中国能源消费与经济增长相互关系的研究

刘 倩 陈晓玲（安徽财经大学，安徽 蚌埠 233030）

中国能源消费与经济增长相互关系的研究

刘 倩 陈晓玲
（安徽财经大学，安徽 蚌埠 233030）

能源短缺的问题日渐突出，能源消费与经济增长之间关系一直是热点问题。在其他学者研究成果基础上,以1991～2010年我国能源消费总量和GDP的数据进行了研究，实证分析结果显示：我国能源消费与经济增长在短期内存在着波动关系；从长期看，能源消费与经济增长之间存在能源消费到经济增长的单向因果的均衡稳定关系，并且经济增长能够带动能源消费的增加，而反之则不然。国家政策增强能提升能源利用的创新能力和进一步优化能源消费结构，实现能源利用方式转变。

能源消费；经济增长；协整理论；误差修正模型；Granger检验

一、引言

能源是现代生产的主要动力，更是我国经济发展的重要物质基础。伴随着我国经济的快速发展，各个部门和行业对能源的需求也越来越大，能源消费也随之迅速增加，可是当下我们不得不面临的一个现实问题是在我国经济高速发展的同时,能源问题也越发成为经济发展和社会进步的“瓶颈”。按照这样的情况发展下去，中国目前的能源利用效率、能源消费总量和经济增长结构，要保持未来经济的高速增长，必须依赖能源的大量进口和投入，这必然会加剧中国目前能源利用失衡的现状，使备受关注的能源安全问题愈演愈烈。因此，在加快可再生能源的研发和利用的同时，提高能源利用效率、优化产业结构，已经成为中国经济在可持续发展道路上顺畅前行的必要条件。所以深入分析把握我国能源消费与经济增长之间相互影响及判断它们之间是否存在内在规律性显得十分重要。

近几十年来，国内外学者就能源消费与经济增长相互关系做了大量实证研究和分析工作，但是至今依然未达成共识。早在1978年Kraft,J和Kraft,A开创性的利用1947～1974年美国的数据分析能源消费与经济增长之间的关系，发现能源消费与GNP之间存在从GNP到能源消费之间的单向因果关系。[1]但Akarca and Long(1980)指出如果更改时间间隔，上述结论就值得怀疑；[2]Yu和Choi（1985）采用格兰杰检验对菲律宾的能源消费和GNP之间关系进行研究表明二者间存在某种双向因果关系；[3]Stern D I（2000）运用向量自回归模型研究得出美国GDP、资本、劳动和能源之间存在协整关系的结论，并且能源的解释效果最为显著。[4]

中国进入21世纪之后能源约束才比较明显的显现出来，对能源需求与经济发展之间关系的研究相对较晚，但也有不少学者进行过理论和实证探讨。比较有代表性的有：林伯强(2001)关于中国能源消费总量与主要经济变量长期关系和短期波动行为的研究；[5]王立杰、孙继湖 (2002)对中国煤炭需求进行过短期预测；[6]陈鹏 (2006)通过ECM对中国能源消耗与GDP之间关系进行研究；[7]王宇新、姚梅（2007）从生产函数理论的新视角,利用VECM模型，证实了能源消费量与经济之间存在着某种关系；[8]牟敦国（2008）在研究中提出要根据消费和能演消耗结构有区别的对待不同地区的能源问题；[9]郭海华、夏志均、周元（2010）通过建立动态模型研究，得出了未来的能源消费总量和经济增长可以用能源消费总量的滞后值和国内生产总值指数的滞后值来预测结论等。[10]这些研究对经济增长和发展具有重大的现实意义。

国内外学者针对此类问题进行了大量的研究，能源经济学作为应用经济学的一个分支也快速发展起来。但是，从实证角度考虑能源效率的研究还是比较少的。本文从这个角度选用1991～2010年我国能源消费弹性系数初步估计能源消费与经济增长之间是否存在某种关系作出初步推断；再借鉴他人的研究方法选取1991～2010年我国能源消费和国内生产总值GDP的数据，先后通过ADF检验、协整检验，建立误差修正模型以及进行Granger因果关系检验等方法对我国能源消费与经济增长之间关系进一步分析。

二、对我国能源消费和经济增长之间关系的初步分析

1.能源消费弹性系数的经济意义

用来反映年平均经济增长率（RGDP）和年平均能源消费量增长率（REC）比值的指标在经济学中称作能源消费弹性系数，用EEC表示（），其经济意义是：通过能源消费弹性系数值来预测将来某一段时间的能源需求量，结合经济发展现状制定出相应的经济方针和能源政策，进而实现又快又好的发展经济。

2.利用能源消费弹性系数作初步判断

选取1991～2010年我国能源消费弹性系数数据建立适当的模型，并根据该模型对2011～2020年的能源消费弹性系数进行预测，观察预测的数值对能源消费量和经济增长之间关系进行初步猜想为下文实证分析作参考。对1991～2010年的能源消费弹性系数（EEC）数值构成的时间序列进行自相关检验，由软件Eviews 6.0输出结果和根据经验，我们对EEC序列构建ARMA(1,1)模型，得到模型方程估计式为：

（1-0.4693B）（EECt-0.5832）＝（1-0.5910B）εt

结果表明残差是白噪声序列，说明ARMA(1,1)模型构建合理，依据该模型对2011～2020年的EEC进行预测，结果如下：

表1 2011～2020年的预测值

由预测值可知，2011～2020这十年的能源消费弹性系数（EEC）是逐年上升的，即随着经济增长能源消费量也会以更大幅度增加。

三、实证分析

1.数据的来源和预处理

本文采用的原始数据来源于历年中国统计年鉴，能源消费EC是实物指标，单位是万吨标准煤，国内生产总值GDP为1978年不变价格的实际GDP，单位是亿元人民币。之所以选择1991～2010年的数据，是因为这二十年是我国第八个至第十一个五年计划期间，是改革开放以来我国经济增长速度最快的二十年。仅对所选取年份的数据进行分析，就可以有代表性的反映能源消费与经济增长之间的关系。为了使变量更易平稳且不失去各自的经济含义，对二者取对数，记取对数后的序列分别为LnEC和LnGDP。

2.稳定性检验

本文运用ADF检验方法来验证变量是否平稳，运用Eviews软件对LnEC和LnGDP的单位根检验，通过检验我们可知：LnGDP和LnEC的一阶差分一个平稳一个不平稳。在二阶差分的时候，在5%和10%的显著性水平下，D2LnGDP序列D2LnEC序列的ADF的值都小于统计量的临界值，这两个序列在此种形式下均是平稳的。即序列LnEC和LnGDP序列是2阶单位根过程。

3.协整检验

本文采用E-G检验法检验二者间的协整关系。由以上ADF检验结果可知，LnEC和LnGDP都是二阶平稳序列，协整检验步骤如下：

第一步，协整回归，对同阶平稳的LnEC和LnGDP运用最小二乘（OLS）估计，并计算非均衡误差，得到估计方程为：

LnEC＝5.0741+0.4315LnGDP

(10.5202)(14.4907)该模型参数对应的p值均为零，则它们是显著的，且经过调整后的R2＝0.9167，DW＝0.1639

残差的计算公式：

et＝LnEC-LnE＾C＝LnEC-0.4315LnGDP-5.0741

第二步，检验残差的单积性,判断残差是否平稳

表2 残差的ADF检验结果

通过上述检验发现：当滞后阶数为2,残差序列etADF值均小于其临界值，可以拒绝原假设，即存在LnEC和LnGDP的平稳性组合。也就是说，两变量存在某种长期稳定的均衡关系。

4.误差修正模型

由协整检验结果知,EC和GDP间存在着协整关系，但二者之间的短期影响关系还需要进一步分析。我们对EC、GDP并加入滞后变量建立单方程的误差修正模型(ECM)。估计加入一阶滞后变量LnGDPt-1后误差修正模型为：

调整后的R2＝0.0666,DW＝0.5251。上式中DW 为0.5251不合理，即模型没有解决自回归问题。运用软件对加入二阶滞后项LnGDPt-2和二阶滞后变量et-2的模型进行估计结果为：

调整后R2＝0.6563,DW＝1.9839。

该方程各个系数都通过了T检验，调整后R2为0.6563，DW值在2附近，二者比较合理。根据上式可得到拟合预测结果如图1：

图1 拟合预测结果

由上图可以看出，该模型的预测效果是非常好的，预测值和真实值之间的误差处于一个合理范围内。在二阶误差修正模型中，误差修正系数为-0.1416，小于0，且其绝对值小于1，符合反向修正机制，也体现了长期非均衡误差对LnEC的控制，很好的体现了能源消费与经济增长之间的动态均衡机制。

5.Granger因果关系检验

通过分析发现两个变量之间存在平稳协整关系，但是，这种长期均衡关系究竟怎么相互影响的则需要Granger因果关系检验来判断。检验结果如表四：

表3 EC和GDP的Granger因果关系检验

从表中结果可以看出，在滞后期为1时，对于能源消耗量EC不是国内生产总值GDP的Granger成因的原假设，p值接近于0，能够拒绝原假设；对于国内生产总值GDP不是能源消耗量EC的Granger成因的原假设，在95%的置信水平下则不能够拒绝原假设。同理，滞后2期和滞后3期时，能够得到相同的结论。

因此，Granger因果关系检验表明，能源消费EC是经济增长的格兰杰原因并且通过国内生产总值GDP的增长得以体现。我国能源消费EC的增加直接导致GDP的增加但是反之则不然，即二者只存在单向因果关系。

四、结论与建议

以上分析研究表明，尽管在短期内能源消费EC 与GDP之间存在波动关系，但是长远二者之间存在长期稳定的均衡关系。通过误差修正模型发现，误差修项正系数为负，即当能源消费短期偏离均衡状态时，误差修正项将使能源消费自动的向长期均衡状态收敛；通过Granger因果关系检验判定能源消费EC的增加直接导致GDP的增加，反之则不然。即能源消费量增加能够带动国内生产总值增加，进而促进经济增长；本文研究时间延续到2010年，得出以上结论，说明近年来国家能源政策的调整取得了重大成效，能源利用率提高，经济增长对能源的依赖性在逐渐减小。

当前我国经济的快速发展跟各种能源的投入量是分不开的，但是更要清楚地认识到我国能源面临能耗大、污染多的现状，能源消费与经济增长密不可分，在这种现状下，要保持经济的可持续发展，必须认识到我国能源利用效率很低的状况，在能源消费方面要坚持节能型的可持续发展战略，优化产业结构。根据我国当前的能源消费和经济增长现状，给出以下建议：

（1）节能优先，加大对能源消费政策关注力度；实施节能优先战略和严格的能源环保政策，不断提高能源利用率。

（2）提高能源利用率，极力开发新能源。应当改变当前中国能源消费中煤炭比重过大，能源供需极端不平横的现状；加大可再生能源的利用，要尽快开发适合我国国情的风电系统。

（3）建立现代化能源管理、监测和预警机制。这些机制可以在供求矛盾出现时及时提醒和预警，从而达到以最小的能源投入实现最大经济效益和合理利用能源的目的。

（4）加大能源开发力度，优化能源结构。同时加大科技力度，增强技术创新能力，达到降低能源消耗，促进经济和谐发展。

在我国能源供需严重不平衡的背景下，更实要提高能源利用的效率，制定符合我国经济增长和能源需求的科学合理的发展政策，调整产业结构，优化经济增长方式；调整能源结构，优化能源利用效率，从而使我国经济实现又好又快的持续发展。

[1]Kraft.J,and Kraft,A.On the relationship between energy and GNP[J].Journal of Energy and Development,1978,(3):401-404. [2]Akarca A T,and Long T V.On the relationship between energy and GNP:Areexamination[J].Journal of Energy Development, 1980,（5）:326-331.

[3]Yu,E S H.and Choi,J Y.The Causal Relation ship between Energy and GNP:an International Comparison[J].Journal of Energy and Development,1985，(10):249-272.

[4]Stern D I.A multivariate cointegration analysis of the role of energy in the US macroeconomy[J].Energy Economics,2000,(22): 267-283.

[5]林伯强.中国能源需求的经济计量分析[J].统计研究,2001, (10):34-39.

[6]王立杰,孙继湖.基于灰色系统理论的煤炭需求预测模型[J].煤炭学报,2002,(3):333-336.

[7]陈鹏.我国煤炭行业的安全现状和对策分析[J].煤炭技术, 2006，(11).

[8]王宇新,姚梅.中国能源消费与经济增长关系的因果分析[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2007,30(9):1163-1166.

[9]牟敦国.中国能源消费与经济增长的因果关系研究[J].厦门大学学报(哲学社会科学版),2008,(2):100-107.

[10]郭海华,夏志均,周元.中国能源消费与经济增长关系的实证研究[J].流通经济,2010,(45):145-147.

[11]刘长生.能源消费对中国经济增长的影响研究——基于线性与非线性回归方法的比较分析[J].产业经济研究.2009.

[12]张传国,陈蔚娟.广东省能源消费与经济增长关系实证研究[J].国际经贸探索,2008,(6):29-33.

[13]吕然,王洵.电力工业与国民经济增长关系的协整分析[J].山东煤炭科技,2008,(2):38-39.

[14]汪旭晖,刘勇.中国能源消费与经济增长:基于协整分析和Granger因果检验[J].资源科学(RESOURCES SCIENCE29), 2007,29(5):57-62.

[15]高铁梅,王金明,梁云芳,等.计量经济分析方法与建模——E-views应用及实例（第二版）[M].北京：清华大学出版社，2009.

The Research on the Relationship between China's Energy Consumption and Economic Growth

Liu Qian，Chen Xiao-ling
（Anhui University of Finauce and Economics，Bengbu Anhui 233030,China）

As energy shortages have become increasingly prominent,the relationship between energy consumption and economic growth has been a hot issue.This paper is based on the research results of other scholars.From 1991 to 2010，the total amount of China＇s energy consumption and GDP data were studied.The empirical results show that:in the short term there is a fluctuation between China＇s energy consumption and economic growth;In the long term,it is balanced and stable.the specific performance of energy consumption to one-way causal relationship between economic growth,indicating that China＇s energy utilization efficiency continues to improve,driven by economic growth and increased energy consumption,and energy consumption is not the cause of economic growth.National policy should aim to enhance the innovative capability of energy use and to optimize the energy structure furtherly.

Energy consumption;economic growth;cointegration theory;error correction model;Granger test

F222

A

1672-0547（2015）02-0013-03

2015-03-09

刘 倩（1991-），女，河南信阳人，安徽财经大学硕士研究生，研究方向：经济统计；陈晓玲（1964-），女，安徽蚌埠人，安徽财经大学教授，硕士生导师，研究方向：信息管理与信息系统。

安徽财经大学研究生创新基金项目（CXJJ2014073）。