我国能源消费与经济增长关系的协整分析

刘辉



我国能源消费与经济增长关系的协整分析

刘辉

（五邑大学 经济管理学院，广东 江门 529020）

为避免小样本研究带来的偏差，以1953—2011年我国能源消费总量和GDP数据为基础，运用协整分析方法和Granger因果检验探讨我国能源消费与经济增长之间的关系. 实证研究表明：尽管在短期内，我国能源消费与经济增长之间存在波动关系，但是从长期来看，能源消费与经济增长之间存在着长期稳定的均衡关系，并且存在从能源消费到经济增长、经济增长到能源消费的双向因果关系. 研究结果表明，不断地扩大的能源供应是经济增长强有力的保障，能源消费总量也会随着经济增长而增长，一旦能源短缺势必会限制经济增长.

能源消费；经济增长；协整分析；因果关系

能源消费和经济增长的关系一直是学术界和政府研究部门关注的热点，30多年来，国内外学者对二者的因果关系做了大量的实证工作，但，是能源消费推动了经济增长还是经济增长带动了能源消费，到目前为止仍然没有共识. 大量实证的研究结果，得出二者的因果关系不外乎以下3种：

1）单向因果关系. 通过双变量Sims因果检验方法，Kraft实证美国存在从GNP到能源消费的单向因果关系[1]；基于韩国、菲律宾的实证结果，Yu等得出韩国存在从经济增长到能源消费的单向因果关系（这与文献[2]研究结果一致），而菲律宾存在从能源消费到经济增长的单向因果关系[3]；Lee通过构建GDP、能源消费和资本存量的三变量模型，分析了18个发展中国家（不包括中国）1975—2001年的年度数据，结果表明它们存在从能源消费到经济增长的单向因果关系[4]；刘小丽检验了1981—2004年我国GDP、能源消费量及能源行业固定资产投资等统计数据，结果表明我国存在着从GDP到能源消耗量的单向因果关系[5].

2）双向因果关系. 文献[2]表明阿根廷存在能源消费与经济增长的双向因果关系；Oh等认为韩国存在能源消费与经济增长的双向因果关系[6]；韩智勇检验我国1978—2000年的面板数据，结果表明我国能源消费和GDP存在双向的因果关系[7]；张明慧对我国1985—2001年GNP、GDP和能源消费的统计数据进行检验，表明我国能源消费和经济增长不存在严格的双向因果关系[8].

3）无因果关系. Yu等将文献[1]研究的时间区间扩展到1947—1979年，得出了与Kraft相反的结论，即GNP和能源消费之间不存在因果关系[9]；Yu等对美国的实证结果表明能源消费与经济增长之间不存在长期的协整关系[10]；S Smulders等认为印尼和波兰能源消费与经济增长之间不存在任何方向的因果关系[2].

据《2012年中国能源发展报告》，我国是全球能源消费第二大国，也是世界上能源消费增长最快的国家. 据国际货币基金组织估计，2011年，全球GDP为69.66万亿美元，我国GDP为7.298万亿美元，占全球的比重约为10.48%，而能源消费却占全球的71%，能源高消耗低效果、环境高污染的现状是我国不争的事实[11]. 未来5～10年，我国仍将处于工业化和城市化进程快速深化的阶段，能源需求将进一步增加，能源安全与能源供应面临着有史以来最为严峻的挑战.

探讨能源消费与经济增长的关系，对准确分析和预测我国能源消费需求有着十分重要的意义. 以上文献对能源消费和经济增长之间关系的研究存在两点不足：一是文献选取的样本数据区间小（一般不超过30年），容易导致研究误差；二是部分文献未考虑时间序列的性质，直接利用OLS方法估计，往往造成“伪回归”，并得出错误的结论. 本文采用大样本数据，以1953—2011年我国能源消费总量和GDP的数据为基础，运用协整理论对时间序列做ADF检验、PP检验以及KPS检验，以有效避免“伪回归”现象，并运用Granger因果检验，探讨我国能源消费与经济增长之间的关系，为我国制订能源政策、改善能源质量、促进经济增长提供理论依据.

1 数据选取与分析

图1 能源消费总量变动趋势图

图2 国内生产总值变动趋势图

图3 EC和RGDP对数趋势图

图4 EC和RGDP增长率图

由图1，1953—2011年，我国能源消费总量年均增速为8.34%，增长势头强劲，但在考察时间区间内也出现过若干次波动：1）1953—1958年我国能源消费总量出现一个波动，原因是1953—1958年我国的经济增长模式为粗放式，大力发展高耗能产业；2）1958—1960年期间能源消费总量出现剧烈波动，期间我国实施了“大跃进”发展战略，以牺牲环境、资源为代价换取经济的高速增长，其中，1958年我国能源消费增速为82%，是1953—2011年间最高的一次；3）1961—1963年我国的能源消费出现负增长，其中，1961年我国能源消费增速为-32%，是1953—2011年间最低的一次，原因是1958—1960年更为粗放的经济增长方式，使得我国能源资源无力支撑这种高消耗；4）1967年能源消费量下滑，原因是我国发生了“文化大革命”，扰乱了正常的社会经济秩序，但持续时间较短，随后我国能源消费的增速与经济的增速出现动态性波动，能源消费增速围绕经济增速上下波动.

综上分析，改革开放前，我国处于高度集中的计划经济体制，能源消费增速与经济增速波动比较频繁，而且幅度大，表明当时资源配置与经济发展的协调度不够好. 1978年以后，我国能源消费增速和经济增速波动放缓，能源消费增速稍低于经济增速，表明我国资源配置日趋合理，经济运行趋于平稳健康，但在2003—2004年期间，由于大量重复性建设以及产业结构失调等原因，我国能源消费增速又高于经济增速，能源利用效率降低.

2 计量模型与实证分析

2.1 单位根平稳检验

根据ADF检验模型，利用Eview5.0软件检验，结果见表1. 从表1可以看出，我国能源消费和经济增长均为一阶差分平稳序列，即一阶单整I（1），表明它们之间可能存在协整关系.

图5 ADF实际检验流程图

表1 ADF检验结果

表2 PP和KPS检验单位根检验结果

2.2 协整检验

单位根平稳检验表明我国能源消费和经济增长均为一阶差分平稳序列，可能存在协整关系. 目前最常用的协整检验方法是EG两步法[13]和Johansen检验法[14]. EG两步法的主要优势是针对一元变量分析，适合于两个变量之间协整关系的检验，本文选取EG两步法来探讨我国能源消费和经济增长之间的关系，其具体步骤如下：

对式（4）用最小二乘法估计，得到：

根据式（4）和式（5）建立我国能源消费和经济增长的最小二乘回归模型为：

对式（6）生成的残差进行单位根检验，结果见表3. 由表3可以看出，残差序列是平稳序列，表明我国能源消费与RGDP之间存在协整关系；D.W.值小于2，表明模型存在严重自相关，可以在模型中逐步加入滞后项，删除不显著项.

表3 残差单根检验

调整我国能源消费和经济增长的关系如下：

图6 模型（7）的拟合效果图

2.3 因果关系检验

表4 变量的因果关系检验

3 结论与建议

本文在单位根平稳检验和协整检验的基础上，通过Granger因果关系检验，对1953—2011年我国能源消费与经济增长之间的因果关系进行了实证分析，分析结果表明：能源消费与经济增长不属于平稳序列，从短期来看，能源消费与经济增长之间存在波动关系，但从长期来看，它们之间存在长期的均衡关系，而且互为因果关系，即能源消费是经济增长的Granger原因，经济增长也是能源消费的Granger原因. 本文研究结论符合能源经济理论：能源作为一种重要的投入要素，其的增加会带来经济产出的增加，同样，当经济总量扩大时，对能源要素的需求也会增加. 但该结论引发的深层含义更需要我们关注：一方面，保持经济持续快速增长，必须要有不断扩大的能源供应作支撑，2011年我国GDP增速为9.2%，未来5～10年，我国GDP仍会有7%～9%的增速，这意味着我国能源消费的上升速度会不断加快，能源供应压力将越来越大，我们很难乐观地估计我国未来能源供应的支撑程度，一旦能源供应发生短缺，势必会影响我国的经济增长. 因此，调整产业结构、优化能源消费结构、扩大能源供应渠道日益成为我国非常紧迫的战略问题. 另一方面，全球各个国家在节能减排的压力下，都面临着能源战略和能源政策的调整，美国于2001年宣布退出京都议定书的主要原因是限制能源消费有损美国经济增长，因此我国在制订有关温室气体减排的能源政策时，必须充分考虑相关政策对能源消费的影响，从而避免对我国经济增长目标的影响. 总之，在客观条件允许的情况下，发展能源与增强我国经济实力是相辅相成的. 正确认识和处理二者的关系，对准确预测和分析我国能源消费及需求，为相关部门提供决策依据，具有一定的实用价值. 此外，能源消费引发的环境污染问题也亟待解决，如何处理好能源消费、经济增长与环境友好的关系，则更是当务之急.

本文以大跨度的时间样本数据为基础，避免了小样本带来的研究误差，主要研究了我国能源消费与经济增长长期的协整关系，但是未能考虑外生冲击对数据序列带来的阶段性影响，即未考虑市场经济建立、改革、全面开放等重大政策调整对我国能源消费与经济增长长期协整关系的影响. 考虑外生冲击对我国能源消费与经济增长之间关系的影响，将是本文后续的研究方向.

[1] KRAFT J, KRAFT A. On the relationship between energy and GNP [J]. The Journal of Energy and Development, 1978, 3: 401-403.

[2] SMULDERS S, NOOIJ de M. The impact of energy conservation on technology and economic growth [J]. Resource and Energy Economics, 2003, 25(1): 59-79.

[3] YU E SH, CHOI J Y. Causal relationship between energy and GNP: an international comparison [J]. Journal of Energy and Development, 1985, 10: 249-272.

[4] LEE C C. Energy consumption and GDP in developing countries: a cointegrated panel analysis [J]. Energy Economics, 2005, 27: 415-427.

[5] 刘小丽，卢凤君. 中国能源消费与国民经济增长的关系研究[J]. 工业技术经济，2007(9): 55-58.

[6] OH W, LEE K. Causal relationship between energy consumption and GDP revisited: the case of Korea 1970-1999 [J]. Energy Economics, 2004, 26(1): 51-59.

[7] 韩智勇，魏一鸣，焦建玲. 中国能源消费与协整性与因果关系分析[J]. 系统工程，2004, 22(12): 17-21.

[8] 张明慧，李永峰. 论我国能源与经济增长关系[J]. 工业技术经济，2004(4): 77-80.

[9] YU E SH, HWANG B K. The relationship between energy and GNP: further results [J]. Energy Economics, 1984, 6(3): 186-190.

[10] YU E SH, JIN J C. Cointegration tests of energy consumption, income, and employment [J]. Resource and Energy Economics, 1992, 14(3): 259-266.

[11] 赵进文，范继涛. 经济增长与能源消费内在依从关系的实证研究[J]. 经济研究，2007(8): 31-42.

[12] 王少平，李子奈. 我国货币需求的协整分析及其货币政策建议[J]. 经济研究，2004(7): 9-17.

[13] ENGLE R F, GRANGER C W J. Cointegration and error correction: representation, estimation and testing [J]. Econometrica, 1987, 55(2): 251-276.

[14] JOHANSEN S, JUSELIUS K. Maximum likelihood estimation and inference on cointegration with applications to the demand for money [J]. Oxford Bulletin of Economics and Statistics, 1990, 52(2): 169-210.

[责任编辑：熊玉涛]

A Co-Integration Analysis of Relationship Between Energy Consumption and Economic Growth in China

LIUHui

(School of Management and Economics, Wuyi University, Jiangmen 529020, China)

For the sake of avoiding deviation caused by small samples study, this paper chooses China’s 1953-2011 total energy consumption and GDP data as the study basis and investigates the relationship between energy consumption and economic growth in China by adopting the cointegration analysis and the Granger causality test. Empirical research shows that although there are fluctuations in the co-relation between energy consumption and economic growth in the short term, there is a stable equilibrium relationship between China’s energy consumption and economic growth in the long term. In addition, there exist two-direction causality between energy consumption and economic growth. The research results show that continually expanding energy supply is the guarantee of strong economic growth; the total energy consumption grows with the economic growth; energy shortage is bound to limit economic growth.

energy consumption; economic growth; co-integration analysis; causal relationship

1006-7302（2013）03-0028-07

F061.2

A

2013-03-15

刘辉（1987—），男，河南信阳人，在读硕士生，研究方向为社会经济系统优化控制与仿真.