我國經濟增長與能源消費結構的計量分析研究

李偉杰

[摘 要]通過對1978—2014年國內生產總值（GDP）的時間序列數據和各能源消費（煤炭、石油、天然氣、水電、核電和風電）的時間序列數據進行ADF檢驗、Johansen檢驗、Granger因果檢驗，以及誤差修正模型等計量經濟的工具處理與分析并建立模型。得出我國經濟增長與石油消費量具有長期均衡關系，而與煤炭、天然氣以及其他能源沒有長期穩定的均衡關系。對我國經濟增長與能源消費的關系做出判斷與政策建議。

[關鍵詞]GDP；能源消費；Johansen檢驗；Granger因果檢驗；誤差修正模型

[DOI]1013939/jcnkizgsc201551010

1 引 言

能源是一國經濟發展的重要物質基礎，經濟的發展往往與能源需求的上升呈正相關關系。目前，我國能源緊缺的狀況使人們認識到，不可再生能源的過度使用會成為經濟增長的瓶頸，同時，能源開發利用中的環境問題也制約著經濟的發展。改革開放以來，中國的經濟經歷了持續的快速增長，而此時越來越高的能源價格與環境污染現狀都在迫切要求粗放型的經濟增長向集約型經濟增長轉變。在新的歷史時期，對能源消費和經濟增長關系的研究，對于實施能源節約政策有著重要的指導意義。

近年來，因果關系研究方法也逐漸被應用到亞洲國家的能源消費與經濟增長之間關系的研究中。在A safu—A djaye（2000）基于協整性檢驗和誤差修正模型的研究中，顯示了印度和印度尼西亞兩國能源消費對GDP的因果關系，以及菲律賓和泰國兩國能源消費和GDP之間的雙向因果關系。張全權、陳濤和姜鵬（2011）分析中國能源消費與經濟增長關系，得出中國能源消費與經濟增長存在雙向因果關系和協整關系。本文將利用協整性檢驗和因果性分析的方法，研究中國能源消費結構與經濟發展之間的定性與定量關系，但主要集中在定量關系上。

2 數據采集與處理及模型的選取

本文數據選擇樣本區間為1978年至2014年，在我國能源消費的構成主要以煤炭、石油、天然氣、水電、核電和風電等為主。所以，本文選取了煤炭、石油、天然氣和水電、核電、風電的時間序列數據分別與GDP進行回歸分析，其中將水電、核電和風電三者合而為一成為一種數據。為了使數據具有一定的可比性，將GDP的數據按1978年的不變價格換算成實際GDP。本文用RGDP表示實際國內生產總值（單位：億元），COAL表示煤炭的年消費量（單位：萬噸煤標準），OIL表示石油的年消費量（單位：萬噸煤標準），GAS表示天然氣的年消費量（單位：萬噸煤標準），ELE表示水電、核電和風電的年消費量（單位：萬噸煤標準）。從各主要能源消費和實際GDP的時間序列圖中可以看出我國能源消費主要以煤和石油為主的傳統能源，而對于像天然氣、水能、風能、核能等清潔能源的利用很低。同時各能源消費時間序列和實際GDP時間序列都是非平穩的時間序列，且它們的變化趨勢呈一定的指數增長，直觀上看這些變量可能均為二階單整。

為了得到一階單整以及避免使用實際的數據序列所產生的異方差問題，我們對五個時間序列數據取對數，得到了對數實際GDP（LNRGDP）、對數煤炭消費（LNCOAL）、對數石油消費（LNOIL）、對數天然氣消費（LNGAS）、對數水電、風電和核電消費（LNELE）。由其對數時間序列圖可以看出對數實際GDP與各對數能源消費有一定的相關關系，走勢大致保持了同方向性。各能源消費基本保持平緩的增長趨勢，但對數天然氣的消費在2008年前增長相對平緩，2008年后增速突然加快。這可能與我國的能源開發以及對天然氣的開發利用的力度加大有關。

以上對數實際GDP時間序列與各對數能源消費時間序列是否存在長期的均衡關系即協整關系，我們得做進一步的協整檢驗。

用Eviews 60對對數變量LNRGDP、LNCOAL、LNOIL、LNGAS和LNELE做ADF檢驗，由檢驗結果知五個對數變量均為非平穩時間序列。在對它們分別進行一階差分而后進行單位根檢驗，結果均為平穩時間序列。由此可得對數實際GDP、對數煤炭消費量、對數石油消費量、對數天然氣消費量、對數水電核電風電消費量都是一階單整。

通過各能源消費與GDP間的散點圖可知LNRGDP與LNCOAL、LNRGDP與LNOIL、LNRGDP與LNGAS、LNRGDP與LNELE都呈一定的線性關系。所以可建立線性模型。

3 Johansen協整檢驗和Granger因果檢驗

31 Johansen檢驗

協整理論認為，在短期內各時間序列變量具有各自發展的變動趨勢，但在長期，它們之中必存在協調發展的趨勢，協整性的檢驗實質就在于檢驗其回歸方程中是否存在單位根。若兩時間序列不是協整的，則殘差中一定存在單位根，若是協整的，則它的殘差項一定是平穩的，不存在單位根。

對變量LNCOAL、LNOIL、LNGAS、LNELE分別和LNRGDP兩兩進行Johansen檢驗，選取滯后2階，從Johansen檢驗結果可以看出，在005的水平下，只有對數實際GDP（LNRGDP）與對數石油消費量（LNOIL）之間存在一個協整關系，其余的三對時間序列之間不存在

協整關系。

32 Granger因果檢驗

本文對LNRGDP與LNCOAL、LNOIL、LNGAS、LNELE分別進行Granger因果檢驗，由檢驗結果可以看出GDP的增長與煤炭消費量和水電核電風電消費量沒有格蘭杰因果關系。而GDP增長是石油消費量和天然氣消費量的格蘭杰因果。可見隨著我國GDP的增長，石油和天然氣的消費量也逐漸增長。又由檢驗結果可以看出我國GDP增長與石油消費量有著長期均衡的相關關系。而其余的能源消費量與GDP增長沒有長期的均衡關系。這在某種程度上與我國的經濟現狀相符。

4 誤差修正模型的建立

根據協整檢驗可以看出，經濟增長與石油的消費存在長期的協整關系，也是一種長期的均衡關系。但由于時間跨度較短，無法得知這些結果的穩定性，因此有必要對其進行短期的因果關系檢驗，故建立誤差修正模型來對其檢驗。誤差修正模型把協整回歸所生成的殘差序列考慮到模型之中，來反映各變量之間的關系偏離長期均衡狀態對短期波動的影響，若誤差修正項的系數通過顯著性檢驗，則表明誤差修正機制產生，解釋變量既是被解釋變量的長期原因，也是其短期原因。若通不過顯著性檢驗，則說明解釋變量是被解釋變量的短期原因，但不是其長期原因。

則可得誤差修正模型如下：

Δ LNOIL⌒=-0.005+0.454ΔLNRGDP+0.213ΔLNOILt-1-0.219εt-1（1）

（-019） （179） （147）

（-283）

R2=0378 F=5875 DW=204

由公式（1）可知，此模型的誤差修正項t統計量較顯著，可見我國經濟增長既是石油消費量的短期原因，又是長期原因。

5 結 論

由上述分析可以發現，各能源消費與經濟增長之間的協整關系及因果關系有一定的差異，具體而言如下：一是GDP增長與煤炭消費沒有協整關系，相互之間也無因果關系；二是GDP增長與石油消費之間存在協整關系，也有因果關系，但是是GDP的增長導致石油消費的增長；三是GDP增長與天然氣消費之間無協整關系，但有單向因果關系即GDP的增長引起了天然氣消費的增長；四是GDP增長與水電、核電、風電的消費沒有協整關系，也無因果關系。

通過上述結論可知，我國能源消費結構處于不斷調整的過程。隨著經濟的發展，國民生活水平的不斷提高，我國居民的汽車擁有量越來越多以及工業國防的發展對石油的需求越來越多，這就使我國逐漸成為石油進口大國。同時居民對天然氣的使用也不斷增加，同時相比較煤炭天然氣更清潔。由于技術原因我國對水電、核電、風電等新能源的利用率過低。煤炭一直是我國經濟增長的動力，但隨著能源結構的不斷調整，及產業結構的調整使得煤炭與GDP沒有長期的均衡關系。

參考文獻：

[1]A safu—A djaye JThe Relationship between Electricity Consumption：Electricity Prices and Economic Growth：Time Series Evidence from Asian Developing Countries[J].Energy Economics，2000（22）：615-625

[2]張全權，陳濤，姜鵬中國能源消費與經濟增長關系的實證分析[J].西昌學院學報：自然科學版，2011，25（1）

[3]高秀革我國產業結構對能源消費的影響研究[J].中國市場，2015（3）