广西农村可再生能源需求与经济增长关系的回归分析

2019-05-09国锦华弓晓光

南方农村 2019年2期

国锦华,弓晓光

（1.首都师范大学数学科学学院，北京 100048；2.内蒙古师范大学计算机科学技术学院，内蒙古呼和浩特 010050）

一、引言

能源是国民经济的命脉，是一个国家经济增长和社会发展的重要物质基础，能源消费与经济发展有着密不可分的关系，一方面，能源是经济增长的主要动力，经济发展需要消耗更多的能源，对经济增长具有强有力的拉动作用；另一方面，经济增长反过来又会影响能源的消费，能源短缺更会制约经济的发展，能源可持续发展对于我国经济社会可持续发展至关重要。中共十九大报告明确提出，按照人口资源环境相均衡、经济社会生态效益相统一的原则，大力推进生态文明建设。“经济、人口、能源”三者是一个具有高度复杂性、动态性、多层次性的开放系统。随着我国农村经济的快速发展，以及城镇化、工业化进程的不断加快，能源消费快速增长，研究“经济、人口、能源”之间的关系，预测经济增长、人口增加、能源消费的情况，协调能源资源与经济增长的关系，在此基础上，提出有价值的研究结论和政策建议，对于促进经济与社会可持续发展，特别是大力发展农村可再生能源上具有重要的现实意义。

广西素有“缺煤、少油、贫气”之称，能源资源严重短缺，另一方面，随着广西经济的快速发展，工业、农业和服务业步伐加快，能源消费增长迅速，据统计表明，广西全年能源消费总量从2005年的4536.74万吨标准煤上升到2015年的9760.70万吨标准煤。仅仅11年时间，能源消费增长绝对值达到5223.96万吨标准煤，2015年的消费总量为2005年的215.15倍，平均年增长量为522.40万吨标准煤，平均年增长率达到10.46%。随着广西产业结构的不断调整和优化，能源消费

结构发生明显变化，能源消耗以第二产业，尤其是工业为主。2005年，广西第一产业在GDP中所占比重为22.9%，第二产业所占比重为37.9%，第三产业所占比重为39.2%。2015年，广西第一产业在GDP中所占比重为15.2%，第二产业所占比重为47.7%，第三产业所占比重为37.1%。由于农村经济的快速发展和工业化进程的推动，随着产业结构的变化，能源消耗也发生变化。在各行业能源消费所占比重来看，第二产业都保持在70%以上。以2015年为例，能源消费总量为9760.70万吨标准煤，第二产业消费6998.96万吨标准煤，占能源消费总量的73.5%。其中工业消费6948.42万吨标准煤，占比重72.01%。可见，工农业在能源消费中占绝对主体地位。经济的快速增长助推了能源的消耗，广西GDP从2005年的3984.1亿元增加到2015年的16803.12亿元，增长了421倍，这必然导致能源的需求越来越大。

广西由于受自然资源限制，能源生产能力严重不足，能源需求缺口越来越大，呈快速增长态势。据资料显示，2005年能源需求缺口为3315.75万吨标准煤，到2015年能源需求缺口达到7025.5万吨标准煤，是2005年的2.11倍。其中缺口最大的是煤炭资源，从2005年缺口2181.79万吨标准煤增加到2015年缺口4880.91万吨标准煤，2015年，广西能生产能源2969.84万吨标准煤，能源供应对外依存度达到70.84%，其中煤炭资源达到92.2%。

能源严重短缺已经成为制约广西经济发展的一块短板，另一方面，广西具有丰富的可再生能源，研究分析能源消费与经济增长、人口、产业结构的变化关系，预测2018-2022年广西能源需求。大力发展农村可再生能源，为政府在能源需求方面的科学决策提供理论支撑，促进经济和社会可持续发展具有重大的现实意义。

二、国内外研究综述

近年来，一些学者在能源消费与经济发展、人口增长、产业结构变化方面，做了许多富有成效的研究工作，国外学者主要集中在三个方面：（1）能源消费与经济增长关系。Stem（1993）通过构建向量归（VAR）模型，分析了美国1947年-1990年的相关数据，实证分析了经济增长与资本存量、劳动力投入、能源消费的关系，认为能源消费促进经济增长。（2）能源消费与经济增长具有因果关系。Ebohon（1996）、Masih（1996）、Cheng， Lai（1997）、Yang（2000）等人通过对能源消耗与经济增长二者的分析研究，认为能源消耗与经济增长互为因果关系。（3）能源政策促进经济增长。Lee（2005）通过分析能源的长期消费与短期消费与经济的关系，得出通过能源政策可以促进经济增长的结论。Tsani等（2010）通过细化农业、工业、居民与交通等几种能源消费形式，研究认为交通能源消费与经济增长之间没有因果关系，农业、工业能源消费、居民能源消费与经济增长存在双向因果关系。Ozturk（2010）通过对高、中、低等收入的三类51个国家分析。得出低收入国家经济增长与能源消费有单向因果关系，中等收入国家能源消费与经济增长有双向因果关系，高收入国家能源消费到经济增长无因果关系的结论。

国内学者就能源消费与经济增长关系的研究主要在三个方面：（1）经济增长与能源消费的关系。黄玲（2007）认为经济增长是能源消费的原因。王火根等（2008）认为经济增长不是能源消费的主要原因，分析得出能源消费每下降1%，经济增长将下降0.49%。张琳等（2008）认为电力消费对推动经济增长，而且各省电力消费对经济增长的影响不同，整体而言，电力消费对经济增长逐年递增。屈小娥等（2008）从能源效率方面进行研究，认为能源利用效率与经济增长的关联度小，而能源消费总量与经济增长的关联度大。（2）能源消费量的预测研究。刘旖芸（2009）通过对能源消费与产业结构、社会福利、环境发展的关系研究，预测了上海市的经济发展趋势及能源消费需求量。汪东等（2010）等研究了天津市主要能源需求及其阻碍经济发展的原因。（3）能源消费与经济增长的相关性研究。王欣等（2012）运用灰色关联度法得出经济增长与能源消费相互关联的结论。郭然然（2015）利用向量自回归模型，研究能源消费、二氧化碳排放、经济增长三者之间的动态关系，并预测了北京市未来5年内三者可能的变化趋势。

综观上述国内外研究，在能源消费与经济增长的相互关系上，取得了富有成效的研究成果，但是就人口因素、产业结构因素的研究还不够深入，本研究从能源消费与经济增长、人口增加、产业结构变化的方面探讨广西能源消费与经济增长的关系，预测经济增长、人口增加、能源消费的情况，协调能源资源与经济增长的关系，在此基础上，提出大力发展农村可再生能源等有价值的研究结论和政策建议。

三、模型设计及数据来源

（一）数据来源

目前，不少学者都对经济发展趋势、人口增长规律、产业结构升级等方面进行了分析，本研究涉及的数据主要来自于各类统计年鉴，如《中国统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》，部分数据来自于政府人口和宏观经济的预测数据。主要通过对2005年到2015年时间序列统计数据进行分析，探究经济发展、人口增长、产业结构与能源消耗之间的关系，为下一步经济发展、能源消耗、人口增长和产业结构变化进行预测，也为政府决策提供科学依据。见表1。

（二）模型设计

由于人口、经济与能源环境具有动态性、阶段性和复杂性，不能用一般的线性模型来预测其发展趋势。本文运用加归分析法通过建立经济-人口-能源预测模型，主要对经济发展水平和能源需求进行预测。

考虑到能源消费总量主要与经济增长、人口、产业结构等有关，因此在建模时，相应的选取相互关联紧密的主要指标作为自变量来代表经济增长、人口、产业结构。据此，将能源消费总量作为因变量Y，将国内生产总值（GDP）（万元）、人口（万人）、工业在国民经济中的比重（%）分别作为自变量X1，X2，X3。

从表1中可看出，因变量Y与自变量X1，X2，X3呈较明显线性关系，故采取建立多元线性回归方程：

（其中X1为国内生产总值（GDP），X2为人口，X3为工业在国民经济中的比重，Y为能源消费总量）

按照多元线性回归方程估计方法，运用SPSS软件对统计数据进行处理，得到如下表2，表3估计结果。

从表2可得，R2=0.992调整后为0.99，模型拟合度非常好。

表2 模型汇总

从表3可知，该回归方程显著性检验结果表明，回归平方和81343922.164，残差平方和672550.07，总平方和82016472.234，对应的F统计量的值为443.478，显著性P值为0，其显著性概率值远小于0.01，证明所建立的回归方程整体上非常显著，是有效的模型。

表3 离散分析a

模型中各解释变量（X1，X2，X3）的T值，P值以及非标准化回归系数见表4。

表4 回归方程系数

从表4中可得知，国内生产总值（GDP），人口和工业比重三个自变量的T值绝对值均大于1.63，都通过T检验。同时三个自变量显著性水平均小于0.05，可认为该模型中的三个自变量与因变量的线性关系成立，方程显著。

根据回归系数我们能够得到完整的多元线性回归方程：

Y=-24534.185+0.163X1+4.763X2+147.432X3

（其中X1为国内生产总值（GDP），X2为人口，X3为工业在国民经济中的比重，Y为能源消费总量）

（三）能源消费总量预测

1．国内生产总值预测

广西作为后发展欠发达地区，农业发展缓慢、工业化程度低，发展后劲足，通过测算，到2022年广西地区生产总值和居民收入要实现比2012年翻一番。预测值如下表。

2．人口预测

广西城镇化发展慢，主要人口集中在农村，通过查找2015年广西统计年鉴，得到1990年到2015年人口数据如下表。

表5 2018-2022年广西国内生产总值预测

根据上表数据，做出散点图。从图中曲线可看出，人口呈非线性变化。

表6 1990-2014年广西人口情况表

利用SPSS软件对该表数据进行曲线拟合，运行后得到各个模型拟合结果如下。

图1 广西人口时间序列散点图

表7 模型统计及参数估计表因变量：人口

比较各检验结果，可知S模型对于表8的人口数据具有非常高的拟合度。得出拟合方程：Y=e^(26.624-36326.893/t)。利用该拟合方程输入到excel对未来人口数量进行预测，可得出2018—2022年人口预测情况如下表。

3．工业比重预测

ARIMA（autoregressiveintegrated moving average model）是由统计学家Box和Jenkins提出的，又被称为B-J模型（the Box-JenkinsModel），可用于非平稳时间序列预测。工业总产值序列为非平稳时间序列，对其进行建模拟合和预测不宜直接采用自回归（AR）、移动平均（MA）或自回归移动平均（ARMA）模型分析。采用的Box-Jenkins方法，是指确定、拟合和检验时间序列数据的ARIMA模型的一组方法。预测结果根据模拟模型的形式直接得出。该模型可以根据历史数据进行预测，表达平稳及非平稳的时间序列。

表8 2018-2022年广西人口数量预测

根据1990—2017年广西工业总产值数据（表11）对模型进行拟合和检验，最后确定使用ARIMA(0，1，1)模型，对2018-2022年广西工业总产值进行预测，预测结果如表9所示。

表9 1990-2014年广西年工业总产值

根据2018-2022年广西国民生产总值及广西工业总产值预测结果，可测算2018-2022年广西工业占国民生产总值比重如下。

4．能源消费总量预测

2018—2022年广西国民生产总值、人口及工业比重三项变量的预测结果汇总如下表12：

表10 2018-2022年广西工业总产值预测

表11 2018-2022年广西工业占GDP比重预测

结合能源消费总量预测模型将上述变量值带入进行预测。

表12 2018-2022年广西GDP、人口、工业比重预测值

得到预测结果如下（表13）。

表13 2018-2022年广西能源消费总量预测

以上分析结果表明，经济发展速度平均增长7.3个百分点，能源消耗平均增长3.4个百分点，广西产业结构逐步趋向合理，第二产业平均占40%的比重，人口也在逐步增长，但是由于受人口政策、经济发展、地区文化等各方面的影响，呈不规则变化。整体来看，经济发展速度与能源消费量同步发展，而且经济发展与能源消费互为因果关系，但是经济增长速度和能源消费速度的不同，但也看出，广西经济正在处于快速发展期。

四、讨论与分析

（一）结果分析

通过上述分析，并得出如下结论：

1．2018-2022年广西能源消费呈上升态势

2018—2022年，由于能源需求迅速增长，广西能源可持续发展水平急剧上升，经预测，从2018年的10824.34万吨标准煤上升至2022年的12182.5万吨标准煤，增加了1358.16万吨标准煤。由于广西受自然资源限制，能源生产能力严重不足，能源需求缺口越来越大，广西在整个工业化、城镇化发展过程中,呈快速增长态势。

2．2018-2022年经济发展速度会继续保持增长态势

2018-2022年，广西经济发展速度继续保持增长态势，经预测，GDP增长速度平均超过7%，从2018年的20930.66亿元增长到2022年的25905.43亿元,净增长孙974.77亿元。经济的快速增长会消费更多的能源，而且也会需求更多的劳动力。能源消费直接受制于经济发展水平，因此,经济增长是影响能源消费的一个非常重要的因素。

3．2018-2022年产业结构会发生明显变化

2018-2022年，广西工业经济继续保持强有力增长态势，各产业的能耗指数相差较大,经预测，工业总产值从2018年的8452.36亿元上升至2022年11266.09亿元，净增长2813.73亿元,工业比重平均超过43%。第二产业的能耗比重远高于第一、三产业的能耗比重。随着产业结构的调整,综合能耗指数必将受到影响。在经济快速发展中，产业结构布局更加合理，第三产业比重会增大，第二产业仍是能源的主要消费者。

4．2018-2022年广西人口数量会缓慢增加

人口是社会系统中最基本的因素。人口变化影响因素较多，如国家政策、家庭文化程度、民族习惯等，国家计划生育政策仍是影响人口增长的主要因素。经预测，2018-2022年，广西人口整体上是增加的，但增长速度缓慢，从2018年的5537.29万人增加为2022年5635.53万人，净增加98.24万人。经济的增长,产业结构的变化,还会影响到人口结构的变化。人口总量决定能源的总消费量,也会影响着能源的人均占有量和利用方式。

鉴于上述情况，大力发展广西农村可再生能源，既解决了生态保护又有效地缓解了能源短缺的矛盾，而且也是未来我国经济发展的必然趋势。能源，向规模化、产业化方向发展，有效地推动能源进口多元化，解决能源缺口的问题，同时也有效地利用了农村的可再生能源，减少了环境污染。三是实施的节能减排战略，有效缓解能源需求快速增长的严峻形势。三是处理好农村经济发展与工业化进程、能源消费与生态保护的关系，科学稳妥地设定减排目标，降低碳排量，政府要制定低碳发展政策，转变经济发展方式，实施节能减排，控制能源消费总量，控制温室气体排放量，协调好经济社会发展与生态保护的关系。

总之，随着经济的发展，广西的能源需求持续上升。广西能源短缺，生产总量远远不能满足巨大的能源消费总量，需求缺口还在继续扩大。广西在“缺煤、少油、贫气”的情况下，积极发展新能源和可再生能源是解决能源短缺的一条出路，广西具有“水资源”和“生物质能源”的巨大资源优势，大力发展“水资源”和“生物质能源”，实现优化能源结构，增大能源供给能力，缓解能源压力，是广西解决“经济发展与能源短缺”问题，实现能源发展的有效对策。