辽宁省GDP与能源消耗关系的实证分析*

张　杰， 王志文

(沈阳师范大学 国际商学院， 沈阳 110034)

辽宁省GDP与能源消耗关系的实证分析*

张杰， 王志文

(沈阳师范大学 国际商学院， 沈阳 110034)

摘要：作为世界第二大能源消费国，中国的经济发展离不开能源的消耗。辽宁省是工业大省，其经济增长对能源消耗的依赖程度日益加剧，然而这并不利于经济的可持续发展。对1990—2013年辽宁省GDP和能源消费的统计数据进行相关性分析，发现辽宁省的能源生产出现严重供不应求的局面，其能源消费增长过快同能源供给不足的矛盾日益加剧，GDP同能源消费总量互为正相关的线性关系。指出辽宁省需要通过调整产业结构来降低能源消耗相对水平，提高能源利用效率。

关键词：国内生产总值(GDP)； 经济增长； 能源消耗； 能源供给； 能源消费； 产业结构

随着世界经济一体化进程的加快，各国经济发展对能源的需求越来越强烈，能源作为经济发展过程中必不可少的投入品，对GDP的制约作用越来越明显。如果处理不好能源、环境和经济之间的关系，势必威胁到整个人类的全面、协调可持续发展。

许多学者对GDP与能源消耗的关系进行过研究[1-3]。有研究认为，GDP和能源消耗之间存在双向因果关系[4]；有的则得出GDP与能源消耗存在单向因果关系的结论[5]；也有研究发现，能源消耗与GDP之间不存在任何的相关[6]，或者不存在长期的协调均衡关系[7]。国内学者对GDP和能源消耗关系的研究起步较晚，主要使用时间序列和面板数据研究方法[8-9]。一些研究结果显示，GDP是能源消费的格兰杰原因，并且GDP与能源消费及能源结构之间存在长期相关关系；就短期影响来看，能源消耗严重制约着地区经济的发展，但这种制约效应会随着经济水平的不断提高而减弱。也有研究结果得出，能源消费对GDP有推动作用，与GDP呈现出双向的因果关系，但不具有长期的均衡性。

本文以1990—2013年辽宁省的能源消费量、国民生产总值(GDP)作为基础数据，对辽宁省的能源消费强度与GDP的关系进行探索，以期能够为辽宁省的节能减排及经济的快速发展提供科学依据。

一、辽宁省能源消费现状

1. 能源供需缺口越来越大

从能源供需方面来看，能源消费总量增长速度较快，能源生产总量基本持平，因而出现了严重的供不应求的局面，能源供求矛盾一直呈现出扩大的趋势。从能源供给即能源生产总量上来看，2013年辽宁省能源生产总量为5619.7万吨标准煤，1990年能源生产总量为5958.9万吨标准煤，22年间仅增长339.2万吨标准煤，增长量不及1990年生产量的1/10。而从能源需求即能源消费总量上来看，2013年的能源消费总量为22951.5万吨标准煤，较1990年的7170.8万吨标准煤增长15780.7万吨标准煤，与1990年的能源消费量相比增长了近3倍，能源供需出现严重不平衡，能源供应已远远不能满足日益增长的能源需求[10]。能源消费总量的迅速增长与缓慢的能源生产速度，已造成全省严峻的能源供需矛盾。1990—2013年辽宁省能源供需情况如图1所示。

2. 行业能源消耗极不均衡

从三大产业能耗水平来看，第二产业能耗强度大，第一、三产业能耗水平低，各行业能源消耗极不均衡。电力、燃气及水的生产和供应业，制造业，采矿业在能源消费中占重要地位，其中电力、燃气及水的生产和供应业所占比重近50%，而这些行业目前的技术水平与生产效率都较低。三大产业中，2013年第一产业为290.7万吨标准煤，第二产业为13376.72万吨标准煤，第三产业为2958.34万吨标准煤，这一现状严重阻碍着能源利用效率的提高，同时也给生态环境带来巨大压力[11]。

图1　1990—2013年辽宁省能源消费供需情况

3. 能源消费结构过于单一

从能源消费结构来看，辽宁省主要以煤炭消费为主，其次为石油消费，能源消费结构过于单一。从能源生产结构看，2013年煤炭产量占一次能源产量的比重为67.1%，石油为25.5%，天然气为1.7%，水电为5.3%。1990—2013年辽宁省能源消费结构如图2所示。

图2　1990—2013年辽宁省能源消费结构

由图2可知，从能源消费结构看，2013年煤炭消费量占能源消费总量的比重为59.7%，石油为34.3%，天然气为4.6%，水电为1.3%[12]。从1990年到2013年间，能源生产和能源消费中各类能源占能源总量的比例变动微乎其微，虽然能源消费中煤炭所占的比重略有下降，石油消费有所增长，但是以煤炭为主的能源消费结构在短期内却很难调整过来，这与我国现阶段的能源结构现状也基本吻合。

4. 能源利用效率低下

从能源利用率来看，能源消耗强度较大，能源利用效率水平低下，意味着辽宁省可以通过技术创新和产业结构调整来降低能耗水平，提高能源利用率。以重工业为主的产业结构和以煤炭为主的能源结构以及能源供需缺口的尖锐矛盾导致了辽宁省能源利用效率的低下。能源利用效率过低不仅浪费宝贵的自然资源，而且严重污染自然环境，对社会可持续发展构成极大挑战。辽宁省以重工业和化工业为主的高能耗产业在能源利用过程中再利用率及循环利用率低，造成了极大的浪费。虽然近年来通过技术改进和产业结构调整有所改观，但是走可持续发展之路依然任重道远。

二、实证分析

鉴于目前对GDP和能源消费之间关系的研究方法已经成熟，且侧重于因果关系分析，因此本文在此基础上采用相关分析和回归分析的统计方法对其进行补充说明，并进行预测。

1. 定义

相关分析研究现象之间是否存在某种依存关系，并对有依存关系的现象具体探讨其相关方向以及相关程度，是研究随机变量之间的相关关系的一种统计方法。回归分析是对具有因果关系的影响因素(自变量)和预测对象(因变量)所进行的数理统计分析处理。只有当自变量与因变量确实存在某种关系时，建立的回归方程才有意义。因此，作为自变量的因素与作为因变量的预测对象是否相关、相关程度如何以及判断这种相关程度的把握性有多大，就成为进行回归分析必须要解决的问题。

2. 数据选取

本文以辽宁省的能源消费总量作为能源消耗变量(单位：万吨标准煤)，以GDP(单位：亿元人民币)作为GDP变量。1990—2013年辽宁省的GDP和能源消费情况如表1所示，统计数据均来源于《辽宁统计年鉴2014》[13]25-35。

3. 趋势图

根据表1的数据作出辽宁省能源消费和GDP水平的趋势图，如图3所示。

由图3可知，辽宁省能源消耗和GDP都呈逐年增长的态势，GDP的增长速度要略快于能源消费水平，两者呈同步相依的趋势变化，这说明两者之间具有很强的协同效应。

4. 相关系数

对辽宁省能源消费与GDP进行相关性分析所得到的相关系数如表2所示。

相关系数是用以反映变量之间相关关系密切程度的统计指标。由表2可知，相关系数为0.9869，说明辽宁省GDP与能源消耗总量之间有高度的线性正相关关系。这表明辽宁省的能源消耗和GDP是相互影响的关系，能源消耗的增加会促进经济的增长，反过来GDP也会拉动能源消耗水平的提高，这也是符合经济现实的。

表1　1990—2013年辽宁省GDP和能源消耗情况

图3　1990—2012年辽宁省能源消耗和GDP变化趋势

变量GDP能源消耗总量GDP10.9869能源消耗总量0.98691

5. 回归分析

采用1990—2013年辽宁省GDP与能源消耗的数据进行回归分析，结果如表3、4所示。

表3　回归分析结果1

表4　回归分析结果2

通过对表3和表4进行分析，建立辽宁省GDP与能源消费回归模型，如式(1)、(2)所示。

Y=-10717.3626+1.5144X

(1)

X=(Y-7222.4783)/0.6432

(2)

R2为方程的确定性系数，表示方程中变量X对Y的解释程度。R2取值在0到1之间，越接近1，表明方程中X对Y的解释能力越强。表中R2为0.974，说明能源消耗和GDP互相作为解释变量有较强的说服力。

模型(1)和模型(2)的参数通过了显著性检验，解释了两个变量之间的相关程度。回归模型(1)表示能源消耗和GDP呈高度正相关的线性关系，即能源消费总量每变化1个单位，相应地GDP变化1.5144个单位；模型(2)同样也表示GDP和能源消费总量呈高度正相关的线性关系，即GDP每变化1个单位，相应地能源消费总量变化0.6432个单位。

6. 预测分析

回归预测模型是否可用于实际预测，取决于对回归预测模型的检验和对预测误差的计算。回归方程只有通过各种检验且预测误差较小时，才能将其作为预测模型进行预测。利用回归模型(1)、(2)对现有数据进行检验，误差率相对比较小，因此可以用该模型解释自变量和因变量的关系，并用于实际预测。

7. 能源消费弹性

能源消费弹性值主要是用来测度能源消费量增长速度与国民GDP增长速度之间比例关系的指标，它等于能源消费量年平均增长速度与GDP年平均增长速度之比。能源消费弹性系数直接反映了经济增长对能源消费的依赖关系，能源消费弹性系数小于1，意味着该年边际产值能耗小于上一年单位产值能耗，则该年度单位GDP能耗比上年降低。辽宁省GDP同比增长率、能源消费同比增长率和能源消费弹性系数如图4所示。

图4　 1990—2013年辽宁省GDP同比增长率、能源

在数据获取过程中，本文拟采用1990—2013年的统计数据，但由于辽宁省2013年统计年鉴中1997、1998 、2002年的统计数据缺失，常见的缺失数据插补方法对缺失数据的补充存在难度且对实证结果存在较大的主观影响，为了不影响实证分析结果，这里没有对能源消费弹性系数折线图进行填补。由图4可知，辽宁省能源消费弹性系数波动中呈下降趋势，且系数值基本都小于1，单位产值能耗逐年降低。这表明辽宁省在转变经济增长方式的同时，也通过技术创新和产业结构升级来改善能源消费结构，从而促进经济的可持续发展。

三、结论

1. 能源消耗供需缺口大，矛盾尖锐

通过辽宁省能源消费现状分析可知，辽宁省能源消费一直持续快速增长，而能源供给却严重不足，供需失衡问题越来越严重，且以第二产业能源消耗最为突出。以重工业为主的产业结构和不合理的能源消费结构严重阻碍了能源利用率的提高。

2. 能源消耗与GDP关联程度高

通过对辽宁省生产总值、能源消费总量之间的关系进行回归分析发现：辽宁省能源消耗和GDP的相关系数为0.988，表明能源消耗和GDP密切相关。辽宁省的地区生产总值、能源消费总量互为正相关的线性关系，经济的快速发展导致对各种能源的需求增加；同时，能源是经济增长过程中必不可少的投入品，加大能源的投入无疑提高了辽宁省的经济生产总值。

3. 产业结构升级有利于提高能源利用率

从年平均增长率和能源消费弹性的动态分析来看，辽宁省的能源消费和GDP增长都呈上升趋势，能源消耗的增长率低于GDP的增长率，单位生产总值能耗呈现下降趋势，能源消耗弹性也呈逐年下降的趋势。这意味着辽宁省的能源利用程度和利用效率都有所提高，在保持GDP的同时也在降低能源消耗，正在改变以能源消耗换取GDP的粗放型的经济增长方式。能源投入增加促进了国民生产总值的提高，但是GDP并不是完全依赖能源消费的增长，产业结构调整与技术革新在辽宁的经济发展中起着关键性的作用。

四、相关对策建议

从辽宁省自身实际情况来看，全省正处于经济快速发展的阶段，重工化的产业结构和以煤炭为主的能源结构既是其经济保持较快增长的物质基础，也是其GDP增长与节能减排的制约因素。因此，本文在辽宁省能源消费与经济发展方面提出如下对策建议。

1. 大力发展循环经济

循环经济以减量化、再利用、资源化为原则，低投入、低排放、高效益为特征，注重资源的高效和循环利用。应积极发展循环经济，注重环境保护，降低污染排放量，将资源节约、清洁生产等与可持续发展结合起来，不断延长能源产业链，推动节能产业等相关产业的发展。这不仅有利于增加就业机会，提高就业量，也有利于社会的良性运行和协调发展。

2. 促进能源消费结构的多元化

根据辽宁省东部水资源和西部风力资源充沛的特点，政府要大力支持水电和风电开发，优化现有的能源供给结构，鼓励发展风能、太阳能、生物质能等新能源，积极发展核电和煤电，加强油气资源的勘探与开发，提高煤炭加工转换比重，缓解能源消耗与GDP之间的矛盾。

3. 增强节能观念

省市政府除了从宣传和法律法规方面加大力度外，还应建立能源资源消耗补偿制度，从资金方面为企业开辟绿色通道，对积极进行节能改造的企业给予资金帮助，并在节约能源方面设立专项资金，用于奖励节能先进单位以及节能技术创新项目，从精神上、经济上对企业的节能改造工作给予支持[14]。

4. 优化产业结构

服务业比重提高也会降低能源消耗。应调整三大产业布局，优化产业结构，特别是要降低高耗能的第二产业的比重，降低生产产值的单位能耗；增加第一产业的技术含量；扩大规模，积极发展能耗低、附加值相对较高的第三产业，加快现代服务业的发展速度，全面促进节能减排。

参考文献：

[1]Stela Z，Tsani R.Energy consumption and economic growth：a causality analysis for Greece [J].Energy Economics，2010(32)：582-590.

[2]Eeol U E，Yu S H.Spectral analysis of the relationship between energy consumption employment and business cycles [J].Resources and Development，1989(13)：3-22.

[3]Asafu-Adjaye J.The relationship between energy consumption，energy prices and economic growth：time series evidence from Asian developing countries [J].Energy Economics，2000(22)：615-625.

[4]Hwang D B K，Gum B.The causal relationship between energy and GNP：the case of Taiwan [J].The Journal of Energy and Development，1992(12)：219-226.

[5]Cheng B S，Lai T W.An investigation of co-integration and causality between electricity consumption and economic activity in Taiwan [J].Energy Economics，1997(19)：435-444.

[6]Yu E S H，Hwang B K.The relationship between energy and GNP：further results [J].Energy Econo-mics，1984(3)：186-190.

[7]Yu E S H，Jin J.Cointegation tests of energy consumption，income and employment [J].Resources and Energy，1992(3)：259-266.

[8]王筱琼.中国能源消费与 GDP 增长相关性分析 [J].经济问题探索，2009(7)：41-46.

[9]杨朝峰，陈忠伟.能源消费和经济增长：基于中国的实证研究 [J].统计研究，2005(1)：18-22.，Tsani R.Energy consumption and economic growth：a causality analysis for Greece [J].Energy Economics，2010(32)：582-590.

[10]付云鹏，祝国君，马树才.能源消费、经济增长与碳排放总量之间的关系研究：以辽宁省为例 [J].辽宁大学学报：哲学社会科学版，2013(6)：88-93.

[11]花雨.辽宁省经济增长与能源消费的关系研究 [D].沈阳：辽宁大学，2011：12-15.

[12]张雪.基于面板数据的辽宁省能源消费与经济增长的关系研究 [D].沈阳：东北大学，2012：26-32.

[13]辽宁省统计局.辽宁统计年鉴2009 [M].北京：中国统计出版社，2009.

[14]孟祥铭，顾英伟.辽宁省节能减排的难点及对策研究 [J].沈阳工业大学学报：社会科学版，2012，5(1)：45-49.

Empirical analysis on relationship between GDP and

energy consumption in Liaoning Province

ZHANG Jie, WANG Zhi-wen

(College of International Business, Shenyang Normal University, Shenyang 110034, China)

Abstract：As the world’s second largest energy consumer, the economic development of China can not be separated from energy consumption. Liaoning Province is one of the industrial provinces, the dependency level of its economic growth on energy consumption is growing, but it is not conducive to sustainable development of economy. The correlation analysis is carried out of statistical data of GDP and energy consumption from 1990 to 2013 in Liaoning Province. It is found that the energy production in Liaoning Province is in short supply, the contradiction between the energy consumption and the shortage of energy supply is increasing. The GDP and the total energy consumption have a relationship of positive linear correlation. It is proposed that the relative level of energy consumption should be reduced, and the energy efficiency should be improved through the adjustment of industrial structure in Liaoning Province.

Key words：Gross Domestic Product (GDP); economic growth; energy depletion; energy supply; energy consumption; industrial structure

(责任编辑：张璐)

*本文已于2015-07-07 16∶39在中国知网优先数字出版。 网络出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/21.1558.C.20150707.1639.001.html

中图分类号：F061.2

文献标志码：A

文章编号：1674-0823(2015)04-0312-05

doi：10.7688/j.issn.1674-0823.2015.04.05

作者简介：张杰(1989-)，女，湖北随州人，硕士生，主要从事西方经济学等方面的研究。

基金项目：辽宁省教育厅一般项目(UPRP20140604)。

收稿日期：2014-10-24