能源消费、技术进步与经济增长效应——基于脉冲响应函数和方差分解的分析

程颖慧，王 健

（河北金融学院经济贸易系，河北 保定 071051）

能源消费、技术进步与经济增长效应
——基于脉冲响应函数和方差分解的分析

程颖慧，王 健

（河北金融学院经济贸易系，河北 保定 071051）

本文根据我国1979-2010年的样本，建立能源消费、技术进步与经济增长的向量自回归模型。研究结果发现，从长期来看，我国能源消费状况与经济增长呈负相关关系，而技术进步对经济增长具有显著的正向效应；从短期来看，技术进步、经济增长是能源消费的Granger原因，能源强度对经济增长的脉冲响应是先正向后负向，而技术进步对经济增长的冲击表现为正向效应，技术进步对能源强度的脉冲响应是负向效应，对能源消费起到抑制作用。

能源消费；技术进步；经济增长效应

一、引 言

随着社会经济的快速发展，能源消耗量刚性增长，未来的能源消费面临着严峻挑战。据统计，2011年我国能源消耗总量占全球比重的21.3%，GDP总量占全球的10.5%，属于明显的粗放型经济。因此，能源的生产和消费对我国经济社会的协调发展至关重要。如何提高能源利用效率、保障经济可持续发展已成为近年来学者和政策制定者研究的重要课题。

能源的消耗、经济的增长在很大程度上与技术水平有关，国内外众多学者从不同的角度分析了技术进步对能源消耗与经济发展的影响。在经济增长模型的基础上，引入能源因子和技术进步因素，探究能源对经济增长的影响。Nordhaus（1992）在资源约束的经济增长模型中考虑了技术进步因素对资源约束的反作用［1］。Zon和Hakan（2003）在扩展Romer模型上加入节能技术进步的因素，发现经济增长仍能达到稳态［2］。Valente（2005）将可再生资源、外生技术进步、人口增长等纳入最优增长模型中，分析能源、技术与经济可持续发展之间的关系［3］。郭晔（2007）引入能源因子，将技术因子考虑在能源和劳动力因素中，对中国和印度1965-2004年间的数据进行检验，比较分析了两国的能源及技术与经济增长的长期和短期动态关系［4］。刘源远和刘凤朝（2008）在新古典三要素生产函数的基础上，利用我国1985-2005年28个省份的面板数据，计算了考察期间中国不同地区的技术进步贡献率，研究显示我国能源消费的反弹效应存在下降趋势［5］。KraftJ.和KraftA.（1978）在对能源经济的研究中首次发现美国GDP对能源消费的因果关系［6］。李金铠（2005）分析了我国能源消费中存在的问题及对国民经济的影响，进而呼吁推进资源节约型社会的建设［7］。Chien-ChiangLee（2006）运用Granger因果检验，对11个主要工业化国家的能源消费与经济增长之间的关系进行分析［8］。张明慧和李永峰（2005）通过分析我国技术进步对能源消费总量及能源消费密度的影响，认为依靠技术进步可以减少能源的相对消费，但不会降低能源消费总量，相反还会带动能源消费总量的增加［9］。邹艳芳（2010）运用非参数的DEA-Malmquist生产率方法对广义技术进步进行分解研究，发现技术进步能降低能源生态足迹［10］。

既有研究对能源消费与经济增长关系进行了深入的研究，但随着节能减排任务日益严峻，有必要将能源消费对经济增长的影响效果做进一步量化研究。本文将能源、技术与经济增长三者结合起来，运用协整检验、格兰杰因果检验、脉冲响应函数和方差分解等方法，对1979-2010年我国能源消费、技术进步与经济增长的动态关系进行分析，以期为我国制定和实施合适的能源政策、缓解能源供需矛盾、建设节约型社会提供有益的参考依据。

二、研究变量的协整检验分析

（一）研究变量和数据收集

本文通过建立VAR模型，运用协整检验、格兰杰因果检验、脉冲响应函数和方差分解来分析能源消耗、技术进步与经济增长的动态关系。VAR模型的优势在于可以较为合理地描述变量间的互动关系，而无需事先对变量的外生性和内生性进行区分。

在能源消费指标的选定上，我们选取能源强度（EI）来表示，即我国每年的能源消费总量与同期国内生产总值（GDP）总量的比重。研究与实验发展经费（R&D）是促进技术进步的最直接因素。尹宗成等用R&D经费投入［11］，孙顺成等用R&D技术知识存量［12］，本文选取 R&D经费支出占GDP的比重作为反映技术进步的指标。经济增长的衡量指标是经济增长率，以1978年为基年，将GDP的当年数据利用消费者零售物价指数折算成实际值，以剔除价格因素影响。

数据来源于 《中国统计年鉴（2011）》、 《中国能源统计年鉴（2010）》 和 《中国科技统计年鉴（2010）》，样本区间为1979-2010年。为了消除异方差的影响，我们对能源消费、技术进步和经济增长三个指标进行对数化处理，即LnEI、LnRD及LnGDP。

（二）研究变量的平稳性检验

为了避免时间序列数据产生的伪回归，我们首先对数据进行平稳性检验（结果见表1所示）。

表1 指标数据的单位根检验结果

由表1可得，△LnGDP、△LnEI和△LnRD在1%的显著性水平下是平稳的时间序列，因此LnGDP、LnEI和LnRD均为I（l）过程，它们满足构造VAR模型的必要条件。

（三）研究变量的协整检验

本文根据无约束水平VAR模型确定协整阶数L=2。由Johansen协整检验结果可以看出（见表2所示），拟检验的3个变量之间在5%的显著性水平下存在1个协整关系。

表2 协整检验结果

变量系统的标准化协整向量为（1.0000，1.2805， -0.1031），对应的协整方程为：

根据协整方程，经济增长（LnGDP）、能源强度（LnEI）和技术进步（LnRD）之间存在长期协整关系。从协整关系的方向来看，LnGDP与LnEI呈负向关系，LnGDP与LnRD呈正向关系。由此可见，从长期的角度看，能源强度越大，能源消耗越多，并不能带来更高的经济增长，这与我国仍属于粗放型经济有关；而R&D经费支出比重的提高，使得更多的有效研发劳动出现，促进知识和技术的外溢，从而长期促进经济的增长。

（四）研究变量的格兰杰因果检验

经济增长（LnGDP）、能源强度（LnEI）和技术进步（LnRD）之间是否存在因果关系尚不能从它们的协整关系中判断得到，我们将采用Granger因果关系检验做进一步分析（见表3所示）。

表3 Granger因果关系检验结果

由检验结果可以看出，在1%的显著性水平下，从1979-2010年期间，我国能源消费不是经济增长的Granger原因，而经济增长对能源消费具有显著的Granger影响；技术进步是经济增长的Granger原因，而经济增长不是技术进步的Granger原因。在5%的显著性水平下，技术进步对能源消费具有显著的Granger影响，而能源消费不是技术进步的Granger原因。这说明经济增长的源动力来自技术进步，而不是能源消费，经济的增长促进了能源消费，而技术进步对降低能源强度产生显著影响。因此，技术进步对经济的发展和能源的节约起到了积极作用。

三、研究变量的脉冲响应函数和方差分解分析

（一）研究变量的脉冲响应函数

脉冲响应函数用于衡量来自随机扰动项的一个标准差冲击对内生变量当前和未来取值的影响［13］。本文将响应的时间长度设定为10年。以图中横轴表示冲击作用的滞后期长度，纵轴表示内生变量对冲击的响应程度。

由图1可以看出，在本期给GDP增速一个标准差扰动冲击之后，第一期最高达到了0.27，随后迅速下降，于第5年达到了反向冲击的最大值，之后冲击力度再次回升。这说明GDP增长率对自身冲击的反应比较敏感。但从整体上来看，对其自身的冲击影响仍可以保证GDP在一定期间内的稳定增长。在图1中，能源强度给经济增长率一个单位的冲击后开始上升，该影响在第2期最显著（达到0.062），随后逐渐下降，第3期之后影响均为负数。当给技术进步一个百分点的冲击后，GDP增速从第1期开始上升，第2期达到最大值0.12，之后增速缓慢下降，从第6期又开始有所上升，其值均为正值。因此，总体来说，能源强度对经济增长的脉冲响应是先正向后负向，而技术进步对经济增长的冲击表现为正向效应。

图1 经济增长的冲击反应曲线

由图2可见，经济增长对能源强度第1期的影响为负，到第3期时达到负向最大（-0.029），其后出现波动，增长幅度不大，依然是负向作用。这说明随着经济的增长，能源的利用率提高，能耗逐渐减少。图2还显示能源强度对自身的冲击有正向促进作用，第1期达到0.03，随后还有所上升，这表明能源强度对自身增速有一定的促进作用。当在本期给技术进步以冲击后，第1期从零开始，其后逐渐下降，影响均为负数，这表明技术进步对能源强度的脉冲响应是负向效应，技术进步对能源消耗起到抑制作用。

图2 能源消费的冲击反应曲线

由图3可知，经济增长对技术进步的影响为负，从第3期开始逐渐减弱。这说明经济增长速度要大于R&D经费的增长速度，使得经济增长率提高，而R&D经费所占比重的增速下降。图3显示，当给能源强度一个正向冲击后，对技术进步的影响第1期为正，其后迅速下降，第2期之后均为负值。图3还显示技术进步在较大程度上受到了自身影响，这对其自身增速有显著的促进作用。第1期的影响最大（0.07），从第2期开始下降，但仍保持在0.05左右。

图3 技术进步的冲击反应曲线

（二）研究变量的方差分解

方差分解的目的在于分析每一个结构冲击对内生变量变化的贡献度，以评价不同结构冲击的重要程度［14］。通过它们重点研究VAR模型的动态特征，我们通过表4来分析我国经济增长的方差分解结果。

表4 我国经济增长的方差分解结果

由表4可以看出，影响我国经济增长最大的因素是其自身，在滞后 10期方差解释率仍为71.95%，这表明在没有受到任何其他外界冲击的情况下，我国经济将会按其自身规律发展，增长幅度相对平稳。因此，政策的稳定性和连续性十分必要。技术进步对经济增长的方差贡献率相对较大，在第2期以后效果更加明显，且保持比较稳定，基本维持在14%左右。能源强度的贡献率开始较小，后来贡献率逐渐增加。这一分析与前文的脉冲响应函数得出的结论基本一致。

四、结 语

第一，我国能源消费、技术进步与经济增长存在长期均衡的协整关系。能源消费与经济增长呈负相关关系，而技术进步对经济增长具有显著的正向效应。从长期的角度看，并不是能源消耗越多，经济增长越快，而是向技术进步型的内涵式增长方式转变，走 “资源节约型、环境友好型”的可持续发展路线。

第二，我国的技术进步、经济增长是能源消费的Granger原因，技术进步对经济增长具有显著的Granger影响，它们之间并不存在互为因果的反馈性因果关系。这说明我国经济增长的根本动力是技术进步而不是能源消费，因此提高技术水平是降低能源消耗的关键。

第三，根据脉冲响应函数的分析结果，能源强度对经济增长的的脉冲响应是先正向后负向，而技术进步对经济增长的冲击表现为正向效应，对能源强度的脉冲响应是负向效应，对能源消耗起到抑制作用。因此，要转变传统高能耗、高污染的经济增长方式，通过技术进步发展以低能耗、低排放为核心的低碳经济，提高经济增长质量，实现节能减排。

［1］William D.Nordhaus.Managing the Global Commons：the Economies of Climate Change［M］.MIT Press，Cambridge，1994.

［2］Van Zon，Adriaan，Hakan Yetkiner.An Endogenous Growth Model with Embodied Energy Saving Technical Change［J］.Resource and Energy Economics，2003，Vol.25，（1），PP.81-103.

［3］Valente，Simone.Sustainable Development，Renewable Resources and Technological Progress［J］.Environmental&Resource Economics，European Association of Environmental and Resource Economists，2005，Vol.30，（1），PP.115-125.

［4］郭晔.能源、技术与经济增长——基于中国与印度的比较分析［J］.数量经济技术经济研究，2007，（6）：137-145.

［5］刘源远，刘凤朝.基于技术进步的中国能源消费反弹效应［J］.资源科学，2008，（9）：1300-1306.

［6］Kraft J.，A.Kraft.On the Relationship between Energy and GNP［J］.The Journal of Energy and Development，1978，Vol.3，PP. 401-403.

［7］李金铠.循环经济：能源消费与经济增长和谐发展的战略选择［J］.财经论丛，2005，（5）：8-13.

［8］Lee Chien-Chiang.The Causality Relationship Between Energy Consumption and GDP in G11 Countries Revisited［J］.Energy Policy，2006，Vol.34，PP.1086-1093.

［9］张明慧，李永峰.技术进步与我国能源消费关系研究［J］.山西财经大学学报，2005，（2）：91-98.

［10］邹艳芳.中国能源生态足迹的技术进步影响实证分析［J］.资源科学，2010，（7）：1252-1258.

［11］尹宗成，丁日佳，江激宇.FDI、人力资本、R&D与中国能源效率［J］.财贸经济，2008，（9）：95-98.

［12］孙顺成，蔡虹.基于进口贸易的外溢技术知识存量的测度研究［J］.科学管理研究，2006，（6）：41-44.

［13］张晓峒.应用数量经济学［M］.北京：机械工业出版社，2009.

［14］高铁梅.计量经济分析方法与建模——Eviews应用及实例［M］.北京：清华大学出版社，2009.288-290.

Energy Consumption，Technical Progress and Economic Growth Effect——Based on Impulse Response Function and Variance Decomposition

CHENG Ying-hui，WANG Jian
（Department of Economics and Trade，Hebei Finance University，Baoding 071051，China）

Based on the sample of 1979-2010 years，a vector auto regression model of energy consumption，technological Progress and economic growth is established and the dynamic relationships between them are empirically analyzed with the econometric method of the cointegration test，Granger causality test，impulse response function and variance decomposition. Conclusions are obtained as follows：In the long term，there is a negative correlation between energy consumption and economic growth in China，and technological Progress has a significant Positive effect on economic growth.In the short term，technological Progress and economic growth are the Granger causality of energy consumption.Impulse response of economic growth to energy intensity is initially Positive and later negative.The impact of technological Progress on economic growth is Positive，which has an inhibitory effect on energy consumption.

energy consumption；technological Progress；economic growth effect

F205

：A

：1004-4892（2014）02-0010-06

（责任编辑：化 木）

2013-11-01

河北省保定市科技局软科学研究基金资助项目（13ZR020）

程颖慧（1978-），女，天津市人，河北金融学院经济贸易系副教授；王健（1981-），女，河北定兴人，河北金融学院经济贸易系讲师， 博士。