能源消費、技術進步與經濟增長效應
——基于脈沖響應函數和方差分解的分析

程穎慧，王 健

（河北金融學院經濟貿易系，河北 保定 071051）

能源消費、技術進步與經濟增長效應
——基于脈沖響應函數和方差分解的分析

程穎慧，王 健

（河北金融學院經濟貿易系，河北 保定 071051）

本文根據我國1979-2010年的樣本，建立能源消費、技術進步與經濟增長的向量自回歸模型。研究結果發現，從長期來看，我國能源消費狀況與經濟增長呈負相關關系，而技術進步對經濟增長具有顯著的正向效應；從短期來看，技術進步、經濟增長是能源消費的Granger原因，能源強度對經濟增長的脈沖響應是先正向后負向，而技術進步對經濟增長的沖擊表現為正向效應，技術進步對能源強度的脈沖響應是負向效應，對能源消費起到抑制作用。

能源消費；技術進步；經濟增長效應

一、引 言

隨著社會經濟的快速發展，能源消耗量剛性增長，未來的能源消費面臨著嚴峻挑戰。據統計，2011年我國能源消耗總量占全球比重的21.3%，GDP總量占全球的10.5%，屬于明顯的粗放型經濟。因此，能源的生產和消費對我國經濟社會的協調發展至關重要。如何提高能源利用效率、保障經濟可持續發展已成為近年來學者和政策制定者研究的重要課題。

能源的消耗、經濟的增長在很大程度上與技術水平有關，國內外眾多學者從不同的角度分析了技術進步對能源消耗與經濟發展的影響。在經濟增長模型的基礎上，引入能源因子和技術進步因素，探究能源對經濟增長的影響。Nordhaus（1992）在資源約束的經濟增長模型中考慮了技術進步因素對資源約束的反作用［1］。Zon和Hakan（2003）在擴展Romer模型上加入節能技術進步的因素，發現經濟增長仍能達到穩態［2］。Valente（2005）將可再生資源、外生技術進步、人口增長等納入最優增長模型中，分析能源、技術與經濟可持續發展之間的關系［3］。郭曄（2007）引入能源因子，將技術因子考慮在能源和勞動力因素中，對中國和印度1965-2004年間的數據進行檢驗，比較分析了兩國的能源及技術與經濟增長的長期和短期動態關系［4］。劉源遠和劉鳳朝（2008）在新古典三要素生產函數的基礎上，利用我國1985-2005年28個省份的面板數據，計算了考察期間中國不同地區的技術進步貢獻率，研究顯示我國能源消費的反彈效應存在下降趨勢［5］。KraftJ.和KraftA.（1978）在對能源經濟的研究中首次發現美國GDP對能源消費的因果關系［6］。李金鎧（2005）分析了我國能源消費中存在的問題及對國民經濟的影響，進而呼吁推進資源節約型社會的建設［7］。Chien-ChiangLee（2006）運用Granger因果檢驗，對11個主要工業化國家的能源消費與經濟增長之間的關系進行分析［8］。張明慧和李永峰（2005）通過分析我國技術進步對能源消費總量及能源消費密度的影響，認為依靠技術進步可以減少能源的相對消費，但不會降低能源消費總量，相反還會帶動能源消費總量的增加［9］。鄒艷芳（2010）運用非參數的DEA-Malmquist生產率方法對廣義技術進步進行分解研究，發現技術進步能降低能源生態足跡［10］。

既有研究對能源消費與經濟增長關系進行了深入的研究，但隨著節能減排任務日益嚴峻，有必要將能源消費對經濟增長的影響效果做進一步量化研究。本文將能源、技術與經濟增長三者結合起來，運用協整檢驗、格蘭杰因果檢驗、脈沖響應函數和方差分解等方法，對1979-2010年我國能源消費、技術進步與經濟增長的動態關系進行分析，以期為我國制定和實施合適的能源政策、緩解能源供需矛盾、建設節約型社會提供有益的參考依據。

二、研究變量的協整檢驗分析

（一）研究變量和數據收集

本文通過建立VAR模型，運用協整檢驗、格蘭杰因果檢驗、脈沖響應函數和方差分解來分析能源消耗、技術進步與經濟增長的動態關系。VAR模型的優勢在于可以較為合理地描述變量間的互動關系，而無需事先對變量的外生性和內生性進行區分。

在能源消費指標的選定上，我們選取能源強度（EI）來表示，即我國每年的能源消費總量與同期國內生產總值（GDP）總量的比重。研究與實驗發展經費（R&D）是促進技術進步的最直接因素。尹宗成等用R&D經費投入［11］，孫順成等用R&D技術知識存量［12］，本文選取 R&D經費支出占GDP的比重作為反映技術進步的指標。經濟增長的衡量指標是經濟增長率，以1978年為基年，將GDP的當年數據利用消費者零售物價指數折算成實際值，以剔除價格因素影響。

數據來源于 《中國統計年鑒（2011）》、 《中國能源統計年鑒（2010）》 和 《中國科技統計年鑒（2010）》，樣本區間為1979-2010年。為了消除異方差的影響，我們對能源消費、技術進步和經濟增長三個指標進行對數化處理，即LnEI、LnRD及LnGDP。

（二）研究變量的平穩性檢驗

為了避免時間序列數據產生的偽回歸，我們首先對數據進行平穩性檢驗（結果見表1所示）。

表1 指標數據的單位根檢驗結果

由表1可得，△LnGDP、△LnEI和△LnRD在1%的顯著性水平下是平穩的時間序列，因此LnGDP、LnEI和LnRD均為I（l）過程，它們滿足構造VAR模型的必要條件。

（三）研究變量的協整檢驗

本文根據無約束水平VAR模型確定協整階數L=2。由Johansen協整檢驗結果可以看出（見表2所示），擬檢驗的3個變量之間在5%的顯著性水平下存在1個協整關系。

表2 協整檢驗結果

變量系統的標準化協整向量為（1.0000，1.2805， -0.1031），對應的協整方程為：

根據協整方程，經濟增長（LnGDP）、能源強度（LnEI）和技術進步（LnRD）之間存在長期協整關系。從協整關系的方向來看，LnGDP與LnEI呈負向關系，LnGDP與LnRD呈正向關系。由此可見，從長期的角度看，能源強度越大，能源消耗越多，并不能帶來更高的經濟增長，這與我國仍屬于粗放型經濟有關；而R&D經費支出比重的提高，使得更多的有效研發勞動出現，促進知識和技術的外溢，從而長期促進經濟的增長。

（四）研究變量的格蘭杰因果檢驗

經濟增長（LnGDP）、能源強度（LnEI）和技術進步（LnRD）之間是否存在因果關系尚不能從它們的協整關系中判斷得到，我們將采用Granger因果關系檢驗做進一步分析（見表3所示）。

表3 Granger因果關系檢驗結果

由檢驗結果可以看出，在1%的顯著性水平下，從1979-2010年期間，我國能源消費不是經濟增長的Granger原因，而經濟增長對能源消費具有顯著的Granger影響；技術進步是經濟增長的Granger原因，而經濟增長不是技術進步的Granger原因。在5%的顯著性水平下，技術進步對能源消費具有顯著的Granger影響，而能源消費不是技術進步的Granger原因。這說明經濟增長的源動力來自技術進步，而不是能源消費，經濟的增長促進了能源消費，而技術進步對降低能源強度產生顯著影響。因此，技術進步對經濟的發展和能源的節約起到了積極作用。

三、研究變量的脈沖響應函數和方差分解分析

（一）研究變量的脈沖響應函數

脈沖響應函數用于衡量來自隨機擾動項的一個標準差沖擊對內生變量當前和未來取值的影響［13］。本文將響應的時間長度設定為10年。以圖中橫軸表示沖擊作用的滯后期長度，縱軸表示內生變量對沖擊的響應程度。

由圖1可以看出，在本期給GDP增速一個標準差擾動沖擊之后，第一期最高達到了0.27，隨后迅速下降，于第5年達到了反向沖擊的最大值，之后沖擊力度再次回升。這說明GDP增長率對自身沖擊的反應比較敏感。但從整體上來看，對其自身的沖擊影響仍可以保證GDP在一定期間內的穩定增長。在圖1中，能源強度給經濟增長率一個單位的沖擊后開始上升，該影響在第2期最顯著（達到0.062），隨后逐漸下降，第3期之后影響均為負數。當給技術進步一個百分點的沖擊后，GDP增速從第1期開始上升，第2期達到最大值0.12，之后增速緩慢下降，從第6期又開始有所上升，其值均為正值。因此，總體來說，能源強度對經濟增長的脈沖響應是先正向后負向，而技術進步對經濟增長的沖擊表現為正向效應。

圖1 經濟增長的沖擊反應曲線

由圖2可見，經濟增長對能源強度第1期的影響為負，到第3期時達到負向最大（-0.029），其后出現波動，增長幅度不大，依然是負向作用。這說明隨著經濟的增長，能源的利用率提高，能耗逐漸減少。圖2還顯示能源強度對自身的沖擊有正向促進作用，第1期達到0.03，隨后還有所上升，這表明能源強度對自身增速有一定的促進作用。當在本期給技術進步以沖擊后，第1期從零開始，其后逐漸下降，影響均為負數，這表明技術進步對能源強度的脈沖響應是負向效應，技術進步對能源消耗起到抑制作用。

圖2 能源消費的沖擊反應曲線

由圖3可知，經濟增長對技術進步的影響為負，從第3期開始逐漸減弱。這說明經濟增長速度要大于R&D經費的增長速度，使得經濟增長率提高，而R&D經費所占比重的增速下降。圖3顯示，當給能源強度一個正向沖擊后，對技術進步的影響第1期為正，其后迅速下降，第2期之后均為負值。圖3還顯示技術進步在較大程度上受到了自身影響，這對其自身增速有顯著的促進作用。第1期的影響最大（0.07），從第2期開始下降，但仍保持在0.05左右。

圖3 技術進步的沖擊反應曲線

（二）研究變量的方差分解

方差分解的目的在于分析每一個結構沖擊對內生變量變化的貢獻度，以評價不同結構沖擊的重要程度［14］。通過它們重點研究VAR模型的動態特征，我們通過表4來分析我國經濟增長的方差分解結果。

表4 我國經濟增長的方差分解結果

由表4可以看出，影響我國經濟增長最大的因素是其自身，在滯后 10期方差解釋率仍為71.95%，這表明在沒有受到任何其他外界沖擊的情況下，我國經濟將會按其自身規律發展，增長幅度相對平穩。因此，政策的穩定性和連續性十分必要。技術進步對經濟增長的方差貢獻率相對較大，在第2期以后效果更加明顯，且保持比較穩定，基本維持在14%左右。能源強度的貢獻率開始較小，后來貢獻率逐漸增加。這一分析與前文的脈沖響應函數得出的結論基本一致。

四、結 語

第一，我國能源消費、技術進步與經濟增長存在長期均衡的協整關系。能源消費與經濟增長呈負相關關系，而技術進步對經濟增長具有顯著的正向效應。從長期的角度看，并不是能源消耗越多，經濟增長越快，而是向技術進步型的內涵式增長方式轉變，走 “資源節約型、環境友好型”的可持續發展路線。

第二，我國的技術進步、經濟增長是能源消費的Granger原因，技術進步對經濟增長具有顯著的Granger影響，它們之間并不存在互為因果的反饋性因果關系。這說明我國經濟增長的根本動力是技術進步而不是能源消費，因此提高技術水平是降低能源消耗的關鍵。

第三，根據脈沖響應函數的分析結果，能源強度對經濟增長的的脈沖響應是先正向后負向，而技術進步對經濟增長的沖擊表現為正向效應，對能源強度的脈沖響應是負向效應，對能源消耗起到抑制作用。因此，要轉變傳統高能耗、高污染的經濟增長方式，通過技術進步發展以低能耗、低排放為核心的低碳經濟，提高經濟增長質量，實現節能減排。

［1］William D.Nordhaus.Managing the Global Commons：the Economies of Climate Change［M］.MIT Press，Cambridge，1994.

［2］Van Zon，Adriaan，Hakan Yetkiner.An Endogenous Growth Model with Embodied Energy Saving Technical Change［J］.Resource and Energy Economics，2003，Vol.25，（1），PP.81-103.

［3］Valente，Simone.Sustainable Development，Renewable Resources and Technological Progress［J］.Environmental&Resource Economics，European Association of Environmental and Resource Economists，2005，Vol.30，（1），PP.115-125.

［4］郭曄.能源、技術與經濟增長——基于中國與印度的比較分析［J］.數量經濟技術經濟研究，2007，（6）：137-145.

［5］劉源遠，劉鳳朝.基于技術進步的中國能源消費反彈效應［J］.資源科學，2008，（9）：1300-1306.

［6］Kraft J.，A.Kraft.On the Relationship between Energy and GNP［J］.The Journal of Energy and Development，1978，Vol.3，PP. 401-403.

［7］李金鎧.循環經濟：能源消費與經濟增長和諧發展的戰略選擇［J］.財經論叢，2005，（5）：8-13.

［8］Lee Chien-Chiang.The Causality Relationship Between Energy Consumption and GDP in G11 Countries Revisited［J］.Energy Policy，2006，Vol.34，PP.1086-1093.

［9］張明慧，李永峰.技術進步與我國能源消費關系研究［J］.山西財經大學學報，2005，（2）：91-98.

［10］鄒艷芳.中國能源生態足跡的技術進步影響實證分析［J］.資源科學，2010，（7）：1252-1258.

［11］尹宗成，丁日佳，江激宇.FDI、人力資本、R&D與中國能源效率［J］.財貿經濟，2008，（9）：95-98.

［12］孫順成，蔡虹.基于進口貿易的外溢技術知識存量的測度研究［J］.科學管理研究，2006，（6）：41-44.

［13］張曉峒.應用數量經濟學［M］.北京：機械工業出版社，2009.

［14］高鐵梅.計量經濟分析方法與建模——Eviews應用及實例［M］.北京：清華大學出版社，2009.288-290.

Energy Consumption，Technical Progress and Economic Growth Effect——Based on Impulse Response Function and Variance Decomposition

CHENG Ying-hui，WANG Jian
（Department of Economics and Trade，Hebei Finance University，Baoding 071051，China）

Based on the sample of 1979-2010 years，a vector auto regression model of energy consumption，technological Progress and economic growth is established and the dynamic relationships between them are empirically analyzed with the econometric method of the cointegration test，Granger causality test，impulse response function and variance decomposition. Conclusions are obtained as follows：In the long term，there is a negative correlation between energy consumption and economic growth in China，and technological Progress has a significant Positive effect on economic growth.In the short term，technological Progress and economic growth are the Granger causality of energy consumption.Impulse response of economic growth to energy intensity is initially Positive and later negative.The impact of technological Progress on economic growth is Positive，which has an inhibitory effect on energy consumption.

energy consumption；technological Progress；economic growth effect

F205

：A

：1004-4892（2014）02-0010-06

（責任編輯：化 木）

2013-11-01

河北省保定市科技局軟科學研究基金資助項目（13ZR020）

程穎慧（1978-），女，天津市人，河北金融學院經濟貿易系副教授；王健（1981-），女，河北定興人，河北金融學院經濟貿易系講師， 博士。