中国能源消费与经济增长

2011-7-22

　摘要：本研究使用Cobb－Douglas生产函数建立三要素的回归方程，对1960～2009年中国实际GDP与资本、劳动力以及能源消费的关系进行检验。使用Johansen协整技术和基于VEC的格兰杰因果检验，得出的结论是，能源消费与GDP之间存在长期稳定的均衡关系，且GDP是引导能源消费的格兰杰成因，但能源消费不是引导GDP增长的格兰杰成因。这一结论为转变经济增长方式，在保持经济持续快速增长的同时节约能源提供了经验依据。 　　关键词：能源消费，经济增长，协整检验，格兰杰因果检验

　　一、引言
　　能源是一国经济发展的重要物质基础，经济的发展往往与能源需求的上升呈正相关关系。上世纪70年代爆发的由于石油紧缺带来的经济危机使人们认识到，不可再生能源的过度使用会成为经济增长的瓶颈，同时能源开发利用中带来的环境问题也制约着经济的发展。近年来，中国的经济经历了连续的快速增长，而此时越来越高的能源价格与环境污染现状都在迫切要求粗放型的经济增长向集约型经济增长转变。在这一历史时期，对能源消费和经济增长关系的研究，对于我们实施能源节约政策有着重要的指导意义。
　　对于能源消费与经济增长的因果关系，已经有了大量的学者进行了经验性的研究。然而至今，却没有得到一致的结论。颇有影响的研究来自于Kraft.J.和Kraft.A.（1978），他们使用美国1947～1974年的数据，得出了GNP对能源消费有着单向的因果关系的结论。在对台湾地区能源与经济关系的研究中，Hwang和Gum（1992）以及Yang（2000）均认为能源消费与经济增长之间存在双向因果关系。近年来，国内的学者也利用该方法对中国的这一问题进行了探讨。Jia－hai Yuan等（2008）运用新古典的生产模型即包含资本、劳动力以及能源的多方程模型来进行分析，也认为能源消费总量与GDP之间存在双向的格兰杰因果关系。但是，对于这一领域的研究，也有一些学者认为能源消费与经济增长之间并不存在着任何方向的因果关系，也就是所谓的“中立假设（neutrality hypothe－sis）”。例如Akarca和Long（1980），Erol和Yu（1987a），Yu和Choi（1985），Yu和Hwang（1984）的研究结果表明，GNP代表的国民收入与能源消费之间不存在任何因果关系，Erol和Yu（1987b，1989），Yu和Jin（1992）等人通过研究发现能源消费与就业之间不存在因果关系。结论的不同，究其原因，主要有这么几个来源：模型的设定、统计方法的运用以及所选择的数据类型和数据的时间跨度。对于能源消费和经济增长关系的经验研究，其结构的不同和冲突很大程度上源于这些研究在分析中使用的方法和检验的程序不同。早期的研究仅仅使用普通最小二乘法（OLS）对线性模型进行估计，忽略了数据的非平稳性问题。 　　本文仍然采用格兰杰因果检验的方法来考察中国能源消费与经济增长之间的关系。但是选取时间跨度更长的数据：1960～2009年，并且在使用GDP数据时，将价格因素剔除，从而更加能够反映每一单位实际的GDP的能耗效率。本文研究目标包括：第一，研究30年来中国能源消耗与GDP因果关系；第二，根据解释变量间的数据关系，找出节能降耗的理论依据，并给出政策分析与建议。
　　二、模型的选取及研究方法
　　本文研究的是经济增长与能源消费之间的关系，如果只将二者进行建模，可能会出现模型的内生性问题。为了防止这一问题，在模型中加入重要的经济变量资本和劳动力，即是在新古典经济增长模型的框架下研究经济增长与能源消费的关系。
　　Yt=f（Kt，LAt，Rt）　（1） 　　式（1）中，Yt表示t期的经济总量，Kt代表t期的资本存量，LAt代表t期劳动力，Rt代表t期能源。 　　在选择经验的函数形式的时候，本文选取经典的Cobb—Douglas生产函数。 　　Y=KαLAβRγ　（2） 　　为简化起见，本研究为了参数估计的方便，将（2）式化为线性方程，即将（2）式两边取对数，并且估计出来的参数就可以代表弹性。 　　lnY=αlnK＋βlnLA＋γlnR　（3） 　　首先要确定变量是否平稳，如果平稳则直接进行格兰杰因果检验，以及采用OLS进行回归估计出参数即GDP能源弹性；如果变量非平稳，则采用协整检验判断变量之间是否存在长期均衡关系。在存在协整关系的前提下，建立误差修正模型，并对变量之间的因果关系进行格兰杰因果检验。 　　根据本文的设定，建立格兰杰检验的VEC模型如下：　　
　　
　　三、数据及经验分析


　　1.数据来源及描述
　　本研究采用1960～2009年的年度数据，数据来源主要为《中国统计年鉴》、《新中国50年统计资料汇编》以及世界银行数据库公布的数据。　　
　　经济总量使用实际GDP来表示，按照2000年不变价格平减，GDP平减指数来自世界银行数据库。资本存量用永续盘存发来计算，即Kt=It＋Kt－1（1－δ）。Kt是t年的资本存量，It是t年的投资，δ是固定资产折旧率，这里取9.6%。固定资产投资数据来自《新中国50年统计资料汇编》，1952～1990年的固定资产投资价格指数来自Hsueh和Li（1999）计算的隐含投资缩减指数，1991～2009年的数据则来自《中国统计年鉴》，同样取2000年为基年。能源消费的数量则使用统计年鉴中公布的发电煤耗计算法所统计的能源消费总量。　　
　　从图1中可以看到，所有的变量都有相似的增长趋势，它们之间可能存在着长期的相关关系。一般我们用单位GDP能耗来反映一国能源使用的效率。图2描述了1960～2009年中国单位GDP的能耗趋势。单位GDP能耗的总体趋势是上升的，但其间会有一些波动。这与我国产业结构的变动有关。单位GDP能耗上升较快的年份是60年代末至80年代末，这是我国重工业化的阶段。这20年间，单位GDP能耗从22百万吨标准煤/亿元上升到79.4百万吨标准煤/亿元，翻了两番还多。而90年代初至21世纪初期，则是我国第三产业高速发展的阶段，在这一时期，单位GDP的能耗则有了较大的下降幅度，10年期间能耗降低了37.5%。值得注意的是，近年来单位GDP能耗又开始增长，说明在我国高耗能的产业在经济中占了重要的地位，经济增长仍然是粗放型的。　　
　　2.实证分析 　　格兰杰因果检验是建立在变量平稳的基础之上的，所以在进行检验之前先要对变量进行单位根检验，检测相关变量或者变量的线性组合是否是平稳的以及变量的积分阶数。 　　从表1可以看到，所有的变量均为I（1），即所有变量的一阶差分平稳。对于同阶单整的变量，他们之间可能存在着协整关系。采用Johansen协整检验法经过估计后，LLA不能通过显著性检验，以在本研究中，只采用LY、LK、LEC建立协整关系。Johansen检验的统计量主要有trance统计量和max－Eigen统计量，表2显示了这两种检验的结果。Trance检验和max－Eigen检验的结果均表明，在5%的显著性水平下，变量之间有且只有一个协整关系为： 　　LY=0.6342LK＋0.3912LEC　（5） 　　（18.7742）　（6.7940） 　　式（5）反映了我国经济增长的长期均衡关系，括号内为t值，LK的系数为0.6342，LEC的系数为0.3912。由于事先对各个变量取了对数，因此这个系数也表示弹性，即GDP的能源消费弹性为0.3912。也就是说能源消费变化1%，GDP也会相应的变化0.39%。具体确定二者之间的关系，还需要进一步做格兰杰因果检验。　　
　　基于VEC模型进行Grange因果检验。首先检验各方程中的误差修正系数的显著性。误差修正系数ECT的大小表示各因变量在本期对前一时期偏离其长期均衡水平修正的程度，而其显著性说明该变量关于长期参数的强弱外生性。若误差修正系数不显著，即因变量关于长期参数是弱外生的。则长期非因果关系，表3描述了各误差修正方程的ECT在5%的显著性水平都显著地异于零。这意味着实际GDP、资本存量、以及能源消费3个变量在样本期间具有保持长期均衡的趋势。　　 　　然后基于这个误差修正模型进行granger因果检验。表4描述了VEC模型两两变量之间Granger因果关系的Wald检验结果：在5%显著水平上，经济增长短期动态方程中不存在资本存量、劳动力数量和能源消费到经济增长的Granger因果关系。但在能源消费的短期动态方程中，却存在经济增长到能源消费的Granger因果关系。也就是说，在短期中，能源消费不能作为经济增长的格兰杰因，但是经济增长是能源消费的格兰杰因。 　　四、结论及政策建议

　　1.结论
　　本文研究了1960～2009年间中国能源消费与经济增长之间的因果关系，Johansen协整检验的结果表明我国经济增长与能源消费之间存在协整关系，也就是说我国经济增长与能源消费之间存在长期的均衡关系，并且GDP与能源消费之间存在显著的相关关系，GDP的能源消费弹性为0.3912。经过格兰杰因果检验，在5%的显著性水平下，GDP与能源消费之间呈单向因果关系，即GDP增长是能源消费增长的格兰杰因，而能源消费增长不是经济增长的格兰杰因。经济增长拉动能源消费快速增长的原因主要是由于我国近年来经济增长很大程度上依赖于高耗能产业的增长。高耗能产业的高速增长必然导致能源消费量的大幅增加。另一方面，能源消费的增长并不能导致经济的增长，虽然能源是一国经济发展的基础，但是近年来我国在降低单位GDP能耗的同时，保持了经济的高速增长，说明，经济增长的实现并不依靠能源消费的增加。这也表明可以不依靠建设大量高耗能产业来实现经济增长。这一结论对于节能政策的实施具有一定的经验分析支持，本文的分析结果表明，实施节能政策不会对我国的经济增长带来负面的影响。　　
　　2.政策建议 　　本文关注与能源消费与经济增长之间的因果关系式基于这样两个共识：第一，我国的能源消费中的大部分能源来自煤、石油、天然气等不可再生资源，如果能源消费对我国的经济增长起重要的决定性作用，那么我国实现可持续经济增长的目标势必受到影响；第二，大量化石能源的消耗带来严重的环境污染，也危害我国实现可持续发展的目标。本文通过实证研究发现经济增长与能源消费之间存在单向的格兰杰因果关系，这对我国的经济发展目标的实现与经济政策的实施具有重要的借鉴意义。 　　第一，加快转变经济结构，提高能源的配置效率。通过经济结构的调整，控制高耗能产业的过快发展，增加第三产业在国民经济中的比例，这样在保持经济发展速度的同时，能够减少经济发展对能源的需求，将有限的能源配置到利用效率更高的行业。 　　第二，提高能源利用效率，加快开发可再生能源。我国目前正处于城镇化快速发展的阶段，在这一过程中必然伴随着对基础设施建设和住房建设的大量需求，这又会转变为对钢铁、水泥、铝材等高耗能产业的需求，因此在保证城镇化进程不受影响的同时，要减少对不可再生能源的消耗，一方面需要提高这些高耗能产业的能源利用效率，使不可再生能源得到充分的利用；另一方面，加快发展可再生能源来替代不可再生能源，如风能、太阳能、生物能等等，在节约不可再生能源的同时，降低能源消耗对环境的污染。 　　第三，落实“绿色GDP”核算制度，实现可持续发展。实现可持续发展的目标更重要的是落实行动。GDP的增长，并不能反映为经济增长所付出的能源代价，也不能反映能源和原材料的消耗以及对生态环境的破坏情况。为从根本上缓解经济发展与能源消费和保护环境之间的矛盾，为循环经济新体制的构建打下坚实的基础，应从现行GDP中扣除环境资源成本和环境资源保护费用等难以计量的社会经济发展成本。与此同时，为扭转一些地方和行业不惜以牺牲资源和环境为代价来换取GDP增长的错误做法，在考核领导干部的政绩时，不能只看GDP，也不能只看“政绩指标”，还要看“绿色指标”，这样通过给经济管理者一定的激励，落实可持续发展战略的实施。


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作者：中国人民大学农业与农村发展学院 刘悦 中国人民大学公共管理学院 杨浩然 云南大学公共公共管理学院 谢和均 来源：《中国物价》2011年第4期