湖南省能源发展与产业结构相关性研究

付豪 程远林 徐建

【摘 要】 针对湖南省一次能源资源匮乏，产业结构亟待转型的问题，本文在统计和分析近十年省内能源产业及产业结构数据的基础上，重点计算二产、三产与能源消费生产之间的数据;使用单位根检验法判断时间序列的平稳性，再利用协整检验去鉴定其之间存在的长期协整关系;为了详细刻画数据之间的因果关系及其他影响，对其做格兰杰因果性检验及脉冲响应分析;建立了针对本地数据特征的误差修正模型。重点分析了高耗能、低耗能产业中的部分典型行业的未来发展趋势，分析结果表明，能源储备、规划和政策与湖南省经济发展及产业结构优化调整之间相互影响、互相作用和互相推动。

【关键词】 能源发展;产业结构;协整关系;典型产业

【中图分类号】 TD32 【文献标识码】 A

【文章编号】 2096-4102（2019）04-0075-05 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

近年由于产业结构的变化，尤其是国家政策对于高耗能产业扶持力度降低，使得湖南省能源发展受到很大程度的影响，产业重心逐步从第二产业转移至第三产业，造成能源产业发展的变化。因此研究能源发展与产业结构两者间的关系是十分必要的。

目前，对于湖南省能源产业与产业结构相关性的研究较少，文献[1]选取1990-2012年的湖南省经济增长与能源消费关系之间的时间序列数据，建立其间关系的计量模型;文献[2]利用熵权法和线性加权求和法深入分析能源产业循环经济效果和技术安全对能源产业技术评价的影响效果;文献[3]运用邓式灰色关联模型对产业结构与就业结构对就业的相关性进行实证研究，定量分析各指标间的关联度，提出当前经济形势下结构调整的建议与对策;文献[4]实证研究区域内金融发展对产业结构优化的影响。

目前，对能源产业发展与产业结构相关性研究的文献较少，且大部分是基于理论分析。本文在理论分析的基础上，使用Eviews软件，进行协整检验、格兰杰因果性检验、脉冲响应分析等相关性分析，对湖南省能源发展与产业结构相关性进行深入研究分析。

一、数据分析和特征指标

（一）数据来源与筛选

2017年湖南省地区生产总值达3.46万亿元，GDP增长8.0%。全省能源消耗总量由2008年的12355万吨标准煤上升到2017年的16171万吨标准煤，能源消费总量增长30.8%，年均增长3%。

湖南省一次能源资源匮乏，新能源资源不优，能源供给不足。在这种能源资源条件和结构下，经济的快速发展造成经济增長与能源供应保障出现矛盾。图1反映了2000年至2017年三大产业中一二三产的构成情况及宏观经济增长情况。

（二）特征指标与数据

1.指标选取

从实证分析的意义以及能源行业数据的可得性，本文着重从总量和结构两方面进行研究，分别选用能源生产总量、能源消费总量、电力消费总量三个指标衡量能源产业的发展、能源生产结构与消费结构衡量能源结构状况。从目前能源总量的构成来看，无论是生产还是消费，原煤一直处于主导地位，其大小及比例直接反映出能源产业的结构状况。因此，采用原煤产量和消费量分别占能源总产量和总消费量的比例来衡量能源结构。

鉴于第二产业在产业体系和国民经济中的地位以及与能源产业的密切联系，采用第二产业占总产值比重作为衡量第二产业比重的指标。同时，近年来随着产业结构不断优化，第三产业在国民经济中的地位不断上升，这里也将其与能源产业的关联度加以分析。

2.变量符号表示

本文约定选取的七个指标，用ES、EX分别表示能源生产总量及能源消费总量，DLX表示电力消费总量，ESJ、EXJ分别表示能源生产结构与能源消费结构，2BL、3BL表示二产比重、三产比重。

3.数据选取及处理

本文数据来自2001-2017年对应年份的《湖南省统计年鉴》，并将能源总量数据折算成标准煤单位。同时，为减少时间序列的异方差，对数据进行对数处理。

二、模型建立与检验

（一）协整性分析

1.变量的平稳性检验

对上述七个指标所对应的时间序列进行ADF检验，检验结果显示，仅电力消费总量指标为平稳。因此，对该指标的时间序列再进行一阶差分，表1为电力消费总量检验结果，可知经过平稳性检验，指标序列中，DLX为平稳序列，ES为2阶单整，EX、ESJ、EXJ、2BL、3BL均为1阶单整。

2.协整检验

前文检验可知，DLX平稳，ES为2阶单整，其他指标数列均为1阶单整，因此ES与其他变量之间不存在协整关系，所以对除ES之外的其他变量本文做协整性分析。通过比较协整分析结果ADF 值和Critical Value的大小，选取的指标之间均存在协整关系，大部分指标之间在5%和10%的显著性水平上通过了协整检验，这些指标之间均可以看作存在协整关系，即存在长期均衡关系。

（二）因果性检验

运用时间序列之间的Granger因果性检验，探寻能源产业与第二产业比重之间的因果关系，对已经通过协整检验的能源产业指标与第二产业比重指标所对应的时间序列之间因果关系进行实证分析，检验结果见表2。DLX与2BL、ESJ与2BL、ESJ与3BL这三对变量之间全部是单向的因果关系。其余均为双向因果关系。

（三）脉冲响应分析

脉冲响应函数可以反映变量之间的互动关系，通过来自随机扰动项的一个标准差冲击对变量当前值和未来值的影响效果，刻画变量对随机扰动项的随机反映，显示一个变量随机变动如何通过模型影响其他变量，并反馈到自身的动态过程。

图2显示出能源消费总量与第二产业比重之间的脉冲响应关系。从（a）可以看出，能源消费量对第二产业比重的冲击反应一直为正向，且开始反应较小，逐渐变大，到第四期达到最大值，后又逐渐回落。（b）表明，第二产业比重对来自能源消费的冲击在初期没有立即反应，然后呈现负反应，并不断减少，最后趋于稳定。

图3反映电力消费量与第二产业比重之间的脉冲响应关系。从（a）可以看出，第二产业比重对电力消费量的冲击一直为正向冲击，且其起初响应较大，后逐渐回落并趋于稳定。（b）表明，电力消费总量对第二产业比重的冲击反映也为正向，且呈现初期没有立即反应，在第二期中出现跃变，产生了较大影响，然后逐渐降低并趋向稳定。说明电力对于第二产业比重有明显的调节作用。

图4反映能源消费结构和第二产业比重之间的脉冲响应关系。由（a）可知，第二产业比重冲击能源消费结构后，能源消费结构一开始并不立即响应，而是在第一期中期响应并缓慢上升，然后逐渐降低并在第二期中期开始降为负，之后负向越来越大，后逐步回升，最终趋于稳定。由（b）可以发现，能源消费结构对来自第二产业比重的冲击反应一开始不响应，第一期中途开始增加，第三期开始为负，在第五期到达峰值，第九期回到正值，并逐步趋于稳定。从长期来看，能源消费结构对第二产业比重的冲击几乎可以忽略。

（四）误差修正模型

由Granger定理可知，两个变量如果协整，则它们之间存在误差修正模型。根据因果分析和脉冲响应分析的结果，可知能源消费与第二产业比重之间从长期来看更加稳定，因此重点研究能源消费总量和能源消费结构与第二产业比重之间的关系，通过分别建立二者与第二产业比重间的误差修正模型来探求能源产业与第二产业比重之间的相关性。

1.能源消费总量与第二产业比重之间的误差修正模型

经试算，模型形式为：

VEXJ=α+β1V2BL+β2V2BL（t-1）

+β3VEX（t-1）+γecm（t-1）

结合各指标的时间数列数据，计算结果如下：

VEXJ=0.03121+1.9657V2BL-0.02996V2BL（t-1）

+0.0930VEX（t-1）-0.1875ecm（t-1）（1）

该模型可以反映出能源消费总量与第二产业比重之间的长期均衡关系，也体现了二者在短期内对波动的调控程度。从模型可以看出，能源消费总量与第二产业比重的变动方向一致，但如果第二产业比重滞后一期，则能源消费总量反向变动。ecm系数越小，表示调节力度越小，从模型可知，ecm表示能源消费总量与第二产业比重的长期均衡对短期波动的调节力度为0.1875，即误差修正模型对上一期的非均衡的纠正程度为18.75%，在短期内波动时，通过调整可以回归到长期均衡，只是调节力度较小对短期波动调节的力度较大。

2.能源消费结构与第二产业比重之间的误差修正模型

经试算，模型形式为：

VEXJ=α+β1V2BL（t-1）+β2VESJ（t-1）

+β3VEXJ（t-2）+γecm

根据各指标的时间数列数据，求出各变量的系数，结果如下：

VEXJ=0.0296+3.2086V2BL（t-1）-0.4633VESJ（t-1）

+0.01898VEXJ（t-2）+1.7516ecm（2）

该模型反映第二产业比重与能源消费结构同样存在密切的關系，可知第二产业比重滞后一期，但对能源消费结构的变动是正向的，而能源消费结构滞后一期的值每变动一个单位，当期能源消费结构就反向变动0.4633个单位。误差修正项的影响系数为1.7516，表示如果第二产业比重与能源消费结构的长期均衡关系产生短期动态波动时，可以通过调节回归均衡，且由于系数值比较大，说明该模型对短期波动的调节力度比较强。

三参照相关性结果的经济结构调整

（一）高耗能产业发展与能源消费相关性分析

由于电力、供应行业能源消费过程主要为一、二次能源的转换过程，因此选取湖南省六大高耗能产业中的五个具有代表性的产业进行分析：

其中石油加工炼焦及核燃料加工业能源消费强度基本稳定，近年来能源消费强度有上升趋势;非金属矿物制品业能源消费强度波动较大，数据表明这两类行业消费较大比例的能源，产业不需降耗增值。

化学原料及化学制品制造业与有色金属冶炼及压延加工业能源消费强度总体呈下降趋势，能源消费强度在高耗能产业中处于较低水平，其能源消费所占比例相对较小，但能源成本占总成本的比例很大，能源价格对其成本影响很大，需要进一步降低能耗增加产值。

黑色金属冶炼及压延加工业：能源消费强度呈下降趋势，近年来能源消费强度有上升趋势，该行业的发展较大程度上依赖能源，该行业需加大节能降耗措施，以提升该行业的优势地位。

（二）低耗能产业发展与能源消费相关性分析

从湖南省11个低耗能产业中选取7类具有代表性的产业：

食品制造业、医药制造业，该两类行业能源消费强度发展趋势较为接近，消费强度整体呈下降趋势，能源成本上其中产值占比最高的为医药制造业，其次为食品制造业，能源成本在总成本中的比例很低，该类行业能耗低、对GDP贡献大，产业优势明显，发展空间大。

通信设备、计算机及其他电子设备制造业、通用设备制造业、专用设备制造业、电气机械及器材制造业、交通运输设备制造业，该五类行业能源消费强度基本平稳，整体呈下降趋势，能源消费强度普遍较低，其对GDP的贡献作用明显，属于基础厚实、稳定性较强的行业。

四、结论

（1）协整检验表明，相对于能源生产而言，能源消费与产业结构的关系更为密切。湖南省能源消费与产业结构之间存在高度相关性，能源消费对湖南省经济发展及产业结构优化调整具有重要的推动作用。

（2）因果分析的结果表明，八组变量中存在三组变量之间为单向因果关系，湖南省产业结构调整对能源消费总量、消费结构可产生直接影响，而后者对前者影响相较略小，数据表明第二产业比重对电力消费总量影响大。

（3）根据脉冲显示结果，电力消费总量的冲击对于第二产业比重的影响深刻，电力消费总量与产业结构调整之间存在相互影响，电力发展与产业结构调整体现互促共进的特征。

（4）从两个误差修正模型的结果来看，能源消费结构与第二产业比重之间存在着更加稳定的长期均衡关系。

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