河南省能源产业与经济可持续发展的实证研究

李庆利

(中共厦门市委党校,福建 厦门 361027)

能源是国民经济发展的命脉，能源发展战略是社会经济发展战略的重要一环。河南省作为传统的农业大省、资源大省和新兴的工业大省，必须突破能源瓶颈的制约，为中原经济区建设这一国家战略制定出长期能源战略，推动河南省工业化、城镇化和农业现代化协调发展。因此，从河南省的经济发展现状和能源资源禀赋及生产消费情况出发，制定适合河南省实际情况的能源发展战略具有重要的理论和现实意义。

一、河南省能源产业发展现状

(一)能源供需状况

河南省自改革开放以来，能源供给和能源需求增长都比较快，经历了能源供给大于能源需求和能源供给小于能源需求两个阶段，尤其自2006年以来，能源供需矛盾日益加剧。自1978年开始，河南省的能源生产总量整体上呈波动上升趋势，1978年到2000年能源生产总量缓慢上升又缓慢下降，共增长了48.6%；从2000年至2010年河南省能源生产总量快速增长，共增长了183.3%，在2010年达到36年间最高点1.87亿万吨标准煤；2010年开始，由于低碳经济政策的推广，能源生产总量开始迅速走低，降至1.18亿万吨标准煤。

随着河南省经济快速发展，能源生产总量增长的同时，能源消费总量也在飞速增加。1978年至2002年，河南省的能源消费总量大致呈现线性缓慢增长，由3 353万吨标准煤增至9 005万吨标准煤，平均增长率为4.2%。从2002年到2012年，十年间能源消费总量飞速增长，增长速度达到10.14%。2012年，河南省能源消费总量达到36年间的最高值，为2.36亿万吨标准煤。2013年能源消费总量有所降低。2015年河南省能源消费总量又升到了2.32亿万吨标准煤，较1978年的3 353万吨标准煤增长了1.53倍。从1978年到1999年，河南省的能源生产总量大于能源消费总量，供给高于需求。进入21世纪以来河南省的能源一直处于供不应求的状况，一次能源对省外依存度较高。迅猛的能源消费增长速度，已造成全省严峻的能源短缺问题，尤其是2012年能源供需矛盾最严重，缺口达到10 981万吨标准煤(见图1)。

图1 河南省1978年至2014年能源供需图

(二)能源供需结构状况

河南省的能源供需结构单一，主要以煤炭消费为主。2015年河南省能源生产总量中原煤占一次能源产量的89.3%，其余原油、水电、天然气只占10.7%。从能源消费结构来看，煤炭占能源消费总量的76%，石油占13%，而水、电以及天然气占比约为10%。虽然近期能源消费中煤炭占比有不断下降的趋势，但以煤炭为主的单一消费结构并不容易改变，这大致与我国能源结构相同。目前，河南省水能资源已基本开发完毕，而一些新兴可再生能源在短期内又很难形成有效替代。因此，以煤炭为主的能源结构短期内难以根本改变。

(三)能源消费弹性分析

能源消费弹性系数是指能源消费量年平均增长速度与国民经济年平均增长速度的比值。能源消费弹性系数，一定程度上能够反映国民经济发展与能源消费的关系，预测今后能源消费与国民经济的增长速度。能源消费弹性系数的发展变化与国民经济结构、技术装备、生产工艺、能源利用效率、管理水平乃至人民生活水平等因素密切相关。在国民经济中能耗高的部门(如重工业)比重大，科学技术水平还很低的情况下，能源消费增长速度总是比国民生产总值的增长速度快，即能源消费弹性系数大于1。随着科学技术的进步，能源利用效率的提高，以及国民经济结构的变化和耗能工业的迅速发展，能源消费弹性系数会普遍下降。

1990年至2004年，河南省的能源消费弹性呈现波动上升的趋势。15年间，河南主要由第二产业拉动经济的增长。2003年和2004年能源消费弹性系数大于1。在这两年里，河南省的能源消费增长速度高于国民经济增长速度，粗放型经济的增长消耗了更多的能源，带来了严重的环境污染。自2004年开始，随着科学技术的进步，产业结构的调整，能源消费弹性系数呈下降趋势，至2015年降为0.14。 河南省的能源消费弹性系数如图2 所示。

图2 1990～2014年河南省能源消费弹性系数

(四)河南省能源效率分析

万元GDP能耗越高，说明每10 000元消耗的能源量越高，能源效率越低；反之能源效率越高。图3是2005～2015年河南省和全国万元GDP能耗对比图，可以看出河南省万元GDP能耗比全国的万元GDP能耗稍低，说明在这些年份，河南省的能源效率低于全国水平。

图3 2005～2015年河南省和全国万元GDP能耗对比图

二、基于VAR模型的河南省能源供求与经济可持续发展的实证分析

为了分析河南省能源供求与经济发展的互动关系，本文建立向量自回归模型(VAR)对实际GDP、能源供求进行分析。

向量自回归模型(VAR)是一种非结构化的模型，也就是说各变量之间的关系并非建立在经济理论的基础上。向量自回归模型把系统中每一个内生变量看作是系统中所有内生变量的滞后项的函数来建模，其公式一般表述为：

Yt=A1Yt-1+A2Yt-2+…+ApYt-p+B0Xt-r+εt+…+BrXt-rt=1,2,…,n

其中，Yt是k维内生变量向量，Yt-i(i=1,2,…,p)是滞后内生变量向量，Xt-i(i=1,2,…,r)是为外生变量向量，p、r分别是内生变量和外生变量的滞后阶数，Ap和Br分别是带估计的参数矩阵，εt是由k维随机误差项构成的向量。

(一)变量选取、数据来源及相应处理

本文应用不变价GDP来反映经济总量，基期定为1978年。能源供给量用ES表示，能源需求量用ED表示，单位为万吨标准煤。能源供求缺口指的是能源供给与能源需求的差，用GAP表示，单位是万吨标准煤。考虑到能源供求平衡时，能源供求缺口为0，故0值是能源市场均衡状态下的理想数值，而任何对该均值的偏离都反映了能源市场的供求波动性。在此，定义能源供求缺口对稳态值0的偏离程度为EV，或称为供求压力，并令EV=ABS(GAP)，即EV是能源供求缺口量的绝对值。为了消除异方差，对变量GDP、EV取自然对数，为LGDP、LEV。本文用E-Views 8 对河南省能源供求与经济发展互动关系进行建模分析，数据来自《2016年河南省统计年鉴》，则ED、ES、EV、GAP的折线图如图4所示。

图4 河南省1978-2015年能源供求变化图

由图4可知，改革开放以来河南省能源供给和能源需求变化趋势具有近似性，特别是2000年之后二者增速突然加快，且能源供求缺口由2000年之前的供过于求转变为2000年之后的供不应求。从能源供求缺口对平衡数值的偏离来看，1989年达正向最大，2012年达负向最大。

图5 河南省1978-2015年实际GDP变化图

从图5可知，河南省GDP从20世纪90年代中后期开始明显呈现加速增长态势，因此，快速的经济发展带动了能源供给和能源需求的增长，三者之间同趋特征显著。

为剔除物价变动对经济变量的影响，利用河南省CPI指数对名义GDP进行平减以得到实际GDP。同时，为消除数据中存在的异方差，分别对GDP、ES、ED和EV取自然对数，即：LGDP=log(GDP)，LES=log(ES)，LED=log(ED)，LEV=log(EV)。分别计算LGDP和其余三个变量的相关系数，得到表1。

表1 相关系数表

可见，无论是能源供给还是能源需求，都与河南省经济增长高度正相关，而能源供求缺口对均衡的偏离与河南省经济增长负相关。因此，建立能源供求与经济增长模型来解释河南省能源发展与经济发展的互动性关系是比较合适的。

(二)平稳性检验

由于传统的时间序列分析并不考虑变量的平稳性，这就可能使得非平稳序列在直接回归分析时出现“伪回归”现象，从而对分析结论的可靠性产生干扰。为此，必须对时间序列进行平稳性检验，以观察其是否具备回归分析的前提条件，即同阶单整。

首先，观察各变量水平值的折线图(图略)易见，LGDP、LES和LED带有明显的常数项和趋势项，LEV带有明显的常数项，故四个变量可能非平稳。进一步，采用扩充迪基—富勒检验(Augmented Dickey-Fuller Test)方法对各变量的水平值及其一阶差分值进行单位根检验，并令iLGDP、iLES、iLED和iLEV分别表示LGDP、LES、LED和LEV的一阶差分值，其结果见表2。

表2变量平稳性检验结果

变量ADF检验值ADF-T临界值P值变量平稳性 LEV -1.655295 -3.544284 0.7496 不平稳 LGDP -2.419836 -3.540328 0.3638 不平稳 DLEV -5.641064 -3.544284 0.0003 平稳 DLGDP -3.585059 -3.544284 0.0458 平稳

注：表中所有的检验均在5%的显著性水平下进行.

在进行时间序列分析之前，必须要求所使用的时间序列是平稳的，否则会产生伪回归现象。为检查序列的平稳性，本文对变量进行单位根检验，采用ADF检验，其检验结果见表2。LEV、LGDP的ADF值大于5%显著性水平下的T临界值，因此接受原假设，认为序列都是不平稳的。对LEV、LGDP进行一阶差分后，分别得到序列DLEV、DLGDP，其ADF值都小于5%显著性水平下T临界值，故拒绝有一个单位根的原假设，认为一阶差分后的序列是平稳的。因此，LEV、LGDP都是一阶单整序列，即LGDP、LEV，变量LEV、LGDP之间可以建立向量自回归VAR模型，并满足协整分析的条件，可以进行Johansen协整检验。

(三)协整检验

能否对非平稳变量LEV、LGDP直接建立向量自回归模型，需要进行Johansen检验。表3的两种检验结果显示，LEV和LGDP构建的VAR模型至少存在两个协整向量。

表3LEV和LGDP构建的VAR模型Johansen检验结果

原假设 特征值 迹统计量5%的临界值 P值 None0.50114434.7429820.261840.0003最多存在一个协整关系0.2363499.7072149.1645460.0394 原假设 特征值最大特征值统计量5%的临界值 P值 None0.50114425.0357715.892100.0014最多存在一个协整关系0.2363499.7072149.1645460.0394

同时，Johansen协整检验亦给出了标准化的协整系数，见表4，并得到协整模型，如式子(1)。

表4标准化协整系数

LGDP LEV C 1.000000 10.27235 -238.3314 (6.34132) (57.7239) Log likelihood 24.57609

LGDP=238.331-10.27235LEV

式子(1)

由式子(1)可以看出，河南省能源供求缺口与实际GDP存在着长期的反向均衡关系。因此可以直接对非平稳变量建立向量自回归模型。

(四)向量自回归(VAR)模型的建立

首先对能源缺口量(LEV)和经济总量(LGDP)建立VAR模型，如式(2)、式(3)。模型的滞后期按照AIC和SC最小化原则确定为2。模型(2)和(3)的样本决定系数R2较高，分别为0.99、0.74，模型整体的拟合效果非常好。对于 VAR 模型而言，如果模型的所有根的倒数小于 1，即位于单位圆内，则VAR模型是稳定的。如果模型不稳定，则会影响某些检验结果的有效性，而模型的稳定性又是进行脉冲响应分析的必要条件。因此，必须对模型的稳定性进行检验。如表5所示，建立的2个VAR模型的4个根的倒数值的绝对值都小于1，则证明上述4个模型都是稳定的。

表5VAR模型的所有根的倒数

式子(2)和式子(3) 模型所有根的所有倒数 0.997973 0.597378 - 0.405217i 0.597378 + 0.405217i -0.049661

LGDP = 0.970*LGDP(-1) + 0.030*LGDP(-2) - 0.002*LEV(-1) - 0.005*LEV(-2) + 0.165

式(2)

LEV = 2.244*LGDP(-1) - 2.177*LGDP(-2) + 1.173*LEV(-1) - 0.492*LEV(-2) + 1.652

式(3)

从实际GDP的方程式(2)可以看出，能源缺口滞后期对实际GDP的影响不大，各滞后期的影响系数均很小。而实际GDP的滞后一期与二期对当期都有正的影响，滞后一期对当期影响较大，影响系数为0.97。从能源缺口量的方程式(3)可以看出，能源缺口滞后一期对能源缺口当期值有着较大的正的影响，影响系数为1.173；滞后二期的影响系数是-0.492，为负的影响，但影响不太大。实际GDP滞后一期和滞后二期对能源缺口当期的影响方向不一致，但影响值较大，分别是2.244和-2.177。

从整体上来看，实际GDP的短期滞后对自身有着较大的正向影响，这与经济自身的发展规律相符合。能源缺口量的滞后期对自身的调节作用均较大，但是调节不规律。实际GDP的滞后期对能源缺口的影响较大，但是影响方向不一致。能源缺口的滞后期对实际GDP的影响不大。

(五)脉冲响应函数

为了分析能源缺口和经济总量之间的动态影响关系，可以利用脉冲响应函数来解释相互的影响机制。脉冲响应函数是用来衡量来自某个内生变量的随机扰动项的一个标准差冲击(称之为“脉冲”)对VAR模型中所有内生变量当前值和未来取值的影响。脉冲响应函数图的横轴表示时期数，纵轴表示脉冲响应函数的大小。图6为LGDP的一个标准差冲击引起的响应，图7为LEV的一个标准差冲击引起的响应,时期为20期。

图6 LGDP响应

图7 LEV响应

从图6中经济总量LGDP对自身扰动的脉冲响应曲线可以看出，在本期给予经济总量一个正冲击后，会给自身带来正向的冲击，冲击幅度稳定且持续较大。从经济总量LGDP对能源缺口LEV扰动的脉冲响应曲线可以看出，在本期给予经济总量一个正冲击后，给能源缺口带来负向冲击，且反向作用逐渐增大，并长期趋于稳定。这说明经济向好，能源需求增大，但是并不会无限制的增加。

从图7中能源缺口LEV对自身扰动的脉冲响应曲线可以看出，在本期给予能源缺口一个正冲击后，会给自身带来正向的冲击，冲击幅度快速下降，且下降速度依次递减，直至冲击幅度降为0。从能源缺口LEV对经济总量LGDP扰动的脉冲响应曲线可以看出，在本期给予能源缺口一个正冲击后，经济总量只有较小的正向的波动，后逐渐趋于0，可见河南省能源缺口对经济总量影响不大。

综合分析得出，经济总量对自身有着长期的正向推动作用，能源缺口量只能在短期内给予自身正向的拉动作用，但是随着时间的推移，这种正向的推动作用将快速趋于0，意味着能源缺口只会在短期内存在，并随着时间的推移达到市场均衡。能源缺口对河南省的经济总量影响不大，经济总量对能源缺口存在着负向的推动作用，意味着经济的发展会带动能源需求，使得能源缺口增大，但逐渐趋于稳定。此分析结论和模型估计结果相一致。

图8 经济总量的方差分解

图9 能源缺口的方差分解

(六)方差分解

VAR预测方差分解的主要思想是将VAR模型中每个外生变量预测误差的方差按照其成因分解为与各个内生变量相关联的组成部分，即分析每个随机扰动项的冲击对内生变量变化的贡献度，从而了解各个随机扰动项对模型内生变量的相对重要性。从图8可以看出，经济总量预测方差中由自身引起的部分在第一期中占比100%， 随着时间的推移，占比逐渐下降，且下降速度变慢，在第20期降为70.804%。而能源缺口对经济总量预测方差的贡献随着预测期的推移由0%开始快速增长，随后增长速度变慢，在第20期增至29.19574%。从图9可以看出，随着预测期的推移，能源缺口预测方差中由自身引起的部分占比非常大，20期都在99%以上，而经济总量对传统能源缺口预测方差的贡献非常小。综上所述，能源缺口对实际GDP的预测有所贡献，但贡献不大；实际GDP对能源缺口的预测贡献非常小。

三、主要结论及建议

(一)主要结论

由VAR模型的计量结果，可以得到以下一些结论：

经过对数化后的河南省经济发展变量和河南省能源供求压力变量通过平稳性检验，表明二者都属于一阶单整序列。

协整分析表明：河南省经济发展和河南省能源供求压力之间具有协整关系，即存在长期稳定的关系。同时，协整方程进一步表明：从长期来看，河南省能源供求压力平均每增长1个百分点，河南省经济发展水平就会下降2.53个百分点。显然，能源供求失衡矛盾对河南省经济发展的阻碍作用是相当大的。

格兰杰因果关系检验表明：当滞后期为1时，河南省能源供求压力是影响河南省经济增长的格兰杰成因，但后者并不是前者的格兰杰成因，意即：能源供求失衡抑制了河南省经济的发展，而河南省经济发展并不是造成能源供求失衡的原因。

向量误差修正模型表明：河南省经济增长受自身和能源供求状况的影响以及河南省能源供求压力受自身和经济增长的影响都存在一定的滞后性。从短期来看，滞后一期的河南省实际GDP以0.056的比率对当期河南省实际GDP进行正影响，滞后一期的河南省能源供求压力以0.004的比率对当期河南省实际GDP进行正影响，滞后一期的非均衡误差以0.007的比率对当期河南省实际GDP做出反向修正，即河南省实际GDP的短期波动向长期均衡的调整力度为0.007。同理，从短期来看，滞后一期的河南省能源供求压力以0.604的比率对当期河南省能源供求压力进行正影响，滞后一期的河南省实际GDP以0.712的比率对当期河南省能源供求压力进行正向影响，滞后一期的非均衡误差以0.195的比率对当期河南省能源供求压力做出反向修正，即河南省能源供求压力的短期波动向长期均衡的调整力度为0.195。

脉冲响应分析和方差分析结果共同表明：河南省实际GDP的变动是因为分别受到了自身冲击的正向影响以及河南省能源供求失衡压力冲击的负向影响，而河南省能源供求压力的变动则主要是受到自身惯性冲击的影响。

综合上述结论可知，河南省持续快速的经济增长并不是造成能源供求失衡的原因，但失衡的能源供求状况却对河南省经济增长带来了相当程度的不利影响。

(二)政策建议

2018年4月2日，习近平主持召开中央财经委员会第一次会议，其中提到，要调整能源结构，减少煤炭消费，增加清洁能源使用。

河南省作为传统的农业大省和新兴的工业大省，在中原经济区建设上升为国家战略的有利条件下，如何发挥河南能源发展对河南经济增长的支撑作用已是当务之急。河南省地处内陆，能源资源有限，工业技术普及率不高，节能减排也非易事。随着河南经济的快速增长，能源供需总量势必会与GDP同步增长，这样能源供给必然要符合中原经济区建设对能源需求的要求，否则将影响河南省的经济发展和影响中原经济区建设。为此，提出以下能源产业发展的解决对策。

1.从战略层面上看

要解决河南省能源供求对中原经济区建设的支撑问题，必须认真分析以往河南省能源供求状况、能源结构状况、新能源发展状况以及能源供求对经济发展的影响指标，根据河南省“十三五”规划和中原经济区建设要求，从河南省具体省情出发，借鉴其他国家和地区已有的先进和成熟经验，走独具特色的、适合河南省省情的能源发展道路。依然要把“坚持适度开发与节约并重，把节约放在首位，把节能降耗作为重中之重”作为河南省能源发展战略总的指导方针，把“既能保证经济发展需要，又能优先做好节约工作”作为解决能源发展问题的最基本思路。也就是说，河南省能源产业发展从战略上依然要尊崇“节能优先、保障供需、优化结构、市场推动、保护环境、持续发展”的基本战略要求。

2.从战术层面来看

应以“一个方针，两种合作，三类市场，多种资源”为战术指导原则，即坚持以中原经济区建设为基本方针，加强国际、国内和地区三类市场有机联系，加大煤炭、石油、天然气、核能、水能和生物能等各种资源的开发力度，使能源供给结构更为优化合理。除此之外，还要根据实际情况构建能源安全保障体系，保证能源供给和能源需求安全可靠高效；合理引导河南省能源企业加快自我改革、自我创新的步伐，尤其是鼓励企业创新，没有管理创新、技术创新，在未来的能源竞争中企业将无立足之地；要在能源法律和法规体系方面建立和健全地方性配套措施。总之，从战术层面来看，要在基本方针的指导下，加大各类资源开发力度，形成各类市场的有机联系，激发整个能源市场体系的活力。

3.从发展理念来看

习近平提出“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念，根据五大发展理念中协调发展和绿色发展的要求，一方面，中原经济区要想整体协调发展，就需要“着力优化能源布局和能源结构，提高能源开发利用效率，构建经济、清洁、安全、稳定的现代能源产业体系，建设全国重要的综合能源基地”。另一方面，要保持中原经济区绿色发展，需要加大清洁能源和可再生能源供给力度，构建中原经济区低碳节能发展的理念，促进整个社会经济可持续发展。