影响中国能耗强度因素的实证分析

吴献金，欧阳丹丹

(湖南大学 经济与贸易学院，长沙 410079)

0 引言

能源是经济发展的一个保障因素，国民经济的持续和快速增长有赖于能源的供给和消费。随着我国经济的持续快速增长，能耗问题已成为影响中国可持续发展的主要因素，据有关数据显示：我国的能源消耗强度远远高于世界平均水平，从单位实际GDP(按汇率法计算，1990年价)所消费的能源看，2006年，我国能源消耗强度为0.86千克油当量/美元，是美国的3.25倍，英国的5.17倍，日本的4.29倍，意大利的6.42倍。即使与一些发展中国家相比，我国的能源强度也较高。例如，我国的能源消耗强度是印度的1.59倍(根据《中国能源报告2007》提供数据计算)。过高的能源强度加剧了我国能源供需的不平衡状况，能源短缺对经济增长已经产生了严重的负面影响。[1]如何降低我国的能源消费量，是一个亟待解决的问题。

本文将采用回归模型，根据我国1989～2007年的相关数据，对技术进步；能源价格；出口贸易；产业结构；经济增长对我国能源消耗强度的影响作实证研究。

1 我国能源消耗强度影响因素

国民经济能源消耗强度(以下称能源消耗强度)是指国民经济在生产中的单位能耗水平，即国民经济生产单位产品的能源消耗量，反映国民经济在生产中对能源的综合利用效率，是经济增长质量的一个重要指标。研究各因素对能源消耗强度的影响以指导宏观调控提高能源利用的整体效率，对国民经济可持续发展具有重大的意义。作为能源效率显性指标的能源消耗强度受到多种因素的影响。从我国能源消耗强度的影响因素方面考虑，在缓解我国能源瓶颈问题时，本文认为影响我国能耗强度的因素应该优先考虑以下几个方面：技术进步；能源价格；出口贸易；产业结构；经济增长等。

2 数据的选择、处理

考虑到数据的可得性，本文选取1989～2007期间的时间序列数据。我国国内生产总值、人均GDP、能源消费总量、进出口总额、劳动总人数以及工业品出厂价格指数燃料和动力价格购进指数均来自于各年《中国统计年鉴》；1985年物质资本存量来自张军的中国省际物质资本存量估算:1952～2000。

（1）能源消费效率的指标：为保证因变量与大部分自变量的正相关，我们选取能耗强度的倒数能源生产率作为衡量能源消费效率的指标，用国内生产总值（单位：亿元）与能源消费总量（单位：万吨标准煤）的比值表示。

（2）技术进步的衡量指标采用全要素生产率表示。依据科布道格拉斯生产函数，产出（Y）由两种物质投入决定，劳动（L）和资本（K）如下方程所示：

其中，Y代表产出，用GDP衡量，A表示全要素生产率（TFP），L和K分别表示劳动力（单位：万人）和物质资本（单位：亿元），α、β分别表示劳动力与物质资本的生产弹性,并且限制为规模报酬不变，即α+β=1。

将（1）式表示成全要素生产率（TFP）的函数为：

对（2）式两边同时取对数得：

本文对物质资本与劳动力的生产弹性分别取值为:α=0.5、β=0.5，各年物质资本存量数据以85年物质资本存量计算得出。

（3）产业结构：以第三产业增加值在国内生产总值中所占的比重来表示。

（4）出口贸易：以进出口总额与当年国内生产总值的比值表示。

（5）经济增长：用我国1989-2007年人均GDP与2007年人均GDP比值表示。

（6）能源价格指数：本文中采用燃料、动力价格购进指数作为能源价格指数与工业品出厂价格总指数的比值表示，两者都可以从历年《中国统计年鉴》直接查到。价格指数均换算成以1988年为基年的定基指数。

以上未说明变量均以1978年不变价格计算。

实证分析以分别代表技术进步、产业结构调整、对外贸易程度、能源价格指标和经济发展水平的指标为自变量，以我国能耗强度的指标为因变量，重点研究我国能源消费效率的影响因素。各变量的统计描述见表1。

3 基本分析框架及模型

表1 变量统计描述

在本文的研究中，使用VIEWS统计软件作实证分析工具，建立模型时以力求简化为原则，所建立的模型都采取了较为简单的二元或多元线性回归的方式。

在综合考虑上述因素后，利用文中上述的变量，本文建立如下能耗强度的线性函数关系数学模型:

其中，Y代表能耗强度，X1代表技术进步；X2代表产业结构；X3代表出口贸易；X4代表能源价格；X5代表经济增长；β为系数；ε为随机误差项。

用普通最小二乘法对以上数据进行回归，利用EVIEWS软件分析得到方程式：

回归结果如表2所示。

从回归结果可看到，校正后R2=0.982838，说明模型的总体拟合水平显著，但是解释变量能源价格指数和人均GDP比值，在显著水平0.1下，没有通过T检验；并且解释变量人均GDP比值的系数符号与实际的经济意义相悖，与预期效果不相符合。说明此模型的一些解释变量不合理，因此需要对模型进行修正。

表2 第一次回归结果表

表3 逐一回归解释变量结果表

因此，结合计算因变量与解释变量之间的简单相关系数，我们逐个剔除不显著的解释变量进行回归，结合经济意义和统计检验选出拟合效果更好的线性回归方程，整理如表3。

根据分析结果可以看出，在五个变量中，解释变量人均GDP比值和能源价格指数与因变量相关系数较低，回归结果不显著。分析原因可能是由于目前我国对能源价格的管制，能源市场不健全，导致能源价格偏低，使能源价格无法反映真实的市场供求关系；经济增长会影响能源消耗的总量，而对能源消费的效率影响并不大。

所以我们剔除经济增长和能源价格这两个因素，以剩下的三个变量再进行回归，我们得到方程如下：

回归结果如表4。

由估计结果可以看到，此模型的解释能力相当高。首先，代表技术进步指标和产业结构调整指标的两个解释变量的t值在显著性水平为1%的条件下，皆通过了检验；第二，模型的调整R值达到0.984404，说明此回归方程总体拟合得非常好；第三，系数的符号具有预期特征，其它的检验指标结果也较好，都表明了此回归方程结果可靠。结果表明：技术进步和产业结构调整能显著提高能源利用效率，而对外贸易的增长对能源利用效率的提高有反向作用。

表4 第三次回归结果表

诸多的理论和实证分析表明，对外开放能够有效促进生产要素(劳动力、资本、能源等)利用效率的提高。然而此次回归中解释变量对外贸易的系数为负值，分析原因可能是：基于我国特殊的经济背景，对外贸易对能源系统的作用并非简单的单向作用即提高能源效率，其对能耗效率的影响是间接的、具有双重效应的。一方面，对外贸易能带来技术的溢出，促进技术水平的提高和产业结构的调整，其对能源效率的正向作用主要通过资本效应和溢出效应来影响技术、经济结构等而影响能源效率；另一方面，对外贸易推动了中国制造业的迅猛发展，中国为世界市场大规模提供工业品的生产制造基地，在促进经济的快速增长的同时也消耗了更多的能源。

为了确保模型的真实性，我们对模型进行检验。

（1）异方差检验。

随机误差项包含众多因素对因变量的影响，如果其中某一个或多个因素随着自变量观测值的变化而对因变量产生不同的影响，往往会导致异方差性。

我们采用怀特检验发来检验此回归方程。利用EVIEWS进行WHITE检验，如果OBS*R值大于显著性水平就是同方差的，反之就是有异方差.如表5。

由表2可以看出，OBS*R的P值为0.2414，其相伴概率为24%，不可以拒绝零架设。所以，此回归方程不存在异方差。

表5 怀特检验结果

（2）序列相关性检验。

由表1可以看出，此回归方程的D.W.值为1.846727。查表得，在1%的显著性水平下，样本观测值不存在正或负的自相关。

（3）协整分析。

为避免对非平稳的时间序列进行回归将导致谬误回归（spurious regression）现象。我们再对变量技术进步、产业结构、对外贸易与能源生产率进行协整分析。

首先，对变量能源生产率、技术进步、产业结构和对外贸易采用ADF检验，结果如表6。

由表6可以看出，对于变量能源生产率、技术进步、产业结构和对外贸易来说，其原序列的ADF检验值都未通过平稳性检验，说明这些变量都是非平稳性序列。而它们的一阶差分在5%的显著性水平下，都通过了平稳性检验。因此，能源生产率、技术进步、产业结构和对外贸易都是一阶单整序列，满足协整前提。

表6 各变量单位根检验结果

对能源生产率和技术进步、产业结构、对外贸易进行协整分析，发现它们在1%的显著性水平下存在协整关系，标准化后的协整方程如下，括号内为标准差：

可以看出，技术进步和产业结构的系数为正，而对外贸易的系数为负，和前文OLS回归的结果相同。得到结论为：技术进步和产业结构调整与能源生产率有正向协整关系，而对外贸易与能源生产率有负向协整关系。

（4）GRANGER因果检验。

上文分析表明序列能源生产率和技术进步、产业结构、对外贸易存在长期均衡关系，但这种均衡关系是否构成因果关系？为此，本文利用EVIEWS5.1采用Granger因果检验法展开分析，在使用格兰杰检验时,首先要确定滞后阶数,使用赤池信息准则(AIC)来确定，结果见表7。

从表7可以看出，在5%的显著性水平下技术进步是能源生产率的格兰杰原因，在10%的显著性水平下产业结构是能源生产率的格兰杰原因。然而对外贸易不是能源生产率的格兰杰原因，证明了前文对外贸易是通过溢出效应间接对能源生产率产生影响的猜测。

表7

4 结果分析

在本文中，我们使用统计软件VIEWS5.1，首先进行第一步多元回归，得到的结果与经济事实不符，且部分解释变量不显著。在找到原因后，逐步剔除不显著解释变量后得到的拟合效果较好的方程。为了确保模型的真实性，我们又对模型进行异方差检验和序列相关性检验，最后再通过协整分析、脉冲分析和格兰杰因果检验，得到技术进步和产业结构调整此两项指标对能源消费效率有显著影响，对外贸易对能源利用效率有间接影响的结论：

（1）技术进步和产业结构调整与能耗消费效率之间存在显著的正相关关系，即技术进步和产业结构调整可以使能耗强度降低。

（2）对外贸易虽然对能源强度并没有直接的作用，但其通过资本效应影响经济增长，通过资本效应和溢出效应影响我国的技术水平、产业结构等各个方面，进而对能源强度产生影响。

（3）经济增长和能源价格不是影响我国能源生产率的主要原因。我国目前的能源价格体制并不能有效地运转，并不能很好的对能源强度进行调节。

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