高對經濟的拉動作用已不明顯，第二產業的高能耗已不能使經濟高速發展。第三產業在初期對于能源消費的正向沖擊作用強勁，但在后期卻出現了較強的負相關關系，能源的高消費不能使經濟得力發展，這和第三產業的內部結構不合理現象有直接關系。由于我國的能源消費與經濟發展各項影響因素從國內外政治經濟環境，技術進步，制度創新等宏觀環境因素到各種臨時性導向政策和各種地方經濟政策等微觀因子都具有時空上的不穩定性及不可預測性，因此經濟增長方式在不同的階段有不同的表現。因此當經濟增長量增加時，對能源消費量的直接因果影響并不明顯，這也是這一研究有待繼續深入的領域。

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