长三角地区能源消费、要素投入与经济增长关系研究

■ 贺 莉 副教授 朱天星 田 冰（、长春工业大学基础科学学院 长春 00 、沈阳工业大学经济学院 沈阳 0870 、辽宁省统计局统计核算处 沈阳 00）

引言

国内外有关能源消费和经济增长关系的研究基于如下四种假说：一是增长假说。该假说认为能源消费的增长会促进经济增长，存在能源消费到经济增长方向的因果关系，如Bowden 和Payne（2009）对美国的研究；二是节约假说。该假说认为经济增长引起能源消费的增长，存在经济增长到能源消费方向的因果关系，如Karanfil（2008）对土耳其的研究；三是中性假说。该假说认为能源消费对经济增长几乎没有影响，能源消费和经济增长间不存在因果关系；四是反馈假说。该假说认为能源消费和经济增长间是相互关联、相互补充的，二者之间存在双向因果关系，如蔡雪雄、唐勇等（2012）对长三角地区的研究。

本文在单部门生产函数框架下研究长三角地区能源消费、要素投入与经济增长的关系，检验能源消费与经济增长间的四种假说，并提出政策参考。

模型构建

在单部门经济模型中，假定整个社会的生产是在柯布道格拉斯生产函数基础上增加能源生产要素进行的，取对数后的柯布道格拉斯模型（Apergis，2009）如式（1）所示：

其中：LnYit是第i个个体第t期产出的对数，ai是全要素能源效率的对数，b1、b2、b3分别是资本、劳动、能源消费的产出弹性。面板数据模型大致分为三类模型，如果在式（1）中ai=aj=a，bi=bj=b，则为不变系数模型；如果在式（1）中ai≠aj，bi=bj=b，则为存在个体影响、无结构变化的变截距模型；如果在式（1）中ai≠aj，bi≠bj，则为变系数模型。此外，检验面板数据是否是违背经典假定，如扰动项uit是否存在组内自相关（wooldridge（2002））和组间截面相关（Breusch-Pagan LM（Greene，2003））及异方差等。

数据来源及变量定义

长三角地区是我国经济增长的主要驱动力，研究长三角地区能源消费、要素投入和经济增长关系有利于制定全国和地区经济的可持续发展和能源消费政策。本文选择改革开放后的1980-2013年作为研究区间，数据来源于长三角地区各省市统计年鉴1979-2014。

参照现有关于能源消费和经济增长关系的研究以及模型（1），选择如下变量：其一，经济增长指标。选取长三角地区各省市的国内生产总值（GDP）表示经济增长指标，以1978年为基期对长三角地区各省市1980-2013年的名义GDP进行平减，并取对数，记为LGDP。其二，能源消费指标。能源消费指标采用长三角地区各省市1980-2013年的能源消费总量，并取对数，记为LEC。其三，劳动指标。选取长三角地区各省市1980-2013年的年末从业人员数量作为劳动力投入指标（郑丽琳，2012），并取对数，记为LL。其四，资本存量指标。本文对长三角地区各省市资本存量估算采用目前比较流行的永续盘存法，其一般化公式为：

其中：Kt、Kt-1分别表示第t和t -1时期的资本存量；It表示第t期的投资流量；δt表示第t期的折旧率。本文参照黄宗远、宫汝凯（2010）等的研究方法，计算长三角各省市的资本存量，以1978年为基准年份，基期资本存量：K1978=I1978（gi+1）/(gi+δ)，其中gi为1952-1978年平均投资增长率（δ为折旧率，这里取5%）；以固定资本形成额作为每年的投资流量；折旧率取为9.6%；利用1978-2013年的固定资本形成额及各年的发展速度计算隐含的投资价格平减指数。

数据检验及模型建立

（一）数据检验

1.面板单位根检验。面板单位根检验的方法主要有：L.L&C检验、IPS检验、Fisher-ADF检验和Fisher-PP检验。面板数据单位根检验结果表明，除了资本存量变量同质单位根检验呈显著外，其余变量数据的水平值均不平稳，而一阶差分均平稳，符合面板协整前提。

2.面板协整检验。面板协整检验确认长三角地区各省市经济增长、能源消费和要素投入变量是否存在长期均衡关系？本文使用可以检验异质性面板协整的Pedroni（1999）统计量，结果表明，在组内维度的4个统计量中，2个统计显著；在组间维度的3个统计量中，2个统计显著，尤其是Panel ADF和Group ADF统计量均显著。因此长三角地区各省市的经济增长、能源消费和要素投入变量间是长期协整的。

（二）模型建立

分别计算式（1）在三种情况下的残差平方和：S1=0.195，S2=0.4798，S3=0.783，最后确定建立变系数模型，同时Hausman统计量的P值为0.0986，应建立固定影响变系数模型。本文的面板数据模型N=3，T=34，为长面板数据，利用Stata11.2分别计算组内自相关Wald F-统计量、组间截面相关Breusch-Pagan LM卡方检验统计量及沃尔德卡方统计量，结果表明存在组内自相关、组间截面相关及异方差。

利用EVIEWS的SUR进行估计，模型中加入AR（1）控制组内一阶自相关，对长三角地区的经济增长及各投入要素的面板数据进行回归，结果如表1所示。

分析表1发现，长三角地区的上海市劳动、资本和能源消费的弹性分别为0.359、0.64和0.457，表现为规模报酬递增特征，全要素能源效率0.02；江苏省的劳动、资本和能源消费弹性分别为-0.124、0.753和0.163，规模报酬递减特征，全要素能源效率1.83；浙江省劳动、资本和能源消费弹性分别为0.515、0.95和-0.338，为规模报酬递增特征，全要素能源效率0.23。浙江省的劳动和资本产出弹性最高，分别为0.515、0.95；上海市的能源消费产出弹性最高，0.457，最低的是浙江省，-0.338，为负值。

长三角地区能源消费与经济增长间的因果关系检验

表1的回归结果表明长三角地区的经济增长、能源消费和要素投入间存在显著的长期均衡关系，在现有面板因果检验模型基础上增加残差自回归项，用来检验控制资本、劳动及残差自相关条件下长三角地区经济增长与能源消费间的因果关系，模型如下：

表1 长三角地区经济增长及各投入要素的面板数据模型回归结果

表2 长三角地区能源消费与经济增长间的面板因果检验

其中：Δ LGDP为经济增长对数的一阶差分，ECT为误差修正项，Δ LK、ΔLL、Δ LEC分别为资本、劳动以及能源消费对数的一阶差分。

把差分后的长三角各省市经济增长与能源消费、投入要素变量数据，及表1中回归的残差分别代入模型（3）、（4）。模型（3）、（4）的回归结果如表2所示。

表2中，a，b，c分别表示在1%、5%和10%水平下是统计显著的。通过分析表2中长三角地区经济增长与能源消费间因果关系发现，在控制资本存量、劳动及残差自相关条件下，以经济增长为被解释变量的方程中，能源消费和资本的回归结果是统计显著的，表明短期上存在能源消费到经济增长方向的格兰杰原因，误差修正项系数统计显著，且为负，表明存在短期向长期趋势的回归；以能源消费为被解释变量的方程中，经济增长的系数显著，说明存在经济增长到能源消费方向的格兰杰原因，误差修正项不显著，表明能源消费并没有对长期均衡调整做出反应，总之，长三角地区的经济增长和能源消费间近似满足反馈假说。

结论与对策建议

本文利用长三角地区经济增长、能源消费及要素投入数据，在生产函数框架内研究长三角地区能源消费对经济增长的内生性以及要素投入对经济增长的贡献差异，结果表明浙江省的劳动产出弹性最高（0.515），浙江省的资本产出弹性也是最高（0.95）；能源消费的产出弹性最高的是上海市（0.457），其次是江苏省（0.163），最低的是浙江省（-0.338），为负值。全要素能源效率的大小依次为：江苏省、浙江省和上海市，面板因果检验表明长三角地区能源消费和经济增长之间满足反馈假说，如果限制能源消费会阻碍经济增长。

根据长三角地区面板回归和因果检验结果，本文提出如下对策建议：一是增加经济增加值的科技含量，进一步提高能源的使用效率。回归结果表明上海市和浙江省的全要素能源效率分别为0.02和0.23，该指标明显低于江苏省的1.83，通过科技创新和技术进步可以提高生产要素的使用效率，缓解能源供求矛盾；二是加大经济转型的力度。尽管长三角地区是我国经济增长的驱动力，但从三省市的资本产出弹性看（上海市、江苏省和浙江省的资本产出弹性分别为0.64、0.75和0.95），投资拉动型的经济增长模型仍然没有完全改变，还需要努力转变经济增长模式；三是调整劳动和能源的投入结构、提高劳动对经济增长的贡献。从实证研究结论看，长三角地区能源消费和劳动的产出弹性明显低于资本的产出弹性，特别是江苏省的劳动产出弹性为负值，浙江省的能源消费产出弹性为负值，一方面减少江苏省的劳动力流入数量，通过引进人才或推动产学研结合等多种形式增加劳动力的投入质量；另一方面减少浙江省的能源转移数量，适当提高上海市和江苏省的能源消费数量，这样有利于长三角地区的经济增长可持续发展水平，适当减轻能源投入的依赖。

1.Karanfil,F.,.Energy consumption and economic growth revisited:does the size of unrecorded economy matter?[J].Energy Policy，2008，36(8)

2.Bowden,N.,Payne,J.E.,.The causal relationship between US energy consumption and real output:a disaggregated analysis[J].Journal of Policy Modeling，2009，31(2)

3.孙久文.长三角地区能源消费与经济增长的实证分析—基于协整分析和状态空间模型的估计[J].江淮论坛，2010（4）

4.蔡雪雄，唐勇，罗瑞雪.区域能源消费与经济增长关系的实证研究—以长三角、珠三角和海西经济区为例[J].学海，2012（6）

5.张五六.两部门生产函数门限模型及应用—以能源消费与经济增长关系为例[J].数理统计与管理，2010（11）

6.史亚东.能源消费对经济增长溢出效应的差异分析—以人均消费作为减排门限的实证检验[J].经济评论，2011（6）

7.Apergis,N.,&Payne,J.E..Energy consumption and economic growth in Central America:evidence from a panel cointegration and error correction model.Energy Economics,2009(31)

8.郑丽琳.能源效率、要素投入与经济增长—基于面板门限回归的实证分析[J].中央财经大学学报，2012（9）

9.黄宗远，宫汝凯.中国省区物质资本存量的重估：1978-2007[J].广西师范大学学报：哲学与会科学版，2010（8）