中日韓GDP、人口、產業結構對能源消費的影響研究

張文璽

(山東大學研究生院，山東 濟南 250100)

中日韓作為東北亞地區經濟實力最雄厚的三個國家，已成為東北亞乃至整個亞太地區的核心。與三國突出的經濟發展績效相對應，中日韓也是東北亞地區能源需求的主要國家。2010年，中日韓 GDP總量居世界第2、3、12位，三國GDP總量合計占亞洲的70%，世界的18.6%，三國石油消費總量合計占世界的18.2%，煤炭占53.8%，天然氣占7.8%，核能占26.6%①根據BP Statistical Review of World Energy June 2011，bp.com/statisticalreview整理。。日、韓兩國的石油消費幾乎100%依靠進口，中國石油對外依存度也達55%。因此，中日韓三國能源消費對其經濟發展，對世界經濟形勢和能源市場都起著重要作用，這引起了國際的關注。

1 文獻綜述

對中日韓能源方面的研究主要體現在以下三個方面:

一是對中日韓三國能源競爭與合作的現狀進行分析，指出三國能源生產與消費存在的“競合”關系。房廣順、武耀威指出，隨著國內外能源資源和生態環境的約束越來越大，能源生產和消費在中日韓三國經濟中的地位和作用進一步上升，三國在能源生產和消費領域形成了既合作又競爭的關系［1］。Brigid Gavin＆ Sangsoo Lee認為，三國都很關心維持動態經濟發展的未來能源供應安全問題，東亞區域能源合作將向一個更廣泛的層次發展，中日韓可以從歐洲能源合作中的歷史經驗學習合作［2］。2011年日本福島核泄漏危機發生后，中日韓三國都將核安全放到了重要位置，并努力尋求在核能安全方面的合作。國務院發展研究中心“中日韓產業合作研究”課題組調研認為，中日韓加強在能源資源領域的合作，“是三國經濟發展迫切需要解決的問題，既符合專家們提出的問題導向和未來導向的原則，也存在很大的實現可能性，因而具有廣闊的前景”［3］。

二是對日韓通過能源消費促進其經濟發展的成功經驗進行研究，指出可供中國借鑒的經驗教訓。日韓兩國都是能源資源十分匱乏的國家，但作為“東亞奇跡”的創造者，兩國僅用30年左右就完成了發達國家100－200年才實現的工業化與產業化升級進程。Seonjou Kang認為其重要原因就是兩國高度重視能源戰略的制定和實施，采取“能源外交”［4］，平力群則分析了產業結構調整［5］，張友國分析了技術創新［6］的重要影響，劉舸研究了韓國兼顧地緣政治的能源安全戰略［7］，趙芳研究了日韓完善節能環保法律法規和管理程序［8］，朱凱強調日韓發揮政府、市場和企業的作用，共同推進經濟、環境、能源的和諧發展等多種政策和措施解決本國的能源問題［9］。李樹芳、房廣順等研究了日本和韓國在經濟—能源—環境政策機制形成與完善過程中的經驗和教訓，總結了其對我國能源發展戰略的許多借鑒之處［10］。

三是對中日韓三國的能源消費總體狀況、消費結構及能源效率等方面進行國際比較。許俊杰、王海霞通過對新興經濟體和發達經濟體的單位能耗和溫室氣體排放情況分析，指出中國能源消費是一種“低質”結構，而日韓的一次能源消費結構與中國等金磚國家相比較為均衡;在能源消費效率方面，日本單位GDP能耗最低，韓國次之，中國最高，根據比較提出中國提高能源效率和節能方向［11］。竇彬計算了1996－2005年中日韓三國產品及工藝結構和能源效率的變化對各國鋼鐵噸鋼能耗的影響。研究結果表明:能源效率的提升對中韓兩國噸鋼平均能耗的下降有重要作用，結構的變化則對日本的噸鋼平均能耗的下降有顯著影響［12］。

綜上，已有研究指出了中日韓能源生產和消費中既競爭又合作的關系，分析了中日韓三國能源發展面臨的嚴峻局面，指出了中日韓三國能源合作對構建東北亞區域能源合作體系的潛在可能，對日韓能源發展戰略成功經驗的總結為我國能源發展提供了有益的啟示。但已有文獻側重于定性分析，缺乏定量分析;對中日韓能源消費的研究局限于某個行業，沒有對中日韓三國能源消費的總體狀況進行比較，缺乏對中日韓三國能源消費構成和消費效率進行比較分析，更缺乏對三國能源消費主要影響因素，包括GDP、人口、產業結構等因素的計量分析和深入研究，不能比較分析影響三國能源消費的主要因素。本文將利用世界銀行數據庫和國際能源統計(BP Statistical Review of World Energy)的相關數據，在面板數據模型框架下考察影響三國能源消費的因素，分析GDP、人口、城市化、產業結構等因素對三國能源消費的影響，比較分析中日韓能源消費的總體狀況，并在對三國能源消費比較的基礎上，提出提高中國能源消費效率的建議。

2 中日韓三國能源生產和消費的總體狀況

與日韓相比，中國能源儲量相對豐富。2010年，中國石油、天然氣、煤炭的探明儲量分別是20億 t、99.2萬億ft3、114500百萬 t，占世界總量的比重分別為:1.1%、1.5%、13.3%，日韓石油、天然氣儲量非常低，中國煤炭的探明儲量分別是日韓的327倍、908倍。

2.1 三國能源生產比較

中日韓三國能源總產量的發展趨勢都是遞增的，中國能源產量增長的速度超過了日韓。2010年，中日韓三國的一次能源產量分別是其 1990 年的 1.95、1.26、1.97 倍，1990年中國的一次能源產量是日韓的11.8、39.2倍，2010年則是 18.2、38.7 倍(見表 1)。

從分類能源生產看，中國石油、天然氣、煤炭、水電、可再生資源等產量都持續增加，產出水平高于日韓。日韓注重發展核能彌補其能源的不足，2010年，兩國核能產量分別是中國的3.96倍和2倍(見表2)。但是，2011年3月日本地震引發福島核泄漏，日韓都調整了核能利用戰略，降低對核能的依賴，發展可再生能源，促進能源多元化。中國也在發展核電的同時，重視加強核能安全。

2.2 三國能源消費比較

從能源消費總量看，中韓兩國是持續遞增的，日本2006年開始減少，2010年略有回升。中國體現出發展中大國的特色，1990年，中國能源消費總量分別是日韓的1.9、9.3 倍，2010 年更上升到 4.9、9.8 倍(見圖 1)。但從人均消費看，中國遠落后于日韓兩國，1990年中國人均能源消費量只有日韓的21%和35%，經過20年的發展，中國的水平有所提高，但與日韓差距依然較大，2010年中國人均能源消費量是日韓的35%和46%(見圖2)。

表1 中日韓三國一次能源產量比較Tab.1 Comparison of energy(once)output for China，Japan and South Korea 106 t石油當量

表2 中日韓三國各類能源產量比較Tab.2 Comparison of various types of energy production for China，Japan and South Korea

圖1 中日韓三國能源消費總量比較Fig.1 Comparison of total energy consumption for China，Japan and South Korea

從能源消費構成看，中韓石油、天然氣、煤炭、核能消費都是遞增的趨勢，日本核能消費水平提高，石油消費有所減少。1973年和1980年兩次石油危機后，日韓兩國都努力通過能源來源多樣化和效率提高以降低其對石油的依賴，日本能源消費改善略顯成效［13］(見表3)。煤炭、石油的大量消費，使得中國環境污染問題突出;中國的水電消費量是遞增的，日韓變化不大;中韓的可再生資源消費量顯著增加，日本略有增加。

圖2 中日韓三國人均能源消費量比較Fig.2 Comparison of per capita energy consumption for China，Japan and South Korea

從能源消費效率看，中國遠落后于日韓兩國。1990年，中國GDP單位能源消耗，即平均每千克石油當量的能源消耗所產生GDP單位是1.4國際元，只有日本的19%，韓國的27%。但是，隨著近年來節能增效等措施的實施，中國能源消費效率也在不斷提高，2010年，已上升到日本的48%，韓國的70%(見圖3)。

3 計量模型及數據說明

圖3 三國GDP單位能源消耗比較(2005年不變價購買力平價美元/千克石油當量)Fig.3 Comparison of GDP per unit of energy use for China，Japan and South Korea(constant 2005 PPPper kg of oil equivalent)

影響一國或地區能源消費的因素有很多，經濟增長、人口、產業結構調整和技術創新、能源價格體系、城市化水平等都會影響能源的消費水平和構成。我們利用中日韓三國1990－2010年的數據構建三國能源消費的面板數據庫，并在靜態和動態面板數據模型框架下，研究中日韓三國能源消費的主要影響因素。通過研究GDP(國民生產總值)、POP(人口)、RUP(城市化水平)、IS(第二產業產值比重)、IT(第三產業產值比重)對EC(能源消費總量)的影響。構建模型如下:

由于對數化處理不僅不改變數據原有的結構，而且有利于消除異方差，因此本文采取對數形式，模型轉變為如下形式:

模型中的 LEC、LGDP、LPOP、LRUP、LIS、LIT分別是模型(1)中相應變量的對數形式。由于彈性e=d(lnY)/d(lnX)，這樣，在之后的回歸系數解釋中，便產生了彈性的意義。

表3 中日韓三國各類能源消費量比較Tab.3 Comparison of various types of energy consumption for China，Japan and South Korea

模型(2)隱含的假定是能源消耗總量隨各解釋變量的變化而即時變化，之間不存在滯后效應。但是，經濟因素的變化本身具有一定的慣性，前一期的結果往往對后一期的結果產生影響。能源消耗的滯后效應是存在的。因此，引入能源消耗的動態面板數據模型(3):

其中LAGLEC是LEC變量的滯后一期變量。

各變量選取的經濟意義以及數據來源如下:

(1)經濟增長(GDP)。能源是經濟增長的主要動力。國外學者認為經濟增長和能源消費的關系存在三種形狀:①“倒U型曲線”，即一個國家或地區在其發展的初期，能源消耗隨收入的增加而增加，隨經濟發展，其能源消耗則隨收入的增加而減少，呈現“倒 U 型”曲線［14－15］。②“N型曲線”，收入與能源消耗之間的特征比較復雜，呈現N型曲線，收入與能源消耗呈正相關的曲線中夾著一段負相關的曲線［16－17］。③“倒L曲線”，發達國家和地區經濟發展中出現“去物質化”的趨勢，經濟增長中消耗能源不再隨之增加或增加較少［18－19］。國內學者比較一致地認為，在中國經濟增長過程中，能源消耗與GDP的關系呈正相關，雖然能源消耗有一定成程度的減少，但我國能源使用效率低，仍處于能源消耗型增長階段［20］。借鑒已有研究，本文用GDP作為經濟增長指標，中日韓三國的GDP數據來自于世界銀行WDI數據庫，為保證可比性，將各年名義GDP轉換為以2000年基期不變美元的實際值。

(2)人口(POP)。人口是影響能源消費的傳統因素，較高的人口增長率會增加能源消費。隨著居民收入及其生活水平的提高，居民能源消費隨著人口增長、工業化、城市化的發展而增長［21］。進入后工業化階段，人口成為決定能源消費的主要因素，經濟增長對能源消費的影響不再顯著。為了衡量人口增長對能源消費的影響，本文采用中日韓三國人口總數代表人口增長，三國人口數據來源于世界銀行HNP數據庫。

(3)城市化(RUP)。城市化通過多種方式影響能源消費。城市能提供更好的保健、教育、衛生及電力服務，城市化意味著基礎設施建設水平的提高，這需要消耗大量的能源，同時，城市化也使人們生活習慣改變，城市人口的能源消費要大大高于農村人口的能源消費，因此，城市化水平越高，則能源消費量必然也越高［22］。但城市化有利于能源的集中使用和節能技術的推廣，因而能源消費與城市化的關系也存在若干不同趨向。為保證數據統計口徑的一致性，本文以非農業人口比重作為各國城市化水平的變量，中日韓三國的城市化數據來自于WDI數據庫。

(4)產業結構。產業結構也是影響能源消費的主要因素。第二產業的能源消耗往往要比第一產業和第三產業高很多，尤其是工業比重較高的階段，第三產業則大多是低耗能行業［23］。產業結構的升級和優化，以及經濟增長方式轉變，是經濟增長過程中能源消耗降低的主要推動力。為此，本文同時引入第二產業產值占GDP比重和第三產業產值占GDP比重兩個變量衡量產業結構對能源消費的影響。1990－2009年中日韓三國產業結構的數據來自于WDI數據庫，2010年的數據來源于中國統計局數據庫(http://www.stats.gov.cn)，日本統計廳數據庫(http://www.stat.go.jp)韓國統計廳數據庫(http://kostat.go.kr)。

樣本包括中日韓3個國家1990－2010年共計21年的觀測數據，總觀測次數為63次。本文應用的數據T=21，N=3，屬于長面板數據。

4 計量結果及相關分析

4.1 1990－2010年的回歸分析

對模型(2)分別用固定效應模型和隨機效應模型進行回歸，回歸結果如表4中用回歸FE和回歸RE表示。通過Hausman檢驗對兩種估計方法進行選擇，檢驗結果P值為0.0000，拒絕原假設，所以采用固定效應模型。

對固定效應模型異方差問題進行Wald檢驗，結果在1%水平下顯著，拒絕原假設，存在嚴重的異方差問題;對序列相關問題進行Wooldridge檢驗，結果在10%水平下顯著，拒絕原假設，存在序列相關問題。接著用Driscoll和Kraay提出的對標準誤的文件估計方法，對模型(2)進行異方差和序列相關的修正，回歸結果用修正回歸表示。通過比較FE回歸和修正回歸可以發現，回歸后的模型系數是不變的，只是標準誤變化了。

由于中日韓三國在經濟總量、人口數量、城市發展水平及產業結構等方面存在差異，本文采用面板數據變系數模型估計方法，得到三國估計結果，見表4。

由于長面板數據動態偏差較小，可以直接使用組內估計量，因此采用固定效應方法對模型(3)進行回歸。回歸結果見表5。

從表4修正回歸結果看，GDP和人口對能源消費總量均有顯著的正的影響:保持其他條件不變的情況下，國民生產總值每增長1%，能源消費總量就上升0.4956個百分點;保持其他條件不變的情況下，人口總數每增加1%，能源消費總量就上升5.8473個百分點。很明顯，人口對能源消費的影響要比GDP的影響大得多。從中日韓三國整體看，城市化水平、第二產業比重及第三產業比重對能源消費存在負相關，這種影響是不顯著的。

如果從中日韓三國分別考察，日本人口對能源消費的影響最大，其次是韓國，中國人口對能源消費的影響呈現負相關;中國城市化對能源消費的影響最大，其次是韓國，再次是日本;日本GDP對能源消費的影響最大，其次是韓國，中國最小;中國第二產業對能源消費的影響較大，日本和韓國第二產業對能源消費的影響都呈下降趨勢，韓國下降最多;三國第三產業對能源消費的影響都呈下降趨勢，韓國下降最多，其次是日本，最后是中國。

從表5的動態回歸結果看，中日韓三國整體數據回歸中，滯后一期的能源消費量對當期的能源消費是有影響的，而且這種影響是顯著的:在其他條件保持不變的情況下，上期能源消費每增長1%，當期能源消費會增長0.8136個百分點。從中日韓三國分別考察滯后一期的能源消費量對當期能源消費的影響可以發現，中國和日本前期能源消費對當期能源消費的影響是正相關的，而韓國則出現負相關的現象。

4.2 1990－2000及2001－2010分階段回歸

為了更細致地考察中日韓三國不同時期能源消費的影響因素，將數據分為1990－2000、2000－2010兩個階段分別進行考察。回歸結果見表6。

表4 數據回歸結果Tab.4 Data regression results

表5 動態回歸結果Tab.5 Dynamic regression results

表6所示，比較1990－2000和2001－2010這兩個時間段的回歸結果，可以發現，中國能源消費影響因素中，GDP和人口的回歸系數由正值變成了負值;城市化水平對能源消費的影響在這兩個時間段內都為正值;第二產業比重和第三產業比重在這兩個時間段內都為負值。日本能源消費影響因素中，GDP影響由正相關變成負相關;人口則由負相關變成正相關;城市化水平始終為正相關;第二產業比重和第三產業比重則始終保持負相關。韓國能源消費影響因素中，GDP的影響同日本相似，也是由正相關變成了負相關;人口和城市化水平的影響沒有發生方向變化，都是正相關;第二產業比重影響由負相關變成正相關;第三產業比重保持負相關關系。

在分時間階段的動態模型回歸結果中(見表7)，1990－2000年間，中日韓三國前期能源消費對當期能源消費的影響是顯著的。其中中國的數據回歸顯示前期能源消費對當期能源消費有反向作用，即在其他條件不變的條件下，前期能源消費每增長1%，當期能源消費會下降0.2983個百分點;日韓的數據回歸結果則顯示，兩國前期能源消費對當期能源消費的影響是正向的，即前期的能源消費會促進當期的能源消費。2001－2010年的數據回歸結果顯示，中日韓三國前期能源消費變量對能源消費的影響不再顯著。其中，中國前期能源消費變量對當期能源消費的影響由上一階段的負相關變成正相關，而日韓前期能源消費變量對當期能源消費的影響則由負相關變成了正相關。

表6 1990－2010年數據靜態模型的分階段回歸Tab.6 Phased regression of the static data model(1990－2010)

表7 1990－2010年數據動態模型的分階段回歸Tab.7 Phased regression of the dynamic data model(1990－2010)

5 結論與建議

本文對中日韓三國能源消費狀況進行了比較分析，構建了1990－2010年中日韓三國能源消費面板數據庫，并分別運用靜態和動態面板數據計量方法對影響三國能源消費的因素進行了深入分析，得出以下結論和建議:

5.1 三國能源消費呈現總量遞增、構成改變、效率提高的發展趨勢

從能源消費總量看，中國高于日韓，并呈現遞增的趨勢。但從人均消費看，中國遠落后于日韓兩國，近20年的水平雖有所提高，但與日韓差距依然較大;從能源消費構成看，三國都以化石燃料能耗為主，但中國石油、煤炭、天然氣消費比重較高，日韓可替代能源和核能消費比重較高;從能源消費效率看，中國遠落后于日韓兩國。但是，隨著近年來節能增效等措施的采取，中國能源消費效率也在不斷提高，與日韓國差距有所縮小。

5.2 三國人口對能源消費的總體影響超過GDP的影響

從中日韓三國面板數據整體的修正回歸結果看，GDP和人口對能源消費總量均有顯著的正的影響:保持其他條件不變的情況下，國民生產總值每增長1%，能源消費總量就上升0.4956個百分點;保持其他條件不變的情況下，人口總數每增加1%，能源消費總量就上升5.8473個百分點，顯然，人口對能源消費的影響要比GDP的影響大得多。從三國分別考察看，日本人口對能源消費的影響最大，其次是韓國，中國人口對能源消費的影響呈現負相關;中國城市化對能源消費的影響最大，其次是韓國，再次是日本;日本GDP對能源消費的影響最大，其次是韓國，中國最小;中國第二產業對能源消費的影響較大，日本和韓國第二產業對能源消費的影響都呈下降趨勢，韓國下降最多;三國第三產業對能源消費的影響都呈下降趨勢，韓國下降最多，其次是日本，最后是中國。

從動態回歸結果看，中日韓三國整體數據回歸中，滯后一期的能源消費量對當期的能源消費顯著:在其他條件保持不變的情況下，上期能源消費每增長1%，當期能源消費會增長0.8136%。中國和日本前期能源消費對當期能源消費的影響是正相關的，而韓國則負相關。

5.3 經濟增長和城市化是影響中國能源消費的主要因素，人口是決定日韓兩國能源消費的主要因素

從1990－2000和2001－2010兩個時間段看，中國GDP和人口對能源消費的影響下降，城市化水平對能源消費的影響提高，第三產業對能源消費的影響下降;日本GDP對能源消費的影響下降，人口對能源消費的影響提高;城市化水平對能源消費的影響有所提高，第二產業比重和第三產業比重對能源消費影響下降。韓國GDP對能源消費的影響也是下降的，人口和城市化水平的影響提高，第二產業的影響提高，第三產業的影響下降。

由于中國處在工業化中期和城市化的發展階段，經濟增長和城市化是影響其能源消費的主要因素，20世紀90年代以來，產業結構的調整和節能降耗措施的采取，促使第二產業和第三產業能源消費下降，總體上，中國能源消費處在“倒U型”曲線的前半部分。日韓兩國已進入后工業化階段，人口成為決定其能源消費的主要因素，而經濟增長對能源消費的影響下降。日韓低耗能的第三產業均已占絕對主導地位，第二產業的規模基本穩定，隨著科技的不斷進步，其工業部門能耗持續下降，并且，日韓制造業大量向國外轉移，也使其能源消耗下降;而對于城市化而言，鑒于日韓目前人民生活和基礎設施建設已達到一個較高的水平，在基本生活方式沒有革命性轉變的前提下，其能源消費將維持在一個相對穩定的水平，如果考慮到科技進步的因素，則有進一步降低的可能。因此，總體上，日韓能源消費向“倒L曲線”發展。

5.4 中國應通過提高能源消費效率應對能源消費的嚴峻形勢

在人均GDP達到10000美元的時候，韓國人均能源消費量為3378 kg石油當量(1997年)，日本為2864 kg石油當量(1981年)。2010年，中國的人均能源消費量是1774 kg石油當量，日本是5044 kg石油當量，韓國是3883 kg石油當量，美國是7232 kg石油當量。基于能源的稀缺性和世界能源競爭形勢的激烈，中國不可能繼續走當年日韓高消費能源的路徑，應借鑒日韓經驗，轉變經濟增長方式，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。降低能源消耗強度，提高單位能源消費所創造的GDP的比重。通過產業結構調整發展低能耗的高新技術產業，提高能源要素質量和能源利用效率，減少對石油、煤炭等傳統能源的依賴，加大對核能、太陽能、風能等新型能源的開發和利用，實現能源消費結構多元化戰略。

5.5 中日韓三國應加強能源安全方面的合作

中日韓三國都是能源消費大國，由于能源消費結構、能源來源地趨同，以及地緣政治等因素，不可避免地存在競爭，三國在能源結構調整、節能減排、可再生資源開發方面各具優勢、并有互補性，存在諸多合作可能性［24］。2011年日本地震引發的核危機使世界各國重新審視能源使用安全合作，在風險全球化、危機全球化的時代，世界上任何地方的局部性問題都可能演變成為全球性的問題，國際社會重新審視了核能利用戰略。這為三國達成國際責任共識提供了契機。提高能源利用效率、促進能源來源的多元化和多樣化并保證生態環境的可持續發展成為三國共同的目標，三國決定在日本災后重建、救災援助、核能安全三大非傳統領域加強合作，并就解決食品、能源和環境共同安全等問題做出商討。中日通過官方對話、民間交流、企業合作等途徑加強了能源合作。中韓兩國都致力于能源消費結構調整。福島核泄漏事故及油價的上升使得三國都重視可再生資源產業的發展。在2011年5月的第四次中日韓領導人會議上，中國國務院總理溫家寶倡議成立“可再生資源產學研創新聯盟”［25］。各種區域組織的建立也為中日韓能源合作的機制打下良好基礎。

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