徐 剛, 王維國

(1.東北財經(jīng)大學(xué)數(shù)學(xué)與數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)院,遼寧大連116025; 2.中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所,遼寧大連116023)

基于協(xié)整檢驗(yàn)的中國能源需求研究

徐 剛1,2, 王維國1

(1.東北財經(jīng)大學(xué)數(shù)學(xué)與數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)院,遼寧大連116025; 2.中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所,遼寧大連116023)

文章運(yùn)用協(xié)整理論構(gòu)建了中國能源需求的長期均衡模型,發(fā)現(xiàn)在1978～2008年期間,能源需求與經(jīng)濟(jì)增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化以及能源價格存在長期均衡關(guān)系,能源需求與經(jīng)濟(jì)增長存在格蘭杰(Granger)雙向因果關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上提出了我國能源發(fā)展的政策建議。

能源需求;經(jīng)濟(jì)增長;協(xié)整;格蘭杰因果

一、引 言

能源是人類賴以生存和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),是國民經(jīng)濟(jì)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要基石。隨著能源需求的不斷增長,能源對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響已成為全球矚目并極其關(guān)注的問題,同時也是當(dāng)前我國的熱點(diǎn)問題和焦點(diǎn)問題。因此,能源需求與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系便成為值得研究并給予重視的問題。

近年來,國內(nèi)外學(xué)者采用不同的方法對能源與經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系做了大量研究,以往主要是從定性方面進(jìn)行的,現(xiàn)也開始從定量分析方面進(jìn)行研究,如Kraft對1947～1974的美國年度數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,率先發(fā)現(xiàn)GDP對能源消費(fèi)的單向因果關(guān)系[1]。Stem采用單方程靜態(tài)協(xié)整分析和多元動態(tài)協(xié)整分析發(fā)現(xiàn)能源在解釋GDP中具有顯著效果,并且GDP、勞動力、資本和能源之間存在長期均衡關(guān)系[2]。Soytas和Sari實(shí)證分析了“七國集團(tuán)”和新興市場經(jīng)濟(jì)國家共16個國家的能源和經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系,發(fā)現(xiàn)“七國集團(tuán)”的兩個變量之間均存在協(xié)整關(guān)系[3]。此外,協(xié)整與因果關(guān)系研究方法也逐漸被應(yīng)用到亞洲國家和地區(qū)的能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長之間關(guān)系的研究中。Hwang和Gum在對臺灣地區(qū)能源與經(jīng)濟(jì)關(guān)系的研究中,得出了能源經(jīng)濟(jì)之間存在雙向因果關(guān)系的結(jié)論[4],而Chen和Lai則對1955～1993年的樣本進(jìn)行了單位根檢驗(yàn)、協(xié)整檢驗(yàn)以及Granger因果檢驗(yàn)的Hsiao程序等技術(shù),發(fā)現(xiàn)只存在GDP對能源消費(fèi)的單向因果關(guān)系[5]。在Asafu基于協(xié)整檢驗(yàn)和誤差修正模型的研究得出印度和印度尼西亞兩國能源消費(fèi)對GDP的單向因果關(guān)系,以及菲律賓和泰國兩國能源消費(fèi)和GDP之間的雙向因果關(guān)系[6]。

國內(nèi)學(xué)者在此方面的研究也日漸興起。蔣金荷分析了中國的能源效率和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整[7];李科等詳細(xì)研究了我國1954～2003年年度能源總消費(fèi)和各影響因子間的長期均衡關(guān)系[8]。薛艷等運(yùn)用協(xié)整和誤差修正模型找出江蘇省經(jīng)濟(jì)增長與能源消費(fèi)的真實(shí)關(guān)系,即GDP增長導(dǎo)致能源需求的增加[9]。張令等運(yùn)用生態(tài)足跡方法,指出遼寧需要改善能源結(jié)構(gòu),提高能源效率,逐步降低煤炭在一次能源消費(fèi)中的比重,實(shí)現(xiàn)該區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展[10]。李靖宇等建議中俄兩國必須從市場經(jīng)濟(jì)規(guī)律出發(fā),加大西伯利亞與遠(yuǎn)東地區(qū)能源項(xiàng)目的開發(fā)力度,以推動實(shí)現(xiàn)雙方經(jīng)貿(mào)合作的戰(zhàn)略升級目標(biāo)[11]。

綜上所述,國內(nèi)外的研究者大多是在能源與經(jīng)濟(jì)增長的雙變量、線性協(xié)整的模型框架下進(jìn)行的,忽略了城市化、技術(shù)進(jìn)步、價格等特有因素對中國能源需求的影響。因此,本文將采用目前國際上廣泛采用的協(xié)整檢驗(yàn)和Granger因果分析的方法,從能源需求、經(jīng)濟(jì)增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化、能源價格等幾個方面,對中國能源經(jīng)濟(jì)的協(xié)整性和因果關(guān)系進(jìn)行研究,以期拓展這一領(lǐng)域的研究工作,為能源戰(zhàn)略與政策的制定提供實(shí)證依據(jù)。

二、能源需求的長期均衡分析

1.影響中國能源需求的主要變量

根據(jù)能源經(jīng)濟(jì)學(xué)的需求理論,能源需求(ENERGY)的主要因素取決于能源價格、經(jīng)濟(jì)增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和城鎮(zhèn)化四個變量:

(1)價格因素。價格因素是影響商品需求的首要和關(guān)鍵因素,在能源需求與能源價格之間應(yīng)該存在著負(fù)相關(guān)關(guān)系。價格(PRICE)用商品零售價格分類指數(shù)中的燃料指數(shù)來衡量。

(2)經(jīng)濟(jì)增長。經(jīng)濟(jì)增長是能源需求的重要因素,經(jīng)濟(jì)增長與能源需求之間存在著顯著且穩(wěn)定的正相關(guān)關(guān)系。經(jīng)濟(jì)的增長一般都采用國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)來表示。

(3)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化。我國正處于重化工業(yè)這個嶄新的發(fā)展時代,即以資金、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的深加工、重型化發(fā)展的新階段,這階段的發(fā)展需要以對能源的高消耗為支持。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化與能源需求之間的關(guān)系應(yīng)該是正相關(guān)的。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化用第二產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)的比重(INDUS)來加以衡量,因?yàn)榈诙a(chǎn)業(yè)即是國民經(jīng)濟(jì)的重要部門,也是能源的消費(fèi)大戶。

(4)城鎮(zhèn)化。我國城市建筑規(guī)模持續(xù)以5%～8%的速度增長,今后15年內(nèi)城鎮(zhèn)建筑擁有量將再增加一倍,而農(nóng)村住宅也在穩(wěn)定增長,從而使得建筑運(yùn)行總能耗持續(xù)增長。城鎮(zhèn)化與能源需求之間的關(guān)系應(yīng)該是正相關(guān)的。城鎮(zhèn)化(CI)可采用城市人口占總?cè)丝诘谋戎貋肀硎?其中中國城市人口的統(tǒng)計(jì)是指市、鎮(zhèn)轄區(qū)的全部人口,其中也包括一部分農(nóng)業(yè)人口。

本文采用的數(shù)據(jù)均來自各年《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》(1979～2009)。在使用這些數(shù)據(jù)之前,應(yīng)考慮變量的可比性,所以要對其中的一些變量(如國內(nèi)生產(chǎn)總值)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。為了克服數(shù)據(jù)中的異方差和數(shù)據(jù)的劇烈波動,可以取自然對數(shù)并用L EN ERGY、L GD P、L IN DUS、L CI和L PRICE表示,數(shù)據(jù)是1978～2008年的年度經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),運(yùn)用Eviews6.0軟件進(jìn)行分析。

2.變量的DF-G LS檢驗(yàn)與協(xié)整關(guān)系檢驗(yàn)

(1)平穩(wěn)性檢驗(yàn)

由于大多數(shù)經(jīng)濟(jì)變量的時間序列為非平穩(wěn)序列,這些時間序列的數(shù)字特征隨時間的變化而變化。因此,在建立模型之前,必須對序列的平穩(wěn)性進(jìn)行單位根檢驗(yàn),我們利用DF-GLS方法分別對L EN ERGY、L GD P、L IN DUS、L CI和L PRICF變量進(jìn)行了平穩(wěn)性檢驗(yàn)(見表1)。

從表1的平穩(wěn)性檢驗(yàn)結(jié)果可以看出,五個變量L EN ERGY、L GD P、L INDUS、LCI和L PRICE的DF-GLS值均大于臨界值,都具有單位根,因此都是非平穩(wěn)的。然而這五個變量一階差分后,它們的DF-GLS值都小于臨界值,即一階差分序列均不具有單位根,因此它們的一階差分序列是平穩(wěn)序列,都是一階單整序列。

(2)協(xié)整檢驗(yàn)

對于多變量間協(xié)整關(guān)系的檢驗(yàn),Johansen-Juselius的方法優(yōu)于Engle-Granger的兩步法。所以本文采用Johansen-Juselius方法來確定模型中協(xié)整向量的個數(shù)。為確定VAR模型的最大滯后期,我們參考L R (似然比)檢驗(yàn)、A IC(赤池信息準(zhǔn)則)、FPE、S C和HQ信息準(zhǔn)則這五種方法,當(dāng)五種方法確定的滯后期相等時,該滯后期即為VAR模型的最大滯后期,從而提高被估VAR模型的精確性,從表2可以看出,最大滯后期為3,因此,可用Johansen中的跡統(tǒng)計(jì)量方法得到的協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果(見表3)。

表1 各變量的平穩(wěn)性檢驗(yàn)

表2 五種方法滯后期的確定結(jié)果

表3 Johansen跡統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)結(jié)果

協(xié)整檢驗(yàn)從檢驗(yàn)不存在協(xié)整關(guān)系這一原假設(shè)開始逐步檢驗(yàn)。從表3可以看出,在5%的顯著性水平下,變量之間存在協(xié)整關(guān)系。

(3)能源需求的長期均衡關(guān)系

由于變量L EN ERGY、LGDP、LINDUS、LCI、L PRICE之間存在著協(xié)整關(guān)系,所以可以估計(jì)出長期均衡方程:

方程(1)表明長期均衡方程的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果是令人滿意的。在1978～2008年,能源需求與實(shí)際國內(nèi)生產(chǎn)總值、城鎮(zhèn)化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化和價格存在長期均衡關(guān)。從長期均衡方程可以看出,國內(nèi)生產(chǎn)總值、城鎮(zhèn)化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變與能源需求的影響方向一致,也就是說國內(nèi)生產(chǎn)總值增長、城鎮(zhèn)化推進(jìn)、工業(yè)比重上升,會使能源總需求量上升,而價格水平上升則會降低能源需求量。從各變量對能源需求的影響程度看,能源需求的長期收入彈性、長期城市化彈性、長期產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化彈性和長期價格彈性分別為0.570 351、0.899 890、1.736 471和0.160 366。

在長期均衡方程中,能源需求關(guān)于GDP的彈性為0.570。國際上伴隨著一個國家從輕工業(yè)向重工業(yè)轉(zhuǎn)化,再從重工業(yè)向第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷程,能源彈性系數(shù)一般都是具有先急劇上升然后下降的規(guī)律,英國、美國的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,在工業(yè)化的初期階段,能源彈性系數(shù)大于1,在工業(yè)化后期階段,能源彈性系數(shù)則小于1。我國當(dāng)前正處工業(yè)化初級階段,其能源彈性沒有大于1,這主要是由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、管理水平、市場環(huán)境等因素的改善造成的。此外,還與當(dāng)前所處于的信息化時代緊密相關(guān),我國當(dāng)前采取“信息化”帶動“工業(yè)化”的路線,加之先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用,在節(jié)能和提高能源效率兩方面入手,都有效地降低了能源消耗。另外估計(jì)得到的長期收入彈性符號為正,這符合國民經(jīng)濟(jì)與能源需求成正相關(guān)的規(guī)律。

能源需求的長期城市化彈性為0.900,說明城市化每變動1個百分點(diǎn)就會引起能源需求變動0.900個百分點(diǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國不斷興建一些城鎮(zhèn),伴隨著城鎮(zhèn)的建設(shè),其自身就會牽動能源的消耗增長。當(dāng)前,我國建筑總能耗約占社會終端能耗的20.7%。其中,北方城鎮(zhèn)建筑采暖和農(nóng)村生活用煤約為1.6億噸標(biāo)煤/年,占我國2004年煤產(chǎn)量的11.4%;建筑用電和其它類型的建筑用能(炊事、照明、家電、生活熱水等)折合為電力,總計(jì)約為5 500億度/年,占全國社會終端電耗的27%～29%;此外,當(dāng)前我國城市人口和農(nóng)村人口生活消費(fèi)結(jié)構(gòu)存在著巨大差別,并且在能源消費(fèi)上,城市人口對能源的消費(fèi)量遠(yuǎn)大于農(nóng)村人口,正是上述原因?qū)е铝穗S著城市化水平的提高,對能源需求也將不斷增加。

能源需求的長期產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)彈性為1.736,說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)每變動1個百分點(diǎn),就會引起能源需求1.736個百分點(diǎn)的變動。實(shí)際上,在改革開放前,我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值占了整個國民經(jīng)濟(jì)近半數(shù);實(shí)行改革開放后,隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整,我國走的是工業(yè)化道路,這一時期工業(yè)部門在國民經(jīng)濟(jì)中的比重不斷地提升,同時工業(yè)部門又是能源消費(fèi)大戶,這導(dǎo)致了現(xiàn)階段我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化會引起能源需求正相關(guān)變化,并且有較高的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)彈性。

能源需求的價格彈性符號為負(fù),表明價格與能源需求之間存在著負(fù)相關(guān),能源需求的價格彈性為0.160,說明價格每增加1個百分點(diǎn),就會引起能源需求0.160個百分點(diǎn)的下降。這說明,在當(dāng)前能源價格尚未完全實(shí)現(xiàn)市場機(jī)制的條件下,其對需求的調(diào)解作用也表現(xiàn)出來,因此,進(jìn)行能源價格改革,利用價格的杠桿機(jī)制,以保障國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民的合理利用。

三、能源與經(jīng)濟(jì)的Granger因果關(guān)系分析

除了發(fā)現(xiàn)能源與經(jīng)濟(jì)增長、價格、城鎮(zhèn)化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的長期均衡關(guān)系之外,分析清楚能源與經(jīng)濟(jì)增長、價格、城鎮(zhèn)化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的因果關(guān)系,對于制定有效的能源管理戰(zhàn)略也是至關(guān)重要的。

因?yàn)槟茉磁c經(jīng)濟(jì)增長、價格、城鎮(zhèn)化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間存在協(xié)整關(guān)系,因此可通過Granger(格蘭杰)因果關(guān)系來檢驗(yàn)它們之間的因果關(guān)系,其結(jié)果如表4所示。依據(jù)表4的結(jié)果,在10%的顯著性水平上,能源需求與經(jīng)濟(jì)增長存在雙向的格蘭杰因果關(guān)系,能源需求與價格存在雙向的格蘭杰因果關(guān)系,能源需求與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)存在從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指向能源需求的單向的格蘭杰因果關(guān)系,能源需求與城鎮(zhèn)化既不存在著從能源需求到城鎮(zhèn)化的單向格蘭杰因果關(guān)系,也不存在著從城鎮(zhèn)化到能源需求的單向格蘭杰因果關(guān)系。

表4 標(biāo)準(zhǔn)格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)

中國能源需求與經(jīng)濟(jì)增長之間的這種雙向因果關(guān)系,反映了中國經(jīng)濟(jì)增長與能源需求之間的相關(guān)性,也符合能源成為中國經(jīng)濟(jì)增長過程中不可完全替代的限制性生產(chǎn)要素的實(shí)際情況,同時也說明實(shí)現(xiàn)中國經(jīng)濟(jì)增長從粗放型向集約型轉(zhuǎn)變的必要性和緊迫性。其深層次的含義為:一方面,保持經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定增長必須要有不斷擴(kuò)大的能源供應(yīng)作為保障。因此,對能源供應(yīng)可能出現(xiàn)的波動和短缺必須保持高度警惕并做好應(yīng)對的準(zhǔn)備;另一方面,在全球變暖以及環(huán)保的壓力下,每個國家都在進(jìn)行著能源戰(zhàn)略和能源政策的調(diào)整。在制定有關(guān)溫室氣體減排的能源政策時,必須充分考慮可能對能源需求造成的影響,我國在承擔(dān)大國減排責(zé)任的同時,也避免間接影響到我國的經(jīng)濟(jì)增長目標(biāo)。

四、結(jié)論及建議

本文利用協(xié)整分析、Granger因果檢驗(yàn)等現(xiàn)代計(jì)量經(jīng)濟(jì)方法構(gòu)造了中國能源需求的長期均衡模型,對我國能源需求的影響因素進(jìn)行了深入分析,實(shí)證得出能源需求與經(jīng)濟(jì)增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化以及能源價格存在長期均衡關(guān)系。能源需求與經(jīng)濟(jì)增長存在雙向的格蘭杰因果關(guān)系,能源需求與價格存在雙向的格蘭杰因果關(guān)系,能源需求與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)存在從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指向能源需求的單向格蘭杰因果關(guān)系?；谏鲜鼋Y(jié)論,結(jié)合我國能源現(xiàn)況,提出以下政策建議:(1)繼續(xù)堅(jiān)定不移地堅(jiān)持采取信息化帶動工業(yè)化。一方面可以提高我國工業(yè)的信息化水平,另一方面,發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)工業(yè)在低耗能的情況下增長。(2)開展適合中國國情的城鎮(zhèn)化建筑節(jié)能模式。依照中國的地理環(huán)境和居住習(xí)慣,合理推進(jìn)城鎮(zhèn)化,營造一個節(jié)能的室內(nèi)熱環(huán)境模式,避免造成建筑運(yùn)行能耗的大幅度增長。(3)加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。在第二產(chǎn)業(yè)內(nèi)部,一方面注意高能效的新工藝、新技術(shù)的采用,另一方面,限制高能耗行業(yè)的擴(kuò)張和發(fā)展;此外,積極發(fā)展第三產(chǎn)業(yè),以此全面降低能耗,實(shí)現(xiàn)整個國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。(4)推進(jìn)能源價格改革。在能源價格中,石油價格是我國當(dāng)前的重要問題之一?，F(xiàn)在成品油的零售價格的定價方式,在保證了國內(nèi)成品油價格相對穩(wěn)定的同時,也引發(fā)了石油進(jìn)口量價齊升的問題。因此,改革現(xiàn)在的石油定價機(jī)制,實(shí)現(xiàn)國內(nèi)價格與國際價格的接軌,有利于國內(nèi)石油生產(chǎn)和消費(fèi)企業(yè),增強(qiáng)其核心競爭力,提高對國際石油市場變動的適應(yīng)力。(5)加強(qiáng)節(jié)能。在制定能源長期發(fā)展規(guī)劃時,要注意經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)與節(jié)能指標(biāo)的關(guān)系,控制能源需求總量的增長。可通過節(jié)能技術(shù)、節(jié)能管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整直接降低各產(chǎn)業(yè)的能耗,并通過國家的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,減少高能耗產(chǎn)業(yè)的比重,進(jìn)一步降低全社會的能耗。實(shí)現(xiàn)以最少的能源消耗支持經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

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Research on China’s Energy Demand Based on Co-integration Test

XU Gang1,2, WANG Wei-guo1

(1.College of Quantitative Economics,Dongbei University of Finance&Economics,Dalian 116025,China; 2.Dalian Institute of Chemical Physics,Chinese Academy of Sciences,Dalian 116023,China)

This paper develops an energy demand model in the long run by using the co-integration theory and Granger causality test.The findings indicate that there is a co-integration relationship in energy demand,economic growth,energy price,industry structure and town development from 1978～2008;furthermore,there is Granger causality between energy demand and economic growth in two directions.On the basis of the research, we provide some policy suggestions on energy development in China.

energy demand;economic growth;co-integration;Granger causality

F124.5

:A

:1008-407X(2010)02-0021-05

2009-09-06

遼寧省教育廳創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(2007T050);中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程領(lǐng)域前沿項(xiàng)目(S200603)

徐剛(1972-),男,遼寧大連人,經(jīng)濟(jì)師,東北財經(jīng)大學(xué)數(shù)學(xué)與數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)院博士研究生,主要從事能源經(jīng)濟(jì)與能源戰(zhàn)略研究;王維國(1963-),男,吉林通榆人,教授,博士生導(dǎo)師,博士,主要從事經(jīng)濟(jì)計(jì)量分析研究。