基于協(xié)整和脈沖響應(yīng)的中國能源與經(jīng)濟(jì)增長動態(tài)關(guān)系測算研究

摘要 近年來，在我國經(jīng)濟(jì)高速增長，能源供需矛盾突出的嚴(yán)峻形勢下，中央“十一五”規(guī)劃提出 了能耗降低20% 的任務(wù)目標(biāo)。為了探明在節(jié)能政策條件下我國能源與經(jīng)濟(jì)增長的動態(tài)演進(jìn)關(guān) 系，本文采用協(xié)整模型檢驗(yàn)了1980-2005年中國能源與經(jīng)濟(jì)增長之間的長期均衡關(guān)系， 構(gòu)建 了能源生產(chǎn)和消費(fèi)與GDP的誤差修正模型，并在此基礎(chǔ)上利用脈沖響應(yīng)函數(shù)測算了能源與經(jīng) 濟(jì)增長在外部因素沖擊下的動態(tài)響應(yīng)態(tài)勢。研究結(jié)果表明，我國能源總量與經(jīng)濟(jì)增長之間存 在協(xié)整關(guān)系，短期內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速增長必然帶動能源消費(fèi)的急劇增加，而能源消費(fèi)量的上升對 經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用卻不顯著；在近期節(jié)能政策的沖擊下，能源生產(chǎn)和消費(fèi)的響應(yīng)有2～3年的滯 后期，并呈現(xiàn)出正弦波的形態(tài)。為了達(dá)到20%降耗目標(biāo)，政府需控制經(jīng)濟(jì)的增長速度，并同 時加大力度保證節(jié)能政策的貫徹實(shí)施。

關(guān)鍵詞 協(xié)整；脈沖響應(yīng)函數(shù)；經(jīng)濟(jì)增長；節(jié)能降耗

中圖分類號 F224.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1002-2104(2008)04-0056-06

我國既是能源消 費(fèi)大國，也是能源生產(chǎn)大國。改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)保持了快速增長的勢頭，從1980年到 “十五”規(guī)劃末，經(jīng)濟(jì)增長年平均速度達(dá)到了9.8%。但另一方面，我國能源消費(fèi)的增長卻呈 現(xiàn)出劇烈的波動。1996年經(jīng)濟(jì)軟著陸以前，我國一直以較低的能源消耗推動著經(jīng)濟(jì)的較快增 長，能源彈性系數(shù)基本維持在0.5左右。然而，1997年亞洲金融危機(jī)的突然來襲以及軟著陸 的滯后效應(yīng)，使我國經(jīng)濟(jì)陷入低谷，1997-1999年能源消費(fèi)彈性系數(shù)平均僅為-0.15。伴隨 著 經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)和又一輪高速增長，2003年我國能源彈性系數(shù)迅速增長到1.5左右，能源供需矛 盾已經(jīng)十分突出。 解決我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源供給的矛盾，首先必須明 確能源與經(jīng)濟(jì)增長的內(nèi)在關(guān)系。本文將從研究中國能源與國民經(jīng)濟(jì)的本質(zhì)關(guān)系入手，分析GD P與能源生產(chǎn)、消費(fèi)在節(jié)能降耗政策沖擊下的動態(tài)發(fā)展態(tài)勢，為國家制定能源政策提供科學(xué) 依據(jù)。

1 模型選擇的依據(jù)

20世紀(jì)70年代以來，各國學(xué)者采用不同的方法對能源與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系進(jìn)行了大 量研究，其 結(jié)論也不盡相同。Kraft， J.和Kraft， A.（1978）首先將Sims檢驗(yàn)應(yīng)用到美國能源消費(fèi)和收 入關(guān)系的研究中，發(fā)現(xiàn)1947-1974年美國GNP到能源消費(fèi)具有單向的因果關(guān)系。Yu和Choi（1 985）采用標(biāo)準(zhǔn)Granger方法檢驗(yàn)了菲律賓能源與GNP之間的因果關(guān)系，其方向與KraftKra ft 對美國的結(jié)論相反。Hwang和Gum（1992）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 源與經(jīng)濟(jì)之間存在雙向因果關(guān)系的結(jié)論。而Yu和Hwang（1984），Yu和Choi（1985）以及Ero l和Yu（1987）的研究則認(rèn)為美國能源與GNP之間不存在因果關(guān)系，John AsafuAdjaye（ 20 00），Cheng和Lai（1997）也對前者關(guān)于菲律賓和臺灣能源與經(jīng)濟(jì)關(guān)系的結(jié)論提出了質(zhì)疑。 近年來，由美國計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)家Granger提出的協(xié)整理論逐漸被應(yīng)用在能源與經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系的 研究領(lǐng)域。Yu和Jin（1992）在美國1974年到1990年數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了能源消費(fèi)和收入 以及就業(yè)之間的長期均衡關(guān)系。Masih（1996）、Ugur和Ramazan（2003）研究了歐洲和亞洲 諸多國家能源消費(fèi)和GDP之間的協(xié)整性。林伯強(qiáng)（2001），馬超群和儲慧斌（2004），王海 鵬（2006），李龍全（2006）等人將協(xié)整模型運(yùn)用到中國能源與經(jīng)濟(jì)關(guān)系的研究中，建立了 中國能源需求的計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型。另外，陳書通（1996），趙麗霞、魏巍賢（1998）等人 采用 OLS回歸和彈性系數(shù)法等也對中國能源與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系進(jìn)行了論證。由我國改革開放以來能源 與經(jīng)濟(jì)增長的軌跡可以看出，每一次能源或經(jīng)濟(jì)增長出現(xiàn)拐點(diǎn)都與國家的經(jīng)濟(jì)環(huán)境、能源政 策等外在因素密切相關(guān)。在對外界因素沖擊的響應(yīng)研究方面，劉強(qiáng)（2005）采用CGE模型模 擬了石油價格的波動對GDP、就業(yè)等宏觀經(jīng)濟(jì)變量的影響。張明慧，李永峰（2006）從 能源 生產(chǎn)和能源消費(fèi)的波動特征入手，分析了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的周期性波動對能源生產(chǎn)和消費(fèi)的影 響。郭建平、何建敏和嚴(yán)奇（2006）將脈沖響應(yīng)函數(shù)引入能源與經(jīng)濟(jì)關(guān)系的研究中，利用19 78-2003年的數(shù)據(jù)研究了我國濟(jì)增長對能源沖擊的響應(yīng)模式。

王昱等：基于協(xié)整和脈沖響應(yīng)的中國能源與經(jīng)濟(jì)增長動態(tài)關(guān)系 測算研究中國人口#8226;資源與環(huán)境 2008年 第4期綜上所述，盡管GrangerSims檢驗(yàn)法已被廣泛應(yīng)用于能源與經(jīng)濟(jì)增長因果關(guān)系的研究中， 但 是其結(jié)論對于變量的定義、樣本區(qū)間的長短及滯后結(jié)構(gòu)的選擇等因素十分敏感，不適用于變 量間長期關(guān)系的研究。而協(xié)整模型克服了采用差分方法處理非平穩(wěn)序列的弊端，充分利用了 時間序列數(shù)據(jù)中隱含的長期和短期信息，因此本文采用協(xié)整理論來研究中國能源與經(jīng)濟(jì)增長 之間的關(guān)系，進(jìn)而結(jié)合能源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)踐要求，借助脈沖響應(yīng)函數(shù)來刻畫和模擬能源與 GDP在外界因素沖擊下的動態(tài)響應(yīng)態(tài)勢，為節(jié)能降耗政策的實(shí)施提供合理的建議。

2 中國能源與經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系的實(shí)證分析

2.1 變量和數(shù)據(jù)說明

本文采用年度數(shù)據(jù)，考慮到改革開放后我國經(jīng)濟(jì)體制的變化，設(shè)定樣本區(qū)間為1980-2005年 。經(jīng)濟(jì)的增長狀況采用GDP指標(biāo)來度量，數(shù)據(jù)采集自各年《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》，單位為億元， 并以1980年為基期換算得到實(shí)際GDP數(shù)據(jù)。能源的發(fā)展?fàn)顩r采用能源生產(chǎn)總量（EP）和能源 消費(fèi)總量（EC）的實(shí)物量來反映，數(shù)據(jù)采集自各年《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，單位為萬噸標(biāo)準(zhǔn) 煤。

2.2 協(xié)整檢驗(yàn)

協(xié)整理論從考察變量的平穩(wěn)性入手，把時間序列分析中短期動態(tài)模型與長期均衡 模型的優(yōu)點(diǎn) 結(jié)合起來，探求非平穩(wěn)經(jīng)濟(jì)變量間蘊(yùn)含的長期均衡關(guān)系，避免了用差分后的序列進(jìn)行建模時 產(chǎn)生的長期調(diào)整信息丟失的問題。

2.2.1 單位根檢驗(yàn)

協(xié)整關(guān)系要求被檢驗(yàn)的兩個或多個變量具有相同的單整階數(shù)，因此在檢驗(yàn)變量間的 協(xié)整關(guān)系之前，本文首先采用ADF檢驗(yàn)法進(jìn)行變量序列的平穩(wěn)性檢驗(yàn)，即單位根檢驗(yàn)。

在誤差修正型中，被解釋變量的波動可以分為兩部分：一部分是短期波動 ，一 部分是長 期均衡。其中Δ為差分算子，表示變量的短期波動，腳標(biāo)-1表示該變量的滯后1期，ecm t-1為滯后的誤差修正項(xiàng)，其系數(shù)表示長期均衡關(guān)系對短期波動的調(diào)整力度。通 過對比可以看出，GDP與能源生產(chǎn)和消費(fèi)之間的均衡關(guān)系對能源總量波動的牽引作用較強(qiáng)（ 調(diào)整系數(shù)分別為0.741 0和0.925 3）。也就是說，當(dāng)能源生產(chǎn)總量和能源消費(fèi)總量的短期波 動 偏離長期均衡時，能源生產(chǎn)或能源消費(fèi)與GDP之間的協(xié)整關(guān)系將以較大的力度將其拉回均衡 狀態(tài)。而這種均衡關(guān)系對GDP短期波動的調(diào)整作用較弱（調(diào)整系數(shù)分別為0.0234和0.0317） ，因此當(dāng)GDP的波動偏離長期均衡時，能源對它的牽引作用并不顯著。

2.3 脈沖響應(yīng)測算

脈沖響應(yīng)函數(shù)（Impulse Response Function，IRF）是以向量自回歸模型（Vector Autoreg ression，VAR）為基礎(chǔ)，用來研究當(dāng)系統(tǒng)中某個變量的擾動項(xiàng)受到一個單位的沖擊時，其 他變量的動態(tài)響應(yīng)路徑的一種計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)模型。

為了用脈沖響應(yīng)函數(shù)來模擬當(dāng)前節(jié)能降耗政策沖擊下能源和經(jīng)濟(jì)增長的動態(tài)變化，首先對GD P與能源生產(chǎn)（EP）和能源消費(fèi)（EC）建立如下VAR模型：

當(dāng)某一變量第t期的擾動項(xiàng)發(fā)生變動時，會通過變量之間的動態(tài)聯(lián)系，對t期以 后的各變量產(chǎn)生一連串的連鎖作用。其中變化的擾動項(xiàng)稱為新息向量，這種擾動可以是政治、經(jīng)濟(jì)等各種不可解釋的因素造成的沖[WTBZ]擊。如果變量之間存在當(dāng)期的影響關(guān)系， 則 要對VAR模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，建立SVAR模型。

用EViews軟件對動態(tài)方程的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)(見表4)。模型中各變量均經(jīng)過取對數(shù)處理，從方 程的擬合度和系數(shù)的顯著性，以及滯后階數(shù)判定的AIC準(zhǔn)則綜合考慮，取各變量的最大滯后 階數(shù)為2?？紤]到GDP、能源生產(chǎn)和能源消費(fèi)之間可能存在當(dāng)期的影響關(guān)系，本文對以上的VA R模型進(jìn)行了結(jié)構(gòu)化處理。由于在該問題中設(shè)置不同的變量輸出順序的結(jié)果相差不大，因此確定變量的輸出順序?yàn)?［GDP，EP，EC］，輸出時期數(shù)為10期（見圖2～4）。

由圖2～4可知，當(dāng)經(jīng)濟(jì)增長受到一個單位的正向沖擊時，其自身對該沖擊的 反應(yīng)迅速且劇烈，在第4期達(dá)到 最大并且維持時間很長（見圖2a）。能源生產(chǎn)和能源消費(fèi)在該沖擊下同樣產(chǎn)生 了長期的正向反應(yīng)，但是響應(yīng)幅度相對較小，在第7期達(dá)到最大（見圖2b和2c）。能源的沖 擊對GDP的影響十分微弱。當(dāng)能源生產(chǎn)量受到某些因素的影 響而增加時，帶動GDP在前2期有微 小的增長，但第5期之后便恢復(fù)了沖擊前的水平（見圖3a）。而在能源消費(fèi)的沖擊下，GDP的 增 長在第3期達(dá)到峰值，并保持了較長時期的正向效應(yīng)（見圖4a）。能源生產(chǎn)與能源消費(fèi)之間 的 相互作用以及二者對其自身的沖擊效應(yīng)都十分顯著，并且響應(yīng)模式呈現(xiàn)出相似的正弦波形態(tài) 。當(dāng)能源生產(chǎn)受到一個單位的正向沖擊時，會導(dǎo)致其自身和能源消費(fèi)在前5期 呈現(xiàn)同向的增長，并

3 結(jié)論與啟示

本文基于1980-2005年中國能源與GDP的時間序列數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)了能源與經(jīng)濟(jì)增長之間的協(xié)整 關(guān) 系，建立了誤差修正模型，在此基礎(chǔ)上利用脈沖響應(yīng)函數(shù)探討了經(jīng)濟(jì)增長與能源在外部因素 沖擊下的響應(yīng)模式，得出以下結(jié)論：①證實(shí)了能源與經(jīng)濟(jì)增長之間存在長期均衡關(guān) 系。 在這種均衡關(guān)系的調(diào)整下，當(dāng)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入上升階段，能源的生產(chǎn)和消費(fèi)就會隨之顯著增長，而 當(dāng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)的增長加快時，也會在一定程度上刺激經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但經(jīng)濟(jì)增長對能源的 帶動作用較強(qiáng)，而能源對經(jīng)濟(jì)增長的促進(jìn)作用則較弱。②能源在GDP沖擊下的響應(yīng)效應(yīng) 有 7年的滯后期，并且非常持久。而GDP在能源沖擊下的響應(yīng)速度較快但效果非常微弱。能源生 產(chǎn)與能源消費(fèi)的相互作用及二者對其自身沖擊的響應(yīng)都具有正弦波的形態(tài)，但僅在5年內(nèi)保 持了正向的效應(yīng)，沒有產(chǎn)生持久的增長態(tài)勢。

根據(jù)以上結(jié)論，國家在處理能源與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系時，不能一味為了保持經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而無節(jié)制的 開發(fā)利用能源。從短期來看，經(jīng)濟(jì)的高速增長會輕而易舉的帶動能源消費(fèi)的大量增加，而能 源消費(fèi)對經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用卻十分微弱，這種正面作用很快會被能源短缺給經(jīng)濟(jì)增長造成的制 約作用抵消，不但不利于經(jīng)濟(jì)增長，反而加重了經(jīng)濟(jì)增長的負(fù)擔(dān)。在目前嚴(yán)峻的能源形勢下 ，我們更應(yīng)該合理控制經(jīng)濟(jì)的增長速度，防止經(jīng)濟(jì)過熱增長帶來的能源供給壓力，給新能源 的開發(fā)利用預(yù)留時間。從長期來看，能源彈性是不斷變化的，通過經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整等措施的逐 步實(shí)施，耗能結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化和新能源的開發(fā)利用，能源彈性系數(shù)將下降到1996年以前的水 平，經(jīng)濟(jì)增長對能源的依賴程度會隨之降低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“高增長，低能耗”的良好局面。

“十一五”規(guī)劃提出了5年內(nèi)我國單位GDP能耗降低20%的任務(wù)指標(biāo)，該政策的實(shí)施必然對經(jīng) 濟(jì) 增長和能源消費(fèi)產(chǎn)生負(fù)向的沖擊作用。根據(jù)脈沖響應(yīng)測算的結(jié)果，GDP會因此產(chǎn)生一個滯后 期為3年的同向變動，但變化幅度并不大，不會給經(jīng)濟(jì)增長造成長期的負(fù)面影響。能源消費(fèi) 對節(jié)能政策沖擊的響應(yīng)滯后期為3年，變化的幅度十分顯著，并且呈現(xiàn)出正弦波形態(tài)的演進(jìn) 態(tài)勢。在其他條件不變的情況下，遵循能源消費(fèi)在政策沖擊下的演進(jìn)路徑，將分解目標(biāo)定為 第1年下降3%，第2年和第3年下降6%，第4年4%，第5年1%是較為合理的。在科學(xué)合理的政策 目標(biāo)的指引下，一方面控制經(jīng)濟(jì)的過快增長，另一方面積極采取優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，開發(fā)高效能 源，研發(fā)節(jié)能技術(shù)等措施配合節(jié)能降耗政策的貫徹落實(shí)，切實(shí)保證政策手段的實(shí)施力度，那 么順利完成節(jié)能降耗的任務(wù)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展就并非難事。

(編輯：田 紅)

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