重庆市经济增长与能源消费的互动关系研究

2015-06-30曹志鹏唐春花

长江师范学院学报 2015年4期

曹志鹏，唐春花

（陕西科技大学管理学院，陕西西安 710021）

一、引言

改革开放30年来，重庆市的经济快速增长。1999年西部大开发重大战略的实施，重庆利用 “承东启西，左右传递”的优势，通过加强综合实力，辐射周围地区，以及长江经济带建设和实施西部大开发战略的融合，重庆成为了长江经济带向大西部延伸的桥梁。重庆市GDP从1978年的67.32亿元增加到2014年的14 265.4亿元，同比增长10.9%。其中，第一产业增加值1 061.03亿元，增长4.4%；第二产业增加值6 531.86亿元，增长12.7%；第三产业增加值6 672.51亿元，增长10.0%。重庆市的能源消耗总额也在每年不断增长。从1978年的能源消耗总额889.21万吨标准煤到2014年的9 195.25万吨标准煤，增加了10倍不止。其中，2014年的煤炭消费量为6 131.17万吨标准煤，增长5.2%；天然气消费量为1 086.11万吨标准煤，增长13.7%；石油消耗量为1 030.72万吨标准煤，增长1.9%；电力消耗量为947.25万吨标准煤，增长6.6%。

能源的消耗与重庆市经济实现持续、协调、快速发展起着密切联系。本文重点研究经济增长与能源消耗之间的互动关系。目前，研究经济增长与能源消耗之间关系的学者较多，就国外来看，其研究结论也不尽相同。Kraft.J和Kraft.A（1978）、Akarca和Long（1980）分别利用了美国1947-1974年间的经济增长和能源消费数据进行Granger因果检验，前者发现了经济增长到能源消费量单向的格兰杰因果关系，后者却没有得出类似的结论。Stern（1993）使用4个变量（GDP、劳动力、资本和能源）的向量自回归模型，发现存在能源消耗到GDP的单向Granger因果关系。Stern（2000）采用多元动态协整分析法和单方程静态协整分析法，发现4种变量（GDP、劳动力、资本和能源）存在明显的长期协整均衡关系。近年来，国内学者赵丽霞（1998）、林伯强（2003a）、马超群（2004）等也采用Granger因果检验和协整分析法，致力于经济增长与能源消耗总量以及煤炭、石油、天然气、水电消耗之间的关系研究。双变量的格兰杰因果检验或者回归分析方法被大多数学者使用，而没有考虑其他因素的影响。本研究采用单位根检验、协整检验、Granger因果检验，通过构建VAR模型，利用脉冲响应函数和方差分解法，来探究重庆市经济增长与能源消耗之间的互动关系。

二、重庆市能源消耗分析

（一）重庆市能源结构分析

随着工业的发展，重庆市能源消费总量持续增长，煤类能源消费比例逐年下降，油类、水电能源的消费比例则有所上升。图1为重庆市1980-2014年能源消费总量中各组成部分所占比例的变化趋势。其中纵轴为能源消费各组成部分占能源消费总量的比重。从图中可以看出，重庆市的能源消费主要以煤类消费为主，其占到了能源消费总量65%以上，油类、水电消费所占比重很小，分别占到能源消费总量的10%左右。其中，煤类消耗从1980年的76.36%下降到2014年的66.68%，油类消费从1980年的4.11%上升到2014年的11.30%，水电消耗从1980年的6.43%上升到2014年的10.30%。从这种变化趋势可以看出重庆市能源消耗正趋向于合理化，但是煤类消费比例始终保持在60%以上。煤类能源不仅利用率低，而且破坏环境，因此，重庆市的能源消耗结构还有待进一步改善。

图1 重庆市1980—2014年各能源消耗占总能源消耗的比重

（二）重庆市能源消费弹性系数

对于一个国家或地区来说，能源消费弹性系数越小，表明能源消费增长相对较小，而经济增长的质量相对越高。以1978年为不变价计算得到1980-2014年的重庆市能源消费增长速度、GDP增长速度以及能源消费弹性系数，见图2。

图2 重庆市1980-2014年经济增长率与能源消费增长率

从图2可以看出，重庆市的能源消费弹性系数均较小，除个别年份的数值大于1外，绝大多数年份的数值都小于1。其中，能源消耗增长速率在1997-2005年呈上升趋势，2006年和2011后开始大幅度下降，国民经济增长速率在1999-2011年一直呈上升趋势。自1997年直辖以来，重庆市经济的快速发展，导致了大量的能源消耗。从1997年的2 030.13万吨标准煤增加到2014年的9 195.25万吨标准煤，增长了4.52倍；特别是2005年能源消耗增长率达到了22.5%，年净增消耗量710万吨标准煤。出现这一现象的主要原因是：（1）电力热力生产、水泥、电解铝等高耗能产业的大量投资，导致了能源消耗的快速增长。（2）第三产业比重下降，而上升的第二产业的工业比重导致了全社会能源消耗增加。（3）居民家庭里使用的汽车、家用电器等导致了能源消耗迅速增长。2006年初和2010年末，重庆市根据国家 “十一五”和 “十二五”发展规划纲要，确立了一系列有利于节能减耗的工作制度，并取得了一定的成效。

总体来看，近30来重庆市保持着较低的能源消费弹性系数，国民经济增长朝着合理化的趋势前进着。但重庆市的单位GDP能耗仍并没有达到合理的水平，仍然以粗放型经济增长方式为主。优化能源消耗结构仍然是重庆市经济增长的重要任务。

三、实证研究

从协整理论出发，采用Granger因果检验，构建VAR模型，利用脉冲响应函数、方差分解来研究重庆市经济增长与能源消耗的互动关系。

（一）变量选取及数据来源

本研究所用数据时间跨度为1980-2014年，均来自《重庆市统计年鉴》、重庆市统计信息网。以重庆市总能源消耗量（万吨标准煤）、煤炭（万吨标准煤）、石油（万吨标准煤）、天然气（万吨标准煤）和电力（万吨标准煤）消费为衡量指标，分别标记为EN、COAL、OIL、GAS、EL，经济增长选取GDP（亿元）为指标。为了消除通货膨胀的影响，本研究使用以1978年人民币不变价计算的实际GDP，单位为“亿元”。对变量进行自然对数变换来消除异方差和使数据趋势线性化，依次记为LEN、LCOAL、LOIL、LGAS、LEL、LGDP。绘制趋势图，其结果见图3。

图3 重庆市经济和能源消费对数变化趋势图

（三）单位根检验

PS检验和ADF检验是常用的检验数据平稳性的方法。本研究采用ADF检验，得到检验结果见表1。

表1 变量的ADF检验结果

从表1中可以看出，对数变换后的经济增长和能源消耗的水平序列的ADF 值均大于10%显著水平下的临界值，表明原序列均为非平稳时间序列；但两时间序列二阶差分后的ADF值均小于1%显著水平下的临界值，表明经过二阶差分后平稳，均为二阶单整序列，两者之间可能存在长期均衡关系。

（三）协整关系检验

通过ADF检验发现，LNE、LCOAL、LOIL、LGAS、LEL、LGDP均二阶差分后稳定，可以判断它们之间可能存在协整性，本文采用由Johansen提出的极大似然协整检验方法，检验的结果见表2。

第一列依次列出了5种协整关系的原假设，由表2可看出，3个协整向量和4个协整向量的原假设被拒绝，迹检验和最大特征根检验均表明在5%显著性水平下有3个协整关系，表明重庆市经济增长与能源消耗存在长期动态均衡关系。

协整方程：LGDP=－2.8565LCOAL＋2.4503LGAS＋0.5958LOIL－1.3962LEL

表2 协整检验结果

（三）格兰杰因果检验

Granger因果检验可以用于各变量的因果关系判断。因此，研究对LGDP和LCOAL、OIL、LGAS、LEL做Granger因果检验来判断经济增长与各能源消耗之间的因果关系，其检验结果见表3。

表3 格兰杰因果检验结果

从表3可得出，在5%的显著性水平下，重庆市存在经济增长引起油类、天然气、电力消费增长的单向因果关系，但反向的因果关系并不成立，即油类、天然气、电力消费不能促进经济增长。说明重庆市经济增长并没有单一地依赖于能源，实施节能政策对经济不会产生显著的消极影响。

（五）VAR模型

VAR模型是用模型中所有当期变量对所有变量的若干滞后变量进行回归，来估计联合内生变量的动态关系。LCOAL、LOIL、LGAS、LEL、LGDP均为二阶单整序列，建立VAR模型前需要分析其滞后阶数，结果见表4。

表4 滞后阶数判断结果

从表4可以看出，根据LR、FPE、AIC、SC和HQ准则确定出来的滞后阶数为1阶，所以VAR模型的阶数为1阶。将参数估计结果写成矩阵形式如下：

其中：y=[LGDPLCOAL LGASLOIL LEL]

（六）脉冲响应

脉冲响应函数分析方法可以用来描述一个内生变量对有误差项带来的冲击的反应。横轴表示响应函数的追踪期数，纵轴表示因变量对自变量的响应程度。实线表示随着预期期数的增加，表示LGDP对于LCOAL、LOIL、LGAS和LEL标准差新息的脉冲响应，虚线表示在相应脉冲响应图像两侧加或减两倍标准差的置信带。

1.经济增长对能源消耗的脉冲响应。从图4可见，GDP对煤炭消耗和电力消耗的冲击响应函数值为正数。说明煤炭和电力消耗拉动了经济增长。GDP对天然气和石油消耗的冲击响应函数值为负值，说明天然气、石油消费制约了经济的发展。

图4 LGDP冲击导致的LCOAL、LGAS、LOIL、LEL响应函数

2.能源消耗对经济增长的脉冲响应。从图5可以看出，煤炭消耗量存在波动，在第6期后为正，说明随着经济的发展，煤炭的需求量逐渐加大。天然气消耗在第3期后为正，说明经济的增长消耗了大量的天然气。石油消耗对GDP的冲击响应函数值为正数，说明经济增长加大了对石油和电力的消耗。

图5 LCOAL、LGAS、LOIL、LEL冲击导致的LGDP响应函数

（七）方差分解

方差分解是分析影响内生变量的结构冲击的贡献度。方差分解的结果见表5。

表5 方差分解的结果

从表5可以看出，煤炭消耗对重庆市经济增长的影响逐渐增大，从初期占比只有1.80%到第10个周期达到了13.6%。而天然气消耗对重庆市经济增长的影响也逐渐加大，从0.8%到4.1%，但没有煤炭消耗对经济增长的影响幅度大。与此同时，石油和电力消耗对影响重庆市经济增长的贡献度存在波动，都是呈现出 “V”字型变化特征，即先减小再增大。石油消耗对经济增长的影响的 “V”字型谷底点在第7周期，而后者在第5周期。天然气作为一种清洁的能源，对重庆市经济增长的贡献仅次于煤炭，由于使用煤炭会污染环境，因此可以考虑天然气适当代替煤的使用。

四、结论分析及相关建议

（一）结论分析

本文通过单位根检验、协整检验、Granger因果检验，构建VAR模型，利用脉冲响应函数和方差分解，对重庆市1980年到2014年间能源消耗和经济增长之间的关系进行了实证研究，结论如下。

1.单位根和协整检验表明LNE、LCOAL、LOIL、LGAS、LEL、LGDP都是二阶单整序列，重庆市经济增长与能源消费存在长期动态均衡关系。

2.Granger因果检验表明经济增长是能源消耗的格兰杰原因，而能源消耗不是经济增长的格兰杰原因，说明重庆市经济并没有依赖于能源，可以适当实施节能降耗政策。

3.通过构建VAR模型，利用脉冲响应函数和方差分解分析表明能源消耗的冲击对经济增长有正的影响作用，经济增长的冲击对煤炭和电力消耗也有正的影响作用，而经济增长对石油、天然气消耗有负的影响作用。相对于第一产业、第三产业来讲，工业经济是全市经济增长的支柱。重庆市的能源消费以煤炭为主，嘉陵江、长江等给重庆提供了丰富的水电资源，为工业的快速发展提供了重要的支撑，促进了经济的增长。“富煤、贫油、少气”是我国的能源特色。石油、天然气由于稀缺，价格相对比较高，使用不经济，制约了重庆市经济的发展。随着长期经济的增长，重庆市对煤炭和天然气的需求加大，对石油和电力消耗需求还不稳定。