基于产业结构调整的山西能源消费与经济增长的灰色关联研究

摘 要：运用灰色关联分析方法，分别对山西产业结构调整的四个阶段，各行业能源消费与经济增长的相关性进行实证分析。结果显示，山西产业结构调整的不同阶段、不同行业能源消费与经济增长关联程度差异显著。其中工业、建筑业等第二产业能耗较高，第三产业中交通运输仓储邮政业、批发零售住宿餐饮业能耗较低且经济贡献率高。基于对山西不同阶段、不同行业能源消费与经济增长的研究结论，给出相应的政策建议。

关键词：能源消费 经济增长 灰色关联分析

中图分类号：F205  文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2021）01-019-04

引言

改革开放以来，我国经济快速增长，能源消费日益增长，已经成为全球最大的能源消费国家。根据《BP世界能源统计年鉴（2019）》显示，2018年世界一次能源消费量比上年增长了2.9%，创2010年以来的新高。中国一次能源消费量增长了3.1%，连续17年居能源增量之首。作为资源型经济省份，山西能源消费量较大，尤其高能耗行业能源消费占工业能源消费的比重大，能源利用效率总体偏低。目前，山西正处于能源革命和能源转型升级时期，按照《山西省节能减排实施方案》，2020年山西全省单位地区生产总值能耗比2015年下降15%，能源消费增量不超过3010万吨标准煤，要实现这些目标必须以能源消费和经济增长协调发展为基本前提。因此，正确认识能源消费与经济增长之间的关系，对国民经济社会的规划、能源战略的制定、能源革命的推进等都具有十分重要的意义。

尽管国内外对能源消费与经济增长的关系做过大量的研究，有宏观层面的也有微观层面分析;有理论的也有实证的研究。但是对于山西这样的能源大省而言，这方面的研究很少。山西是典型的资源型地区，经济结构以重工业，尤其是煤炭工业为主，能源消耗偏大，加之，近年来环境污染严重、雾霾天气频繁出现，因此，必将影响经济社会的长期可持续发展。研究山西省能源消费与经济增长的关系，对制订能源转型、节能减排等政策具有一定的参考价值。另一方面，山西从1980年确定为能源重化工基地、1996年开始实施经济结构调整、2010年被确定为全国转型综合改革示范区，2018年被确定能源革命综合改革试点，每个阶段政策实施的重点和措施均不相同，研究各阶段不同行业的能源消费与经济增长的关系，可以更好地有针对性地实施相应措施。基于此，文章针对山西不同时段、不同行业能源消费与经济增长的关系，运用灰色关联分析方法，度量两者之间的关联关系和次序，分析能源消费各行业之间的内在联系，为促进山西优化能源消费结构、推进能源革命综合改革试点、制定长远的经济可持续发展战略提供一些决策参考。

一、文献综述

能源消费与经济增长的关系一直是学术界关注的重要问题。不同的学者由于研究的国家或地区的实际情况、研究的时间长短、所选取的数学模型、考虑的变量等方面的不同，所以得出的结论也不同。目前，关于能源消费与经济增长的关系的研究，学术界尚未达到共识。

国外学者在能源消费与经济增长关系等方面早期做了大量的较为深入的研究。Kraft.J和Kraft.A{1}（1978）對美国1947到1974年的数据进行分析，得出经济增长能带动能源消费的增长。Cleveland{2}（1984）对美国近100年来的能源消费和经济增长数据进行分析，研究结果发现美国过高的能源消费量抑制了长期的经济增长。而Masihand和Masih{3}（1997）运用多元协整向量误差修正方法，对亚洲部分国家的能源消费与经济增长的关系进行实证分析，研究结果显示亚洲国家的能源消费量促进了经济增长，能源消费量与经济增长两者之间存在正相关关系。Soytas 和Sari {4}（2003）研究了“七国集团”和除中国外的新兴市场经济国家的能源消费与经济增长之间的关系，发现“七国集团”中能源消费与经济增长存在协整关系。Shyamal Paula {5}（2004）对印度1950—1996年间的能源消费与经济增长的关系进行格兰杰因果关系和协整关系检验，结果表明印度的能源消费和经济增长之间存在长期稳定的均衡关系，并且二者互为格兰杰原因。

国内多数的学者普遍认为能源消费量与经济增长存在一定的关系。东方社奇、杨瑞霞{6}（2012）对中国产业结构与能源消费关系进行实证分析，表明中国能源消费与三次产业结构调整存在相关关系。董梅、孟秋敏{7}（2012）通过实证分析指出，我国能源消费与经济增长之间存在长期协整关系，要保持我国经济可持续发展，就需要提高能源使用效率，优化能源消费结构，实现经济与能源的协调发展。汪小英{8}等（2016）运用1978-2012年数据研究能源消费结构与产业结构的协同关系，结果表明，在长期内中国产业结构与能源消费结构处于低水平协同状态，同时，能源消费结构对产业结构调整有一定的制约作用。张慧楠等{9}（2018）通过实证检验了我国产业结构变动对能源消费具有正向的影响作用。

二、山西能源消费演变历程

山西一直都是我国重要的能源生产和能源供给大省，同时也是能源消费大省。山西拥有丰富的煤炭资源。从能源消费与经济增长率变化情形来看，1978—2017年间山西的终端能源消费总量一直伴随GDP的增长而呈现快速增长的趋势，并且两者增长率波动基本保持一致。2017年终端能源消费总量达到16836.79万吨标准煤，是1978年的近5.1倍，年均增长近4.7%，表明了经济运行过程中对能源消费的需求程度一直居高不下。从图1可以看出，除极个别年份外，经济增长的增长速度都大于能源消费的增长速度。

为了更清楚地了解山西能源消费与经济增长的关系，根据山西产业结构调整的演变历程将能源消费分为以下几个阶段：

（一）产业结构调整萌芽阶段（1978—1991年）

1978年党的十一届三中全会以后，山西响应国家号召，积极进行经济建设。1980年山西煤炭工业在建设能源基地重大决策的支持下得到快速发展。这一时期，山西能源消费与经济增长均处于波动状态，波动趋势大致相同。

（二）产业结构调整起步阶段（1992—2005年）

20世纪90年代，在全国建设社会主义市场经济体制的政策指导下，山西全面推进经济体制改革，加快建设能源基地，经济增长速度较快，但同时也带来了一系列问题，二产比重高，产业结构畸形，极大地阻碍了经济社会的可持续发展。1996年随着《关于调整产业结构的实施意见》的出台，山西开始了经济结构调整。2004年明确提出了建设“国家新型能源和工业基地”的战略决策，这成为山西经济社会发展历史上的重要里程碑。这一时期，经济增长相对比较平稳且缓慢，大批高耗能产业产生，导致能源消费波动较大，最低时的1995年能源消费增速为-26.6%，而最高时的2001年能源消费增速达到20.4%。

（三）产业结构调整深化阶段（2006—2009年）

“十一五”时期，山西经济转型发展进入深化阶段。2006年8月，山西组织召开了全省经济结构调整工作会议，提出经济结构调整的思路是加快新型工业化和特色城镇化进程，改造提升传统产业、培育壮大新兴产业、发展加强薄弱产业。同年10月，山西省第九次党代会进一步明确了经济工作的重点是深入推进经济结构调整，提出山西经济要走出“四条路子”，实现“三个跨越”的总体战略部署，以发展新的支柱产业为战略重点，着力培育优势产业，改造提升传统产业，产业结构调整不断深化。2009年5月，习近平总书记对山西进行考察调研，充分肯定了山西在资源型经济转型方面的实践和探索。这一时期，能源消费与经济增长率均处于缓慢增长期，经济增长率大于能源消费增长率，且二者的增长速度都在缓慢的降低。

（四）产业结构调整攻坚阶段（2010—）

为了破解资源型经济困境，山西在产业结构优化、新型替代产业发展方面做了很多前期工作，包括煤炭行业整合、循环经济试点、可持续发展试点和生态省建设试点等，为国家在山西进行资源型经济改革转型试验提供了很好的基础。2010年12月1日，山西成为全国第九个综合配套改革试验区。党的十九大报告中明确提出要大力支持资源型地区经济转型发展，这对处于转型关键期的山西具有重要的意义。2017年9月1日国务院印发《关于支持山西省进一步深化改革促进资源型经济转型发展的意见》（国发[2017]42号），贯穿了以改革促转型的鲜明导向，并明确提出山西要“建成资源型经济转型发展示范区”“打造能源革命排头兵”，确立了山西在全国经济发展格局中的战略地位和作用和对资源型经济转型的示范意义。2018年1月山西省委经济工作会议，提出建设“示范区”“排头兵”“新高地”，把新时代中国特色社会主义在山西推向前进，到2022年转型发展取得突破性进展。2019年9月中央正式出台《关于在山西开展能源革命综合改革试点的意见》，明确要求到2025年“全国能源革命排头兵”的示范引领作用有效发挥。这一时期山西经济结构调整不断深化，并取得重大突破和进展，经济增长速度与能源消费量趋势相同，但是能源消费的速度明显比经济增长的速度慢。表明，山西在以较低的能源消费促进经济增长，经济的可持续性不断增强。

三、能源消费结构与经济增长灰色关联分析

灰色系统理论是对样本数据变化趋势有无关联提供量化的一种度量方法。灰色系統理论可以很好的诠释能源消费与经济增长之间的关系，了解两者之间的关联度，以便更好地调整产业结构，优化能源消费结构，实现经济的可持续发展。

（一）数据来源与说明

为了保证数据的完整性、可比较性，本文整理选取了1989～2017年28年间的地区生产总值（GDP）数据和终端能源消费总量数据作为样本数据，数据均来自于历年《山西统计年鉴》《山西能源经济60年》等统计资料。参考序列为地区生产总值（GDP），比较序列根据《山西统计年鉴》选取农林牧渔业A1、工业A2、建筑业A3、交通运输仓储邮政业A4（以下简称交运仓邮业）、批发零售业和住宿餐饮业A5（以下简称批零住餐业）以及人民生活能源消费消费量A6六类数据。建立数量模型，探寻能源消费各行业与经济增长之间的相关程度。

（二）原始数据无量纲化处理

利用均值化处理对数据进行无量纲化处理。

以 2017年数据为参考序列进行无量纲化处理，结果见表2。

（三）计算比较数列和参考数列的绝对差值

选取2017年为参考数列，其他年份为比较数列，计算比较数列与参考数列的绝对差值。

（四）计算关联系数

灰色关联度分析法对于一个系统发展变化态势提供了量化的度量，关联系数的数值越大，意味着两个指标序列在相应指标上的关联程度越大。其计算公式如下：

其中ξ为常数，通常情况下，ξ取0.5，本文中ξ等于0.5。

（五）计算灰色关联度并排列关联序

灰色关联度可以很好地反映参考序列与其他指标序列的关联程度，关联度越大，相关性越强。计算公式为：

从表5的数据可以看出，山西各行业能源消费，包括生活用能消费与经济增长之间的关联度较高。其中，农林牧渔业能源消费量与经济增长的关联度为0.50，在六大比较序列中的关联度最低，属于关联度不显著。其他比较序列的能源消费与经济增长的关联度均在0.6以上，属于关联度显著，其中批发零售住宿餐饮和交通运输仓储邮政业两大行业能源消费量与对经济增长的关联度大于0.8。一般认为r>0.8就具有较强的关联度{10}，这两大行业的能源消费量不高，但是关联度很高。工业行业的能源消费占能源消费总量的70%以上，与经济增长的灰色关联度为0.685，接近0.7，说明工业行业与经济增长的也高度相关。建筑行业的能源消费占能源消费总量的比重很低，与经济增长的灰色关联度为0.674，在六大行业中位居第四。总的来看，六大行业中，第三产业能源消费量不高，但与经济增长的关联度很高，说明第三产业是经济增长的主要动力。第二产业中尤其工业行业能源消费量高，与经济增长的关联度相对较低，说明高耗能的工业对经济增长的影响较小。第一产业和生活用能量都不高，与经济增长的关联度也不高。

在上述基础上，进一步结合山西产业结构调整阶段划分，计算各阶段各行业能源消费与经济增长的关系，并按关联度大小排序，计算结果如表6所示。

从定量分析的结果来看，产业结构调整四个阶段中，第一产业的农林牧渔业、第二产业的工业和建筑业、第三产业交运仓储业、批零住餐业、人民生活能源消费与经济增长的关联度不断变化。从行业的关联度看，农林牧渔业能源消费与经济增长的关联度在六大行业均处于末位，对经济增长的关联度不高。但是关联度由最初的0.396提高到0.675，对经济增长的影响有所提高。工业能源消费与经济增长的关联度随着产业结构调整波动较大，位次由第5位提高到第3位，关联度也从0.679提高到了0.765，表明工业能源消费与经济增长关系越来越紧密。第三产业的交运仓储业和批零住餐业无论是哪个阶段都处于关联度较高的水平。

四、结论与建议

总体来看，通过对山西不同阶段、不同产业能源消费与经济增长的研究分析，结果表明：

一是山西不同产业能源消费与经济增长的关联程度显著。随着产业结构的不断调整，各大行业的能源消费的数量和结构也随之发生变化，从而与经济增长的关联度也不相同。

二是从三次产业来看，第一产业中，经济增长对于能源消费有一定的影响，但影响较小;第二产业中，工业和建筑业的能源消费与经济增长关联度较大。第二产业的快速增长，将会消耗大量的能源，在整个能源消费过程中，占比较大;第三产业中，交运仓储业、批零住餐业能源消费较少，但与经济增长的关联度较高。因而，第三产业在产业结构调整中发挥中重要作用。

三是产业结构优化调整与能源消费结构协调发展，是山西转型发展的必然选择。为进一步加快产业结构调整，山西各产业在发展过程中要尽可能减少使用劣质、低效、污染严重的能源，要加大使用优质、清洁、高效、绿色的能源，从而实现产业的可持续发展和高质量发展。推动传统产业的升级改造，大力实施科技创新战略，通过技术改造升级和创新提高能源利用效率，降低经济增长对能源消费的依赖程度，走持续发展道路。同时，大力发展第三產业，摆脱资源依赖，重塑产业结构，再造新优势，建立全新的产业体系。

[基金项目：2019年度山西省软科学重点课题研究项目（项目号：2019042012-2）;2020年度山西社会科学院（省政府发展研究中心）青年课题（项目号：YNQN202011）。]

注释：

{1}Kraft J，Kraft A.On the relationship between energy and GNP[J].The Journal of energy and Development，1978，（3）.

{2}Cleveland C J， Costanza R， K aufmann R.Energy and the U.S.Economy：A Biophysical Perspective[J].Science，1984，225（4665）.

{3}Masih A M， Masih R. On the temporal causal relations-hip between energy consumption， real income， and prices： Some new evidence from Asian-energy dependent NICs Based on a multivariate cointegration vector error-correction approach[J].Journal of Policy Modeling，1997，19（4）.

{4}Soytas U， Sari R. Energy consumption and GDP： Causality Relationship in G-7countries and Emerging Markets[J].Energy Economics，2003，25（1）.

{5}Shyamal Paula，Bhattacharya R N. Causality between energy consumption and economic growth in India ：a note on conflicting results[J].Energy Economics，2004，26（6）

{6}东方社奇，杨瑞霞.中国产业结构变动与能源消费关系研究[J].统计与信息论坛，2012（2）

{7}董梅，孟秋敏.我国区域能源消费与经济增长关系的比较研究——基于省际面板数据的实证分析[J].西安财经学院学报，2012（6）

{8}汪小英，沈镭，成金华等.中国产业结构与能源消费结构的协同度量分析[J].统计与决策，2016（14）

{9}张慧楠、罗家鑫、杨燕燕.产业结构变动对能源消费影响的空间效应分析[J].兰州财经大学学报，2018（1）

{10}郎威，陈英姿.我国高耗能行业能源消费结构的实证分析[J].经济纵横.2019（4）

（作者单位：山西省社会科学院（省政府发展研究中心） 山西太原 030032）

[作者简介：韩芸（1980—），女，硕士，助理研究员，研究方向：能源经济、产业经济。]

（责编：李雪）