中國經濟增長與能源問題的實證分析

宋祖紅，蘇少之

(1.中南財經政法大學經濟學院，武漢 430073；2.湖北民族學院鄂西生態(tài)文化旅游研究中心，湖北恩施 445000)

中國經濟增長與能源問題的實證分析

宋祖紅1,2，蘇少之1

(1.中南財經政法大學經濟學院，武漢 430073；2.湖北民族學院鄂西生態(tài)文化旅游研究中心，湖北恩施 445000)

對中國1978～2011年能源生產、能源消費與經濟增長之間的協(xié)整性檢驗和因果關系研究表明，中國經濟增長與能源問題之間存在長期均衡關系；短期能源問題對經濟增長的影響不大，應運脈沖沖擊效果來看，短期經濟增長與能源生產和消費的關系緊密度不高，長期中經濟增長將改變能源生產和消費模式。

能源生產；能源消費；協(xié)整；格蘭杰檢驗；經濟增長

0 引言

能源是全球經濟增長的最基本驅動力，是人類賴以生存的基礎。中國是目前世界上第二位能源生產國和消費國，中國已經成為世界能源市場不可或缺的重要組成部分，對維護全球能源安全作用日趨突顯，對世界經濟發(fā)展和繁榮貢獻日益增加。然而，持續(xù)高漲的經濟增長對能源產生了巨大需求，導致能源的過量生產與消費。總結過去三次世界范圍內由于能源危機給西方工業(yè)化國家經濟帶來的沖擊和影響，中國自1978年實行改革開放政策以來，經濟增長速度受到各方高度關注，中國能源問題也廣受重視：認為中國社會經濟的可持續(xù)發(fā)展同樣不可避免的受能源問題制約。事實上能源是不是會成為中國經濟發(fā)展“瓶頸”？就必須運用科學的方法分析中國經濟增長與能源之間的關系，本文從能源生產與消費的角度采用協(xié)整理論和Granger因果檢驗來回答這一問題。并引入能源生產與能源消費多因素角度分析能源與經濟增長的關系，結合脈沖響應函數(shù)方法分析中國經濟增長與能源生產、消費之間相互對對方的沖擊情況。

1 數(shù)據(jù)和模型

1.1 樣本數(shù)據(jù)及變量

能源問題主要是能源生產(EPC)與能源消費(ECP)問題，我們選取實際GDP、能源生產(EPC)、能源消費(ECP)為研究變量探討經濟增長與能源問題之間的關系。1978年以前的數(shù)據(jù)沒有被本文采用，主要基于在此之前中國經濟相對封閉，市場經濟建設滯后，經濟運行環(huán)境區(qū)別較大。因此樣本區(qū)間選用1978～2011年數(shù)據(jù)能夠全面反映改革開放以來能源與經濟增長之間的關系。本文采用的數(shù)據(jù)都來源于歷年《中國統(tǒng)計年鑒》，能源生產(EPC)、能源消費(ECP)單位為萬噸標準煤，國內生產總值(GDP)是以1978年為基期的GDP指數(shù)和實際GDP數(shù)據(jù)計算而來，得到以1978年不變價格的實際GDP，單位為億元。為了使數(shù)據(jù)具有可比較性和減少異方差，所有數(shù)據(jù)均取對數(shù)，lnGDP、lnEPC、lnECP分別表示實際國內生產總值，能源生產總量、能源消費總量，其中實際國內生產總值為剔除物價因素影響后實際值。

1.2 模型構建

本文采用向量自回歸模型（VAR）作為研究的方法，選取國內生產總值（GDP）、能源生產總量（EPC）、能源消費總量(ECP)考察和分析中國經濟增長與能源之間的關系，分別建立2個VAR模型：模型1為經濟增長與能源生產(EPC)；模型2為經濟增長與能源消費（ECP）。

2 實證分析

2.1 單位根檢驗

對時間序列數(shù)據(jù)進行檢驗時，為了避免檢驗產生偽回歸，對所有的變量運用Eviews5。0軟件進行單位根檢驗，確保平穩(wěn)性。協(xié)整檢驗的前提是時序變量要滿足同階同整，即符合同階單整（Id）條件才能做協(xié)整檢驗。對變量數(shù)據(jù)取自然對數(shù)消除可能存在的異方差，即取做出lngdp、lnepc、lnecp的圖形見圖1。

圖1反映了經濟增長與能源生產、能源消費趨勢發(fā)展變化圖，總體來看，經濟增長與能源生產、能源消費變化方向具有一致性、非平穩(wěn)性，由此可知三者之間具有協(xié)同增長效應，從序列圖形而言，具有明顯的截距特征和時間趨勢。通過檢驗，結果表明GDP、EPC、ECP水平值和經過一階差分處理后的數(shù)據(jù)均為非平穩(wěn)性變量，經過二階差分后均在5%的顯著水平上達到平穩(wěn)并二階單整（表1）。

圖1 經濟增長與能源生產、能源消費趨勢變化圖

表1 LnGDP、LnECP、LnEPC單位根檢驗

在一階差分基礎上，做單位根檢驗，經過差分的DLnGDP、DLnEPC、DLnECP與未經差分的原始對數(shù)序列LnGDP、LnEPC、LnECP的ADF檢驗統(tǒng)計量大于顯著性水平5%的臨界值，表明LnGDP、LnEPC、LnECP和DLnGDP、DLnEPC、DLnECP均可以在95%的置信水平下接原假設，說明對數(shù)原序列和一階差分存在單位根為非平穩(wěn)時間序列。由此做二階差分得到新序列如圖2示。

圖2 經濟增長與能源生產、能源消費二階差分趨勢變化圖

圖2圖形言之，經過二階差分，上述序列時間趨勢明顯消除時間趨勢，序列在零均值上下波動，呈現(xiàn)無規(guī)則變化。選取不包含常數(shù)項和時間趨勢項的式（3）對序列進行單位根檢驗，檢驗結果見表1。結果得出二階差分后DDLnECP、DDLnEP、DDLnGDP的ADF檢驗統(tǒng)計量小于顯著水平5%的臨界值，表明DDLnECP、DDLnEP、DDLnGDP均可以在置信水平為95%的水平下拒絕原假設，從而得到序列DDLnECP、DDLnEP、DDLnGDP不存在單位根，為一平穩(wěn)序列。從單位根檢驗的結果表明了原序列在經過二階差分后平穩(wěn)，為二階單整。

2.2 協(xié)整檢驗

為了進一步理清經濟增長與能源生產和能源消費之間是否存在長期的均衡關系，于是對經濟增長變量和能源消費與能源生產變量進行協(xié)整分析。序列LnECP～I（2）、LnEP～I（2）、LnGDP～I（2）滿足協(xié)整檢驗要求，所以在分析能源生產、能源消費與經濟增長的協(xié)整關系時，用EG兩步法分別對LnGDP、LnEPC和LnGDP、LnECP進行協(xié)整關系檢驗。

第一步：用OLS方法估計LnGDP、LnEPC之間的回歸方程，經濟增長與能源生產就定性角度而言具有互為因果的關系，而目前我國實際是能源生產高低水平決定經濟增長的速度快慢，在此把能源生產LnEPC做為解釋變量，考察它對經濟增長水平LnGDP的影響程度大小，據(jù)1978～2010年數(shù)據(jù)，協(xié)整回歸模型為：

經過整理計算得到OLS估計的殘差序列

第二步：檢驗上述模型的殘差項是否平穩(wěn)序列，即檢驗ECM1是否為I(0)序列。作出序列ECM1的變化趨勢圖（圖3），對該序列做單位根檢驗。從圖中看出序列沒有時間趨勢，在零均值上下波動。單位根檢驗結果見表2。①蘇金發(fā)，《城鄉(xiāng)統(tǒng)籌：城鎮(zhèn)化與農業(yè)經濟增長關系的實證分析》。經濟經緯，2011.

圖3 (LNGDP與LNEPC)殘差序列ECM趨勢圖

表2 殘差序列單位根的ADF檢驗表

表2表明，殘差序列ADF在二階差分后平穩(wěn)，且有ADF的值小于顯著性10%的臨界值，即為ECM～I(0)，LnGDP、LnEPC之間存在協(xié)整關系，協(xié)整向量（1，1.17944）。

通過上述分析，協(xié)整回歸方程解釋了經濟增長與能源生產存在長期均衡關系，能源生產提高一個百分點，經濟增長就提高大約1.1794個百分點。協(xié)整回歸方程能夠解釋現(xiàn)實經濟發(fā)展。

反之，假定經濟增長LnGDP為解釋變量，則有回歸方程：DP，序列ECM2趨勢如圖4右示。對殘差序列進行單位根檢驗，結果見表2，表明LNEPC與LNGDP存在協(xié)整關系。式（2）說明，在長期的經濟增長和發(fā)展中，經濟增長1個百分點，能源生產總量相應提高0.7597個百分點。因此，經濟增長與能源生產在長期發(fā)展中，相互促進作用大小不一樣。通過中國1978～2011年數(shù)據(jù)的定量分析表明，能源生產對經濟增長的促進作用強度（1.1794）大于經濟增長對能源生產的促進作用強度（0.7597）。這也表明中國自改革開放以來，經濟的高速發(fā)展依賴于能源生產的客觀實際。

同理，做經濟增長LNGDP與能源消費LNEPC協(xié)整檢驗（鑒于篇幅限制，過程略）。

圖4 (LNGDP與LNECP)殘差序列ECM趨勢圖

表3 殘差序列單位根的ADF檢驗表

上述式（3）、（4）分別說明能源消費提高一個百分點，經濟增長提高1.0369個百分點，而經濟增長提高一個百分點，能源消費提高0.8824個百分點，即能源消費對經濟增長的促進作用強度（1.0369）大于經濟增長對能源消費的強度（0.8824）。這與當前國家在調整經濟發(fā)展結構宏觀政策是吻合的，積極轉變經濟增長方式，減少經濟增長對不可再生能源的長期依賴關系。經濟增長方式轉變取得一定成效的轉型，經濟增長水平對能源消費水平依賴性逐漸減弱。

2.3 誤差修正

在檢驗變量X和Y如果存在協(xié)整關系時，Engle和Granger在1987年提出Granger定理，即變量X和Y之間短期的非均衡關系可用誤差模型來修正，誤差修正模型的表達式：

式中ecmt-1是長期均衡偏差項，λ是短期調整參數(shù)。誤差修正模型能夠檢驗變量之間在短期的變動關系。通過上述分析，LNGDP和LNEPC，LNGDP和LNECP是協(xié)整的，建立上述二者之間短期動態(tài)均衡關系的誤差修正模型：

式（6）中的ECM1t-1由式（1）得到。誤差修正模型（6）顯示，在短期內，能源生產提高1個百分點，經濟增長0.7885個百分點，而長期中是1.1794個百分點，可見能源生產對經濟發(fā)展的促進作用長期大于短期。誤差修正系數(shù)為-0.0293，表明長期均衡趨勢誤差修正項對經濟增長的調整幅度為2.93%。

建立ECM2=LNEPC-4.819330541-0.7597256508*LN GDP以LNGDP作為解釋變量的誤差修正模型

同理，可以得出△LNGDPt與△LNECPt之間的誤差修正模型

式（7）LNGDP2t-1、△LNGDP2t系數(shù)分別是0.00533、0.0287，經濟增長對能源生產的依賴性在短期中作用不明顯，也就是說短期中經濟增長不能提高能源生產能力。在長期中經濟增長1個百分點，能源生產總量就能提高0.7597個百分點。

2.4 格蘭杰因果檢驗與脈沖效應

上文表明，經濟變量之間存在協(xié)整關系，為了判明經濟變量之間是否為因果關系，應運Granger因果檢驗判斷LnGDP、LnEPC、LnECP之間的影響關系，Granger因果檢驗要求變量之間必須平穩(wěn)，因此對LnGDP、LnEPC、LnECP二階差分做Granger因果檢驗，滯后期由Granger因果檢驗系統(tǒng)自動給出。然而Granger因果檢驗對于滯后期的選取十分敏感，選取不同的滯后期結果會呈現(xiàn)不同的結果，因此選用Akaike信息準則確定最優(yōu)滯后階為2，結果見表4：

表4 Granger因果檢驗

據(jù)表4看出，LnGDP不是LnEPC的原因、LnEPC不是LnGDP的原因、LnGDP不是LnECP的原因、LnECP不是LnGDP的原因在5%的顯著水平上被接受，說明經濟增長與能源生產、能源消費相互之間不具有因果關系。究其原因，經濟在深入發(fā)展過程中，不斷調整產業(yè)結構，特別是在保護能源和降低以“三高”消耗為主要的產業(yè)布局上取得一定成效，產業(yè)結構在國家宏觀調控政策指導下，改變過去單純依靠能源發(fā)展經濟而轉向科技和其他支撐層面來提升經濟發(fā)展水平。

為了進一步研究在其他因素保持不變的情況下，研究一個因素沖擊其中其他任何一個因素的動態(tài)影響引入脈沖響應函數(shù)，見圖5。

圖5 經濟增長與能源生產、能源消費之間的脈沖響應圖示

圖5表明，經濟增長對能源生產初期沖擊具有正向沖擊作用，三期以后到第五期負向沖擊效應增加，隨后沖擊效應減弱，第14期趨近于零，結果表明經濟的發(fā)展能夠帶動能源生產的增加；而能源生產在三期以前對經濟增長都具有正向沖擊效應，三期以后，出現(xiàn)較強的負效應沖擊，在第五期達到最大，而后沖擊效應減弱，在15期趨于零，結果表明能源生產初始對經濟增長的提高作用不是特別明顯；而經濟增長對能源消費沖擊效應明顯，在第二期就達到最大，而且在五期以前都為正向沖擊效應，此后在為負效應沖擊，到14期趨近于零，結果表明經濟增長必然帶動能源消費，而能源消費對經濟增長的正向沖擊效應在二期就停止，隨后一致在第十期為負效應，逐步為零。

3 結論與建議

以上采用1978～2011年全國數(shù)據(jù)為樣本進行分析，采用建模數(shù)理法檢驗了能源生產、能源消費與經濟增長之間的關系，認為提高能源生產不僅不能促進經濟在長時期的可持續(xù)發(fā)展，而且會阻礙經濟的發(fā)展，雖然在短期內經濟增長依靠能源的生產幅度的提高，但是過度能源生產只會在較短的范圍內對經濟起到明顯的促進作用，長期如此，經濟增長將會滯步不前，甚至受到制約。同時，經濟增長必然帶來能源消費的提高，但是就數(shù)據(jù)分析而言，當前能源消費得到較好控制，與國家宏觀政策的調整有緊密的聯(lián)系，國家通過減少“三高”企業(yè)的布局，積極實施高科技企業(yè)發(fā)展，政策成效初步顯現(xiàn)，能源消費得到良性消耗。不過總體而言，能源問題還沒有得到較好的解決，能源生產、能源消費還將與經濟增長持續(xù)博弈，因此未來經濟的發(fā)展還必須僅僅圍繞能源問題的開源與節(jié)流并舉，實現(xiàn)能源生產合理、能源消費適度的新能源生產、消費模式。

[1]張興平，高小鈞，張帆.北京市能源消費與經濟增長關系分析[J].工業(yè)技術經濟，2010，(11).

[2]武英濤，王克強.上海市能源需求預測研究[J].上海經濟研究，2011，(1).

[3]湯清，劉玉潔.基于兩個時間段的我國能源消費與經濟發(fā)展關系的實證研究[J].科技管理研究，2011，(4).

[4]何立華，許永祥.山東省能源消費與經濟增長關系實證研究[J].科學技術與工程，2012，(1).

[5]鄭明慧，王青.基于灰色系統(tǒng)理論的河北省能源消費需求預測[J].中國經貿導刊，2011，(19).

[6]唐葆君，石小平.中國能源消費和經濟增長關系實證研究[J].中國能源，2011，(11).

[7]姚麗芬，劉愛英，龍如銀，李慶辰.河北省經濟增長與能源消費關系及能源戰(zhàn)略研究[J].安徽農業(yè)科學，2011，(5).

[8]石賢光.能源消費對經濟增長影響研究——基于河南省1978～2008年時間序列數(shù)據(jù)的實證分析[J].北方經貿，2011，(6).

[9]吳旭曉，許正中.基于復雜系統(tǒng)視角的經濟發(fā)展方式轉型評價研究——以上海市為例[J].華東經濟管理，2010，(9).

[10]陳海燕，蔡嗣經，任一萍.北京市能源消費與經濟增長關系的實證研究[J].科技進步與對策，2009，(14).

[11]蘇發(fā)金，城鄉(xiāng)統(tǒng)籌：城鎮(zhèn)化與農業(yè)經濟增長關系的實證分析[J].經濟經緯，2011，（10）.

F064.1

A

1002-6487（2012）24-0140-04

2010年國家社科基金重大課題中華人民共和國經濟史子項目（10＆ZD075）

宋祖紅（1968-），男，湖北恩施人，博士研究生，副教授，研究方向：西方經濟學。

蘇少之（1948-），男，湖北應城人，教授，博士生導師，研究方向：經濟史。

（責任編輯/浩 天）