新能源产业国际贸易关系及中国现状——基于空间引力模型

刘明

（兰州财经大学，甘肃兰州730020）

新能源产业国际贸易关系及中国现状
——基于空间引力模型

刘明

（兰州财经大学，甘肃兰州730020）

本文利用新能源产业进出口的海关数据，在对主要国家新能源产业贸易状况进行描述性分析基础上，通过对空间引力模型进行拓展，利用拓展模型对新能源产业国际贸易关系进行建模分析，并对中国新能源产业国际贸易状况进行了研究。结果发现，新能源产业国际贸易额受到贸易双方国家和地区的GDP、消费总量和距离的影响；新能源产业的出口额主要受到本国的经济总量、出口对象国的消费总量、本国的消费总量以及距离的影响；中国新能源产业国际市场竞争优势在提升，外部市场的经济总量和消费总量对中国新能源产业进出口总额的变动的影响较大。

新能源产业；国际贸易；空间引力模型

新能源是指煤、石油、天然气以及大中型水电等传统能源之外的非常规能源，新能源产业则是指支撑新能源生产与发展的企业及行业群体。随着社会经济的发展，常规能源给人类的生存环境带来的负面影响日益突出，推进以高能效、低排放为核心的“低碳革命”势在必行，新能源的低排放、低污染、高效率等特点，使其成为世界各国重点发展的能源领域，并形成了一定的竞争态势。从社会发展的角度看，新能源替代常规能源在未来是一种趋势。中国作为全球能源消费大国，近年来也非常重视新能源产业的发展，并取得了一定成效。在经济全球化的今天，新能源产业在国际贸易中也初具规模，分析与研究新能源产业的国际贸易关系，对认清该产业的贸易特征和规律、制定产业发展政策等都具有重要意义。

一、新能源产业国际贸易基本状况

首先对新能源产业国际贸易状况进行分析，重点对不同国家之间新能源产业贸易额进行研究。根据海关部门关于进出口行业及商品的分类标准，新能源产业分为5个子行业，分别是核电产业、风能产业、太阳能产业、生物质能等其他新能源产业、智能电网产业，不同的子产业下对应着HS四位码商品。从国家海关总署得到了世界各国家（地区）间的新能源产业HS四位码商品双边贸易（包括进口和出口）数据，根据研究分析的需要，对数据进行了适当的筛选处理：（1）仅采用了其中的进口额和出口额数据，未采用其他贸易数据信息；（2）由于本文研究的是新能源产业，因此对各四位码数据进行了加总，从而得到新能源产业整体的进出口数据；（3）将数据在时间上进行了汇总，由原来的月度数据转化为年度数据，时间跨度为1998—2009年共12个年份；（4）在地域空间上，重点挑选了发达国家、中等发达国家和包括中国在内的新兴市场国家作为研究对象，涵盖了亚太地区和欧洲的主要国家，但不对诸如欧盟、东盟等联合经济体的新能源产业国际贸易状况进行讨论。具体包括中国、韩国、日本、印度、巴西、美国、英国、德国、法国、瑞典、西班牙、意大利等12个国家。

这里以2001年、2006年和2009年为例，分析各样本国家新能源产业进出口状况。这些年份中各样本国家的新能源产业进出口额如表1所示。

表1 样本国家新能源产业进出口额 单位：亿美元

通过比较表1中新能源产业进出口数据可以发现，中国、巴西、印度等新兴市场国家与发达国家之间最显著的不同是，新兴市场国家都是新能源产业贸易的逆差国，而发达国家几乎都是顺差国，这说明发达国家掌握着新能源产业国际贸易的主动权，而新兴市场国家在国际贸易竞争中处于劣势地位。从2009年的数据来看，英国、西班牙、意大利等发达国家新能源产业的进口额高于出口额，即出现了逆差，与此同时，中国的新能源产业出口额占进出口总额的比重显著提高，在2009年达到34.09%，比2001年高出近12个百分点，这意味着发达国家的新能源产业国际贸易竞争力存在下降趋势，而以中国为代表的新兴市场国家的竞争力在上升。出口方面，美国、日本、中国、韩国等亚太国家都是新能源产业的出口大国，远高于其他国家的出口量；近年来，中国新能源产业出口上升趋势明显，而日本、美国的出口额呈现下降趋势；欧盟国家中德国的出口额显著高于其他国家，但远不及美、日、中、韩等四国；印度作为新兴市场国家在近年来的新能源产业出口方面也呈现出一定的上升态势。进口方面，近年来中国新能源产业进口额远高于其他国家，美国和日本都是新能源产业的进口大国，韩国和德国的进口也有一定的规模；印度、巴西等新兴市场国家的进口额明显高于一些欧洲发达国家。

为展示新能源产业在不同国家间的双边贸易状况，这里选择中国-日本、中国-美国、中国-巴西、日本-美国、巴西-美国、中国-德国等五个国家的六个双边组合来进行研究分析，包括了新兴市场国家和发达国家，覆盖了南美、北美、欧洲和亚洲的经济体。各双边国家的新能源产业进出口总额如图1所示。

由图1可以看出，在所研究的几个国家中，中国和日本的新能源产业双边贸易额在1998—2007年间增长最为强劲，在2002年后超过日本与美国的双边贸易额，并且显著高于其他双边贸易额。中美、中德之间新能源产业双边贸易额也具有明显的增长趋势，其中中美间贸易额在2006年超过美日双边贸易额，中德间贸易额在2008年超过美日双边贸易额。美日间新能源产业贸易额具有较大规模，但在2000年以后呈现出一定的下降趋势。中国-巴西双边贸易额、美国-巴西双边贸易额规模相对较小。另外，由于国际金融危机的影响，各双边贸易额在2009年出现下降。

为展示中国新能源产业的出口状况，这里做出中国对其他四国的出口额变动趋势图（如图2所示）。

图1 双边国家的新能源产业进出口总额

图2 中国对其他四国的新能源产业出口额

由图2可以发现，中国对巴西、德国、日本及美国的新能源产业出口都呈现出显著的增长趋势，其中对德国、日本及美国的出口增长趋势强劲。中国对日本和美国的出口额较为接近，在2004年以前，中国对日本的出口额高于对美国的出口额，在2005年以后中国对美国的出口额超过了对日本的出口额。中国对德国的新能源产业出口额在2008年以前明显低于对美、日的出口额，但在2004年以后，对德国的出口额快速增长，到2009年超过对日本的出口额，与对美国的出口额持平。

日本作为与中国临近的经济体，新能源产业向巴西、美国出口额的变动趋势如图3所示。

由图3可以看出，日本新能源产业在美国市场的出口整体上高于中国，但呈下降态势，而中国在美国市场的出口呈明显的上升趋势，并在2008年初超过日本在美国市场的出口额。巴西新能源产业市场相对较小，2001年以前，日本在巴西市场的出口额高于中国，但到2006年以后，中国在巴西市场的出口额明显高于日本。

就上述分析结果来看，虽然发达国家在新能源产业国际市场中具有更大的话语权，但作为新兴市场国家的中国，新能源产业出口增长趋势明显，在国际市场竞争中已占有一席之地。

图3 中国出口与日本出口的比较

二、新能源产业国际贸易关系

接下来将引入空间引力模型并对其进行拓展，以进一步对新能源产业国际贸易关系进行分析研究。

1.空间引力模型及其拓展

空间引力模型也被称为空间交互模型，[1]其建模思想源于牛顿的万有引力定律，该模型在经济社会学科诸多领域都有应用，其中最为著名也最为成功的是在国际贸易领域，已经成为研究双边乃至多边贸易关系的重要工具。空间引力模型所表述的内容和本文研究的新能源产业国际贸易关系的内在逻辑一致，因此本文引入该模型以对新能源产业国际贸易关系进行建模研究。简单的贸易引力模型可以表述为：两个国家之间的单项贸易流量与它们各自的经济规模成正比，与它们之间的距离成反比。[2]丁伯根（Tinbergen）[3]最早将引力模型用于研究贸易量，一般用GDP来表示各国的经济规模。用公式表示为：

式中，K为常数，Mij为j国从i国的进口额，Dij为两国的距离，一般指两国经济中心或主要港口之间的距离。现实中为方便研究，通常将上式两边取对数，从而得到如下的计量经济学模型：

其中，参数β、γ的预期值大于0，θ的预期值小于0。

在研究空间引力模型时，要分清目标值运动方向，即数据产生的“来源地”和“目的地”，这样有助于正确设定模型的形式，顺利完成模型参数估计，有效解释模型意义。实际上，对于空间引力模型的设计存在不完善之处。例如，影响双边贸易的因素一般不仅为贸易双方的经济总量和相互的空间距离，其他因素诸如市场容纳能力、经济开放程度等都会影响双边贸易，因此在实际问题研究中，可以根据研究需要对空间引力模型进行适当的拓展。例如，胡朝霞[4]利用空间引力模型研究中国大陆、中国香港和中国台湾的贸易关系时，将Mij设定为双边贸易总和，将双方的经济总量GDPi和GDPj视为对Mij同等重要的影响因素，并引入了市场规模的因素，这种做法有可取之处，但也有欠缺。例如，区域双方的经济总量对进出口的影响很可能存在差异，视为同等重要会损失大量信息，造成模型估计的偏误。因此，本文结合研究的问题对空间引力模型进行拓展，以符合研究需要。

首先，应该在模型中引入其他对双边贸易产生影响的因素，本文考虑引入贸易双方国家或地区的消费总量，主要基于这样的认识，即消费量对新能源产业的进口产生影响；其次，需要考虑各类因素对双边贸易总额即进出口总额的影响，而不是单纯的进口或出口；再次，为了使模型参数更具经济意义，对距离变量不取对数，而直接用原始数据值，因为取对数之后的回归系数反映的是弹性关系，不便于对距离变量进行解释。因此，本文设计了如下两类模型：

其中Tradij是贸易双方进出口总额，Ci、Cj分别为贸易双方的消费总量。模型（1）是在原引力模型基础上的拓展，模型（2）是在模型（1）基础上的拓展。出口的动力可能来源于本国，也可能来源于出口对象国或地区，因此设定一类仅考虑出口额的引力模型

其中，EXij是i国向j国市场的出口额。一国的出口对另一国来说就是进口，因此不再需要对进口额重新进行建模，其模型形式也用（3）来表示。

2.新能源产业空间引力模型估计与分析

从中国经济网统计数据库中收集到12个样本国家1998—2009年GDP数据和消费总量数据，以估计模型（1）、模型（2）、模型（3），另外，国与国之间的距离使用的是各国经济中心之间的球面距离。在估计过程中发现，考虑截面随机效应下的各面板数据模型估计结果都是最优的，这也符合实际。利用各双边国家新能源产业1998—2009年贸易数据，以及各年份GDP、消费总量、距离等变量估计模型（1）、模型（2）、模型（3）的结果如表2所示。

由模型（1）的参数估计结果可以看出，双边国家各方的GDP、双边国家间的距离对新能源产业的双边贸易额都有显著的影响，其中双方的GDP对贸易额的影响是正向的，而距离对贸易额的影响是负向的，这符合模型预期。模型（2）也体现出双边国家各方的GDP、双边国家间的距离对新能源产业的双边贸易额都有显著的影响，同时也发现消费总量对贸易额有显著影响。模型（2）中双边国家的GDP对新能源产业贸易额有正向作用，这和预期一致；距离变量的回归系数估计结果为-0.0001，表明在其他条件不变的情况下，国家间直线距离每增加1千米，双边贸易额会下降1/10000的相对量。模型（2）中双边国家的消费量对贸易额都显示出负向作用，即贸易双方之间的贸易额会随着国内市场消费量的增加而减少，这种现象可以按照这种逻辑来解释：当经济总量一定时，国内市场消费量越高，本国市场的容纳能力越强，出口的内在要求越弱，使得新能源产业出口额减小，本国的进口对于另一国也是出口，这样双边贸易额总量就会减少，这一观点在模型（3）中可以得到印证。模型（3）显示，在其他条件不变的情况下，本国的消费水平越高，新能源产业出口额越低（β3的估计值为-8.27），本国市场较强的容纳能力使得出口额减小；与此对应，出口对象国的消费水平越高，市场容纳力越强，对本国新能源产业出口拉动也就越大，于是对象国消费水平变量回归系数估计值是一个显著不为0的正数6.4266。在模型（3）中还能看到，本国GDP变量回归系数为7.2356，说明本国的经济总量对新能源产业的出口有正向作用，而对象国GDP变量回归系数为-6.1201，这意味着对象国的经济总量对新能源产业的出口有负向影响。

表2 各双边贸易国的引力模型估计结果

3.中国新能源产业贸易状况

中国新能源产业的国际贸易状况也是本文的关注重点，为此单独对中国进行研究。研究思路是，以中国为核心，考虑中国与其他各国间的新能源产业进出口贸易情况，而对于其他国家之间的贸易不予考虑，目的是考察中国新能源产业出口和进口状况。为此，在用于研究出口状况的空间引力模型（3）的基础上设计出模型（4），以用于研究中国新能源产业的进口状况。

其中IMij是由j国进口到i国（这里就是中国）的新能源产业进口额。

中国新能源产业贸易状况模型拟合结果如表3所示。

表3中模型（1）估计结果显示，中国与其他国家间的新能源产业进出口总额受到双方GDP的显著影响，且这种影响是正向的，同时也可看到，国家间的距离对进出口贸易额有显著的负向影响。模型（2）表明，中国与其他国家的新能源产业进出口贸易额更容易受到对象国GDP、消费总量的影响，其中对象国GDP对进出口贸易额的影响是正向的，消费总量进出口贸易额的影响是负向的，这就容易解释为什么在金融危机发生后中国新能源产业进出口总额大幅下滑，主要就是其他国家陷入经济衰退、消费量降低所导致的。模型（3）表明了中国新能源产业出口依赖关系，虽然部分回归系数不显著，但也可看出中国的GDP和出口对象国的消费量对中国新能源出口就有正向影响，而对象国的GDP和中国国内的消费量对新能源出口有抑制作用。模型（4）表明，中国新能源产业的进口额受到进口来源国的GDP和消费总量的显著影响。其中，进口来源国的GDP对进口额的影响是正向的，即进口来源国经济总量越大，越能促进该国向中国的新能源产业出口；进口来源国的消费总量对进口额的影响是负向的，即进口来源国的消费总量越大，越抑制该国向中国的新能源产业出口。

三、研究结论

通过海关数据对全球主要发达国家和新兴市场国家的新能源产业国际贸易关系的分析研究发现，发达国家在新能源产业的国际贸易中拥有竞争优势，但以中国为代表的新兴市场国家也正处于崛起状态，并形成了一定的赶超趋势，[5]中国新能源产业在国际贸易市场中已占有一席之地，贸易格局正在发生变化。在进一步关于构建空间引力模型的研究中得出了如下结论：

新能源产业国际贸易额受到贸易双方国家的GDP、消费总量和相隔距离的影响。GDP对进出口贸易总额产生正向影响，而消费总量对贸易总额产生负向影响；在不考虑其他因素时，贸易国双方的距离越远，贸易额会越小。

新能源产业的出口额主要受到本国的经济总量、出口对象国的消费总量及本国消费总量的影响，当然也受到相隔距离的影响。本国的经济总量对出口额产生正向作用，经济总量的增加会促使新能源产业出口额增加；出口对象国的消费总量的增加意味着市场容纳能力的提高，就会使出口额增加，即对出口额也产生了正向影响；本国消费总量的增加使本国需求加大，就会抑制出口，即本国的消费总量对出口额也产生了负向影响。

表3 中国新能源产业进出口贸易国的引力模型估计结果

中国新能源产业对外进出口总额的变动主要受到两个因素的影响：一是外部市场的经济总量；二是外部市场的消费总量。前者对进出口总额的变动有着显著的正向影响，而后者表现为显著的负向影响。中国本国的GDP和出口对象国的消费总量对中国新能源产业的出口有着正向影响，而对象国的GDP和本国的消费总量对中国新能源产业的出口有着负向影响。对于进口来说，外部市场的经济总量和消费总量对中国的新能源产业进口都有显著的影响，作用机制和对进出口总额的作用机制一致。

＊本文受国家社会科学基金重大项目“经济社会公共数据的空间统计样本数据开发及应用研究”（项目编号：11&ZD157）、国家统计局统计科学研究重点项目“空间数据建模技术及其在我国居民消费分析中的应用”（项目编号：2013LZ11）资助。

[1]Sen A.，Smith T.E.Gravity Models of Spatial Interac⁃tion Behavior[M].Heidelberg：Springger-Verlag，1995：4-29.

[2]Anderson J.E.A Theoretical Foundation for the Gravi⁃ty Equation[J].American Economic Review，1979，69（1）：106-116.

[3]Tinbergen J.Shaping the word Economy：Suggestion for an international Economic Policy[M].NewYork：The Twentieth Century Fund，1962：95-127.

[4]胡朝霞.“两岸三地”贸易关系的实证研究——基于变系数面板数据引力模型的分析[J].中国经济问题，2010（6）：64-71.

[5]傅喻.中国新能源产业出口竞争力研究——基于1998—2010年海关数据[J].调研世界，2013（6）：48-52.

责任编辑：林英泽

International Trade Relation of NewEnergy Industry and the Current Situation in China：The Research Based on Spatial Gravity Models

Liu Ming
（Lanzhou University ofFinance and Economics，Lanzhou，Gansu730020，China）

Using importand exportdata of newenergy industry，based on the descriptive analysisof the newenergy industry trade among somemain countries，the authormakes some expansion of the spatial gravity model，uses the expanded models to modeling and analysis of the newenergy industry international trade，and gives a research of international trade of China's newenergy industry.It is found that，the newenergy industry international trade is effected by the GDP and total consumption and distance；the newenergy industry of exports ismainly effected by national own GDP and own total consumption and export object country's total consumption and distance；China's newenergy industry competition advantage is upgraded in international market，and the importand export totalof China'snewenergy industry iseffected by other country'sGDPand consumption.

newenergy industry；international trade，SpatialGravity Models

F752

A

1007-8266（2015）08-0094-06

刘明（1981—），男，安徽省霍邱县人，经济学博士，兰州财经大学统计学院副教授、甘肃经济发展数量分析研究中心兼职研究员，主要研究方向为统计理论与方法、经济计量分析、空间数据建模。