新疆省能源消费与经济增长的相关分析

（新疆财经大学应用数学学院，乌鲁木齐市，830012) 马 聪

1 引言

在古丝绸之路的线路图中，有近五千公里的路途在今天的新疆，对于地处亚欧大陆腹地的新疆而言，“一带一路”倡议赋予了独特的优势，使之成为向西开放的核心区和重要窗口。长期以来，新疆省在能源资源方面占据独特的优势，石油和天然气的储量分别占到了全国油气资源量的20%和32%，浅层煤的储量占全国40%，截止2015 年，新疆已基本建成了横贯东西，南北联通，调度灵活的油气管道干线网，加速和促进了新疆向国内外的能源输送。

能源消费与经济增长的关系成为越来越多学者广泛关注的话题[1-2]。2011年，吴敬锐等认为新疆经济增长模式属于粗放型，建议实行多元化能源消费结构战略[3]。2012 年，宋梅等运用改进的C-D 生产函数及能源利用效率研究了新疆经济增长与能源消费的关系[4]。2012 年，加纳古丽用灰色关联法分析了新疆居民收入与生活能源消费的关系[5]。2014 年，Xu J H 针对减排政策，提出了能源转换效率的提高分解方法[6]。2015 年，关雪凌认为中国城镇经济与能源消费间总体呈现“弱脱钩”[7]。然而，大部分学者对于新疆省能源消费和经济增长关系的研究比较少，特别是脱钩方面。利用灰色关联度分析方法对新疆经济增长与能源消费的各项指标进行关联度排序，得出与经济增长关联度最高的是水电风电等其他能源消费，煤炭次之。主要的创新点在于以Tapio 脱钩模型作为理论基础，通过人均能源消费总量、人均GDP 相结合的理念进行研究，更深入全面的分析新疆省能源消费与经济增长的脱钩问题。

2 相关性分析

能源消费总量（单位：万吨标准煤）是一定时期内消费的各种能源之和，用Energy表示；人均生产总值（单位：元/人）代表经济能力，用RGDP 表示。文章选取了新疆省1990～2017年能源消费总量和人均生产总值的数据，数据均来自《新疆维吾尔自治区统计局》。为避免时间序列数据因数据不平稳造成的相关性分析不理想，在相关性分析之前首先进行平稳性检验。

2.1 平稳性检验

对1990～2017 年Energy 和RGDP的数据进行时序图分析，由图1 可以看出，Energy和RGDP呈上升趋势，说明Energy和RGDP 序列不平稳。

图1 时间序列图

非平稳的时间序列数据进行差分处理以实现平稳，对Energy 和RGDP 进行单位根检验（表1 和表2），结果表明Energy和RGDP的原序列、一阶差分序列均为非平稳序列，在5%的显著性水平下，二阶差分序列通过了单位根检验。

表1 Energy 的ADF单位根检验结果

表2 RGDP 的ADF单位根检验结果

2.2 协整检验

采用协整检验进行分析两者是否存在长期关系。进行协整检验时首先要满足同阶单整，Energy和RGDP 满足这一条件。协整检验的基本表达式为：假设和 yt都是d 阶单整，则回归函数数学表达式如下：

回归方程的残差序列ADF 检验结果见表3，在1%的置信水平下通过显著性水平检验，Energy和RGDP 存在长期的稳定关系。

表3 残差序列的ADF检验结果

2.3 格兰杰因果检验

协整检验可以看出Energy和RGDP有长期稳定的关系，为进一步检验能源消费与经济增长变量之间的因果关系，采用格兰杰因果检验方法。本文对二阶差分的能源消费总量和人均生产总值进行检验。当拒绝零假设时说明两变量之间存在着格兰杰因果关系。从表4可以看出，滞后三阶时，能源消费总量是人均生产总值的单项因果关系，滞后四阶时，能源消费总量与人均生产总值互相影响显著，两者之间存在双向因果关系。

3 灰色关联分析

为更加准确的研究分析各项指标与经济增长的亲疏次序和相互的关联程度，通过灰色理论中的灰关联分析方法，对其发展变化系统的动态过程进行量化分析。以RGDP为参考序列，煤炭消费总量x1、石油消费总量 x2、天然气消费总量、水电风电等其他能源消费总量 x4为比较序列。具体步骤如下[8-9]：

表4 Granger因果关系检验结果

（4）计算灰色加权关联度，灰色加权关联度的公式为：

表5 经济增长与能源消费关联度汇总

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017关联度排序0.5 519 0.7 710 0.7 289 0.7 585 0.7 333 0.6 760 0.6 792 0.6 795 2 0.4 145 0.3 941 0.3 652 0.3 333 0.3 591 0.4 334 0.6 260 0.5 297 4 0.3 640 0.3 333 0.3 899 0.8 054 0.6 457 0.7 043 0.7 043 0.6 087 3 0.9 980 0.7 596 0.4 378 0.4 529 0.6 333 0.7 918 0.7 609 0.78 437 1

4 能源消费与经济发展的脱钩分析

4.1 Tapio脱钩模型

随着科技进步、能源效率的大幅提升、能源结构发生的变化，以及人们对生态环保意识的不断增强，为了进一步研究分析经济的可持续发展，推进节能减排，利用Tapio 脱钩模型研究新疆省能源消费与经济增长的脱钩指数，将人均能源消费量RE（单位：吨标准煤/人）作为能源消费的指标，人均GDP 作为经济发展的指标，根据Tapio 脱钩指数理论[10-11]，能源消费与经济发展的脱钩指数如下：

Tapio 脱钩模型将能源消费与经济增长的脱钩程度分为8种状态，8个状态对应8个等级，1级代表强脱钩，2级代表弱脱钩，3级代表增长连接，4级代表增长负脱钩，5 级代表弱负脱钩，6 级代表衰退连接，7 级代表衰退脱钩，8 级代表强负脱钩。划分方式见图2:

图2 Tapio脱钩状态分类

以上8个状态中，强脱钩为最优状态，此时能源消费总量的差分为负，经济增长的差分为正，既保证了经济的增长也确保了能源消费对环境破坏的减少；强负脱钩为最不利状态，能源消费总量为正，经济增长不断减弱，此时经济增长下降而能源消费增长，对环境造成很大的危害；其中，弱脱钩为比较有利状态，此时能源消费总量的增量小于经济增长的增量，说明经济增长在一定程度上不依赖于能源消费；增长负脱钩为比较不利状态，这时能源消费总量的增量大于经济增长的增量。

4.2 脱钩状态分析

经济增长与能源消费的脱钩计算结果见表6：

表6 1990～2015年新疆省经济增长与能源消费总量脱钩结果

从时间趋势上看，1990～2000年之间，经济增长和能源消费一直在第一、二象限保持正的增长趋势，特别是在1997年和1999年达到最好状态“强脱钩”。能源消耗量持续增长是导致未能实现脱钩的主要原因，2000 年，新疆省响应国家号召，实施“西气东输”战略，这一举措大大加快了新疆的经济发展，带动了新疆的经济发展，从而造成能源消耗的大幅增加，这是产生弱脱钩的长期原因；随着中国2001 年正式加入WTO，我国对能源的需求急速上涨，新疆作为能源输出的大省，大力开发煤炭、天然气等能源资源，使得“增长负脱钩”和“增长连接”的状态难以得到改善，2001 年～2008 年脱钩指数为弱脱钩、增长连接，这两个脱钩状态均在第一象限，即经济和能源消费量都不同程度的在增长，这是能源战略改革的好趋势。2008 年，受国际油价影响，纽约商品交易所布伦特原油现货价格跌幅达55．5%，导致全国能源价格及副产品价格均大幅下降，能源消费量虽然还在增加，但GDP受油价影响并没有大幅增长，这是导致脱钩持续处于第一象限的短期原因。随着“一带一路”建设的深入推进，经济发展呈现出全面开花的局面，至2015和2017年，经济增长与能源消费量表现出状态最佳的强脱钩状态，说明经济增长的速度已超过能源消费量的速度，已经基本实现脱钩。同时，随着十三五规划、西部大开发的全面开展，新疆作为一个经济发展核心省份，加之新疆石油储量较大、1000～2000m 煤炭储备占据全国主导地位、以及目前沿海LNG接收站的全面投产、风能的开发殆尽，能源消费和经济增长今后是否能完全实现脱钩还有待研究。

5 结论及建议

通过格兰杰因果检验可知新疆省能源消费与经济增长有着长期稳定的关系，二者互相影响，通过灰色关联分析新疆省能源消费总量经济增长的灰色关联度，水电风电等其他能源与经济增长关联度做大，煤炭次之，进一步，利用Tapio 脱钩模型对人均能源消费与人均生产总值的脱钩指数进行计算，得出结论，2017 年新疆省能源消费与经济增长基本实现强脱钩，并针对产生原因、长期因素、短期因素等方面进行了研究分析。近年来，随着国家各项节约能源的政策提出，为了持续达到强脱钩的状态，给出几点建议：

（1）新疆省作为我国最大的能源储备区和沟通中亚的枢纽，在当今中美贸易战的严峻形势下承担着重大使命，应大力发展可再生能源，优化新疆能源结构，提高清洁能源在能源结构中的比重。

（2）加强“三基地一通道”的效率。应提升能源资源外送能力，广泛开展对周边国家的能源贸易，以确保我国常规战略资源储备；其次，中国内地经济发达省份是能源的主要需求者，应逐步提升新疆与内地经济发展的互补性、依存度，全面提升运输能力，尽可能的避免需求城市能源短缺，以及开发过多供大于需的现象发生。

（3）应大力打造大型风电和光伏清洁能源基地建设，加快发展煤化工实现煤炭资源转化，以实现清洁、绿色、环保、可持续的发展。

（4）政府应鼓励企业进行转型升级，给与能源供应商一定的政策，使能源型企业主动融入新疆长远发展。