張啟鑾　曾偉強　劉伶

摘 要將能源消費總量納入到柯布道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)中，運用中國1990～2011年的時間序列數(shù)據(jù)，通過Granger因果檢驗，研究我國能源消費與經(jīng)濟增長之間的Granger因果關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)：不論在短期還是長期中，GDP與固定資本存量，GDP與能源消費總量都互為雙向格蘭杰因果關(guān)系；而固定資本存量與能源消費則不同，在短期時，不存在格蘭杰因果關(guān)系，但在長期均衡中，它們之間也存在雙向格蘭杰因果關(guān)系。為進一步明確在能源消費中，哪個產(chǎn)業(yè)的能源消費對我國經(jīng)濟增長的貢獻率最大，構(gòu)建了灰色關(guān)聯(lián)度模型，研究發(fā)現(xiàn)第三產(chǎn)業(yè)對我國經(jīng)濟增長的貢獻率最大。最后根據(jù)研究結(jié)論，提出優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、大力發(fā)展低能耗、高產(chǎn)出的第三產(chǎn)業(yè)，充分發(fā)揮資源配置效率，建立資源節(jié)約型的經(jīng)濟發(fā)展模式的建議。

關(guān)鍵詞能源消費；GDP增長；格蘭杰因果檢驗；灰色關(guān)聯(lián)度模型

中圖分類號F124.1 文獻標(biāo)識碼A 文章編號1673-0461（2014）01-0030-05

一、引 言

近年來，隨著我國經(jīng)濟的高速增長，能源消耗已經(jīng)成為制約經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國人口占世界的20%，而已探明的天然氣儲量只占世界的1.2%，原油儲量占2.2%，煤炭儲量占11%，人均石油可開采儲量僅為世界平均值的8%，人均煤炭資源占世界平均值的42.5%，人均能源資源占有量不到世界平均水平的一半。更為重要的是，我國不僅人均能源占有量低，且能源使用效率較發(fā)達國家也較低。以美國為例，每千瓦時電可產(chǎn)生GDP8美元，而我國連8人民幣都不到，我國噸鋼能耗也是美國的2倍。當(dāng)前我國用電平均增速超過15%，而相應(yīng)的GDP增長率約為9%。國民經(jīng)濟增長對電力的消耗是超常的，因此，確定能源消費與經(jīng)濟增長之間的關(guān)系，發(fā)展低能耗，高產(chǎn)出的產(chǎn)業(yè)，充分利用能源，降低能源消耗對我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

自20世紀70年代爆發(fā)“石油危機”后，能源與經(jīng)濟增長的研究便成為熱點。當(dāng)時人們探討最多的是關(guān)于稀缺資源的最優(yōu)配置問題以及從長期看其對經(jīng)濟增長的制約問題。Kraft（1978）運用美國1947年至1974年的數(shù)據(jù)，分析了能源消費與經(jīng)濟增長的因果關(guān)系[1]。Yu和choi（1985）采用標(biāo)準(zhǔn)Granger因果關(guān)系檢驗方法通過實證證明了韓國存在其GDP到能源消費的單向Granger因果關(guān)系[2]。然而，Akarca和Long（1980）、Yu和Hwang（1984）等學(xué)者分別采用不同時間段的數(shù)據(jù)以及不同的研究方法，對不同對象的能源消費與經(jīng)濟增長進行Granger因果關(guān)系檢驗，結(jié)果卻表明能源消費和GDP之間并不存在因果關(guān)系[3-4]。Masihet（1997）運用多變量協(xié)整分析與VAR修正模型，對中國臺灣、韓國等地的經(jīng)濟增長與能源消費進行了因果關(guān)系研究。從此基于協(xié)整分析的因果關(guān)系檢驗方法在能源消費與經(jīng)濟增長關(guān)系的研究中得以廣泛應(yīng)用[5]。

進入21世紀后，國內(nèi)學(xué)者也將因果檢驗法用于能源消費與經(jīng)濟增長的關(guān)系研究之中。林伯強（2003）應(yīng)用協(xié)整分析和誤差修正模型技術(shù)研究了中國電力消費與經(jīng)濟增長之間的關(guān)系，實證結(jié)果表明GDP、資本、人力資本以及電力消費之間存在著長期均衡關(guān)系[6]。馬超群等（2004）的研究結(jié)果表明，GDP與總消費、GDP與煤炭消費之間具有協(xié)整關(guān)系，GDP與天然氣消費、GDP與石油消費、GDP與水電力消費之間不具有協(xié)整關(guān)系[7]。趙麗霞、魏巍賢（1998）在C-D 生產(chǎn)函數(shù)中加入了能源這個變量，并構(gòu)建了向量自回歸模型，實證結(jié)果表明：能源是我國經(jīng)濟發(fā)展中不可完全替代的限制性要素[8]。齊紹洲，羅威（2007）研究我國東西部經(jīng)濟增長與能源消費強度差異，研究發(fā)現(xiàn)我國東西部人均GDP差異存在收斂，并隨著人均GDP差異的收斂，東西部的能源消費強度差異也是收斂的[9]。李韌（2010）將綜合能耗納入C-D生產(chǎn)函數(shù)，運用我國1978～2007年的時間序列數(shù)據(jù)，通過實證證明了綜合能源消費與產(chǎn)出的長期均衡關(guān)系和雙向Granger因果關(guān)系[10]。

灰色系統(tǒng)理論（Grey Theory）始于20世紀80年代，由我國鄧聚龍教授首先提出。主要用于解決一些包含未知因素的特殊領(lǐng)域的問題。經(jīng)過多年的發(fā)展，目前灰色系統(tǒng)理論已經(jīng)用于各領(lǐng)域的分析與研究。劉躍（2006）運用灰色系統(tǒng)理論對人力資源進行了評估，同年，梁川（2006）也運用灰色系統(tǒng)理論對甘肅省農(nóng)林經(jīng)濟發(fā)展進行了研究分析[11-12]。灰色關(guān)聯(lián)度分析是一種動態(tài)分析一個系統(tǒng)內(nèi)各因素間關(guān)聯(lián)度的方法，它可以根據(jù)一個不確定系統(tǒng)的“貧信息”、“小樣本”，進而充分利用部分“部分已知信息”了解和分析系統(tǒng)[13]。由于研究宏觀經(jīng)濟的數(shù)據(jù)樣本相對來說數(shù)據(jù)量較少，因此采用灰色關(guān)聯(lián)度來研究能源消費與經(jīng)濟增長的內(nèi)在關(guān)系比較合適，能夠彌補數(shù)據(jù)樣本小的局限性以及系統(tǒng)內(nèi)各因素間的不確定性關(guān)系的局限性。

綜上可知：國外對能源消費對經(jīng)濟增長的研究起步較早，且對計量經(jīng)濟學(xué)理論的應(yīng)用相對比較廣泛，值得借鑒。而國內(nèi)學(xué)者雖然也采用了多種研究方法對我國能源消費與經(jīng)濟增長進行了大量的關(guān)系研究，但從總體看還存在以下問題有待商榷：①學(xué)者們的研究結(jié)論不一致，可能是由于研究數(shù)據(jù)和對象的不同造成的，但也有可能是因為研究時未對數(shù)據(jù)進行單位根檢驗及協(xié)整分析，而導(dǎo)致數(shù)據(jù)對結(jié)果造成的不良影響。②先前學(xué)者的研究也有運用C-D生產(chǎn)函數(shù)研究了能源消費與經(jīng)濟增長的關(guān)系，但是他們所選用的數(shù)據(jù)一般都是從1978年為起點，雖然時間跨度較長，但是由于我國經(jīng)濟的迅速崛起主要集中于最近20年，所以選取以1978年至今的數(shù)據(jù)得到的研究結(jié)論可能相對來說不夠穩(wěn)健，且對當(dāng)今社會的借鑒意義值得商榷，因此本文打算選用1990年到2011年的數(shù)據(jù)。③先前學(xué)者關(guān)于能源消費與經(jīng)濟增長的研究主要是集中于能源總量消費與經(jīng)濟增長的關(guān)系研究，在得出兩者關(guān)系后，并未進一步深入探討兩者的內(nèi)在關(guān)系。有的學(xué)者得出能源消費與經(jīng)濟增長是雙向Granger因果關(guān)系，即隨著能源消費總量的增加，經(jīng)濟產(chǎn)出總量也增加，而反過來隨著經(jīng)濟的增長，能源消費總量也不斷增多。由于能源是稀有資源，它的總量是有限的，而經(jīng)濟的發(fā)展卻是無止盡的，因此，為了經(jīng)濟穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展，在不改變能源消費結(jié)構(gòu)（發(fā)展可再生的新能源）情況下，我們應(yīng)該盡可能的提高能源的使用效率。本文將能源消費分為三大產(chǎn)業(yè)，從而進一步探索低能耗高產(chǎn)出的產(chǎn)業(yè)，擬通過構(gòu)建灰色關(guān)聯(lián)度模型對能源消費進一步細分，并通過分析得出低能耗高產(chǎn)出的產(chǎn)業(yè)。

本文余下內(nèi)容在結(jié)構(gòu)上安排如下：第二部分為能源消費與經(jīng)濟增長的格蘭杰因果檢驗；第三部分為能源消費與經(jīng)濟增長的灰色關(guān)聯(lián)度分析；最后是結(jié)論，并提出政策建議。

二、能源消費與經(jīng)濟增長的格蘭杰因果檢驗

1. 我國經(jīng)濟增長的影響因素分析與模型的構(gòu)建

4. 變量的協(xié)整分析

根據(jù)單位根檢驗結(jié)果可知，變量lny，lnk，lnz是同階平穩(wěn)的，下面進行協(xié)整檢驗，以判斷三者之間是否存在協(xié)整關(guān)系，進一步排除“偽回歸”的可能性。

協(xié)整檢驗結(jié)果表明：在0.05顯著性水平下存在一個協(xié)整方程，且無論是協(xié)整檢驗的跡檢驗還是協(xié)整檢驗的最大特征值檢驗，都表明存在一個協(xié)整方程。這也就說明lny，lnk，lnz之間存在著長期均衡關(guān)系，且根據(jù)上述分析可知這種關(guān)系具有線性趨勢。

5. 格蘭杰因果關(guān)系檢驗

由上文得出lny，lnk，lnz之間存在長期均衡關(guān)系，則變量之間也一定存在著格蘭杰因果關(guān)系。本文采用基于誤差修正模型的格蘭杰因果檢驗，主要從短期和長期兩方面來檢驗它們之間的關(guān)系，可將其分為三步：

第一，應(yīng)用Eviews軟件建立lny，lnk，lnz的VECM模型，選擇包含截距項和有線性趨勢的確定性趨勢，檢驗的滯后階數(shù)選為2.

第二，進行短期格蘭杰因果檢驗。基于VECM的短期格蘭杰因果關(guān)系檢驗，采用Wald ？字2檢驗。

基于VECM的短期格蘭杰因果關(guān)系檢驗可得出，D（lnk）和 D（lnz）同時都是D（lny）的單向格蘭杰原因，而D（lny）又分別是D（lnk）與D（lnz）的單向格蘭杰原因。換言之，在短期格蘭杰因果檢驗中，固定資本存量和能源消費總量同時都是GDP的單向格蘭杰原因，而GDP又分別是固定資本存量和能源消費總量的單向格蘭杰原因。

第三，通過考察誤差修正項參數(shù)的顯著性，研究變量間是否存在長期格蘭杰因果關(guān)系。

格蘭杰因果檢驗的結(jié)果表明，D（lny），D（lnk），D（lnz）的誤差修正項系數(shù)在10%水平下是顯著的，即lnk，lnz是lny的長期原因；lny，lnz是lnk的長期原因；lny，lnk是lnz的長期原因。由此可得出結(jié)論：GDP、固定資本存量與能源消費總量兩兩之間均存在雙向的長期Granger因果關(guān)系。

三、能源消費與經(jīng)濟增長的灰色關(guān)聯(lián)度分析

1. 灰色關(guān)聯(lián)度模型的構(gòu)建

20世紀80年代末，鄧聚龍教授首創(chuàng)的灰色系統(tǒng)理論提出了對各子系統(tǒng)進行灰色關(guān)聯(lián)度分析的概念，該理論通過一定的方法，去尋求系統(tǒng)中各子系統(tǒng)（或因素）之間的數(shù)值關(guān)系?；疑P(guān)聯(lián)度分析是一種研究“貧信息”、“少數(shù)據(jù)”不確定性問題的新方法。目前，這種理論已被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域。由于其對數(shù)據(jù)樣本容量及分布沒有特殊要求，而本文數(shù)據(jù)樣本又有一定局限性，因此，運用該方法對我國能源消費與經(jīng)濟增長進行分析，可以在一定程度上彌補數(shù)據(jù)樣本上的欠缺。建立灰色關(guān)聯(lián)度數(shù)學(xué)模型步驟如下：

四、結(jié)論及建議

本文以擴充的道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)為基礎(chǔ)，運用1990年至2011年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，通過對變量進行單位根檢驗，協(xié)整分析，以及格蘭杰因果檢驗，得出結(jié)論：①不論在長短期中，GDP與固定資本存量，GDP與能源消費總量都互為雙向格蘭杰因果關(guān)系；②從短期來看，固定資本存量與能源消費間不存在格蘭杰因果關(guān)系，但是在長期均衡中，它們之間也存在雙向格蘭杰因果關(guān)系?；诖?，通過對能源消費總量的細分，運用灰色系統(tǒng)理論，構(gòu)建灰色關(guān)聯(lián)度模型，更進一步探索能源消費與GDP增長之間的內(nèi)在聯(lián)系，得出結(jié)論：①第二產(chǎn)業(yè)中的工業(yè)對能源消費總量影響程度最大，而其對我國GDP的貢獻卻相對較小；②以批發(fā)、零售、貿(mào)易、餐飲，交通、運輸、郵電通訊、倉儲為主第三產(chǎn)業(yè)對我國能源消費總量影響程度最小，卻對我國GDP的貢獻最大；③以農(nóng)、林、牧、漁、水利為主導(dǎo)的第一產(chǎn)業(yè)，在對我國能源消費總量的情況和對我國GDP的貢獻程度都是介于第二和第三產(chǎn)業(yè)之間。因此，從經(jīng)濟健康可持續(xù)發(fā)展的角度，我們應(yīng)該通過優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提倡發(fā)展低能耗、高產(chǎn)出的第三產(chǎn)業(yè)，降低能源消費相對較高的第二產(chǎn)業(yè)的工業(yè)的比重進而充分發(fā)揮資源配置效率，建立資源節(jié)約型的可持續(xù)發(fā)展模式。

[參考文獻]

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[18] 張軍，章元.對中國資本存量K的再估計[J].經(jīng)濟研究，2003（7）：35-42.

Abstract：This paper estimates the relationship between Chinese total energy consumption and economic growth through Granger causality test on Cobb-Douglas production function with the variable total energy consumption by using 1990-2011 time-series data. The research shows that no matter in short-term or long-term， GDP and fixed capital present two-side Granger causality， as well as GDP and energy consumption. Also， to explore which industry contributes the most in energy consumption， we model the grey relational grade model， and find that the tertiary industry contributes the most. In the end of this paper， we make a suggestion that optimize industry structure， develop low energy-consumption and high yields tertiary industry and improve the efficiency of resource allocation to build a resource-conserving economic development model.

Key words：energy consumption；GDP growth；Granger Causality Test；crey relevance model

（責(zé)任編輯：張丹郁）

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[18] 張軍，章元.對中國資本存量K的再估計[J].經(jīng)濟研究，2003（7）：35-42.

Abstract：This paper estimates the relationship between Chinese total energy consumption and economic growth through Granger causality test on Cobb-Douglas production function with the variable total energy consumption by using 1990-2011 time-series data. The research shows that no matter in short-term or long-term， GDP and fixed capital present two-side Granger causality， as well as GDP and energy consumption. Also， to explore which industry contributes the most in energy consumption， we model the grey relational grade model， and find that the tertiary industry contributes the most. In the end of this paper， we make a suggestion that optimize industry structure， develop low energy-consumption and high yields tertiary industry and improve the efficiency of resource allocation to build a resource-conserving economic development model.

Key words：energy consumption；GDP growth；Granger Causality Test；crey relevance model

（責(zé)任編輯：張丹郁）

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[13] 韓智勇，魏一鳴.中國能源消費與經(jīng)濟增長的協(xié)整與因果關(guān)系分析[J].系統(tǒng)工程，2004（12）：18-26.

[14] 王小魯，樊綱，等.中國經(jīng)濟增長的可持續(xù)性——跨世紀的回顧與展望[M] .北京：經(jīng)濟科學(xué)出版社，2000.

[15] 張學(xué)文.我國公共投資與社會投資固定資本存量的估算[J].統(tǒng)計與決策，2010（4）：102-104.

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[17] 李治國，唐國興.資本形成路徑與資本存量調(diào)整模型——基于中國轉(zhuǎn)型時期的分析[J].經(jīng)濟研究，2003（2）：34-42.

[18] 張軍，章元.對中國資本存量K的再估計[J].經(jīng)濟研究，2003（7）：35-42.

Abstract：This paper estimates the relationship between Chinese total energy consumption and economic growth through Granger causality test on Cobb-Douglas production function with the variable total energy consumption by using 1990-2011 time-series data. The research shows that no matter in short-term or long-term， GDP and fixed capital present two-side Granger causality， as well as GDP and energy consumption. Also， to explore which industry contributes the most in energy consumption， we model the grey relational grade model， and find that the tertiary industry contributes the most. In the end of this paper， we make a suggestion that optimize industry structure， develop low energy-consumption and high yields tertiary industry and improve the efficiency of resource allocation to build a resource-conserving economic development model.

Key words：energy consumption；GDP growth；Granger Causality Test；crey relevance model

（責(zé)任編輯：張丹郁）