甘肃省能源消费、产业结构和经济增长的关系

朱智文 张娟娟

内容提要：利用协整理论和脉冲响应函数及方差分解方法，研究了1993-2012年甘肃省能源消费、产业结构和经济增长的关系，结论有：（1）三者之间存在着长期稳定的关系，从长期来看，产业结构变化对能源消费的影响远大于经济增长对能源消费的影响，在短期内，产业结构变化对能源消费变动的影响具有滞后效应；（2）经济增长与能源消费是双向因果关系，产业结构与能源消费是单向因果关系，产业结构与经济增长是单向因果关系；（3）从短期看，经济增长和产业结构变化均会带动能源消费增长，能源消费和产业结构均推动经济增长，能源消费对产业结构有负向影响，经济增长促进产业结构升级的作用不明显。

关键词：能源消费；产业结构；经济增长；协整检验；脉冲响应函数及方差分解

中图分类号：F406文献标识码：A 文章编号：1003-4161（2015）01-0084-05

DOI：10.13483/j.cnki.kfyj.2015.01.020

一、引言

随着经济的发展，能源的需求也在持续增长，因此能源作为一种稀缺性资源，其问题日益凸显，成为世界共同关注的焦点。能源问题在很多方面严重影响我国产业结构优化升级，如在贸易结构、市场结构和消费结构等方面均会受到能源供给、能源结构及能源战略的影响；另一方面，产业结构也决定能源消费方式及消费量，不合理的产业结构会导致能源以粗放型的方式增长；能源消费量必然与经济发展密切相关，经济快速增长，必然需要投入更多的能源，而各种能源的消耗，为经济发展提供持久动力；产业结构和经济增长也以不同的方式相互作用；所以在新型工业化道路上，研究能源消费、产业结构、经济发展三者之间的关系，是非常必要的。

甘肃省是西部欠发达省份之一，虽然拥有丰富的能源资源，但在能源开发及利用等方面還存在不足，主要表现为石油、天然气等能源对经济的贡献率较低，加上其产业结构恰是典型的高能耗、重化工结构，对煤炭和石油等能源严重依赖，企业生产力水平整体上较低，对能源的利用效率普遍不高，以上这种情况使甘肃省在经济发展的道路上，肩负着优化调整产业结构和节约能源的双重责任，所以研究甘肃省能源消费、产业结构与经济发展三者之间的关系，对优化调整产业结构，建立能源节约型社会，促进甘肃省经济可持续发展，推动“资源节约型和环境友好型社会”建设的步伐，具有重要的借鉴意义和参考价值。

二、文献综述

国内外的很多研究，有的从能源消费角度研究产业结构和经济增长，有的从产业结构变化和经济发展视角研究能源的消费，抑或研究能源消费与产业结构变迁、能源消费的关系，由于不同的学者利用的模型不同、地区不同、数据不同、方法不同，得出的结论也不尽相同，可以总结为能源消费与产业结构变迁、经济增长在不同的时期、不同的地区存在不同的关系、不同的作用方式。

早在1978年，Kraft等人研究了美国GNP与能源消费之间的关系，结果表明两者之间存在单项的Granger因果关系；Yang于2000年研究了中国台湾的一次能源消费与GDP的关系，得出两者存在双向的因果关系；韩志勇、魏一鸣j3等人运用Granger因果检验和协整检验研究了1978-2000年中国能源消费与经济增长的关系，结果表明两者存在双向因果关系，但不具有长期稳定关系。

关于能源消费与产业结构的研究，早期Mulder分析了14个OECD国家1970-1997年产业间能源、劳动力生产率的差异，结果表明，有些国家的产业结构变化在很大程度上促进了能源效率的提高。尹春华、顾培亮利用灰色关联分析法研究了我国产业结构调整与能源消费的关系，他们认为对能源的消费影响最大的是第二产业的兴衰，其次是第三产业和生活用能，最后是第一产业。史丹和张金隆利用回归分析研究了产业结构变动对能源消费的影响，结果表明结构变动是能源消费的重要影响因素。

关于能源消费、产业结构和经济增长三者关系的研究，段树国和朱丽波运用协整理论、脉冲响应函数和方差分解等方法，对甘肃省能源消费、产业结构和经济增长的关系进行实证分析，结果表明，三者之间存在长期稳定的均衡关系，能源消费和经济增长相互促进；产业结构升级能刺激经济增长，也能抑制能源消费的增长，实施产业结构升级是甘肃省实现节能减排和经济增长双重目标的有效途径。

本文借鉴前人的研究方法，采用协整理论、Granger因果检验和向量误差修正模型研究甘肃省能源消费、产业结构和经济增长的相互关系，在当前甘肃省面临的经济形势下，该研究对甘肃省产业结构的调整和节能政策的制定具有很好的导向性.，

三、甘肃省产业结构、经济增长和能源消费现状分析

（一）产业结构及经济增长现状

图l为甘肃省GDP及三次产业产值增长走势图。从整体看，从1978-1998年的20年间，三次产业的增长速度大致相当，从1998年开始第一产业的增长速度较二、三产业逐渐放缓，从2002年起甘肃省的GDP快速增长，而从2006年开始第二产业的增长速度超过第三产业的增长速度，两者的产值逐渐拉开距离，产生这种差距的原因主要是第三产业的发展滞后。

从图2看，截至2003年，三次产业的发展趋势基本符合产业结构演变的一般规律，即随着经济的发展，第一、二产业比重逐渐下降，第三产业比重逐渐上升，但是从2004年开始，第二产业所占比重开始上升，而第三产业比重开始下降，出现了所谓的“离经”现象，对这种现象可以从两方面解释：一方面，说明第三产业还处于较低的层次，发展相对滞后，需要甘肃省采取相关的政策使其尽快发展壮大；另一方面，说明甘肃省的重工业化还未彻底完成，还有上升的空间，而重工业又是高能耗产业，所以务必要处理好能源消费和产业结构优化调整的关系。进一步观察，从2010年至今，二、三产业的比重差距逐渐缩小，产业结构正朝着合理化的方向发展。

（二）能源消费现状

结合数据分析和相关文献研究，甘肃省的能源消费总结起来具有以下特征：（1）甘肃省能源消费总量随着经济增长而增长。如图3所示，从2002年开始，能源消费急剧上升，从2002年的3018.22万吨标准煤，增长到2012年的7007.04万吨标准煤，Il年间平均增长率为8.79%，与此同时，GDP按1978年不变价格计算，11年间平均增长11.52%，经济增长大于能源消耗增长。（2）能源强度逐年下降，说明能源利用效率逐渐提高。2012年甘肃省的能源强度为1.24，但是与全国的能源消费强度0.70相比，还有很大差距。（3）能源消耗以煤炭为主。2012年的煤炭消费占能源消费总量的65.19%，从世界范围来看，目前发达国家能源消费结构中的煤炭比重大都在25%以下，甘肃省的煤炭消费量远远超过发达国家的水平。但随着经济的发展和产业结构优化调整，特别是天然气和新能源消耗的增加，近年来煤炭在能源消耗中的比例呈下降趋势。（4）甘肃省的天然气、水电、风电消耗量比重不高，但是保持逐年上升的趋势。（5）甘肃三次产业能源消费中，第二产业占了相当高的比重，第一产业和第三产业所占比重都很低。2012年，甘肃省工业能源消费占能源消费总量的74.72%，而全国的占比为69.79%，甘肃省远远高于全国平均水平。由于甘肃省正处于工业化中期，重工业、高耗能产业所占比重大，因此造成了这种状况.

四、甘肃省能源消费与产业结构、经济增长关系的实证分析

（一）方法介绍与数据说明

1.研究方法介绍

（1）序列平稳性检验。由于本文使用了时间序列数据，且大量研究表明，经济时间序列数据大多是非平稳的，所以在进行回归分析之前，为确保时间序列满足平稳性要求，即没有随机趋势或确定趋势，以免产生“伪回归”问题，本文采用ADF检验来验证序列的平稳性。

（2）协整检验和VEC模型。常用的检验协整关系的方法有两种：一是E-G两步法，即基于回归残差的协整检验；二是Jo-hansen和Juselius的似然比检验方法，简称JJ检验，是基于网n I系数的协整检验，本文涉及3个变量，因多变量协整检验一般采用JJ检验法，所以用JJ检验法研究甘肃省能源消费、产业结构和经济增长之间是否存在长期稳定的关系，确立协整关系之后，建立向量修正误差模型。

（3）Granger因果关系检验。该方法是检验一个变量的过去信息是否有助于解释另一变量的未来变化，若有助于解释，就称其具有Granger因果关系，在通过协整检验之后，用该方法进一步研究变量之间的Granger因果关系。

（4）脉冲响应函数和方差分解。脉冲响应函数是用来衡量一个变量随机扰动项的一个标准差冲击对该变量本身及其他内生变量当前和未来值的影响轨迹，它能够比较直观地刻画出变量之间的短期动态交互作用及效应，并从动态反应中判断变量间的时滞关系。方差分解能进一步度量变量之间冲击作用的构成。

2.数据来源及说明

本文所采用的时间序列数据期间为1993-2012年，基础数据来源于《甘肃统计年鉴》《甘肃发展年鉴》《甘肃40年》和《新中国50年甘肃卷》等。本文用总的能源。肖耗量EC（万吨标准煤）表示能源消费，数据直接来自于相关年鉴。因为甘肃省的第二产业在产业结构中的占比长期以来较高，且能源消耗量最大，所以用第二产业占比IS（%）代表产业结构（通过各年的基础数据计算而来），用GDP（亿元）表示经济增长。为了消除价格因素的影响以便真实反映经济发展状况，各期GDP数据是根据GDP指数以1978年的不变价格平减而来。

（二）实证分析

1.平稳性检验

本文采用ADF检验，分别对In EC，In IS，In CDP及其一阶差分△In EC，△In IS，△In GDP进行平稳性检验，表l是利用EVIEWS6.0对变量的时间序列数据进行处理并检验的结果。

表1中的C，T和K分别表示ADF检验中是否包含常数项、趋势项和滞后阶数，常数项和趋势项是根据变量数据的特征来选取的，滞后阶数由AIC和SIC信息准则自动决定。从表1可以观察到，In EC，ln IS和In GDP的一阶差分的ADF统计量均小于5%显著水平的临界值，说明In EC，In IS和In GDP的一阶差分是平稳的时间序列，所以In EC，In IS和In GDP都是一阶单整的，满足协整检验的条件，下一步要进行协整检验。协整检验的目的在于对变量时间序列进行了差分处理，使其变得平稳后，会失去变量间关于长期均衡关系的一些信息，而这些信息对分析问题是必不可少的，用协整检验来解决此问题。

2.协整检验

用JJ检验法研究甘肃省能源消费与产业结构、经济增长之间是否存在长期稳定的关系。使用EVIEWS6.0软件进行检验，结果如表2所示。

从表2可以看出，迹统计量为41.05512大于5%的临界值29.79707，表示在95%的置信水平上拒绝了原假设（没有协整关系），所以甘肃省能源消费、产业结构和经济增长之间存在协整关系。得到的协整方程为

InEC=-0.551+1.5291nIS+0.4751nGDP。 （1）

R2=0.98.F=448.60，D.W.=1.39，说明方程拟合程度较好，各变量前系数统计也显著，表明甘肃省的能源消费、产业结构和经济增长之间存在长期的稳定关系，再从方程的系数来看，In lS对In EC的反应系数为1.529，ln GDP对1n EC的反应系数为0. 475，说明当第二产业比重增加1%，能源消费将增長1.529%；当经济增长1%，能源消费将增长0.475%，所以从长期来看，产业结构对能源消费的影响远大于经济增长对能源消费的影响，因此要降低能源消耗，优化调整产业结构是关键。

3.Granger因果关系检验

为了进一步研究甘肃省的能源消费、产业结构和经济增长之间是否存在因果关系，需要对In EC，In IS和In GDP时间序列进行Granger因果关系检验，检验结果如表3所示。

从表3可知，10%水平下，滞后期为2年时，经济增长是能源消费的Granger原因，能源消费也足经济增长的Crangei原因，说明双方互为因果关系，经济增长带动能源消费，而能源消费也推动着经济的增长。产业结构是能源消费的Cranger原因，而能源消费不是产业结构的Granger原因，两者是单向因果关系，说明产业结构的变迁影响到能源消费情况。产业结构是经济增长的Granger原因，经济增长不是产业结构的Cranger原因，两者是單向因果关系，说明产业结构的优化升级推动着经济的增长。

4.向量误差修正（VEC）模型

得到了甘肃省的能源消费、产业结构、经济增长三者之间的长期稳定关系之后，再通过建立向量误差修正模型来分析短期波动对长期均衡关系的影响情况，表4是应用直接估价法得出的向量误差修正模型的估计结果。

在构造的关于能源消费的VEC模型中，能源消费的R2为0.4905，说明产业结构和经济增长的短期变动可以解释近50%的能源消费，误差修正项系数的大小反映的是对长期均衡的调整力度，当修正系数为1时，表示上期的非均衡误差在本期就可调整到均衡状态，上述的误差修正系数为-0.4861，说明在短期内，上期长期均衡的非均衡误差将会以48.61%的比例对本期能源消费的增长做出修正。

5.脉冲响应函数和方差分解

甘肃省能源消费、经济增长和产业结构变量之间的冲击影响见图4，横轴代表追溯的期数（这里为20期），纵轴表示闪变量对各变量的响应大小，曲线表示响应函数曲线。从图4a可知，能源消费对自身的标准差扰动在不同时期有不同响应，在前两期产生正向效应，随后产生负向效应，说明有自身调节的机制，在第10期以后逐渐达到了平衡状态。图4h表明经济增长对能源消费的冲击有正向反应，说明近期经济增长仍然会带动能源消费的增长。图4c表明产业结构对能源消费的冲击在第2期前会产生正向效应，然后产生负向效应，在第4期后保持微小波动状态，说明短期能源消费会随着产业结构变化而增长，所以应加快产业结构的优化升级的进程，以降低能耗。

图4d表示能源消费对经济增长的一个标准差扰动在第5期之前有正向效应，随后下降并趋于稳定，说明在短期能源消费增加会促进经济的增长，在长期内随着技术创新等原因，经济增长摆脱了对能源的依赖。图4e表明经济增长对自身的冲击在短时间内进行了正反调整，然后趋于稳定。图4f表示产业结构对经济增长的标准差冲击在短期内呈现正效应，说明产业结构促进经济增长。

图4g表示能源消费对产业结构的标准差扰动在第3期达到峰值后，逐渐减弱成负效应，进而趋于不变，说明短期内能源消费增长促进产业结构变化，长期内能源消费增长对产业结构产生负向作用。图4h表明经济增长对产业结构标准差扰动产生正效应后趋于稳定，但是促进作用不明显。图4i表明产业结构升级对自身的冲击响应在第一期最大，到第3期最小，之后}二下波动至第8期后保持稳定且数值微接近0，这说明产业结构升级对自身的冲击作用不具有持续性，因此产业结构升级必须依靠政策的积极推动，来不断巩固其升级的效果。

方差分解的部分结果如表5所示。从In EC的方差分解值来看，能源消费的波动主要归因于自身的惯性冲击，经济增长变动的冲击效果由0增加到8.08，大于产业结构变动的冲击效果，说明甘肃省要重视能源消费增长的惯性，由于产业结构变化对能源消费变动的影响具有滞后效应，因此，也要重视产业结构升级的影响。从经济增长的方差分解值来看，经济增长的波动主要由能源消费和自身的变动来解释，由于产业结构贡献量较小，所以，从短期来看，能源消费对经济增长的影响远大于产业结构的影响，这也再次说明产业结构升级对经济增长的促进作用有时滞性。

五、结论及对策建议

（一）结论

（l）甘肃省的能源消费、产业结构和经济增长之间存在着长期稳定的关系。从长期来看，产业结构变化对能源消费的影响远大于经济增长对能源消费的影响。在短期内，因产、业结构变化对能源消费变动的影响具有滞后效应，使得经济增长对能源消费的影响略大于产业结构变化对能源消费的影响，且短期内上期长期均衡的非均衡误差将会以48.61%的比例对本期能源消费的增长做出修正。

（2） Cranger因果关系检验结果表明，在滞后期为2年时，经济增长和产业结构均构成能源消费的Granger原因，能源消费构成经济增长的Cranger原因，经济增长与能源消费是双向因果关系，而产业结构与能源消费是单向因果关系，且产业结构是经济增长的Cranger原因。

（3）脉冲响应和方差分解再次说明甘肃省能源消费和经济增长自身都具有持续性，能源消费的波动主要归因于自身的惯性冲击，经济增长的波动主要来源于自身和能源消费的冲击。从方差看分解值，能源消费变动对产业结构的影响大于对经济增长的影响，产业结构升级对经济增长的促进作用需要较长时期才能收到明显的效果。

（二）对策建议

结合以上结论及甘肃省的能源消费和产业结构现状，为r保证经济又好又快发展，加快产业结构向合理化和能源节约型方向转变，提高能源利用效率，实现甘肃省经济的可持续发展，本文提出几点政策建议。

（1）摆脱经济增长与能源消费相互依赖的局面。强化金融财政扶持政策，加强规划指导和监督力度，对已有衰落迹象和已开始衰落的传统工业进行技术改造，大力推进低耗能和低排放的高新技术产业的发展，构建包括现代特色农牧业、循环型工业和现代服务业的经济体系。

（2）重工业是甘肃省能源消费的主体，加大高能耗行业，如有色冶金、电力、煤炭、石油化工、建材等的技术研发和内部产品结构的优化升级，提高能源的利用效率。同时，在重工业稳定发展的基础上，加快轻工业发展步伐，使轻工业的增长速度快于重工业，进而调整轻重工业结构。

（3）全面加强技术创新及研发能力，加快节能技术推广应用进程，积极发展各种新能源和可再生能源等，为产业结构的升级调整和经济发展做好动力支撑。