亚太地区煤价与我国GDP、煤炭消费的关系研究：基于资源约束阶段性假说

黄怡婷，薛　晔

(太原理工大学经济管理学院，山西 太原 030024)

亚太地区煤价与我国GDP、煤炭消费的关系研究：基于资源约束阶段性假说

黄怡婷，薛晔

(太原理工大学经济管理学院，山西 太原 030024)

摘要：在我国经济增速放缓和煤炭行业所呈现的新常态下，随着我国煤炭进口量的不断增长以及国内外市场价格逐步接轨，国际煤炭价格对我国经济的影响越来越大，但是，鲜有学者系统地研究煤炭价格、煤炭消费和经济增长三者之间的关系。鉴于此，本文基于2000～2013年的相关统计数据，从结构突变和动静态视角，运用协整理论和马尔科夫区制转换模型对亚太地区煤价、我国GDP和煤炭消费之间的关系进行实证研究。结果表明：①三者之间存在着长期均衡关系，但是在2005年前后发生结构突变，将我国经济分为“资源软约束”和“资源硬约束”两个阶段；②在我国煤炭资源相对丰富的“资源软约束”阶段，主要表现出亚太地区煤价、我国GDP和煤炭消费相对独立的状态；③在“资源硬约束”阶段，三者之间的依赖性和约束性增强，煤炭能源与我国经济增长的矛盾凸显。

关键词：协整理论；结构突变；马尔科夫模型

随着近几年国际煤炭价格的持续下跌和剧烈波动，煤炭问题再次成为全球瞩目的热点问题。在中国的能源消费结构中，煤炭作为基础能源，占能源消费比重的比值一直处于70%以上，因此，煤炭成为我国经济增长和能源消费的重中之重。2012年，亚太地区煤炭消费量占全球比重为69.9%，已成为全球煤炭的消费中心，是全球煤炭市场的风向标。我国在2009年成为煤炭净进口国，并且连续多年来成为煤炭消耗最大的国家，而澳大利亚成为最大的煤炭出口国。从21世纪初开始，我国煤炭对外依存度一直呈攀升态势，如在2013年，煤炭对外依存度为8.13%。在现阶段，我国煤炭供给过剩，资源利用率低下，资源浪费现象较为严重，导致煤炭有效供给不足，但是，我国煤炭进口量仍然处于增加趋势，煤炭贸易在国际市场上活跃性提高，因此，亚太地区煤价可能会影响到我国煤炭消费需求及我国经济增长的状况。同时，“十三五”规划更是要求必须强化全球视野。鉴于此，本文以亚太地区煤价作为切入点，剖析它与我国经济增长及煤炭消费之间的关系，同时兼论我国经济增长的资源约束阶段性假说，旨在从价格信号、资源配置和经济增长的角度对三者的相互作用加以深入分析。

1研究现状综述

国内外有关煤炭价格、经济增长和煤炭消费之间的关系研究大致可分为以下两类。①煤炭价格与经济增长关系的研究。目前，此方面的研究相对较少，如赵建辉[1]利用时间序列建立了能源价格与经济增长、碳排放量的实证模型，得出能源价格是经济增长的原因。谢鹍[2]基于新疆省的年度时间序列，首先对区域性煤炭价格和经济增长的互动性进行分析，进而通过计量模型对两者关系进行实证研究。②煤炭消费与经济增长之间的关系。国内外各学者对该方面的研究成果较多。Yoo[3]基于韩国的年度统计数据，运用协整分析和因果检验等线性模型对该国的煤炭消费和经济增长关系加以分析，并得出两者之间存在着双向因果关系。Apergis和Payne[4]对25个国家的面板数据进行实证研究，结果表明所有国家的煤炭消费与经济增长均存在长短期的双向因果关系。李慧芳和赵鹏程[5]运用经济计量方法研究了山西省煤炭消费与经济增长之间的关系，认为经济增长有效地影响煤炭消费的增长。张兆响等[6]按照结构突变理论，检验并确定了中国煤炭消费和经济增长的均值突变和趋势突变的变结构点，并在此基础上建立了变结构协整模型。孟岩和张屹山[7]根据年度统计数据，建立了中国煤炭消费与经济增长的变参数模型，较好地解释了中国煤炭消费弹性的时变规律。

纵观上述文献，主要存在以下不足。①缺乏对煤炭价格、煤炭消费和经济增长之间的关系的系统地加以研究。从微观上看，价格作为“无形之手”，与煤炭消费具有相互作用，从宏观上讲，煤炭消费是经济增长的基础，拉动了经济增长，经济增长又推动了煤炭消费，研究以上三者的关系有助于形成对微观机制和宏观机制相结合的系统剖析。②研究方法大都是运用协整理论和线性计量模型，或是通过将结构变化视为外生的、一次性的结构变换模型进行实证研究。但是，基于中国经济的复杂情况以及中国煤炭贸易净出口变为净进口的重大变化，考虑三者之间关联关系可能出现的结构突变很有必要。马尔科夫区制转换(MS)模型是当前较为前沿的一种的统计模型，该模型能将结构突变视为内生的，具有解决结构突变优良性。因此，本文运用该模型对亚太地区煤炭价格与我国GDP、煤炭消费之间的关系加以实证研究。

2统计数据的选取及预处理

鉴于可得数据的时间跨度短的问题，同时为了加强统计检验结果的有效性，采用省际面板数据加以研究，将2000～2013年的全国除台湾省外(由于西藏地区部分数据缺失，故将其除外)30个省市自治区年度数据作为研究对象。我国省际GDP根据2013年的名义GDP及实际GDP指数，将其折算为实际GDP，数据来源于《中国统计年鉴》，各地区的煤炭消费来源于《中国能源统计年鉴》。由于澳大利亚BJ动力煤是亚太地区的主要交易品种，所以选其为亚太地区煤价，考虑到汇率的影响，将价格乘以美元汇率折算为人民币。由于数据的自然对数变换不改变原序列的关系，并能消除时间序列存在的异方差和量纲的影响，因此对以上所有序列取对数作为研究的原序列，其中G、C、P分别代表GDP、煤炭消费及亚太地区煤价序列。

3实证研究

3.1平稳性检验

为了防止伪回归现象的出现，对数据进行平稳性检验很有必要。关于亚太地区煤价对各省际均相同，只用考察其单一时间序列的平稳性。而GDP及煤炭消费对不同地区各不相同，需要进行面板单位根检验。本文采用具有相同根LLC和不同根单Fisher-ADF这两种单位根检验方法，见表1。各序列的单位根结果检验表明：原序列均是非平稳的，一阶差分序列是平稳的，即三个序列均为I(1)序列。

3.2静态分析：协整检验

各序列均为非平稳序列，且为一阶单整序列，为了确定三者之间是否具有长期均衡稳定关系，本文采用Kao[8]提出的统计量来进行面板协整检验。由表2可知，在显著性水平为5%时，所得到的统计量的相伴概率为P=0.0002，充分表明亚太地区煤价与我国GDP、煤炭消费存在着协整关系。采用标准化协整向量表示方法，得到协整关系的方程，见式(1)。

表1　各序列的单位根检验

注：①显著性水平为5%；②括号里为相应的概率水平值。

表2　协整检验结果

C= 0.7332 G+0.1775 P+eu

(1)

(20.1812)(7.8703)

其中，括号中的t值表明在5%的显著性水平下各系数均显著。通过ADF方法对其残差序列平稳性进行检验，验证了协整关系的正确性。同时，整个系统中亚太地区煤价与我国GDP、煤炭消费之间的长期均衡关系进一步表明：在微观方面，煤价在一定程度上反映了煤炭生产与煤炭消费的市场均衡；在宏观方面，煤炭消费与经济增长存在着长期的静态均衡。

3.3动态分析：基于MS-VAR模型

Hamilton[9]在假定经济状态变迁由马尔科夫过程(Markov process)驱动的条件下，建立了单变量的马尔科夫区制转换自回归模型(MS-AR)。Krolzig[10]在此基础上将其推广分析多变量在不同状态下的转换关系，奠定了应用马尔科夫转换模型分析多变量关系的基础，即MS-VAR模型。Krolzig认为，MS-VAR模型中滞后阶数不会超过不考虑马尔科夫区制转换的向量自回归模型滞后阶数。因此，本文首先在向量自回归模型(VAR)下根据最优滞后阶数的选择标准确定其最优滞后阶数为1，状态个数的确定既可以利用Hansen[11]提出的标准化LR检验，也可以根据研究需要设定，本文根据研究目的，最终确定的MS模型为MSI(2)-VAR(1)，即一个截距和自回归系数随区制改变的两状态MS模型(式(2))。

(2)

表3　基于MS-VAR模型的估计结果及线性检验

图1　基于MS-VAR模型的平滑概率

为了进一步研究亚太地区煤价与我国GDP、煤炭消费之间的依赖性问题，本文将2000～2013年的样本数据，以2005年为结构转变点分为两个子样本，其中，2000～2004年为子样本1，2005～2013年为子样本2，并对其进行变结构的短期因果关系检验，见表4。从子样本1的结果可知，煤价与GDP、煤炭消费这三个序列两两之间均呈现出不显著的因果关系，说明在子样本1期间，整个系统中GDP、煤炭消费及亚太地区煤价的运行具有一定的独立性。这可能得因于在2000～2004年我国煤炭资源相对丰富，以出口为主，进口比例相对较低，亚太地区煤价具有一定的独立性，GDP的独立性表明我国经济增长不受亚太地区煤价和煤炭消费的约束，因此，我们称子样本1区间称为“资源软约束”阶段。从子样本2的检验可知，三个序列两两之间呈现出双向的因果关系，表明三者之间的依赖程度增强，且约束性越来越强，表明在这期间GDP、煤炭消费及亚太地区煤价三者之间缺乏独立性，随着我国经济的高速增长，与煤炭消费、亚太地区煤价之间联系更加紧密，煤炭能源与经济增长的矛盾问题凸显，因此，本文称子样本2区间为“资源硬约束”阶段。

表4　短期Granger因果检验

表5给出了以2005年为结构突变点不同区制下的亚太地区煤价与我国GDP、煤炭消费之间的动态相关系数。经比较可知，较“资源软约束”阶段，“资源硬约束”阶段的相关系数普遍增大，其中，煤炭价格分别与煤炭消费、GDP的相关系数变化率显著，为42.8%和113.4%，即表明亚太地区煤价以更快速度、更大影响传递给国内煤炭市场，进而影响我国经济的快速增长，三者之间的相互影响关系日益密切。

4结语

本文基于协整理论及马尔科夫区制转换模型对亚太地区煤价与我国GDP、煤炭消费之间的关系进行了实证研究，结论如下：从静态的角度，通过面板协整分析得出，从微观上，煤炭价格在一定程度上反映了煤炭生产与煤炭消费的市场均衡；从宏观上，煤炭消费与经济增长存在着长期的静态均衡；从动态的角度，基于MS-VAR模型的研究并兼论我国经济增长的资源约束阶段性假说得出，以2005年为结构突变点，我国经济经历了“资段软约束”阶段到“资源硬约束”阶段的转变。在“资源软约束”阶段，我国煤炭能源相对丰富，经济增长对煤炭消费的推动作用较强，从而推高了煤炭的供给，通过微观市场机制使得煤炭供给与煤炭需求处于动态均衡状态。在我国煤炭供给能满足我国经济增长与煤炭消费的情况下，煤炭进口比例偏低，国外煤炭价格呈现出一种相对的独立性。在“资源硬约束”阶段，煤炭消费量随着我国经济增长的速度不断提高，由于煤炭能源的稀缺性以及我国煤炭有效供给不足，使得我国煤炭资源供给的增加有限，再加上国外煤炭价格下降，国内煤炭成本较高，导致进口煤具有价格优势，我国煤炭依存度大幅增加，从而使得亚太地区煤价和煤炭消费对我国经济增长的约束性逐渐加大。最后，有望为我国政府部门制定相关的国际资源合作政策提供参考和依据。

表5　不同区制下的相关系数

参考文献

[1]赵建辉.能源价格、碳排放量与经济增长的联动效应研究[J].中国矿业，2013，22 (11):36-40.

[2]谢鹍.区域性煤炭价格与经济增长关系的实证探析——基于新疆1992～2010年时间序列数据的分析[J].价格理论与实践，2012(3):25-26.

[3]Yoo，S..Causal relationship between coal consumption and economic growth in Korea[J].Applied Energy，2006，83(11):1181-1189.

[4]Apergis，N.，Payne，J.E..Coal consumption and economic growth：Evidence from a panel of OECD countries[J].General Information， 2010，38(3):1353-1359.

[5]李慧芳，赵鹏程.煤炭消费和经济增长关系的实证分析——以山西省为例[J].经济问题，2013，(6):65-68.

[6]张兆响，廖先玲，王晓松.中国煤炭消费与经济增长的变结构协整分析[J].资源科学，2008，30(9):1282-1289.

[7]孟岩，张屹山.基于变参数模型的中国煤炭消费与经济增长关系研究[J].吉林师范大学学报：人文社会科学版，2007，35(6):67-69.

[8]Kao C.Spurious regression and residual-based tests for cointegration in panel data[J].Journal of Econometrics，1999，90(1):1-44.

[9]Hamilton，J.D..A new approach to the economic analysis of nonstationary time series and the business cycle[J].Econometrica，1989，57:357-384.

[10]Krolzig，H.M.Markov Switching Vector Autoregressions Modelling.Statistical Inference and Application to Business Cycle Analysis[M].Berlin:Springer Verlag，1997.

[11]Hansen，B.E..The Likelihood Ratio test Under Nonstandand Condition：Testing the Markov Switching model of GNP[J].Journal of Economrtrics，1992，11:195-198.

Study on the relationship among the coal price in Asia Pacific region and China’s GDP，coal consumption：based on the hypothesis of resource constraints stage

HUANG Yi-ting，XUE Ye

(College of Economics&Management，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China )

Abstract:with the continuous growth of China's coal imports and consumption，the coal price of foreign influence on China’s economy has been more and more greater.Annual statistical data from 2000 to 2013 year applied，this paper，from the structure changes and dynamic and static perspective，aimed to use the co-integration theory and the Markov Regime switching model for empirical research on the relationship among the coal price in Asia Pacific region，China's GDP and coal consumption.The results showed that there existed a long-term equilibrium relationship between the above three sequences，but in 2005 before and after the structure changed，the economy of our country was divided into two stages—“soft resource constraint” and “hard resource constraints”.During the first stage，in our country coal resources were relatively rich，mainly the coal price in Asia Pacific，China’s GDP and coal consumption was in relatively independent state.In the “hard resource constraints” stage，it enhanced the dependence and restriction among the three，highlighting the contradictions of the coal energy and economic growth in China.At the same time，based on the above conclusion it put forward some suggestions.

Key words：Co-integration theory； structure change； Markov Switching model

收稿日期：2015-07-03

作者简介：黄怡婷(1990-)，女，山西万荣人，硕士研究生，从事统计学的研究。E-mail：huangyiting125@126.com。

中图分类号：F407.2

文献标识码：A

文章编号：1004-4051(2016)03-0043-04