陳曉君

能源消費結(jié)構(gòu) VEC Granger因果檢驗

引言

習近平同志在十九大報告中指出，必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅持節(jié)約資源和保護環(huán)境的基本國策。在我國，以原煤、原油等非清潔傳統(tǒng)能源作為主要能源，長期以來對大氣、水源造成污染，能源是國民經(jīng)濟發(fā)展的支撐，因此，發(fā)展清潔新能源，調(diào)整能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及完成“綠色低碳、可持續(xù)發(fā)展”的重要任務(wù)刻不容緩。國家能源局局長努爾·白克力在談及“十三五”能源發(fā)展路徑時，曾指出我國能源行業(yè)發(fā)展面臨的五大主要矛盾：一是傳統(tǒng)能源煤炭、電力產(chǎn)能過剩矛盾加?。欢悄茉聪到y(tǒng)整體運行效率有待提高；三是可再生能源發(fā)展面臨瓶頸制約；四是終端能源消費清潔替代任務(wù)艱巨；五是資源環(huán)境約束問題更加突出。國民經(jīng)濟進入“新常態(tài)”階段，經(jīng)濟增速放緩，調(diào)結(jié)構(gòu)穩(wěn)增長，追求可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟增長模式，在經(jīng)濟轉(zhuǎn)型階段，通過調(diào)整能源行業(yè)的結(jié)構(gòu)以緩解傳統(tǒng)能源行業(yè)產(chǎn)能過剩的困境并加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、增加清潔能源供應(yīng)迫在眉睫。要調(diào)整結(jié)構(gòu)，首先要先了解我國能源消費結(jié)構(gòu)，本文把能源分為“清潔能源”和“非清潔能源”兩類，應(yīng)用VEC模型和Granger因果檢驗，探究了能源種類消費結(jié)構(gòu)和能源消費行業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

理論知識

（1）向量誤差修正VEC模型

當一個k元時間序列系統(tǒng)中的變量相互關(guān)聯(lián)，某些變量的變動可能會同時引起其他變量的變動進而進一步影響自身的變化，系統(tǒng)不能簡單地用單個方程表達，需要使用VAR模型或VEC模型進行研究。

考慮一個k元時間序列X_t=（x_1t，x_2t，L，x_kt），假設(shè)各變量單位根平穩(wěn)，則可直接構(gòu)建VAR（p）模型：

所謂因果關(guān)系是指變量之間的依賴性，作為結(jié)果的因變量Y由作為原因的解釋變量x所決定的。Granger因果檢驗從數(shù)據(jù)角度提供了因果關(guān)系的參考依據(jù)，為以理論依據(jù)或?qū)嵺`經(jīng)驗為根據(jù)的先驗設(shè)定提供數(shù)據(jù)支撐或修正已有認知。Granger因果檢驗并非確切地得到哲學意義上的某種因果關(guān)系，更多地是基于統(tǒng)計學意義，而是根據(jù)兩個時間序列變量X、Y，判斷是X的變動超前于Y的變動，還是X的變動滯后于Y的變動，還是兩者同時變動。

對于兩個平穩(wěn)的變量X、Y，對于回歸模型：

實證分析

本文數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計年鑒，收集了1994 2014年的能源消費結(jié)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)，以萬噸標準煤為單位：一是，按能源種類分，國內(nèi)原煤，原油，天然氣，水電、核電、風電的消費量，分別記為x₁、x₂、x₃、x₄；二是，按消費行業(yè)分，國內(nèi)工業(yè)，交通運輸、倉儲和郵政業(yè)，生活消費的消費量，分別記為z₁、z₂、z₃，進一步把能源種類分為兩類：把原煤和原油歸類為“非清潔能源”，天然氣和水電、核電、風電歸類為“清潔能源”，合計消費量分別記為x₁、x₂。

對數(shù)化處理后，進行時間序列平穩(wěn)性檢驗，經(jīng)檢驗，在5%顯著性水平下，5個序列均未通過平穩(wěn)性檢驗。

進行滯后一階Johansen協(xié)整性檢驗，在1%的顯著性水平下，“Rank（Ⅱ）=0”原假設(shè)的檢驗值106.01，大于1%顯著水平臨界值84.45，拒絕假設(shè)，認為五個序列存在協(xié)整性“Rank（Ⅱ）≤1”原假設(shè)的檢驗值60.38，大于1%顯著水平臨界值60.16，拒絕假設(shè)，但“Rank（Ⅱ）≤2”原假設(shè)的檢驗值為28.24，小于5%顯著性水平臨界值34.91，假設(shè)未被拒絕，表明可能存在2個協(xié)整因子。

VEC（1）誤差修正項方程為：ecm_1t=-（lnX_1t-1.72lnz_1t+0.11lnz_2t+0.59lnz_3t+1.28），ecm_2t=-（lnX_2t+293lnz_1t-0.58ln_2t-4.02lnz_3t+1.27）·

從F檢驗來看，在5%的顯著性水平下，系統(tǒng)5個方程均通過整體線性檢驗，從調(diào)整性R方來看，能源種類消費量的解釋方程的值高于行業(yè)消費量的解釋方程。

探討變量之間的Granger因果關(guān)系，在5%的顯著性水平下，三種行業(yè)能源消費量均是非清潔能源消費量的Granger原因；生活能源消費量是清潔能源消費量的Granger原因；非清潔能源消費量和其他行業(yè)能源消費量是工業(yè)消費量的Granger原因；非清潔能源消費量是交通運輸、倉儲和郵政業(yè)能源消費量的Granger原因；系統(tǒng)其余變量均不是生活能源消費量的Granger原因。結(jié)合調(diào)整R方來看，能源種類消費量可能更多地由行業(yè)能源消費需求決定，目前我國仍以火力發(fā)電為主、交通以原油為主，因此三種行業(yè)需求變化均會引起非清潔能源用量變化，至于清潔能源目前局限于生活消費，表示尚未大規(guī)模普及高耗能行業(yè)，原因一方面是清潔能源多為新能源，大規(guī)模開發(fā)運輸存在技術(shù)難度，尚未完全普及，另一方面工業(yè)、交通運輸、倉儲和郵政業(yè)兩大行業(yè)由于技術(shù)尚未革新，主要仍以傳統(tǒng)耗能的方式進行生產(chǎn)。至于行業(yè)消費量，非清潔能源消費量均是工業(yè)消費量、交通運輸、倉儲和郵政業(yè)消費量存在雙向的Granger因果關(guān)系，表明兩個行業(yè)仍以傳統(tǒng)的能源供能生產(chǎn)，互相影響；但是系統(tǒng)中任何一個變量不是生活消費量的Granger原因，表明存在系統(tǒng)外因素影響生活能源消費量。從調(diào)整R方來看，關(guān)于行業(yè)能源消費量的解釋方程回歸效果均有欠理想，推測存在外部因素影響行業(yè)的能源消費量，如國民經(jīng)濟的增長，人民生活水平的提高，行業(yè)市場需求增加，能源消耗增加。

小結(jié)

把我國能源消費劃分為“非清潔能源”和“清潔能源”兩個類別，通過建立VEC模型和Granger因果檢驗，與按行業(yè)分能源消費結(jié)構(gòu)進實證分析，主要得到如下四點結(jié)論：一是，不同能源種類的消費量主要由不同行業(yè)、不同用途的能源消費結(jié)構(gòu)所決定；二是，隨著經(jīng)濟增長，行業(yè)市場需求增加從而影響行業(yè)能源消費量變化；三是，傳統(tǒng)非清潔能源仍是我國多數(shù)行業(yè)主要的供能來源，尤其是工業(yè)、交通運輸、倉儲和郵政業(yè)兩個行業(yè)；四是，天然氣和水電、核電、風電等清潔能源主要用于生活消費。根據(jù)上述結(jié)論，本文認為要改善能源消費結(jié)構(gòu)不均衡的境況，最根本是要從科技創(chuàng)新人手，主要從三個角度：一是，生產(chǎn)開發(fā)清潔新能源；二是，新能源運輸系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；三是，新能源使用方法。前兩者是基于國家建設(shè)開發(fā)層面，后者是從行業(yè)生產(chǎn)角度提出的技術(shù)革新。針對性地對不同行業(yè)的生產(chǎn)單位、企業(yè)做好思想宣傳工作，協(xié)助并引導生產(chǎn)者、消費者做出新的能源消費選擇，做好“生產(chǎn)”與“使用”傳送過程中的基建，適當調(diào)整能源市場價格，能一定程度緩解能源消費結(jié)構(gòu)不均衡的情況并逐步實現(xiàn)清潔能源的替代任務(wù)。