天津市第三产业的发展与能源消费耦合性分析

常文千，李忆苏，杨悦婷，张军鹏

(1.华北理工大学 经济学院，河北 唐山 063210；2.国家税务总局河北唐山南堡经济开发区税务局，河北 唐山 063305)

引言

在过去的几十年中，我国大力发展第一产业和第二产业，带动了国家经济的快速发展，也助力我国成为全球第二大经济体。但是由于第一产业和第二产业中大部分行业属于高耗能行业，以能源的高消费换取GDP的高增长，导致一系列能源与环境的问题，超越了生态系统承受能力。基于当下的能源结构和化石能源的不可再生性，大量的能源消耗和浪费对国家经济发展、人民生活水平提高提出了挑战。第三产业作为经济发展几个重要的驱动力之一，为交通运输，服务、金融等关键产业的进步带来必不可少的驱动力。伴随着经济的快速整合和社会分工不断进行，各个国家第三产业产值在经济总量中比例不断地增加，第三产业的进步已经被认同成为全球新的经济前进的新趋势；第三产业地位上升，成为当今时代经济贸易分析中不可或缺的一环，对优化能源产业结构的作用不可或缺。

天津市东依渤海，在我国北方的经济地位不亚于中部的上海和南部的广州，作为我国对外开放的桥头堡之一，同时也是我国不可或缺的交通枢纽、贸易中心和“一带一路”政策的北方出海口。天津市的工业发展有着长时间的历史积淀，从清末、民国开始就以先进的机械工业闻名海内外。但在发展工业经济的同时，由于能源利用率低和经济结构不合理，技术不足等原因造成环境污染等一系列问题，严重影响经济的可持续发展。在短时间内利用现有的政策措施和技术手段，让能源效率得到高速提升是不可能实现的，同时过多的减少能源消费也会影响整体产业经济的发展增长。从天津市的角度看，短期内为了经济总量的迅速提升，钢铁、化工行业会得到繁荣的发展，但是天津市的发展定位，区位位置和人口基数支配了它的前进路径，从长期看天津市必定会从政策角度抑制大钢铁、大化工等占地多，重污染的产业规模，来缓解未来城市的环境土地和资源的巨大压力。

一、研究现状

关于天津市经济与能源发展的研究，中外学者早就有所涉及。在能源消耗方面，李雪梅根据原煤、原油汽油等11种主要能源的消耗量运用公式进行碳排放量的计算，截止2016年天津市碳的排放量有上涨趋势，其显著上涨的根本原因就是能源发展不合理，排放量由2000年的3.8×t快速增加到2016年的7.29×t。[1]通过LMDI模型、STIRPAT模型对所选关键因子和碳排放量的耦合关系进行分析，发现其来源以工业碳为首；原煤焦炭为天津市主要能源，经济规模和能源强度对天津市碳排放累计贡献率高达75.6%，优化产业布局发展同时减少资源浪费成为天津市近来政策规划的主要准则。蔡荣生认为碳排放和产业布局整合不仅仅是简单的因果关系。[2]第三产业的发展不是停止能源的使用，而是使能源的利用率更高，从而减少碳的过量排放，尽力引进低能高效并且环保的行业，从而达到资源消耗-产业结构的调整。

在关于第三产业经济的发展上，张泊远对我国西北省份第三产业与能源强度的关系剖析中说明，第一、第三产业的进步对能源消耗的减少有正向促进效果，合理调整产业种类的相对比例短期内能降低能源的使用，在长期对能源消耗的影响处于相对平衡状态。[3]邵庆龙认为现行的产业能源投入结构亟待优化；第一、二产业能源利用对经济发展有明显的正向作用，同时也对第三产业有突出的促进作用，短期不宜采用降低能源投入总量的解决办法完善产业结构，为了保持稳定的经济发展，应继续适度增加能源投入量；完善第三产业能源投入分配(能源投入比例)。[4]

韩智勇等在对经济发展与能源消耗间的关系进行Cointegration和Granger Causality test，由此了解到，我国区域能源消耗同GDP间有显著地相互影响的Granger Causality关系。[5]金殿臣等运用E-G两步法，建立Error Corrected Model与Granger Causality test等办法用实例对能源消费与国民生产总值和第二、三产业间有着长期均衡关系进行检测，能源消耗的上升会提高国内生产总值和第二、三产业的份额，但是第三产业的进步与能源消费的波动并没有Granger Causality。[6]在国外，Presley等采取bootstrap理论应用在利比亚，发现利比亚的能源消费与经济增长间有相互作用的耦合性。[7]阐明单纯的技术进步以及不能满足抵消经济发展带来的生态问题，要从能源结构、经济结构出发，重点采用易再生的洁净能源，发现产业进步促进能源结构调整的最佳着力点。

二、实证分析

(一)样本数据说明

图1 天津市三个产业的生产总值以及占全市生产总值比率趋势图(1990-2017)

对天津市能源消耗及关键行业(煤，石油，天然气、电能等)与第三产业及其关键产业(交通运输、金融业、住宿餐饮和信息服务等)之间关系进行研究，选取了1990-2017年间煤、石油、天然气、电能等终端消费量以及天津市全市第一产业、第二产业和第三产业的生产总值，全部数据选取于《天津统计年鉴》。如图1天津市第一产业、第二产业以及第三产业的生产总值以及占全市生产总值比率(1990-2017)趋势图和表1天津市主要能源消费量(2000-2017)中显示，天津市能源消耗量以提高作为主旋律；然而第二产业占据了天津市大部分的能源消耗份额，也是天津市经济发展的核心驱动力与重要基石。

从近三十年来看，天津市产业经济体量增长迅猛，经济结构中第一产业份额较小，且在不断地被压缩，第二产业和第三产业快速发展，尤其是第三产业。第三产业生产总值从九十年代占全市近三成的比重(早已超越第一产业)，发展到2013年与第二产业所占比重近似相等，直至2017年的58.15%，完全超越了第一产业和第二产业的总产值，一跃成为带动天津市经济发展的主要引擎。

表1 天津市主要能源消费量(2000-2017)

对天津市主要能源消耗进行相应转变(煤炭、原油、天然气和电力的计量单位等燃烧效率的转变为万吨标准煤)。化石燃料(煤炭、石油和天然气)风能和电能等驱动天津市经济社会的发展。但是因为天津市能源科技发展起步较晚，技术设备相对落后一些化石燃料没有得到充分利用，产生了大量污染物和难以降解的衍生物，从而对生态环境和居民整体生活质量产生极其恶劣的影响。第三产业的发展与化石能源消耗有着内在的耦合关系，这一关系提供了探索解决第三产业发展和资源消耗这两个亟待解决问题的有效途径，有助于实现我国可持续发展的重要目标。

(二)模型建立与检验

对2000-2017年间天津市能源消耗及其关键行业(煤，石油，天然气、电能等)与第三产业及其关键产业(交通运输、金融业、住宿餐饮和信息服务等)之间关系，基于SAS软件中的ARIMA和VARMAX函数建立VAR模型进行实证分析。首先运用ARIMA函数以自相关系数法(ACF)，偏向自相关系数法(PACF)，逆自相关系数法(IACF)以及ADF(5)检验法对各变量进行平稳性检验，发现各数据均不能拒绝不平稳的原假设，对所有的序列都进行一阶差分之后，发现全部的序列都是I(1)；通过AIC和BIC信息准则定阶后发现p=1为一致结论；用Granger Causality test对能源消耗与第三产业生产关键产业的变量内生性甄别确定，结论为引入能源消耗及其关键行业(煤、石油、天然气、电能等)与第三产业及其关键产业(交通运输、金融业、住宿餐饮和信息服务等)之间关系的指标都是内生性(endogeneity)指标而无外生性(exogeneity)指标，不必用结构性VAR(SVAR)模型分析。

(三)结果分析

通过VAR模型的脉冲响应函数的计算，可以得到能源消耗对第三产业及其关键行业的冲击响应图和第三产业对能源消耗及其关键行业的冲击效果，可以分析两者的结构性关系。

1.能源消费与电力消费、第三产业生产总值、交通运输以及金融业的关系。

图2 能源消费的脉冲响应

图3 第三产业生产总值的脉冲响应

(1)从图2能源消费的脉冲响应第一个部分表明，当在本期给电力消费和能源消费一个正向冲击后(电力消费上升)，能源消费量长期来说并不会产生变化(约等于0)，说明天津市发展电力作为能源使用，改变的只有能源结构，而对资源的消耗量没有明显的提高或者抑制效应发生。

(2)从图2能源消费的脉冲响应第二、三、四图中可以看出第三产业生产总值、交通运输以及金融业对能源消费有类似的影响，当在本期给第三产业生产总值、交通运输以及金融业一个正向冲击后(第三产业生产总值、交通运输以及金融业产值上升)，能源消费分别在前2期，前2期以及前4期都会受到短期的反向作用(<0.2且>0)。这表明短期内第三产业生产总值、交通运输以及金融业的冲击会使得能源消费量增加；之后这三者对能源消费量的影响是反向的(生产、交通运输以及金融业的发展，抑制能源消耗量的提高)，压缩了消耗总量，且有长时间的持续作用。

2.第三产业生产总值与能源消费、煤炭消费、原油消费以及天然气消费的关系。

(1)从图3第三产业生产总值的脉冲响应第一、二、三部分可以看出能源消费、煤炭消费以及原油消费对第三产业生产总值有类似的影响，当在本期给能源消费、煤炭消费以及原油消费一个正冲击后，第三产业生产总值在随后的6期都会受到影响而正负波动(T<6)。这表明短期内第三产业生产总值受到能源消费、煤炭消费以及原油消费影响不是简单的正向或者负向作用，而是一个有着调整周期的过程；调整期之后(T>6)，这三者对能源消费的影响是反向的(能源消费、煤炭消费以及原油消费的增加对第三产业的发展起负面作用)，且有较长的持续效应。

(2)从图3第三产业生产总值的脉冲响应第四个部分表明，当在本期给天然气消费一个正向的冲击后(天然气消费量上升)，第三产业生产总值长期来说并不会产生变化(约等于0)，说明天津市发展天然气作为能源使用，改变的只有能源结构比例，而对第三产业的发展不具有显著的促进或者抑制的效应。

三、结论与建议

近些年来，天津市在保持经济持续稳定增长的同时，以交通运输业，服务业和金融业等为代表的第三产业也在快速发展。通过对天津市第三产业生产总值和能源消费的相关数据的VAR模型进行分析，第三产业经济的发展会带动能源消费，第三产业的发展对能源消费量是有长期异向关系的，而能源消费中化石燃料如煤炭、原油的使用会对第三产业的发展起长期负面作用，第三产业的前进障碍不会是天然气、电能和水能等清洁能源。从长期看，第三产业生产总值、交通运输以及金融业的冲击会使得能源消费量减少，且有较长的持续效应。因此优化产业结构的同时可以调整能源结构，增加清洁能源的使用，发展低耗能产业是提高第三产业经济绿色发展的关键。

针对以上结论，提出两点建议：

第一，基于天津市的历史发展和规划目标，维持第一产业和第二产业发展优势，集中优势资源，侧重发展第三产业，优化投资结构，向交通运输、金融业等行业的方向倾斜，应用其对能源消耗量与组织结构的持续调控作用。例如利用第三产业及其关键行业交通运输、金融业等发展的长效冲击压缩能源消耗总量；制定惩罚性措施，限制煤炭、石油等污染性能源的权重，提高电能、风能和潮汐等清洁可替代能源的地位，明确建立经济进步-能源消耗的相互促进、共同进步的机制。

第二，积极推进科技进步，在能源应用的范围内实现跨越式发展，提升能源的利用效率来降低煤炭、原油等重污染且不可再生能源的使用率，对污染物排放和过滤严格要求，严禁环评不过关的企业单位的生产销售活动。剖析煤炭、原油的脉冲作用对第三产业的结构影响：在天津市第三产业生产总值受到能源消费、煤炭消费以及原油消费影响不是简单的正向或者负向作用，而是一个有着调整周期的过程；调整期之后(T>6)，这三者对能源消费的影响是反向的(能源消费、煤炭消费以及原油消费的增加对第三产业的发展起负面作用)，且有较长的持续效应。基于能源消耗及其关键行业与第三产业及其关键行业的耦合作用，以优化的能源结构去影响第三产业的行业配比，重构能源分配比例，侧重发展可再生的清洁能源(水能、风能和潮汐能等)，限制对化石等污染原料的依赖。以现代化手段驱动第三产业中传统行业如交通运输业的更新升级，加速老旧生产方式的换代过程，提高新兴第三产业的发展水平，如高科技产业中信息服务和软件技术行业等，稳步前进，以产业发展增强天津市综合实力，增加人民收入，提高整体生活质量。