北京能源消費總量與地區生產總值關系的實證分析

要維

摘要：能源消費與經濟增長有著密切的關系，能源有限導致供應緊張與經濟的快速發展已成為城市化進程中的一大矛盾。只有對二者間的關系有了正確的認識，才能更好地持續發展。本文對北京能源消費總量與地區生產總值的相關性進行實證分析，依次進行了ADF檢驗、協整檢驗，構建誤差修正模型，最后進行格蘭杰因果檢驗。由此得出北京能源消費總量與地區生產總值之間存在長期均衡關系，且存在經濟增長對能源消費的單向因果關系。

關鍵詞：能源消費總量；地區生產總值；ADF檢驗；協整檢驗；誤差修正模型；格蘭杰因果關系檢驗

1.數據來源與預處理

本文選取了1980-2012年北京能源消費總量（TEC）和地區生產總值（GDP），數據均來源于《北京統計年鑒2013》。

該年鑒中，北京生產總值是按當年價格計算的，為了消除價格因素對GDP的影響，本文以1978年基期，將1980-2012年的地區生產總值折算到1978年的價格水平，其單位為億元；TEC單位為萬噸標準煤。為了消除異方差兩項數據均作了對數化處理，并使得時間序列更趨于線性，將北京能源消費總量的對數值記為LNTEC，地區生產總值的對數值記為LNGDP。

2.實證分析

2.1序列平穩性檢驗

只有當時間序列具有平穩性時，后續的各項統計檢驗才有意義。因此，首先檢驗各變量的平穩性。本文采用ADF檢驗方法對LNTEC和LNGDP及其差分序列進行單位根檢驗，滯后期的選擇根據赤池信息量準則。各序列的單位根檢驗結果如表2.1所示：

注：*表示10%顯著性水平、**表示5%顯著性水平、***表示1%顯著性水平上的結論。C、T、K分別表示含常數項、趨勢項和滯后階數。

從表2.1可以看出：序列LNTEC和LNGDP在10%的顯著水平下是不平穩的，具有單位根；LNTEC和LNGDP的一階差分序列在1%的顯著水平下平穩。說明在1%的顯著水平下，單位根檢驗LNTEC、LNGDP為一階單整，即LNTEC、 LNGDP～I（1），滿足進行協整檢驗和因果關系檢驗的條件。

2.2 協整檢驗

協整關系是指兩變量間在時間序列上存在著長期的穩定關系，本文選用適用于兩個變量的EG兩步法檢驗變量間的協整關系。研究北京市的能源消費總量和地區生產總值的協整關系，首先建立 LNTEC、LNGDP 的回歸方程，然后對其殘差序列進行單位根檢驗。

北京市的能源消費總量與地區生產總值的回歸方程為：

LNTEC=5.435291+0.429883LNGDP （2.1）

t= （166.4193） （85.46160）

R2=0.995637 DW=0.602900 F=7303.684

從回歸結果來看，R2，F和t值均通過顯著性檢驗，但DW偏小。Durbin-Watson檢驗的上下界值可以在DW檢驗的上下界值表中查得，在5%的顯著水平下，dl=1.383，du=1.508，方程（2.1）中DW=0.602900<1.383，殘差序列正自相關。為了消除自相關，加入AR（1）對模型進行修正，修正后的回歸方程為：

LNTEC=5.426647+0.430768LNGDP （2.2）

t= （63.96315） （34.35345）

R2=0.997511 DW=1.819750 F=6212.471

LM（1）= 0.482256 LM（2）= 4.046207 ARCH=2.480018

對其殘差序列進行單位根檢驗，結果如表2.2，ADF值為-5.012210，1%臨界值為-2.685718，5%臨界值為-1.952066，10% 臨界值為-1.607456。方程（2.2）的殘差在1%水平上是平穩的，即LNTEC和LNGDP是（1，1）階協整的，能源消費與經濟增長有正向關系。也就是說，從長期來看，北京市的能源消費總量與地區生產總值之間存在均衡關系。

表2.2 殘差單位根檢驗表

2.3 誤差修正模型

根據協整理論，如果變量間存在協整關系，那么可以用誤差修正模型對短期波動和長期均衡直接進行描述。經過反復試驗，最終獲得的誤差修正模型如下：

ΔLNTEC=0.425920ΔLNGDP-0.215612ECMt-1 （2.3）

t= （11.25722） （-1.086928）

R2=0.268083，DW=1.687552

誤差修正項系數為-0.215612，符合反向修正機制，這表明當偏離長期均衡時，誤差修正項將以-0.215612的調整力度將非均衡狀態拉回到均衡狀態。

2.4因果關系檢驗

要知道變量之間是否構成因果關系還需要進行進一步的檢驗。格蘭杰因果關系模型所解釋的不是同期變量間的關系，而是某期變量的現期值與另一變量的自身的滯后值和所有滯后值之間的關系，這種關系不是完全的因果邏輯關系，而是時間上的因果關系，重點在于影響方向的確認。為了驗證向量之間的因果關系，本文對LNTEC和LNGDP進行了Granger因果檢驗，檢驗結果見表2.3。

由表2.3可見，“LNGDP不是LNTEC的Granger原因”在 10%的顯著水平上被拒絕，即LNGDP是LNTEC的原因；而“LNTEC不是LNGDP的Granger原因”沒有被拒絕，也就是說LNTEC不是LNGDP的原因。檢驗結果表明：北京市1980-2012年存在經濟增長對能源消費的單向因果關系。也就是說，經濟增長會拉動能源消費的增長，而節能減排并不會制約經濟增長。

3.結論

本文以北京1980-2012年TEC和GDP為樣本，采用實證分析方法，檢驗了北京市能源消費與經濟增長之間的關系。盡管北京市的能源消費與經濟增長都是非穩定的，但是能源消費與經濟增長之間有著長期穩定的均衡關系，而且當偏離長期均衡時，誤差修正項將以-0.215612的調整力度將非均衡狀態拉回到均衡狀態。并且北京經濟增長對能源消費具有單向因果關系，即經濟高增長會帶來能源需求高消耗，但能源消費需求單方面變動不會影響經濟的穩定增長。

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