中国能源消费总量与GDP的关系分析

张建行

一、经济环境分析

(一)国内经济背景

自从改革开放以来，中国国力不断增强，相应的GDP 不断在增长。 但是中国人口基数大，GDP 的飞速增长能在一定程度上意味着经济的繁荣，虽然这其中还需要考虑其他很多方面。 本文将采用36 年的GDP 数据来定量代表经济发展水平。

另一面，最近几十年里能源消费总量也在年年升高，几乎呈爆发式增长，这是各行各业生产和生存所必需的。 正是因为市场的繁荣才能带来能源消费总量飞速增长。 而经济增长的表现可以在一定程度上理解为GDP 的增长。 再结合中国的国情，GDP 与能源消费总量可能存在密切关系。 或者说，可以粗略地认为GDP 的增长促进了能源消费的增长，毕竟中国国民生产是离不开能源消耗的。

(二)国内经济问题

虽然中国的能源消耗总量和GDP 飞速增长，但是中国经济配置仍旧不合理，产业结构仍旧不够优化，资源配置有待提高，例如中国大量的实业集中在房地产领域。 在这种情况下，能源消费总量和GDP 之间的关系变得不确定。 反过来说，这两者的关系也可以看出国内经济的资源配置效果如何、产业结构是否合理等。

二、文献综述

对于GDP 与能源消费总量之间关系的研究这一问题，许多学者都对此做出了详细的讨论。 刘伟运用统计学和计量经济学的知识，从横向和纵向两大方面，对我国能源消费与GDP 的关系进行了详细的研究，得出了GDP 的增长是能源消费的格兰杰成因，以及能源利用率仍然偏低的结论。 杜建丽等将GDP 和能源消费总量各自分为四个周期，将他们的IMF 分量进行对比，发现能源消费和GDP 是相互依赖的，并且明确了能源的发展要以经济增长为前提。 吴巧生等选取了中国各省1986～2005 年的数据，运用面板单位根、异质面板协整和基于面板的误差修整模型重新检验中国能源消费和GDP 的关系，实证结果表明中国总体的能源消费和GDP 有双向因果关系。 车树芹对新近发展起来的面板数据方法对我国的经济增长和能源消费量的关系进行了论证，主要是考虑了面板模型综合了时间序列和截面序列的特征，增加了可以利用的信息量，对所研究的变量之间的关系将会变得更加清楚明了，其中，在研究变量之间的因果关系时，为了防止为回归的出现，车树芹分别对每个变量进行了单位根检验，分析变量间的协整关系时又运用了协整检验分析，最后又用到了Granger 因果检验得出了变量间的因果关系，发现了东部地区存在短期单向因果、长期无因果的关系。 而西部地区则是短期双向因果关系，到了长期则是两者同向增长。张文玺利用中日韩三国的数据来研究能源消费与GDP 之间的关系，分别建立静态和动态的框架，发现了GDP 对三国能源消费总量的关系均是正相关，其中，第二产业对能源消费的影响较高。 在文章的最后，还给出了中国应该借鉴日韩的经验，转变经济的增长方式，建立能源与经济、环境协调发展的政策保障体系和管理程序。 鄢琼伟和陈浩运用了协整分析、格兰杰因果分析与自回归等数学方法分析认为，经济总量对能源消费总量的短期影响大于长期影响，而能源消费总量的增减对GDP 没有显著影响，在文章的最后也给出了如何满足我国经济增长对能源的需求，如何提高能源的利用率。

本文充分参考了上述几位学者成果的独到之处，又利用了最新的数据，在文中给出了具体的数据分析结果以及详细的模型关系式。 这将会更加直观地反映能源消费总量与GDP 之间的关系。 这也是本文相对于其他文章的创新之处。最后本文结合最新的具体国情给出了不一样的观点，同时又紧扣本文所得出的数据结论。

三、研究思路

本文先基于时间序列分析，检验序列的平稳性，具体思路如下：

首先，利用ADF 检验序列的平稳性；然后，利用Var 模型得到最优滞后阶数；接着，利用Johansen 协整检验判断出存在的协整关系；最后，利用Granger 因果检验，判断出两个变量的因果关系。

检验出序列的平稳性，就可以建立回归模型。 本文则建立了普通最小二乘估计回归模型和带有虚拟变量的非线性回归模型，两个模型经过对比，从而可以判断出哪个模型更能说明两者之间的关系。

四、描述性统计分析

本文借助1980 年到2015 年这36 年间的能源消费总量与GDP 的数据，分析这一经济问题，其中能源消费总量的单位是万吨标准煤，GDP 的单位是亿元。 在这里，借助EViews软件分析这两个数据间的特征。 这两组时间序列的特征如图1 所示：

图1 能源消费总与GDP 时间序列特征

根据GDP 和能源消费总量两者的线形图，可以粗略地说明能源消费总量和GDP 是同步上升，但是到了最近几年，能源消费总量增速变缓，但是GDP 依然保持强劲地增长。

再根据描述性统计具体值，可以看出能源消费的均值为178378.8，中位数为 135193.5；GDP 的均值为 166163.8，中位数为82455.25。 因此，需要对数据进行标准化处理。

五、模型的建立和估计

根据前面的描述性统计分析，本文建立的模型是研究能源消费总量与GDP 之间的关系，这些数据都是来自国家统计局。 但是由于数据都偏大，为了减少异方差性，本文对数据进行对数处理。

(一)时间序列的分析检验

对于时间序列的研究，应该首先检验其稳定性，通常运用的方法有：DF、ADF 检验和 PP 检验。 本文选择 ADF 检验，通过多次检验，发现在二阶差分条件下，ADF 统计量的值为-25.40，显著小于1%置信水平下的ADF 值，并且P值小于1%，说明拒绝原假设，不存在单位根，通过了ADF 检验，说明能源消费与GDP 是二阶差分平稳的。

为了运用Granger 表述定理，应该先用Var 模型判断最优滞后阶数。 根据上述判断结果，则可以借助EViews 软件确定最优滞后阶数为5。 根据Granger 表述定理，Johansen 协整检验的滞后阶数为5-1＝4，在5%的显著水平下，能源消费总量和GDP 之间有一个协整关系。

对这两个变量进行Granger 因果关系检验，通过EViews软件求得数据说明这两个变量存在单向因果关系，即GDP可以解释能源消费总量，反之，能源消费总量不可以解释GDP 的增长。

(二)线性回归模型的建立和分析

为建立最小二乘估计的线性回归模型，在命令行输入：ls lnEC c lnGDP，得到最小二乘估计的方程为：

lnEC＝7.764955+0.374495lnGDP

由输出的结果可以发现，DW 统计量为0.09，说明随机误差项存在序列相关，并且根据图2 判断数据拟合效果，发现模型在横坐标为20 处残差最大。 因此拟合效果不理想，此模型的可信度不高。

图2 线性回归随机误差序列

(三)带虚拟变量的非线性回归模型的建立和分析

在图2 中，可以看出数据在横坐标为20 时，残差最大。根据计量经济学的理论背景，这里需要引入虚拟变量d1。 本文将1980 年到 1999 年数据的 d1 值设置为0，将2000 年到2015 年的d1 值设置为1，这样便构建了GDP 对能源消费总量的时间断点模型。

经过多次测试，找到了合适的虚拟变量方程，在命令窗口输入：ls lnEC c lnGDP lnGDP2d1 d1×lnGDP d1×lnGDP2d1×lnGDP3，得到非线性回归方程为：

lnEC＝3.56+1.32lnGDP-0.052lnGDP2-176.91d1+41.34d1×lnGDP-3.25d1×lnGDP2+0.09d1×lnGDP3

根据结果所示，R值为 0.998，DW 值为 1.64，所以该带有虚拟变量的非线性回归模型的拟合效果较好。

(四)模型比较

根据两个模型的DW 统计量，带有虚拟变量的非线性回归模型拟合效果好。 为了进一步印证这个事实，观察标准误的大小，线性回归方程中的标准误为0.13，非线性回归方程的MES 为0.03。 因此验证了应该采用带有虚拟变量的非线性回归模型。

六、模型结果分析

根据Grander 因果关系的结果，可以看出能源消费总量的增长并不能带动GDP 的增长，这说明如果持续依赖能源粗犷型的经济发展模式，将不能拉动我国经济的增长，这一点结论和以往并不太一样，可能因为GDP 的发展速度已经不能由粗犷的能源消费带来增长。 而拉动经济增长的方式之一，就是进行产业升级，将资源密集型产业转换为技术密集型产业，在各个地区分别发展自己的特色产业，加快淘汰落后产业，并适应新型工业化和居民消费结构升级的新形势，大力发展商贸、物流、文化、旅游等第三产业。

通过非线性回归方程，发现在2000 年之后，能源消费总量随GDP 的升高而增加的更多。 这说明在2000 年之后，中国能源消费结构得到了一定程度的优化。 相比于在此之前的20 年，2000 年以后能源消费的提升将依赖更少的GDP，这可能与我国在2000 年实行的政策有关系，说明在2000 年以后中国的经济迅速发展的确带来了能源消费总量的大幅度提升，能源消费的增加也揭开了经济繁荣的序幕。

七、合理建议

(一)转变经济发展方式

目前，我国经济发展的弊端就是资源利用效率不高，这无疑造成了资源的浪费，反映在数据上便是造成了能源消费总量的无效增大，导致了GDP 促进能源消费的虚假增长。 解决这类问题的办法是需要为国内企业大力引进西方的先进技术，及时淘汰落后产业，升级新型产业，利用更加先进的能源消费方式。 这样不仅能更加有效地利用已有的能源，而且还能提高企业利润，为企业带来更大的发展。 当然，前期的改革可能会导致一时的困窘，但是从长远看来，这其中的收益将会是无限的，所以，国内企业应该把眼光放的长远一点，争取早日转型成功，这样我国经济将会有更大的发展空间。

(二)优化资源分配

现在国内产业都集中在房地产上，造成了资源分配不合理的情况，在这种情况下，虽然能源消耗总量在逐年上升，但它只是由房地产业在促进着其快速增长，并不能代表整个GDP。 况且这样的发展是畸形的、是不健康的。 因此，政府应该主导产业资源配置结构，对高新技术产业应该大力扶持，防止资源大力倾斜于房地产业。 当然，只有国内产业能够更好地协调发展，这样经济的增长才能代表GDP 的增长，才能代表与能源消费总量的关系。

(三)淘汰落后产能企业

在如今，新兴企业如雨后春笋般出现在市场中。 一些企业为了节省成本，购置了一些已经被市场淘汰的设备进行生产。 在这种情况下，不仅仅暗地提高了企业的成本，而且也加重了社会的负担，毕竟很多资源都是不可再生的。 因此，必须要对落后企业进行严厉排查，坚决不能一任放纵这些企业对社会造成危害。 同时，政府也应该大力宣传提高高新技术产业水平，只有这样，那些落后企业才能被市场自动地淘汰出去。 总的来说，作为一个飞速发展的经济体，理想的社会应该是不断淘汰落后企业，争相向高新技术产业靠拢的，只有这样，我国的能源消费才能更加合理。

(四)引进新能源

能源是不可再生资源，能源消费量大幅度增长并不一定是好事。 此时，就需要政府大力引入新能源，或者大力支持新能源的开发工作。 只有这样，节省下来的新能源才能更好地发挥其作用。 比如，煤和石油的使用加大了资源的负担，而将其转变为可再生资源使用，将会对环境产生积极的影响。 除此之外，新能源一般会比普通能源要便宜，本着节约社会成本的角度，引入新能源再合适不过。