石油消费增长与经济增长长期关系分析

摘要：本文利用动态相关的计量模型对我国石油消耗与经济增长水平值以及石油消耗增长率与经济增长率之间进行分析。检验结果表明，在经济运行的长期过程中，石油消耗能够促进经济增长，在短期内经济的增长并不能促进石油消耗的迅速增加。

关键词：石油消费增长经济增长动态分析

一、引言

20世纪90年代以来，中国GDP年均增长9.79％，原油消费年均增长5.77％，而国内原油供应年增长速度仅为1.67％。特别是我国不断增加的石油需求和对进口石油越来越高的依存度(自2004年以来，我国石油进口对外依存度一直位居40％以上)已经影响到国家的石油安全。因此，对中国石油消费的基本趋势和影响因素进行研究，是一个具有理论和实践意义的问题。

对能源消费与经济增长关系的开创性研究是Kraft和Kraft(1978)二位学者做出的，他们发现GNP增长与能源消费仅存在单向因果关系。Crompton和Wu(2005)基于1956年-2003年期间中国的能源消耗问题，预测在2004年-2010年期间中国的石油消耗量将以每年4.5％的速度增长。Zhu(2003)认为，在中国如果天然气、核能源和电力没有被充分开发和利用，石油消耗在能源消耗总量中的减少以及石油存储量的减少都可能对中国经济的发展产生负面影响。范雪红、张意翔(2005)通过对中国能源消费与经济增长进行计量经济分析发现，能源消费对经济增长起着重要的影响作用，能源消费总量的增长带动了经济总量的增长；而经济总量的增长却并不是能源消费总量增长的主要动因。田澎、靳萍(2006)利用1953-2002年的统计数据和状态空间模型对中国能源消费与经济增长关系进行了研究。李光谱(2009)利用VAR模型的脉冲响应分析认为，导致中国石油消费飞速增长的主要原因是石油消费本身的累积性冲击。石油价格的波动并没有导致石油消费显著下降。在长期，煤的消费会对石油的消费产生一定的替代效应。

本文的结构如下：首先对所研究的问题进行综述，解释研究石油消费增长与经济增长的关系的理论意义和现实意义；其次基于我国1553年——2006年的相关数据进行动态相关系数和冲击反应动态的分析，表明石油消耗增长率与经济增长率的动态相关性轨迹中具有一定程度的非对称性，石油消耗增长率变化对经济增长率的影响较强，而经济增长率变化对石油消耗增长率的影响较弱；最后对所研究的结果进行总结和解释。

二、石油消费增长与经济增长关系研究

(一)数据

我们分别利用变量G_t和O_t代表我国年度实际GDP和年度石油消耗水平值的对数值，利用变量g_t和O_t代表我国年度实际GDP增长率和年度石油消耗增长率，选取的数据样本区间为1953年至2006年，数据来源为《中国统计年鉴》及《新中国五十五年统计资料汇编》。

(二)动态相关系数分析

我们分别利用变量G_t和O_t代表我国年度实际GDP和年度石油消耗水平值的对数值，利用变量g_t和O_t代表我国年度实际GDP增长率和年度石油消耗增长率。GDP与石油消耗之间的动态相关系数可表示为：

p(j)=[cov(g_t，O_t+j)]/[σ(g_t)σ(O_t+k+)](1)

j，=0，±1，±2，…±p

其中COV(g_t，O_t+j)是两个变量之间的协方差，σ(g_t)和σ(O_t+j)分别表示两变量的标准差。j＜0表示当期g_t与滞后j期O_t+j之间的相关性；j＜0表示当期g_t与超前j期O_t+j之间的相关性；通过计算样本协方差和样本标准差，可以得到如图1所示的GDP增长与石油消费增长的动态相关系数轨迹。

从图中可以看出，在所有时滞范围内，经济增长率与石油消耗增长率之间的相关系数时正时负，当期的石油消耗增长率与经济增长率具有最高的正相关关系，相关系数接近于0.4，这说明当期石油消耗增长率的快速增加会直接作用于经济增长率，从而导致同一时期经济的高速发展；而在3年的期限内，二者的相关性轨迹具有负向的变化模式，超前3年的石油消耗增长率与当期经济增长率的负相关性最强，几乎达到-0.65，而且这种负向相关性说明前期的石油消耗增长速度将对当期的经济增长速度产生负向影响，前期石油消耗量的快速增加会阻碍后期经济的增长速度，这是因为我国石油资源相对不足，国内石油产量远远不能满足市场需求，因此，在供求矛盾日益增强、石油战略储备不足的情况下，前期石油消耗的快速增加将会减少后期石油的供给，导致资源紧张，油价上涨，进而影响经济的增长速度。另外，石油消耗增长率与经济增长率的动态相关性轨迹中具有一定程度的非对称性，石油消耗增长率变化对经济增长率的影响较强，而经济增长率变化对石油消耗增长率的影响较弱。在经济长期发展态势下，石油消耗增长率对经济增长率具有一定程度的负向影响，而经济增长速度也会对石油消耗增长速度产生反馈作用，高速的石油消耗增长量不利于经济的快速发展，经济的快速发展也会降低石油消耗增长率。

(三)VAR结构的冲击反应函数动态反应路径分析

我们利用条件异方差模型来描述经济增长率序列和石油消耗增长率序列中的波动特征。首先利用信息准则和拟合优度检验，选择AR(1)过程描述石油消耗增长率的均值过程，并估计石油消耗增长率序列的GARCH(1，1)模型如下(仅给出方差方程，均值方程略)：

采用同样的检验办法，我们选择经济增长率的均值过程为AR(1)，然后建立并估计GARCH(1，1)模型如下：

从方差方程估计的显著性上看，上述模型的估计效果较好，表明石油消费增长率和经济增长率序列中存在着明显的条件异方差现象。进一步，图1和图2给出了石油消耗增长率和经济增长率的条件异方差曲线。

在图1表明1953年中国进入第一个五年计划，由于参考和借鉴了苏联模式而大力发展高耗能的重工业，1958-1960年又实施“大跃进”发展战略，粗放型增长方式无以复加地放大了，能源消费增长速度远远高于同期的经济增长速度，经济系统消耗和浪费了大量能源。1961年国家无力再支撑“大跃进”模式，导致了1961-1963年的能源消费负增长，1960-1963年能源消费下降幅度达到48.43％。1967年“文革”冲击了正常的经济

秩序，能源消费量随之下滑，但这一次的影响并没有持续太久。随后，改革开放之初由于国家生产建设资金紧张，造成能源生产量和消费量的下降，出现1981年的能源消费负增长。进入90年代中期，我国显露出买方市场特征，国内市场供给大于需求，产品与要素市场需求都表现出疲软的迹象，1997-1998年旺盛的能源需求也得到暂时的降温。

从图2中可以看出我国从建国初到现在的经济增长率波动的状况，在1958-1960出现第一次波动聚类区；1966-1972出现第二次波动聚类区；19世纪80年代改革开放以后我国经济增长一直都比较活跃，出现经济增长率波动的持续“多高态势”。综合图1和2的分析，本文认为在大多数年份能源消费增长速度均围绕经济增长速度上下波动，改革开放前波动较为频繁且幅度较大，反映在高度集中的计划体制下，资源的配给制度与现实经济的不和谐。1978年后，经济增长速度与能源消费增长速度波动较小，能源消费增长速度低于经济增长速度，这表明经济运行趋于平稳，能源利用效率有所提高。但2003年后，大量的重复建设与投资冲动降低了投资效率，同时产业结构中重工业比重上升，能源消费增长速度再次快于经济增长速度，能源利用效率下降。

而采用VAR结构当中的冲击反应函数识别经济增长率波动和石油消费增长率波动对各种冲击的动态反应过程。我们采取含有3阶滞后变量的VAR模型(进行阶数比较后，发现3阶的效果较好)，取经济增长率和石油消耗增长率的波动成分建立VAR模型，并选取滞后-长度为10年，通过具体计算可以得到冲击反应函数，其轨迹由图4和图5给出。图中的横坐标是冲击发生后的时间间隔(以年度为单位)，纵坐标直接以坐标尺度表示百分点数。

从冲击反应曲线当中，我们可以清楚地看出，石油消耗增长率和经济增长率的冲击反应模式不同：当发生一单位石油消耗增长率波动成分的正向冲击后，经济增长率波动成分首先具有负向的反应，并在3年后达到最大值0.03，而后有所缓和，在4.7年后变为正向反应，并在7年后方向又有变化。而当发生一单位经济增长率波动成分的正向冲击后，石油消耗增长率在1年后达到正向的最大反应值0.057，随后有所下降，在3年后方向改变。

注意到图3和图4纵坐标尺度上的差异，经济增长率波动成分对石油消费增长率波动成分的冲击反应惰性更强一些；石油消耗增长率波动成分对经济增长率波动成分的冲击反应显得更敏感一些，特别是在单位经济增长率波动冲击发生的1年后，显示出经济增长对石油消耗具有很强的冲击作用。将石油消耗的波动成分和经济增长的波动成分的预测方差进行分解，可以判断形成这些变量波动性的主要成分(石油消耗增长率和经济增长率所在各列表示它们在形成标准差中的贡献)。方差分解提供了另一种描述系统动态性的方法。方差分解给出每个扰动对VAR中变量的相对重要性的信息。

三、基本结论及解释

本文基于计量经济学方法，对我国石油消耗与GDP水平值以及石油消耗增长率与经济增长率之间的内在关联性问题进行了研究，石油消耗增长率和经济增长率之间存在显著的负相关关系，但在现实经济运行中两者之间的负相关关系并不容易被察觉，因为在经济增长的当期(一年内)二者是正相关的，只有在长期石油消耗量的增长速度过快才会阻碍经济高速增长，经济的高速增长才能够促使石油消耗增长率下降。笔者认为可以从以下方面解释：首先，当期石油消耗增长率与经济增长率之间呈现微弱的正相关关系说明，在我国经济发展过程中，短期内石油消耗量的快速增长会刺激当期的经济增长速度，这是因为大量的石油消耗部门能够直接影响经济增长；其次，从我国经济发展的长期趋势来看，石油消耗量的快速增长会阻碍经济的长期高速发展，这归因于我国是石油资源相对匮乏的发展中国家，前期石油的过快消耗可能会导致后期石油能源供给不足，“中国国家能源综合战略和政策研究组”对我国石油供需预测认为，到2020年，我国石油消费量将大幅度增长，但是我国石油产量不可能大幅度增长，到2020年预计为1.8-2.0亿吨，然后逐年下降，而到2020年石油消费量最少4.5亿吨。这些数据也更加警示我们，在经济高速发展的同时，不能以石油的加速消耗为基础，尽管在短期内会刺激经济的高速发展，以加速石油消耗而带来的经济短期内的高速发展，最终有可能因为石油供给不足而导致经济的衰退；最后，在我国经济发展的长期趋势内，经济的高速增长会降价石油消耗的速度，有两点原因：一方面，经济的高速增长会加速石油生产企业、石油需求企业以及石油相关产业链的发展，从而会使石油的生产技术、利用技术大为改进，从而提高石油利用率，进而降低了石油消耗增长率；短期内经济的高速增长并不会促使石油消耗增长率的下降，这是因为，经济发展过程中的新技术、新能源的开发与利用都需要花费大量的时间，只有在长期经济增长中该作用才能凸现。