浙江省单位GDP能耗与产业结构关系研究

吴 臻，赵雪敏

(1.国网浙江省电力公司 经济技术研究院，浙江 杭州 310008；2.北京经世万方信息技术有限公司，北京 100022)

浙江省单位GDP能耗与产业结构关系研究

吴 臻1，赵雪敏2

(1.国网浙江省电力公司 经济技术研究院，浙江 杭州 310008；2.北京经世万方信息技术有限公司，北京 100022)

本文基于不同产业对能源的依赖程度不同，分析了浙江省产业结构的变化单位GDP能耗的影响。通过描述性分析发现单位GDP能耗与三产结构之间存在密切的关系。在单位GDP能耗分解理论模型中显示这种关系是线性的，进而建立了实证分析模型，通过定量分析发现，浙江省产业结构变化对单位GDP能耗的影响是显著的。依据定量模型和浙江省2020年三产产业结构规划，对浙江省2020年能源消费需求进行预测。预测得到2020年浙江省单位GDP能耗将由2013年的0.744吨标准煤/万元下降至0.513吨标标准煤/万元。

单位GDP能耗；产业结构；能源需求

单位国内生产总值(GDP)能耗(Energy Consumption per Unit of GDP)指一定时期内，一个国家或者地区每单位生产总值所消耗的能源*《中国统计年鉴》对单位GDP能耗的界定，其本质是国民经济各部门产值与能耗之间的关系。由于不同的产业对于能源的依赖程度不同，所以产业结构的变动必然会对单位GDP能耗产生影响，而浙江省当前正处于经济的换挡期和产业结构的调整期，因此单位产值能耗随着产业结构的调整也将发生一系列变化。产业结构变动对单位产值能耗将会产生较大的影响，若能建立单位产值能耗和产业结构之间稳定关系，则可以借助政策规划中既定的经济总量及产业结构目标来预测能源消费总量，为保障后期经济平稳发展，构建安全、绿色、高效的能源体系提供强有力的支撑。

目前许多学者从不同角度考虑影响区域内能源消耗的影响因素，包括经济增长、产业结构调整、技术进步和对外开放程度等。周建(2007)将我国能源利用效率分为能源技术进步效率和能源经济效率两个部分，并通过实证分析说明改革开放20多年来我国能源消费与经济增长之间尚未形成稳定的作用机制。经济增速是能源消费增速变化的Granger原因，而能源消费却不能成为经济增长的解释因素，二者之间存在着非对称性和单向因果关系[1]。丁乐群(2007)构造单位GDP能耗分解模型，认为单位GDP能耗由各产业单位增加值能耗、产业结构以及单位GDP生活能耗三个因素决定。通过实证分析得出我国产业结构的变动对单位GDP能耗下降的贡献较小[2]。朱伟杰(2008)对浙江省单位GDP能耗与产业结构之间的关系进行了详细的理论分析，认为第二产业的变动是影响整个产业结构变动的主导因素[3]。

从单位GDP能耗的研究方法来看，多数使用层级回归方法和因素分解方法。冯泰文(2006)用层级回归的方法研究了产业结构、技术进步、能源价格和对外开放等因素对单位GDP能耗的影响[4]。其余的方法还包括拉式分解法(韩智勇(2011))[5]和LMDI分析方法(WANG(2010))[6]等。

综合来看，经济增长、产业结构、对外开放度以及技术进步等因素与单位GDP能耗的变化在一定条件下密切相关。但在众多研究中，针对浙江省单位GDP能耗与产业结构关系的研究较少，更少有文献提出单位GDP 能耗为单位增加量所消耗的能源而非单位增加值所消耗的能源，GDP应剔除价格水平因素的影响，通过实际GDP计算的单位GDP能耗才能准确的反映社会生产的能源利用效率。本文根据浙江省2000-2013年能源消耗与产业增长数据分别从理论层面研究浙江省单位GDP能耗与产业结构之间的关系，在此基础上使用实证方法研究浙江省产业结构变化对单位GDP能耗所产生的影响。

一、浙江省单位GDP能耗与产业结构关系分析

表1给出了从2000年至2013年浙江省单位GDP能耗(ECUG)与三产增加值占比数据。而单位GDP能耗的指标公式为：

(1)

从图1可以看出，从2000年开始，浙江省单位GDP能耗逐年下降。这期间，浙江省经历了产业结构调整，高耗能行业引用新技术带来的产业升级，新能源的开发利用，这些变动均带来了能源利用效率的提高。此外，高新技术行业的发展和节能减排政策的实施不仅提高了社会生产的能源利用效率，更促进了全省经济的良性增长。

为了更好的观察产业结构与单位GDP能耗的关系，同时考虑到一产增加值占比一直保持在一个较低的水平，所以图2、图3描绘了2000年-2013年二产、三产占比与单位GDP能耗的走势。

由图2和图3可知，2000-2006年，第二产业增加值占比波动性较大，增长不平稳，该区间内，第二产业处于不稳定的发展阶段，单位GDP能耗与第二产业增加值占比之间也未出现稳定的作用机制，对于两者之间的结构关系存在进一步调整与优化的空间；2006-2013年，第二产业增加值占比呈逐年下降的趋势，在此期间单位GDP能耗趋于下降，二者走势相似；2000-2013年，第三产业增加值占比呈上升态势，在此期间单位GDP能耗逐年下降，二者走势变动相反。

表1 浙江省单位GDP能耗与三产结构

一产增加值占比%(X1)二产增加值占比%(X2)三产增加值占比%(X3)耗能/GDP(吨标煤/万元)(ECUG)200010 353 336 41．0720019 651 838 61．0720028 651 140 31．0820037 452 540 11．0920047 053 739 41．0820056 653 439 91．0620065 954 140 01．0220075 354 140 60．9820085 153 941 00．9320095 151 843 10．8820104 951 643 50．8520114 951 243 90．8220124 850 045 20．7720134 849 146 10．74

数据来源：根据浙江省统计信息网和中国统计局网站数据计算获得

图1 2000-2013年浙江省单位GDP能耗变化趋势

图2 二产占比与单位GDP能耗关系

图3 三产占比与单位GDP能耗关系

为了更加完整的分析产业结构变动对单位GDP能耗的影响，下文将从单位GDP能耗分解的理论模型和实证模型两方面研究。

二、单位GDP能耗分解理论模型

单位GDP能耗是国际上通用的衡量能源利用效率的指标。为了用单位GDP能耗更为具体地分析问题和提出解决方案，应对其进行分解。单位GDP能耗分解模型可以比较科学地说明单位GDP能耗的影响因素，但由于本文主要研究浙江省产业结构与单位GDP能耗之间的关系，故本文的模型是在其他学者提出的单位GDP能耗分解模型的基础上依据浙江省实际情况做了一些改进：浙江省居民生活能耗占浙江省总能耗的比重维持在较低的水平，和生产能耗相比，居民生活能耗可以忽略不计，因此，本文在做单位GDP能耗分解模型时忽略了居民生活能耗这一因子，假设全社会能耗都是由生产活动产生的。

本文使用e1，e2，e3来表示一产、二产、三产单位增加值能耗，用X1，X2，X3来表示三产增加值占比，那么综合来看，单位GDP能耗与三产结构和三产单位增加值能耗的关系可以用以下恒等式来表示：

单位GDP能耗=一产单位增加值能耗*一产增加值占比+二产单位增加值能耗*二产增加值占比+三产单位增加值产能耗*三产增加值占比

(2)

(一)单位GDP能耗的影响分析

由于一产增加值占比、单位增加值能耗保持在较低的水平，将其忽略时，(2)式可简化为：

(3)

由于第三产业单位增加值能耗e3保持在较低的水平，而第三产业增加值占比(X3)趋于稳定，所以e3*X3项对单位GDP能耗的变动影响较小。所以第二产业的单位增加值能耗e2与第二产业增加值占比X2很大程度上决定了单位GDP能耗的大小，可见第二产业对单位GDP能耗的贡献较大。

当第二产业单位增加值能耗e2与第三产业单位增加值能耗e3趋于稳定时，产业结构将决定单位GDP能耗的变化。由于一产增加值占比趋于稳定，三产增加值占比通常伴随着二产增加值占比的减小而增加，当X3上升一个百分点，X2下降一个百分点时：

(4)

若e3

(二)考虑第一产业对单位GDP能耗影响的稳定性分析

事实上，一产增加值占比稳定在较低的水平，所以二产与三产增加值占比之和是稳定的，假设为c，那么(2)式可变为：

(5)

其中，e3*c可以看作一个常量。那么当一产单位增加值能耗X1与二产单位增加值能耗X2趋于稳定时，单位GDP能耗与一产、二产增加值占比存在着线性关系。

(三)结果分析

根据公式(4)，单位GDP能耗的下降受二产和三产增加值占比和二、三产单位增加值能耗的影响，从浙江省的历史数据来看，第三产业单位增加值能耗确实比第二产业单位增加值能耗低，而根据浙江省2020年的产业结构目标将第三产业增加值占比提升至50%，第二产业增加值占比降为47%，所以根据单位GDP能耗分解理论模型公式(4)的分析可知，浙江省的单位GDP能耗将会有下降的趋势。

为了更加具体的分析三产结构变动对单位GDP能耗的影响，根据公式(5)，建立一个关于三产增加值占比与单位GDP能耗的线性模型是有必要的。但是考虑到二产和三产增加值占比两个变量之间存在着共线性，所以无法将一产、二产和三产增加值占比三个变量同时引入至线性模型中，下面将给出具体的模型。

三、浙江省产业结构与单位GDP能耗关系的实证分析

(一)建立回归模型

建模采用的是多元线性回归方法，模型基本形式如下，其中Yt为被解释变量，X1t，X2t……为解释变量，t代表时间序列：

(6)

模型的前提条件如下：

1.回归模型是参数线性的；

2.解释变量之间不存在多重共线性；

3.回归后的残差不存在序列相关性和异方差。

本文模型的基本形式：

(7)

基础数据见表1，三产增加值占比(Xit)为解释变量，单位GDP能耗(ECUGt)为被解释变量。其中单位GDP能耗根据公式(1)计算获得。

(二)变量相关性分析

在建立模型之前，需要对变量之间的相关性进行分析。三次产业占比与单位GDP能耗之间的相关性具体显示如表2。三次产业占比与单位GDP能耗均显现出较强的相关性，其中，二产、三产单位GDP能耗的相关性优于一产，三产占比与单位GDP能耗的相关性最高，达到-0.97；在三次产业占比中，一产、二产占比与单位GDP能耗均显现正相关关系，三产占比与单位GDP能耗显现出明显的负相关关系，相关性分析结果从侧面反映了三次产业中的低能耗部门与高能耗部门以及各部门发展对单位GDP能耗的变化影响。注意到二产占比与三产占比之间的相关性高达-0.97，绝对值大小大于二产占比与单位GDP能耗的相关性，即二、三产占比之间存在共线性关系，不能同时用于解释单位GDP能耗。

表2 变量相关性分析表

YX1X2X3Y1．000．880．89-0．97X10．881．000．58-0．77X20．890．581．00-0．97X3-0．97-0．77-0．971．00

(三)回归结果

根据变量的相关性分析，构建计量模型，根据拟合效果和变量的统计检验指标选择模型。其中以一产增加值占比与二产增加值占比同时作为解释变量的回归模型各项检验指标效果较好。

回归结果如下：

(8)

在模型的各项检验指标中，主要指标拟合优度R2为0.99，拟合优度较高。

从模型的回归结果来看，第一产业增加值占比与第二产业增加值占比均能显著影响单位GDP能耗，一产增加值占比与二产增加值占比均是正向影响单位GDP能耗，这与前文分析结果一致。

(四)结果分析

根据以上相关性分析结果显示：第一产业、第二产业增加值占比与单位GDP能耗呈正相关关系，第三产业增加值占比与单位GDP能耗呈负相关关系。

实证结果显示单位GDP能耗与产业结构之间存在着一定的相关性，产业结构的调整会影响到全社会生产的能源利用效率。结果显示：第二产业增加值占比(X2)的下降会带来单位GDP能耗的下降，这验证了第三部分的理论分析结果。

四、浙江省单位GDP能耗的预测

(一)模型预测效果检验

为了检测模型的适用性， 以2005-2012年为样本区间，预测2013年单位GDP能耗，并与2013年实际值作对比。在以2005-2012年为样本区间，以一产、二产增加值占比作为解释变量时，预测的2013年单位GDP能耗为0.744吨标准煤/万元，而实际值为0.741吨标准煤/万元,预测误差仅为-0.4%，预测误差较小，可见以一产、二产增加值占比作为解释变量的模型预测效果较好。下面将采用上述模型来对浙江省2020年的单位GDP能耗进行预测。

(二)浙江省2020年单位GDP能耗预测

利用模型(8)来预测单位GDP能耗，其中的第一产业增加值占比和第二产业增加值占比的预期值可根据浙江省产业结构调整计划来设定。根据目前的三次产业结构占比4.8∶49.1∶46.1,按时间进行分解推算，到2020年三次产业结构目标调整为3∶47∶50。

本文根据对浙江省对未来的三次产业结构调整目标将2020年产业结构目标中的一产、二产增加值占比代入方程(8)，可以得出在浙江省2020年产业结构调整目标完成的情况下，单位GDP能耗有望从2013年的0.744吨标准煤/万元下降到0.513吨标准煤/万元。根据模型(8)对2020年单位GDP能耗的预测值以及对浙江省未来经济形势的判断，给定GDP增长的高、中、低方案，即经济增速分别为9%、8%、7%，预测得2020年浙江能源消费总量为23734、22252、20849万吨标煤，2013-2020年年均增速分别为3.4%、2.4%、1.5%。

(三)从产业结构出发预测浙江省的单位GDP能耗方法的优缺点

本文充分考虑了价格因素对GDP水平的影响，从而影响单位GDP能耗，所以在模型使用之前对数据为定基数据，从模型的预测检验效果来看，使用模型(8)2013年单位GDP能耗预测值与实际值之间的误差仅为-0.4%，预测较为合理，这说明了使用产业结构能够很好的解释单位GDP能耗的变动。而实证分析模型又与单位GDP能耗分解理论模型同时预期到浙江省单位GDP能耗将有下降的趋势，这更加验证了模型的合理性。

使用产业结构预测模型可能会存在以下缺点：(1)本文使用的单位GDP能耗数值是实际值，所以会受到未来期的CPI数值影响，但由于我国货币政策方面并不完全稳定，这会影响到未来期CPI的预测进而影响到单位GDP能耗的预测。(2)本文对未来产业结构的预测是基于浙江省产业结构目标规划，所以预测效果会受到产业结构政策施行力度的影响。(3)本文是从产业结构出发，并没有考虑产业内部变动但产业结构未变动下对单位GDP能耗的影响。

五、结论及建议

(一)单位GDP能耗与产业结构密切相关

当产业结构出现大幅度的调整时，第二产业结构占比的提高会提高单位GDP能耗，第三产业结构占比的提高会降低单位GDP能耗。这一结论在浙江省2000年-2013年三产增长与单位GDP变化的关系实证分析中得到了验证。

(二)第三产业结构占比的提高通常伴随着第二产业结构占比的减小

浙江省第三产业发展势头良好，有赶超第二产业的趋势，高新技术的引进不仅会提高第二产业生产效率，更为重要的是会促进第三产业的发展，同时节能减排政策的实施也会在一定程度上提高全社会生产的能源利用效率。综合来看，浙江省单位GDP能耗有进一步下降的趋势。

(三)发展第三产业，优化产业结构

要提高浙江省能源利用效率，同时真正意义上的优化产业结构，一方面要大力发展第三产业，在节约能源的同时保持全省经济的稳定增长；另一方面要改善浙江省外向型经济结构，减少对出口贸易的依赖，从而稳定全省经济增长，同时提高全省能源利用效率；最后，优化第二产业内部结构，促进节能减排生产方式的普及运用，发展高新技术行业，将高新技术引用到第二产业与第三产业的发展中，使三产结构得到真正意义上的优化，建设节能型产业体系，在节能环保中推进经济发展。

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[3] ZhongXiang Zhang. Why Did the Energy Intensity Fall in China’s Industrial Sector in the 1990s? The Relative Importance of Structural Change and Intensity Change[J].East-WestCenterPapers,2003(5).

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(责任编辑：王 荻)

Study on the Relationship between the Unit GDP Energy Consumption and Industrial Structure of Zhejiang Province

WU Zhen1, ZHAO Xue-min2

(Research Institute of Economic Technology, Zhejiang Provincial Corportion of State Grid, Hangzhou 310008, China)

In this paper the authors did the analysis of influence on changing of unit of GDP energy consumption led by the different degree of dependence on energy industry in Zhejiang Province. Through descriptive analysis we found that close relationship exists between the unit GDP energy consumption and the structure of the three industries. The unit GDP energy consumption decomposition theory model shows that this linear relationship between of the change of industrial structure of Zhejiang Province and the unit GDP energy consumption is significant by the empirical analysis model. According to the quantitative model and the Third Industrial structure of Zhejiang Province in 2020, we forecast that the unit GDP energy consumption will decrease to 0.513 tons of standared coal/10 million yuan to 0.744 tons of standard coal /10 thousand yuan.

energy consumption per unit of GDP; industrial structure; energy consumption

2015-03-26

吴臻，男，国网浙江省电力公司经济技术研究院高级工程师；赵雪敏，女，北京经世万方信息技术有限公司研究员。

F206

A

1008-2603(2015)03-0021-06