能源建设投资对区域经济增长的拉动效应※——四川案例

劳承玉 冉杨斯特

（四川省社会科学院 四川成都 610072）

当前国际贸易环境恶化，全球化出现逆转形势，我国供给侧结构性改革在“去产能、去库存、去杠杆”的基础上，将重点逐渐转向“降成本”和“补短板”方面，通过继续加大对西部地区交通、电信、能源等基础设施短板的投资力度，刺激国内需求，拉动国民经济保持中高速稳定增长势头。能源设施不仅是重要的基础设施，而且作为基本生产要素之一，能源电力也是国民经济的基础产业乃至支柱产业。特别是在广大的西部地区，能源基础设施还存在着瓶颈制约，电力供给保障程度不高，不利于这些地区的经济发展和全面小康社会目标的实现，客观上需要继续加大对西部能源电力建设的投资力度。

本文选择全国清洁能源大省四川省作为案例，运用该省1991～2016年能源投资与经济增长统计数据，基于向量误差修正模型（VECM）和脉冲响应模型，构建了能源投资与区域经济增长关系的定量分析模型，实证分析能源建设投资对区域经济增长的短期效应和长期效应。

一、文献综述

国外关于能源与经济增长关系的研究较多。自20世纪80年代开始，有学者用因果关系模型研究能源消费与经济增长之间的关系，其中Hwang、Gum（1992）与Yang（2000）通过对我国台湾地区能源消费与经济增长的研究，发现二者之间存在双向因果关系。Asafu-Ajaye（2000）通过研究发现：印度与印度尼西亚两国存在能源消费对经济增长的单向因果关系，而菲律宾与泰国存在能源消费与经济增长的单向因果关系。相对于能源消费与经济增长之间关系的研究，能源投资与经济增长之间关系研究较少。J-Emmanuel Samouilidis（1983）通过构建能源部门和非能源部门的两部门模型，来研究能源投资与经济增长的相互影响，研究表明能源投资对汇率、非能源部门的资本存量和经济增长均有影响。Chuanyi Lu（2010）通过建立一个两部门的一般均衡模型（CGE）分析了能源部门的投资增加对区域经济以及二氧化碳排放的影响，研究表明当能源投资增加从0～60%时，GDP 增长从 0～8.92%。

近年，国内对能源与经济增长关系的研究有所增多。顾培亮（1986）通过建立数学模型来分析能源投资与经济增长的相互关系，认为应当运用系统概念对社会、经济和科技做出综合分析，以便选择最佳投资规模。周竞红（2004）基于大型基础设施建设带动落后地区经济社会发展的逻辑关系，提出在西部少数民族地区实施大型水电工程项目，对少数民族地区经济会产生多方面的正效应，拉动项目实施区域的经济发展。焦兵、张文彬（2010）根据菲德模型的构造思想，将国民经济部门分为能源部门和非能源部门，并测量能源产业投资对经济增长的直接贡献与间接贡献；焦兵、袁艺（2012）还在菲德模型的基础上，利用成分分解法对陕西能源产业扩张与经济增长的关系进行了统计检验，结果显示：能源产业对经济增长的直接影响系数为27.20，间接溢出系数为0.26。陈秀山、肖鹏等（2007）对西电东送工程的区域效应进行了研究，认为对于西部电力输出地来说，最开始的直接影响是该地区电力行业固定资产投资大幅度上升，从而加快当地的工业固定资本形成，而未来效应包括扩大地区电力供应业的产出、拉动工业固定资产净值增长，并能促进其他（前向关联和后向关联）产业的增长。谭运嘉、李平等（2013）根据大型建设项目决策的目标要求及其对区域发展影响的特点，构建了大型项目区域经济影响分析的局部闭型投入产出模型，并将模型运用于白鹤滩水电站建设项目的研究中。结果表明，白鹤滩水电站对区域经济发展具有较为显著的影响，在建设期对项目建设区域内的四川、云南两省增加国民生产总值、加快工业化和城市化进程、扩大就业机会、优化产业结构等方面都具有积极的促进作用 。

目前，国内外相关研究大多集中在能源消费与经济增长的关系方面，而关于能源投资对区域经济增长贡献的研究较少，且以定性分析、静态研究为主，与现实的动态经济系统有一定偏差，因此本文尝试从动态的角度对能源投资的短期和长期效应进行定量研究。

二、我国能源市场供需格局的变化

近年来，我国能源投资规模出现较大幅度的下降，2017年全国主要电力企业（包括纳入中国电力企业联合会统计口径的26家大型发电企业）电源工程建设完成投资2900亿元，为2011年以来的最低水平，比上年下降14.9%。其中，常规煤电投资下降27.4%，带动火电投资下降23.4%，风电、核电投资分别下降26.5%、9.9%，水电投资基本持平。如果说，煤电和火电投资的下降是我国主动 “去产能”、优化调整能源结构的结果，那么，风电、水电等投资增速走低则反映了能源投资的不景气，能源投资积极性受到了一定程度的抑制。

（一）能源需求增长动力发生转换

一是随着我国经济发展进入新常态，经济年均增速从过去的高速增长转变为现阶段的中高速稳定增长，能源发展也进入了新时期和新常态，长期以来驱动我国能源需求增长的动力正在发生转换。能源消费增长主要动力呈现由高耗能产业向新兴产业、服务业和居民生活用电转换，电力供需形势由偏紧转为宽松。根据预测，“十三五”期间，我国能源消费将延续低速增长的状态，其中，煤炭消费维持负增长，电力消费增长不超过3%，石油消费增速保持在3%左右。在工业领域，过去能源需求量最集中的高耗能行业，如钢铁、有色、建材、化工等行业，对能源需求增长的拉动不断减弱，加上制造业需求减弱，使整个工业能源消费需求处于增长停滞或超低增长态势，从而导致能源需求总量增长趋势变缓。

二是交通用能、服务业用能和居民生活用能逐步成为能源需求增长的主要动力。现代制造业、大数据中心、新能源汽车等将成为新的用能增长点。从2017年全国电力消费量来看，第一产业用电量1175亿千瓦时，比上年增长7.5%；第二产业用电量44922亿千瓦时，比上年增长5.5%；第三产业用电量8825亿千瓦时，增长10.7%，城乡居民生活用电量8703亿千瓦时，增长7.7%，分别拉动全社会用电量增长1.4和1.0个百分点。与上年相比，第三产业和城乡居民生活用电量占比分别比上年提高0.5和0.2个百分点。与此同时，第二产业及其四大高耗能行业用电量占比均降低了0.7个百分点。

三是对优质清洁能源产品和能源服务的需求不断扩大。2017年全国煤炭消费占能源消费的比重为60.4%，比上年降低1.6个百分点；天然气、水电、核电、风电等清洁能源消费量占能源消费总量的20.8%，比上年提高1.3个百分点。消费者对获得更加绿色环保、低碳的能源产品，以及更加便利和智能化的能源服务的需求不断上升。

（二）能源供给侧出现结构性过剩

从能源供给格局来看，一方面，世界范围内的新能源革命不断推进，能源开发领域的新技术和新方式不断涌现，清洁、低碳、绿色新能源呈快速增长趋势。2017年，我国水电、核电、并网风电和太阳能发电等非化石能源发电量合计比上年增长10.1%，占全口径发电量的比重达到30.3%，新能源对电力供给的贡献率不断提高。另一方面，近年我国能源供给侧出现了阶段性、结构性的过剩。新能源发展普遍面临弃风、弃光、弃水困境，造成已经投产的大量清洁能源发电能力闲置浪费，有效供给能力不能充分发挥。据国家能源局数据，2017年全国弃风电量419亿千瓦时、弃风率12%，弃光电量73亿千瓦时、弃光率6%。这是对低碳清洁可再生能源的极大浪费，也使水电企业的投资利益受到严重损害。

（三）清洁低碳绿色发展成为主攻方向

我国能源供给过剩之所以称为“结构性过剩”，是因为迄今全国一次能源结构仍然以煤炭为主。根据《2018年BP世界能源统计年鉴》，2017年中国煤炭消费量占全国能源消费总量的比重高达60.4%。相比之下，美国、欧洲各国等发达国家，以及泰国等发展中国家的煤炭消费量占比只有15%左右，日本为26.4%。只有印度的能源结构与中国相似，印度煤炭消费量占该国能源消费量的比重达到56.3%（见表1），是世界少数以煤炭消费为主要能源的国家之一。

而“清洁低碳、绿色发展”是国家能源结构优化调整的战略目标和主攻方向，因此我国必须逐步减少对煤炭等传统化石能源的依赖。根据国家能源局《能源发展“十三五”规划》的要求，“十三五”时期我国能源发展要坚持清洁低碳、绿色发展的基本原则，把发展清洁低碳能源作为调整能源结构的主攻方向，加快推进能源结构双重更替步伐，即主体能源由油气替代煤炭、非化石能源替代化石能源。着力降低煤炭消费比重，到2020年煤炭消费比重降低到58%，非化石消费的比重提高到15%以上。只有淘汰落后产能，让部分低能效、高污染的煤炭及燃煤火电退出市场，才能为清洁低碳的可再生能源、新能源发展释放需求空间。因此能源替代过程中的供给“过剩”是相对的、结构性的。当能源市场的落后产能出清之时，必然是清洁绿色能源重现快速发展之日。

三、计量经济模型构建与运用——以四川为例

投资一般会从需求和供给两个方面来推动经济增长，一方面对固定资产投资的过程必然会引起对生产资料和劳务商品的需求，从而促使生产能力得到进一步的利用，推动整体经济发展。另一方面，在投资形成固定资产之后可以向社会再生产注入新的生产要素，形成新的资本，为社会增加供给，从而促进经济增长。作为国家发展战略的重要组成部分，能源产业投资包括能源资源开发投资、能源生产项目投资，以及能源网络设施（如输变电及配套工程、电力联网工程）建设投资等。除了具有一般投资的特性外，还具有一定的外部性，即能源投资一般会对一定区域内其他产业发展带来影响。除此之外，能源产业还可以为其他产业提供能源与原材料，是其他产业稳定顺利发展的重要影响因素。最后，能源产业作为典型规模经济型产业，虽然其前期的投资规模巨大，但随着企业生产规模的扩大以及实现上下游一体化的生产，单位产品成本会逐渐下降，企业的收益会逐渐上升，从而实现经济的增长。

对四川省1991～2016年的能源工业投资总额、全省地区生产总值两组数据（见表2）进行初步观察，可以发现：除个别年份外，全省的能源投资与地区生产总值（GDP）总体上保持同方向的变化趋势。1991～2016年，全省能源工业投资从34.06亿元增加到1659.9亿元，增长了近49倍，而同期全省GDP（当年价）则从1016.31亿元上升到32680.5亿元，增长了32倍，表明四川省能源投资与GDP规模保持基本同步的增长态势。根据四川省能源投资的增长情况，我们可以得到四川省能源投资增长曲线图（见图1）。四川能源投资增长可以划分为三个阶段：2004年前为第一阶段，在此期间全省能源投资的增长趋势不明显，有些年份甚至出现了负增长。第二阶段为2004～2011年，全省能源工业投资增势迅猛，尽管2008年遭受了汶川大地震的重创打击，使当年能源投资增速降至3.5%，但这7年的年均增速仍高达23.3%，其中2004年全省能源投资增速创下了历史峰值，高达85.9%。而同期全省国民经济发展也处于高速增长阶段，2004～2011年按当年价计算的名义GDP年均增速为18.6%，不变价GDP年均增速达到13.7%，均显著高于25年来的平均水平。第三阶段从2012年开始，四川能源投资增长趋于缓慢，2013年投资增速仅为0.1%，近两年约在3%的低位徘徊，这与同期经济发展步入新常态，宏观经济增速降低密切相关，从而反映了能源投资与区域经济增长的相关性和相互影响作用。

图1 四川省能源投资增长曲线

（一）模型概述

1987年Engle和Granger提出了“EG-ADF”检验作为正式的协整检验，该方法首先通过OLS估计协整系数，然后对残差序列进行ADF检验，确定其是否为平稳序列。如果残差序列是平稳的，那么就接受变量之间存在着协整关系的原假设，然后根据变量间的长期均衡关系来构建一个误差修正模型，以此测算变量间的短期关系。然而由于ED-ADF方法分两步进行，第一步的误差会被带到第二步的误差修正模型之中，因此，本文将使用Johansen的向量误差修正模型（VECM）来进行协整检验。由于向量误差修正模型（VECM）包含了协整约束的向量自回归模型（VAR），该模型通过MEL来同时估计长期与短期参数，比起EG-ADF检验更有效率。

首先，根据Beveridge-Nelson分解公式，我们可以把一个I(1)过程分解为时间趋势、随机游走项、平稳序列以及一个初始条件之和，下面公式是对Beveridge-Nelson分解公式的多维推广。

经过变换可得到：

从VAR方程出发，可以导出对应的VECM模型。

（二）模型构建

本文运用VECM模型来研究四川能源建设投资对区域经济的拉动效应，该模型可以同时评估能源建设投资与区域经济增长的长期效应和短期效应。通过能源建设投资与区域经济增长的协整方程来考察变量间的长期关系；根据向量误差修正模型来建立正交化的脉冲响应函数考察能源建设投资对区域经济增长的短期影响。

1.变量的选取。本文选取四川能源工业投资（IN）作为衡量四川能源建设投资的指标，用四川省实际GDP（以1991年为基期不变价，下同）作为衡量经济增长的指标，为了使得两个变量的数量级相匹配，本文对两个变量分别取对数lnIN、lnGDP，这样所得的数据也易消除异方差的问题。

通过对两个变量的初步观察，可以发现四川省的能源投资额与实际GDP都在持续增长。其中四川省实际GDP从1016.31亿元上升到2016年的14320.1亿元，增长了14倍，能源工业投资也从1991年的34.06亿元增长到2016年的1659.9亿元，增长了近49倍。说明在这25年间，四川能源部门的投资随着全省经济增长一直持续增长。但在2003年前四川省能源投资的增长趋势并不明显，而在2004年以后特别在“十一五”期间增长较快，与此同时，年均GDP增长率为13.7%，显著高于1991～2016年的平均水平，反映了能源工业建设投资与四川区域经济增长的关系。

2.序列的平稳性检验。在建立lnGDP与lnIN两个变量的协整关系之前，首先对这两个变量进行单位根检验，本文选用的是ADF检验方法。在检验中，lnIN和lnGDP的模型中都包含了常数项与时间趋势项，变量的滞后长度则根据Schwert的建议，取最大滞后阶数为Pmax=[12×(T/100)1/4]，其中T为样本容量，然后使用由大到小的序贯规则，看ADF检验中最后一阶回归系数是否显著，最终lnIN选择的滞后阶数为2阶，lnGDP的滞后阶数为1阶。其结果如表3所示，变量lnGDP与lnIN的水平值均不平稳，而在一阶差分过后是平稳的，因此lnGDP与lnIN均为一阶单整序列。

表3 各变量的ADF检验结果

3.协整检验。由于lnGDP与lnIN为同阶单整序列，那么我们需要使用Johansen检验来检验上面两个变量是否存在协整关系，并在存在协整关系的情况下确认其协整秩，以便进行MEL估计。在进行Johansen检验之前，首先要确认VAR模型的最优滞后阶数，根据STATA提供的LR、FPE、AIC、HQIC、SBIC准则，最佳滞后阶数为滞后三期，然后进行Johansen检验，其结果如表4所示，包含常数项的协整秩迹检验与最大特征值检验都表明两个变量间存在协整关系，并且只有一个线性无关的协整向量。

表4 Johansen协整检验结果

4.向量误差修正模型。由于lnGDP与lnIN存在着协整关系，表明可以采用向量误差修正模型（VECM），来检验能源建设投资lnIN与经济增长lnGDP的长期和短期关系。根据协整检验结果可以得到如下协整方程：

因为协整方程考察了变量间长期稳定的关系，所以由上式可以看出在长期影响方面，四川能源建设投资对经济增长有着正向的影响，其系数为0.68，表明能源建设投资每增加1%，可以带来的区域经济产出为0.68%，因此合理控制能源投资规模将有利于促进区域经济增长水平。同时我们可以得到向量误差修正模型，如表5所示。

表5 向量误差修正模型

在第一个式子中，误差修正项的系数为0.002，在统计上并不显著，说明短期经济增长的变化需要经过长时间的调整才能趋于均衡。在短期内，能源建设投资对区域经济增长有着正效应，其系数为0.023，远远不及能源建设投资的长期效应。投资是具有滞后性的，这是由于固定资产从投入使用到发挥效用需要一定的时间。而能源产业受到能源资源的影响，初期投资额巨大且回收期较长，因此能源投资的投资效益增长更为缓慢。另一方面，对能源产业的投资意味着减少对其他产业的投资，可能影响其他产业发展，这也会使能源投资效应需要较长的一段时间才能体现出来。同时我们还发现：在短期关系中，经济增长对能源投资有着显著的正向影响，说明经济增长可以有效拉动能源建设投资。

为了更加直观地反映经济增长与能源建设投资的短期动态变动关系，本文再运用脉冲响应模型来计算四川经济增长对能源建设投资的脉冲响应函数与累积脉冲响应函数。先检测VECM模型的稳定性，结果发现：除了VECM模型本身所假设的单位根之外，伴随矩阵的所有特征值均落在单位圆之内。然后考察本模型的正交化脉冲响应函数，从图2可以看出当给lnIN一个标准差的冲击时，起初lnGDP的反应并不明显，而在后几期，效果才逐渐显示出来，这说明了能源建设投资对区域经济增长的影响具有时滞的特点。而从图3可以发现，在这个含有单位根的协整中， lnIN的冲击对于lnGDP具有持久的影响，因为其累积脉冲响应函数近似一条斜率为正的直线，说明了能源建设投资在长期中对经济增长有着较大的拉动作用。

（三）模型结论

图2 lnGDP对lnIN的脉冲反应

图3 lnGDP对lnIN的累积脉冲反应

本文运用四川省1990～2016年的数据，通过构建VECM模型实例分析了四川能源建设投资对区域经济的拉动效应，结果表明：四川能源建设投资与区域经济增长具有长期的均衡关系，并且在长期中，能源建设投资对经济增长有着较强的拉动作用。而在短期中，能源建设投资对经济增长的影响并不明显，并且具有明显的滞后性。

在短期效应方面，脉冲响应函数分析结果表明，能源建设投资每增加1%，可以拉动区域经济增长约0.023%，并具有一定的滞后性。在长期效应方面，能源建设投资每增长1%，将会带动区域经济产出增长约0.68%，远远高于其短期效应。能源投资的长期效应高于短期效应，因此对区域经济增长的拉动作用需要通过更长的运行周期来验证、考察。

四、进一步加强我国能源投资的政策建议

我国可再生能源的相对过剩，暴露了能源供给端深层次的结构性矛盾，难以适应能源需求的变化，不符合绿色低碳能源发展的趋势。根据本文对能源投资效应及其滞后期的测算，如果能源投资增速下降的状况持续时间过长，预示着未来能源供给对经济发展的保障能力将受到影响。为保持我国能源发展和投资的稳定增长态势，本文提出以下建议：

一是继续推进能源供给侧结构性改革。继续推进能源供给侧结构性改革的根本就是从提高能源供给质量出发，以改革的决心推动能源结构优化，扩大对清洁能源的有效供给，提高能源供给结构对能源需求和能源服务变化的适应性和灵活性，更好地满足广大消费者的需要，促进能源向绿色低碳转型，促进经济社会持续健康发展。根据国家能源主管部门提出的能源领域供给侧结构性改革的要求，要着重抓好化解煤炭行业过剩产能，化解煤电过剩产能，着力解决弃水、弃风、弃光问题，加快推进电力改革落地，稳步推进石油天然气体制改革，加强能源扶贫和提高能源系统整体运行效率等重点任务。大力推进能源供给侧结构性改革还需要发挥环保政策的作用。根据发达国家的经验和我国环境保护治理的经验教训，强化环保约束， 让环境政策发挥应有的调节作用，有利于“倒逼”能源发展向清洁低碳转型。

二是加快推进能源领域的市场化改革。能源电力行业具有自然垄断行业特征。根据国外对自然垄断行业的规制，核心是引入有限的市场竞争。要让电价机制在市场竞争中有效发挥作用，并能充分反映资源成本、环境成本和社会成本，以及市场的供需变化。为此，要继续扩大电力企业与地方用电大户之间的直供电改革，破除电价垄断，降低企业的电价成本负担，更好地发挥能源对区域经济发展的促进作用。同时，要进一步理顺电力体制，调整利益格局，优先解决清洁能源上网难题，通过进一步压缩传统化石能源的过剩产能，为新能源、清洁能源投资释放市场空间。

三是继续加大对西部地区的能源建设投资。能源电力是具有普遍服务性的准公共产品。在我国偏远乡村，特别是西部贫困山区，电力供给的保障程度还不高，成为影响当地脱贫致富的重要因素。而西部是我国水能、太阳能、风能资源的“富矿”地带，因此，要继续加大西部地区的能源投资力度，加快建设西部大型清洁能源基地及配套设施建设。积极推进电力扶贫工程、偏远民族地区电力联网工程，构建安全可靠、智能经济的输配电网，建设跨省区互联互通的电力大通道、电力资源优化配置大平台，使更多的清洁能源输送到中东部地区。一方面可以使西部的资源优势转化为经济优势，改变地区发展“不平衡、不协调”的状况，另一方面有利于缓解中东部地区的雾霾等大气污染，实现经济与资源环境可持续发展、东中西部经济全面协调发展。

四是进一步优化调整能源结构。实现我国能源结构优化调整的战略目标，需要付出长期、艰苦的努力。要解决我国能源需求与能源供给之间的区域不平衡，完成传统能源向绿色低碳能源转型，就必须继续加大对新能源、可再生清洁能源的投资，包括优质电源点建设、输变电设施建设、特高压电网及智能电网建设等。通过大力发展低碳清洁能源，促进我国能源产业结构升级，建立能源创新体系，更好地发挥能源投资对区域经济增长的拉动作用。

五是保持能源投资规模适度超前。能源投资的长期效应高于短期效应，且投资效应具有明显的滞后性，因此能源投资应着眼于战略性、前瞻性，不能因投资的短期效应较差而大幅度减少甚至停止投资。鉴于能源对国民经济运行的安全性、保障性和重要性，应当继续保持能源建设投资规模、投资增速适度超前于经济发展，使能源供给保障能力始终处于安全边界。只有未雨绸缪，抓住机遇，才能从根本上消除能源对全局、对地区发展的制约瓶颈，为新一轮经济增长奠定更强大、更牢固的能源基础设施和能源供给保障。