能源消费与中国经济增长关系的实证分析

刘海莺，赵 莹

（辽宁大学 经济学院，沈阳 110036）

能源消费与中国经济增长关系的实证分析

刘海莺，赵 莹

（辽宁大学 经济学院，沈阳 110036）

文章利用格兰杰因果关系检验及协整分析，对中国经济增长与能源消费之间的动态关系进行了实证分析，定量揭示出经济增长对能源消费的依赖性，并据此结论提出了相关的政策建议。

能源消费；经济增长；格兰杰因果关系检验；协整分析

“十二五”规划草案强调，我国面临新型工业化和建设资源节约型社会的发展要求，面临世界范围内能源生产和消费市场的激烈竞争和资源环境安全问题的严峻挑战，在这一背景下，研究能源消费与经济增长的关系具有重要的意义，将成为我国制定和选择正确发展战略和经济政策的重要依据。因为如果经济增长和能源消费之间存在单向的因果关系，意味着能源储备和经济增长是不矛盾的，前者可以在不影响后者发展的条件下实现。本文运用近20年我国相关变量的样本数据，通过建立计量经济模型对我国能源消费与经济增长之间是否存在长期的均衡关系及因果关系进行实证分析。

1 能源消费与经济增长的关系的动态分析

1.1 变量选取与数据说明

在对我国能源消费与经济增长关系的研究中，能源消费以我国各年度的能源消费总额表示(单位：亿元)，记为ENC；经济增长以我国各年度的国内生产总值表示(单位：亿元)，记为GDP。为了剔除价格波动的影响，采用以1990年物价水平为基期的对各年的能源消费总额和国内生产总值总额进行调整。

本文分析所用的样本数据为1990～2009年的年度数据，数据来源于《中国统计年鉴》。由于时间序列经济数据中通常存在异方差现象，为消除数据中存在的异方差，可以通过对所有变量的实际值取自然对数，这种变换后的数据不会影响原变量间的长期稳定关系和短期调整效应。对国内生产总值和能源消费总额两个变量取自然对数后分别记为LnENCt，LnGDPt，其相应的一阶差分序列记为△LnENCt，△LnGDPt，二阶差分序列记为 lnENCt～I(2)，lnGDPt～I(2)。

1.2 单位根检验

检验中国经济增长与能源消费的关系需要采用两个步骤，第一步是验证两个变量之间是否存在长期协整关系，第二步是研究两个变量之间是否具有因果关系。

首先对数据的平稳性进行检验，单位根检验是一个检验平稳性的常用的方法。为进行严格的单位根检验，假定：

这里，yt代表时间序列，在本文中是ln(GDP)和ln(EPC)，xt代表可选择的外生变量，ρδ是两个需要估计的参数，et表示白噪声。采用最小二乘法对方程1进行估计。这里△代表一阶差分方程，α=ρ-1，et是零均值、方差固定的误差扰动项。采用t检验，如果α=0，则y是非平稳的时间序列，变量随着时间增加。在这种情况下，这个时间序列需要通过差分的方法解决平稳性问题。采用单位根检验分析时间序列ln(GDP)和ln(ENC)（结果见表1）。单位根检验的结果显示，经济增长和能源消费两个时间序列是稳定的，可以采用Granger因果检验方法进行验证。

1.3 协整检验

协整检验的常用方法有E—G(Engle—Granger)两步检验法和约翰森(Johansen)检验法。多变量之间的协整关系，使用基于向量自回归模型的约翰森(Johansen)检验法，而检验两变量之间的协整关系通常采用E-G两步法。由于lnENCt与lnGDPt均为二阶单整序列，符合E—G检验法的前提条件，故采用E-G检验方法进行检验，EG检验分两步，第一步建立含有常数项的协整回归模型：这里，α和β表示回归系数的估计值。Yt、Xt分别表示lnENCt和lnGDPt，εt表示回归的残差项。回归的结果是：

回归结果显示，GDP增量对能源消费增量的解释超过99%，拟合优度非常高，而DW为2.166，模型不存在一阶自相关。

第二步检验回归的残差是否有单位根，若εt~I(0)，即为平稳序列，则变量之间存在协整关系。对残差序列 εt=lnENCt-3.3455-0.46lnGDPt进行ADF检验结果如表2。

由于检验统计量的样本值小于给定显著水平下的临界值，可以认定残差序列为平稳序列，则能源消费与经济增长之间存在长期的稳定关系。

表1 单位根检验结果

表2 残差序列ε的ADF检验结果

表3 格兰杰因果关系检验结果

1.4 格兰杰因果检验

结合上述的分析，每单位资本的生产的GDP与每单位资本需要的能源消费之间的因果关系可以通过Granger因果检验来验证。在这里，应用Granger因果检验，核心是检验当期的ln(GDP)和ln（EPC）在多大程度上能够被前期的ln(GDP)和ln（EPC）来解释，是否需要增加 ln(GDP)和 ln（EPC）的滞后变量。因此，因果关系分析可以用以下的两个回归分析来估计：

这里，m代表滞后期，滞后期的选择应以时间序列能够准确预测的最长时间为原则。

从Granger因果检验来看，检验ln(GDP)与ln(ECP)之间是否存在因果关系就是要根据两个回归方程结果中参数v1i与v2i的F检验的显著性来判断。由单位根检验结果可知，lnGDP与lnENG的二阶差分形式为平稳时间序列，因此可继续检验二者之间是否具有因果关系。运用Eviews分析软件，采用Granger因果关系检验，结果见表3。

由表3的检验结果可知，对于原假设“国内生产总值不是引起能源消费变化的Granger原因”检验值大于临界值，犯第一类错误的概率仅为0.01879。对于原假设“能源消费不是引起国内生产总值变化的Granger原因”检验值小于临界值，犯第一类错误的概率高达0.54408。因此，国内生产总值是引起能源消费变化的Granger原因。

2 结论及启示

本文核心是验证我国能源消费与经济增长之间是否存在因果关系，从上述实证检验中，我们证明了我国经济增长与能源消费具有因果关系，且表现为单向因果关系的结论。对我们的启示是：

（1）通过采用Granger因果检验得到相关的结论表明，我国的经济增长严重依赖于能源的消费，这与我国正在进行的工业化进程相符。我国近年来经济增长迅猛，与此同时，对能源的需求日益增加，自1993年成为石油净进口国以来，石油进口量持续增长，2004年对外依存度达到近十年的最大值47.5%，2005年有所下降，仍在40%以上。石油进口规模的不断增加势必使我国经济受制于石油出口国，也给我国经济安全带来一定的威胁。能源消费对经济增长的作用也越来越明显，例如能源消费量较大的重化工业正日益占据主要的地位，2005年中我国重化工业对工业的贡献率超过 70%，对GDP的贡献率接近50%。另一个原因是快速的城市化进程。中国正处在快速城市化的时期，平均增长速度超过每年1%。据预测，中国的城镇化水平在2010年为46.50%左右，2014年可能超过50%，预计2023年可能超过60%。快速的城市化进程导致能源消耗急剧增加。工业、建筑和交通是能源消费增长的主要领域，机动车保有量也快速增加也是能源消耗加剧的重要原因，截至2008年9月已有1.68亿辆。随着城市化的进程，每年近千万人从农村转移到城市将导致城市能源消耗总量不断增加。因此，在发展中要坚持节能优先的发展战略和低碳经济发展模式。

（2）能源消费对经济增长的Granger因果关系显著性相对较差，我国的单位产值能耗过大是一个可能的解释。近期的数据显示，我国的单位产值能耗约为世界平均水平的2倍，美国的3倍，欧盟的5倍，日本的8倍。造成单位产值能耗过大的一个直接原因是当前的能源价格形成体制导致能源价格的配置缺乏效率。能源消费的宏观效率相对较低，近年来，我国的能源价格形成机制改革进程缓慢，阻力很大，远远落后于其他部门的市场改革。市场体制和定价仍带有强烈的计划经济色彩。人为的干扰因素，使价格作为市场调节信号的作用减弱，甚至消失。这种价格体系导致的直接结果就是投资意愿弱，投资不足。低电力价格使高耗能产业盲目扩大产能。因此，应推进能源价格形成机制改革。在能源价格形成机制优化策略研究中，主要依据机制设计理论进行价格形成机制的设计，首先，需要明确各种定价方式的目标。尽管各种定价方式的侧重不同，但总的来看，主要是两个方面，一是关注于经济增长，二是关注于能源供给和消费的可持续性。前一种情况对生产者和消费者来说，能源的贴现率更高，而后者更低。在此基础上，确定需要考虑采用的机制和均衡条件，以预期参与者的行为。

（3）本文主要研究近年来我国的能源消费与经济增长是否存在因果联系。与其他时期相比，近年来我国的能源行业正呈现出一些新的特色，例如，我国的能源对外依存度正在增加；虽然能源产业仍由国内几家大的国有公司控制，尚未形成开放的国内能源市场，但能源产业开始尝试市场化改革。考虑到样本数据和能源变量的选择，新的经济变量的加入和方法的改进，本文的研究只是更深入理解我国能源与经济增长相互作用机理的一个探索。

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（责任编辑/易永生）

F205

A

1002-6487（2011）03-0128-02

刘海莺（1977-），女，辽宁沈阳人，博士，讲师，研究方向：规制经济学。

赵 莹（1977-），女，辽宁沈阳人，博士，讲师，研究方向：西方经济学。