中国三次产业能源消费与经济增长的实证研究

王 玲，谢玉梅

(江南大学商学院，江苏无锡214000)

0 引言

长期以来依赖大量资源消费换取GDP的经济增长方式导致能源和环境问题，已成为我国经济持续发展的瓶颈。2012年作为“十二五”的第二年，国家和地方政府纷纷出台并执行经济增长和能源生产与消费的新规划和新政策。由此可见，研究能源消费与经济增长的内在关系，为政府的各项经济政策和能源政策提供理论和实证依据，具有现实意义。

本文采用中国统计年鉴(1979～2010)，在指标的选取上借鉴路正南(1999)等学者的研究：能源消费总量、国内生产总值、第一产业国内生产总值、第二产业国内生产总值、第三产业国内生产总值、三次产业能源消费量。采用Eviews6.0统计软件对三次产业结构与能源消费之间关系进行计量分析，进行平稳性检验、协整关系检验分析中国三次产业能源消费与产业结构之间的关系如何，为相关部门制定能源战略提供决策参考。

1 数据的选取与协整检验

1.1 样本数据说明

q本项研究采用全国性数据资料，本文使用1997～2010年的省际面板数据对中国31个省（市）地区进行分析。除特殊说明外，数据均来源于《中国统计年鉴2010》、《中国统计摘要2011》。选取选取1979～2010年的年度GDP数据和三次产业在国民经济中所占的比重（分别用LNGDP1、LNGDP2、LNGDP3表示）、能源消费总量和三次产业能源消费量占总能源消费量的比重（分别用LNEC1、LNEC2、LNEC3表示）的时间序列数据，本文所有检验和模型的输出结果都是在EViews6.0下实现的。中国1979～2010年能源消费水平如图1所示，中国1979～2010年国内生产总值指数如图2所示。

1.2 单位根检验

先需要测定每个变量本身的平稳属性，然后在变量间存在协整可能的条件下（如在本文的双变量系统中，双方都应是同阶单位根过程），再进行协整判断。如果存在协整，则在误差纠正模型中进行Granger因果分析；如果没有协整，则要在各个数据的平稳形式下用普通方程展开Granger的因果分析，以避免伪回归。本文用Eviews 6.0软件对各变量的原始数据取对数后并对一阶差分和二阶差分进行ADP单位根检验。从序列LNGDP的折线图分析，序列有明显的上升趋势，所以检验方程选择同时包含常数和趋势项，进行ADF检验，经过一阶差分以后，新序列DLNGDP还有上升趋势，所以检验方程选择包括常数项和趋势相，再经二阶差分后，新序列D2LNGDP已基本趋于平稳，且在常数0的周围上下波动。检验结果如表1所示。

表1 ADF检验结果

从表1的检验结果来看，原有的LNGDP、LNGDP1、LNGDP2、LNGDP3、LNEC、LNEC1、LNEC2、LNEC3在5%的显著性水平下都是非平稳的变量。对这些变量采用一阶差分法，DLNGDP、DLNGDP1、DLNGDP2、DLNGDP3、DLNEC、DLNEC1、DLNEC2、DLNEC3分别为对相应的变量取一阶差分和，若检验不平稳则继续取二阶差分，一阶差分后的序列在5%的显著性水平下第二、三产业能源费与产业结构为一阶单整的平稳序列，而能源消费总量与经济增长为不平稳序列，继续对其取二阶差分，结果显示，DLNGDP与DLNEC为二阶单整平稳序列。

1.3 协整关系检验

在变量平稳性检验的基础上，进一步分析能源消费总量与经济增长之间关系。协整检验主要有E-G两步法和Johansen检验法。E-G法适用于检验两个变量的协整关系，而Johansen检验法适应于多变量模型，本文采用E-G两步法做如下回归并检验变量是否存在协整关系。由于能源消费总量与经济增长的指数经二阶差分后为I(2)序列，第二、三产业能源消费与经济增长的指数经一阶差分后为I(1)序列，进行协整分析。

第一步：对变量进行协整回归，采用最小二乘法进行回归分析。即分别对变量LNGDP和LNEC、LNGDP2和LNEC2、LNGDP2和LNEC3进行静态回归，建立下列回归方程：

由回归方程(1)(2)(3)可看出，能源消费总量和GDP之间存在正向相关且为一种长期的协整关系看，国内生产总值每增加1%，能源消费总量就增加0.3248%；第二产业与第三产业的经济增长与能源消费也保持正向的长期均衡关系，第二产业生产总值每增加1%，能相应带动能源消费量就增加0.5367%；第三产业与能源消费之间也存在一种正相关关系，当第三产业产值每增加1%的话，相应的能源消费量将增长0.6815%。由此表明，第二、三产业在能源消费上占很大比重，经济的快速增长是伴随着能源的高消费，经济对能源的拉动作用比较明显。

第二步：对(1)(2)(3)方程式生成的残差分别进行ADF检验，如果残差不存在单位根，则可以认为变量之间存在协整关系。对残差进行单位根检验，结果如表2所示。

表2 回归方程(1)(2)(3)的残差检验结果

由表2可以看出，回归方程(1)(2)(3)的残差序列的ADF检验值都小于显著性水平为5%时的临界值，是I(0)序列，则说明LNEC和LNGDP、LNEC2和LNGDP2、LNEC3和LNGDP3之间是协整的，因此能源消费总量与国内生产总值之间存在长期均衡关系；第二、三产业的能源消费与其相应的产业增加值之间存在长期的均衡关系。

1.4 误差修正模型

以上分析各个变量之间的长期协整关系，并求出协整系数，为了研究LNEC和LNGDP、LNEC2和LNGDP2、LNEC3和LNGDP3之间的短期波动关系，通过建立误差修正模型来解释。能源消费总量和国内生产总值为二阶单整平稳序列，剔除一些统计量不明显的滞后差分项后，第二三产业能源消费与产业增长为一阶单整平稳序列，建立如下误差修正模型方程：

方程(4)误差修正项系数为-0.0289，小于0符合反向机制原理，表明能源消费总量与国内生产总值时间存在长期均衡机制，在短期国内生产总值的变化将引起能源消费总量相同方向变化，即国内生产总值增加1%，将引起能源消费总量增加0.2229%。方程(5)与方程(6)的误差修正项系数分别为-0.4072和-0.8013，小于0符合反向修正原理，表明第二三产业的能源消费与经济增长存在长期均衡关系，在短期内，第二三产业的经济增长每增加1%，相应的产业能源消费便向相同方向增加0.0105%、0.6426%，且第三产业在短期对能源消费弹性系数高于第二产业。

2 三次产业能源消费与经济增长相互关系的实证分析

2.1 向量自回归模型分析

Yt是(n×1)向量组成的同方差平稳的线性随机过程，βi是(n×n)的系数矩阵，Yt-i是Yt向量的i阶滞后变量，εt是误差项，在本模型中可视为随机干扰项。

根据以上对能量消费与经济增长的关系分析，采用如下的向量自回归模型：

经多次试验后将LNGDP与LNEC、LNGDP2与LNEC2、LNGDP3与LNEC3这三组变变量的滞后阶数分别确定为2阶、1阶、2阶,并采用最小二乘法来估计该VAR自回归模型,运行结果如方程(9)(10)(11)所示。

从模型整体的拟合优度分析，三组向量自回归方程的拟合优度分别为0.98和0.99、0.86和0.91、0.96和0.89，这表明各变量系数大多数t值都通过了显著性水平为0.05的检验,模型拟合效果良好。方程(9)的各参数估计量的绝对值表明，DLNGDP与自身的滞后值有较强的联系,而与DLNEC的滞后值关联度稍弱，而DLNEC与DLNGDP的关系较强，这表明经济增长主要是通过前期的积累资金来实现的，而能源消费的增长却是很大程度受前期经济的拉动作用影响。这说明我国经济的整体发展是在能源的高消费下带动的。由方程(10)(11)的各参数估计量绝对值可知，二三产业能源消费与自身滞后值关系显著，而二三产业经济增长与自身滞后值关系微弱，与产业能源消费滞后值关系较强，这说明经济的高速增长是在前期能源消费的背景下发展的，能源的高消费带动了二三产业经济的增长。

2.2 脉冲响应分析

为了分析LNGDP与LNEC、LNGDP2与LNEC2、LNGDP3与LNEC3的长期影响，对整个时期能源消费和经济增长的脉冲响应函数进行分析。得到基于向量自回归模型和渐近分析法模拟的脉冲响应函数图，如图1、2、3所示,横向坐标表示冲击发生后的时间间隔,纵向坐标表示冲击的力,图中的实线为脉冲响应函数曲线,图中的虚线为脉冲响应函数值加或减两倍标准差的置信带,滞后期数为10。

图1 能源消费与经济增长之间一个标准差冲击的的脉冲响应曲线

图2 第二产业能源消费与经济增长之间一个标准差冲击的的脉冲响应曲线

图3 第三产业能源消费与经济增长之间一个标准差冲击的脉冲响应曲线

由图1可知,当经济增长受到一个单位的正向冲击时，能源消费在该冲击下同样产生了长期的正向响应，但在初期这种响应幅度相对较小，之后一直维持这种较强响应达到最高峰，后期稍有回落。当在本期给能源消费一个正冲击后，经济增长在初期有一个正的响应但比较微弱，但经济增长再对其产生正向的响应后，能源消费的正向响应程度强烈。这表明在近几年国家政策意识到经济增长不能过度的依赖能源的高消费，将经济增长方式由粗放型转为集约型。如图2所示，第二产业能源消费与经济增长的一个单位标准差冲击的响应情况，其变动轨迹当经济增长的一个单位标准差的冲击发生以后，第二产业能源消费则出现了明显的正相反应，当给第二产业能源消费一个正向冲击后，经济增长就表现出正向响应且为最大，之后开始响应程度逐渐减弱直至收敛于0。这表明第二产业能源消费在初期对经济的促进作用明显，但在后期这种促进作用变得微弱，这说明即便给予第二产业更高的能耗，对经济的拉动作用不再明显，第二产业的高能耗已不能使经济高速发展，应寻求更加健康的经济增长方式。从图3可以分析第三产业能源消费与经济增长的一个单位标准差冲击的响应情况。第三产业经济增长对能源消费的一个单位标准差冲击的脉冲响应曲线是一个相似的正弦波形状，当第三产业经济增长受到一个单位的正向冲击时，所对应的能源消费在初期有一个正向的响应，此后响应幅度逐渐减弱，最后第三产业经济增长对能源消费冲击作用表现为负向影响。对于能源消费的正向冲击作用，第三产业经济增长在初期就表现了正向最大效应，之后逐渐缓慢减小但冲击作用仍保持强势，这说明第三产业能源消费和经济增长的弹性关系较弱，表现为一种较强的负向关系，即在第三产业经济发展中叶存在内部结构不合理的现象，对能源的利用没有达到优化配置，应将产业结构调整为低能耗，附加值高的服务业。

3 结论

(1)能源消费总量与国内生产总值之间存在长期均衡关系；第二、三产业能源消费与其相应的产业增加值之间也存在长期的均衡关系。且在短期内第三产业的能源消费弹性系数高于第二产业。(2)能源消费总量带动了经济的高速增长，但第二产业能耗较高对经济的拉动作用已不明显，第二产业的高能耗已不能使经济高速发展。第三产业在初期对于能源消费的正向冲击作用强劲，但在后期却出现了较强的负相关关系，能源的高消费不能使经济得力发展，这和第三产业的内部结构不合理现象有直接关系。由于我国的能源消费与经济发展各项影响因素从国内外政治经济环境，技术进步，制度创新等宏观环境因素到各种临时性导向政策和各种地方经济政策等微观因子都具有时空上的不稳定性及不可预测性，因此经济增长方式在不同的阶段有不同的表现。因此当经济增长量增加时，对能源消费量的直接因果影响并不明显，这也是这一研究有待继续深入的领域。

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