我国经济增长与石油、天然气消费关系实证研究——基于协整分析及Granger因果检验

李咸勇,郭　军,黄　逸

(1.新疆油田分公司 采油一厂,新疆 克拉玛依　834000;2.中国石油大学(华东) 经济管理学院,山东 青岛　266580;3.新疆油田分公司 规划计划处,新疆 克拉玛依　834000)



我国经济增长与石油、天然气消费关系实证研究
——基于协整分析及Granger因果检验

李咸勇1,2,郭军2,3,黄逸1

(1.新疆油田分公司 采油一厂,新疆 克拉玛依834000;2.中国石油大学(华东) 经济管理学院,山东 青岛266580;3.新疆油田分公司 规划计划处,新疆 克拉玛依834000)

摘要为研究我国经济增长与石油、天然气消费之间的具体影响效应,在对1996—2013年我国GDP 和石油、天然气消费量数据进行分类统计的基础上,利用协整检验和误差修正模型以及Granger因果关系对其作了系统分析。检验结果表明,我国经济增长与石油、天然气消费存在长期均衡性,但经济的短期波动是造成石油、天然气消费短期波动的一个重要因素,且经济增长对天然气消费的影响力度比石油大,Granger因果关系检验表明经济增长是引起石油、天然气消费的单向原因。为此,在今后经济发展过程中要重点关注经济增长对天然气消费造成的影响,石油公司也可据此制定相应的对应措施,以避免经济增长对资源造成不必要的浪费。

关键词经济增长;石油、天然气消费;Granger因果检验;协整分析

随着我国经济的快速发展和居民生活水平的不断提高,我国的能源消费量一直持续增加。2013年,我国国内生产总值为56.9万亿元,同比增长9.5%,我国能源消费总量达到37.5亿吨标准煤,同比增长3.6%,我国经济发展对能源的依赖度还比较大[1]。在快速增长的能源消费中,值得注意的是石油消费在一次能源消费中的比重基本保持在18.5%左右,而天然气的消费比例却在一直增加,从2006年的2.9%上升到2013年的5.8%,说明目前我国经济发展已经越来越重视对天然气资源的利用。长期以来我国经济增长与能源消费之间一直保持着密切联系,因此,研究彼此之间的关系可为制定我国宏观经济发展和能源消费政策提供参考依据,具有实际意义。

目前,国内外很多学者对经济增长与能源消费之间的关系作过研究,如Lee[2]利用面板数据模型对18个发展中国家的能源消费和经济发展数据进行了协整分析,指出经济增长对能源消费的长期和短期效应;Apergis等[3]对独联体国家研究发现,就长期来看经济增长与能源消费之间存在双向因果关系;但John[4]对此产生质疑,他利用协整检验和误差修正模型研究发现经济增长是引起能源消费的单向因果关系。我国学者也对二者之间的关系做过研究,如何立华等[5]利用协整检验和误差修正模型对山东省经济增长与能源消费关系进行研究,发现彼此间存在长期协整性;王镱潼等[6]利用面板数据模型对天然气消费与经济增长之间的关系进行研究,指出经济增长可刺激天然气消费;李宏勋等[7]利用灰色关联理论对化石能源与经济增长之间的关系做过模糊分析,指出我国经济增长与三大化石能源的消费关系密切。

鉴于以上研究可以发现,国内外学者对经济增长与能源消费的研究都主要集中在两者之间的关系上,为后期研究提供了借鉴意义。但通过综述也可以发现目前研究主要是对整个能源体系进行,针对经济增长与某种能源消费关系的研究目前还较少。研究在借鉴前者研究的基础上对我国经济增长与石油、天然气消费之间的关系进行了具体研究,以探究其对我国经济的实际影响作用,以期为其他能源消费研究提供参考。

1研究方法理论概述

1.1单位根检验

在一般情况下直接取得的数据序列大都是不平稳的,对不平稳序列直接进行计量计算会出现“伪回归”现象,因此,在进行具体计算前需要进行序列平稳性检验。单位根检验是对序列是否平稳进行检验的一种方法,Eviews 6.0提供了多种单位根检验方法,其中最常用的是ADF检验,有三种模式,对应三种假设检验回归方程[8]:

(1)

(2)

(3)

其中:a代表常数截距项;δt为时间趋势项;εt为独立同分布。式(1)～式(3)分别为无截距项无时间趋势项、有截距项无时间趋势项、有截距项有时间趋势项模型。ADF采用的是T统计量进行检验,原假设是“序列存在单位根,非平稳”,若T统计量的值小于临界值,则拒绝原假设,反之接受原假设。

1.2协整检验及误差修正模型

协整检验是检验不同变量之间是否存在长期均衡效应的检验方法。在实际应用中,虽然单个变量序列并不平稳,但它们的线性组合往往是平稳的,这说明变量之间存在协整性。对于协整检验,主要有两种方法:Johansen协整检验和基于模型回归残差协整检验。研究采用Johansen协整检验,其原假设是“变量之间不存在协整关系”,通过比较T统计量的绝对值和临界值来肯定或否定原假设,其标准是小于临界值,接受原假设;大于临界值,拒绝原假设[9]。

协整检验只能分析各变量之间存在的一种长期均衡关系,现实是各变量之间以及变量自身之间却会存在短期波动效应,短期波动一般会受到自变量和因变量双重影响,为研究变量之间的这种短期波动性,需要构造误差修正模型,其检验回归方程为

dln yt=c+ωdln xt+σecmt+εt,

(4)

其中:ecmt是误差修正项;系数ω反映了解释变量对因变量的短期波动效应;σ反映了对偏离长期均衡的调整力度;εt为随机扰动项。

1.3Granger因果关系检验

通过协整检验可以知道变量间是否存在一种长期均衡关系,但要具体研究是哪个变量是因哪个变量是果,还是各变量彼此间都互通,还需通过Granger因果关系进行具体验证[10],对变量进行Granger因果关系检验需构建以下回归方程:

(5)

(6)

假定随机误差项ut和νt是互不相关的,Granger因果关系检验的原假设是“X或Y不是引起Y或X变化的Granger原因”,利用F检验,若F检验P概率值小于规定的显著性水平,则否定原假设,否则肯定。

2实证定量分析

为了使研究结果更加准确和具有实际意义,研究采用长时间序列进行研究,所选取的数据是我国1996—2013年的GDP、石油消费量和天然气消费量数据,其数据来源于相关年份的《中国统计年鉴》,同时因为各指标的量纲不同,将各指标数据进行直接分析缺乏实际性,为消除数据间较大的波动和克服异方差,需要对数据进行取对数变换,分别用lngdp(GDP,单位:亿元)、lnshy(石油消费量,单位:万吨标准煤)、lntrq(天然气消费量,单位:万吨标准煤)表示。

2.1单位根检验

研究采用Eviews6.0对各指标的数据序列进行ADF单位根检验,具体的检验结果见表1。

通过单位根检验结果可以看出,GDP、石油消费量和天然气消费量的原始序列在5%的显著性水平下都是非平稳的,但其一阶差分序列都是平稳的,各变量属于一阶平稳。而同阶单整的序列之间可能存在一种长期协整关系,为进一步确定需作相关协整分析。

2.2协整检验及误差修正

通过表1中的检验结果可以知道,GDP、石油消费和天然气消费取对数后的一阶差分都是平稳,为此可以采用Johansen协整检验对三个变量之间的协整性进行分析,其具体分析结果见表2。

通过Johansen协整检验得出经济增长与石油消费和天然气消费之间存在协整性,变量彼此之间存在一种长期均衡关系,为此可对(lngdp为自变量,lnshy为因变量)、(lngdp为自变量,lntrq为因变量)两组序列数据进行回归分析,具体分析结果见表3。

在以上方程回归分析中,R2的值分别为0.973和0.998,可以看出方程的模拟效果较好。从回归分析结果看,就长期发展趋势而言,经济增长会以46.9%的比例带动石油消费均衡增长,而以超过100%的比例带动天然气消费增长,说明我国经济增长对天然气消费的影响要比对石油消费的影响大,且天然气的消费增长速度比经济发展速度要快。

在得到长期均衡效应的基础下,还应对短期波动效应进行分析。因此利用公式(4)误差修正模型对误差修正分析,结果见表4。

从误差修正模型分析的结果可以看出,两个方程中ecm的系数值都为负,符合反向修正原理,说明石油、天然气的上一年消费偏离了长期均衡消费关系影响。为了维护石油、天然气消费与经济增长之间的长期均衡关系,当年的石油、天然气的消费将以-0.341和-1.107的速度对前一年的不均衡状况进行调整。同时从自变量的系数还可以看出经济增长的短期变动对天然气的短期消费波动影响比较大,其影响力度超过了石油。通过以上分析发现无论是长期还是短期,经济增长对天然气消费的影响要比石油大,这可能与当前大力实施低碳经济发展,各国普遍加大了对低碳能源的利用力度有关,而这也符合我国当前大力开发天然气的实际现状。

2.3Granger因果关系检验

协整检验和误差修正模型只能分析经济增长与石油、天然气消费之间的一种长期、短期相关性,但具体到何为因何为果还是各自都可为因为果还需通过Granger因果关系作进一步检验。其Granger因果关系检验结果见表5。

通过Granger因果关系检验得出拒绝“GDP不是石油消费和天然气消费”的原假设,却不能拒绝其他两个原假设,即经济增长是引起石油消费和天然气消费变化的因,但石油消费和天然气消费发生变化却不一定能引起经济增长的变化,说明经济增长对石油、天然气消费具有明显的单向因果关系。

3结论

为了具体研究我国石油、天然气消费与经济增长之间的关系,在对我国1996—2013年的相关数据进行搜集整理的基础上,利用协整检验及误差修正模型对彼此之间的长期均衡效应和短期波动效应作了分析,并采用Granger因果关系检验对彼此之间的因果性作了系统研究。结果发现,每增加1单位的GDP会对应增加0.467单位的石油消费和1.082单位的天然气消费,而从误差修正模型可以看出,经济增长对石油消费的短期波动效应指数为0.542,而对天然气的短期波动效应指数为1.285,说明经济发展对天然气的短期波动效应明显,这与未来经济发展向低碳化推进,天然气是低碳、高效、清洁的能源有关。通过对比发现经济增长对天然气消费的长期和短期效应都比石油消费的影响效应要大,同时,经济增长是引起石油、天然气消费变化的单向Granger因。为此,在今后经济发展过程中要重点关注经济增长对天然气消费造成的影响,石油公司也可据此制定相应的对应措施,以避免经济增长对资源造成不必要的浪费。

参考文献:

[1]中国统计年鉴——2014[EB/QL].http://www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/2014/indexch.htm.

[2]Lee Chienchiang.Energy Consumption and GDP in Developing Countries:A Cointegrated Panel Analysis[J].Energy Economics,2005,(27):415-427.

[3]Apergis N,Payne J E.Energy Consumption and Economic Growth:Evidence from the Commonwealth of Independent States[J].Energy Economics,2009,(31):641-647.

[4]Asafu-Adjaye John.The Relationship between Energy Consumption,Energy Prices and Economic Growth:Time Series Evidence from Asian Developing Countries[J].Energy Economics,2000,(6):615-625.

[5]何立华,许永祥.山东省能源消费与经济增长关系实证研究[J].科学技术与工程,2012,12(1):238-242.

[6]王镱潼,魏芳.低碳经济下东部地区石油消费影响因素分析——基于面板数据模型的定量分析[J].甘肃科学学报,2015,27(2):108-112.

[7]李宏勋,程栋栋.基于灰色关联模型的我国三大化石能源消费研究[J].甘肃科学学报,2014,26(5):98-103.

[8]樊欢欢,李嫣怡,陈胜可.Eviews统计分析与应用[M].北京:机械工业出版社,2011.

[9]肖涛,张宗益,汪峰.我国区域能源消耗与经济增长关系——基于能源输入省与输出省面板数据的实证分析[J].管理工程学报,2012,26(3):74-79.

[10]韦玲霞.基于Granger模型兰州市地价与房价关系的研究[J].甘肃科学学报,2013,25(1):9-12.

Empirical Research on Relations Between China Economic Growthand Consumption of Petroleum and Natural Gas——Based on Co-integration Analysis and Granger Causality Test

Li Xianyong1,2,Guo Jun2,3,Huang Yi1

(1.No.1 Oil Production Apartment of Xinjiang Oilfield,Karamay 834000,China;2.College of Economics and Management,China University of Petroleum,Qingdao 266580,China;3.The Planning Department of Xinjiang Oilfield,Karamay 834000,China)

Key wordsEconomic growth;Consumption of petroleum and natural gas;Granger causality test;Co-integration analysis

AbstractIn order to study the specific influential effect between China economic growth and consumption of petroleum and natural gas,a system analysis is conducted based on a classified statistic of China GDP and consumption data of petroleum and natural gas from 1996 to 2013 by using co-integration test,error correction model and Granger causality. The test results show that there is a long-term balance between China economic growth and consumption of petroleum and natural gas. However,the rapid fluctuation of economy is a key factor which causes rapid fluctuation in the consumption of petroleum and natural gas. Besides,the influence degree of economic growth on consumption of natural gas is bigger than on consumption of petroleum. Granger causality test indicates that economic growth is a single-track reason for consumption of petroleum and natural gas. Therefore,a special attention on the influence caused by economic growth on consumption of natural gas is needed on the further economic development process. Petroleum company shall formulate corresponding measures based on this to avoid unnecessary waste of economic growth on resources.

doi:10.16468/j.cnki.issn1004-0366.2016.03.026.

收稿日期:2015-05-25;修回日期:2015-07-06.

作者简介:李咸勇(1968-),男,山东章丘人,硕士研究生,研究方向为项目管理.E-mail:lixianyong1234@126.com.

中图分类号:F224.7

文献标志码:A

文章编号:1004-0366(2016)03-0125-05

引用格式:Li Xianyong,Guo Jun,Huang Yi.Empirical Research on Relations Between China Economic Growth and Consumption of Petroleum and Natural Gas——Based on Co-integration Analysis and Granger Causality Test[J].Journal of Gansu Sciences,2016,28(3):125-129.[李咸勇,郭军,黄逸.我国经济增长与石油、天然气消费关系实证研究——基于协整分析及Granger因果检验[J].甘肃科学学报,2016,28(3):125-129.]