福建省能源消費與經(jīng)濟增長的協(xié)整分析

劉麗欽

摘 要：本研究基于1978～2014年福建省的數(shù)據(jù)，將時間序列分為（1978，2000）和（2000，2014）兩個時間區(qū)間，采用協(xié)整檢驗原理和誤差修正模型對福建省的能源消耗總量和經(jīng)濟增長之間的關(guān)系進行協(xié)整分析。結(jié)果表明，福建省經(jīng)濟增長與能源消費之間在（1978，2000）區(qū)間內(nèi)存在協(xié)整關(guān)系，建立相關(guān)的誤差修正模型說明其修正機制。在（2001，2014）區(qū)間內(nèi)福建省的能源消耗和經(jīng)濟增長之間不存在協(xié)整關(guān)系，是因為能源效率提高，新能源開發(fā)利用等原因，研究這樣的趨勢能否繼續(xù)。結(jié)論能夠?qū)Ω＝ㄊ≈贫ㄕ_能源戰(zhàn)略以及促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展提供重要參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：能源消費；經(jīng)濟增長；協(xié)整分析；誤差修正模型

一、引言

能源是發(fā)展壯大一個國家或者地區(qū)經(jīng)濟必不可少的生產(chǎn)要素，是支撐經(jīng)濟增長最基本的物質(zhì)之一。隨著一個國家或者地區(qū)經(jīng)濟的不斷發(fā)展，需要的資源支撐也在不斷擴大。經(jīng)濟增長與能源開發(fā)之間存在相互促進的關(guān)系，然而資源的稀缺性與能源的有限供給極大束縛經(jīng)濟發(fā)展。

基于對1978～2005年間中國GDP數(shù)據(jù)和能源消費的協(xié)整分析，汪旭暉等①研究表明經(jīng)濟增長與能源消費之間存在協(xié)整關(guān)系。吳巧生等②研究結(jié)論與汪旭暉類似，即我國GDP的變動將引起能源消耗水平的同方向變動。路世昌等③對遼寧省1978-2008年的相關(guān)數(shù)據(jù)進行了協(xié)整分析，得到遼寧省的經(jīng)濟增長和能源消耗之間存在協(xié)整關(guān)系的結(jié)論。但是熊曼④在對中國經(jīng)濟增長和能源消耗進行分析的時候以湖北省為例，得出了相反的結(jié)論，她認為湖北省的經(jīng)濟增長和能源消耗之間不僅不存在協(xié)整關(guān)系的結(jié)論，并且認為這種趨勢繼續(xù)的可能性不大。

福建省經(jīng)濟處于上升期，能源的消耗隨之上漲。從能源供需平衡看，福建省能源資源制約非常突出，能源平衡處于緊平衡狀態(tài)。這主要是由于福建省屬于常規(guī)資源資源短缺地區(qū)，無油、無煤、無天然氣且少礦，能源生產(chǎn)能力遠不能滿足消費需求的增長造成。蘇晉⑤早在2005年就關(guān)注到福建的能源供給問題，他認為福建的能源供給大部分靠外界供給和其他替代方法，這樣會導(dǎo)致更多的能源安全供給的不穩(wěn)定因素存在。

本文以福建省1978～ 2014年的數(shù)據(jù)為樣本，對福建省經(jīng)濟增長和能源消費的長期均衡關(guān)系進行協(xié)整分析來判斷他們之間是否存在長期均衡，以及對比福建省的經(jīng)濟增長和能源消耗是否同全國存在同步長期穩(wěn)定關(guān)系來探討福建省未來經(jīng)濟發(fā)展該如何進行能源規(guī)劃。本文意在為政策制定者提供一些建設(shè)性建議，使得福建省在保持經(jīng)濟高速發(fā)展的同時如何調(diào)整能源消耗的強度，制定正確的能源發(fā)展戰(zhàn)略。

二、數(shù)據(jù)和模型

（一）數(shù)據(jù)

本研究數(shù)據(jù)來自福建省歷年統(tǒng)計年鑒和中國統(tǒng)計年鑒，樣本區(qū)間為1979～2014年，經(jīng)濟變量為福建省能源消費的總量和地區(qū)生產(chǎn)總值，其中地區(qū)生產(chǎn)總值是采用1952年為基年的數(shù)據(jù)。地區(qū)生產(chǎn)總值的單位為億元，能源消費總量的單位為萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。所有變量都取自然對數(shù)。

（二）模型

Augmented Dickey-Fuller（ADF）單位根檢驗是DF檢驗的拓展，目的是為了保證DF檢驗中隨機干擾項的白噪聲特性。ADF檢驗的基本原理是將變量的一階差分項加入到回歸方程的右邊，其目的是控制高階序列相關(guān)。⑥基于下面的回歸方程，可以根據(jù)序列選擇是否包含常數(shù)項或者趨勢項：

ADF檢驗的原假設(shè)是H0：η=0，即序列至少存在一個單位根；備選假設(shè)為H1：η<0，即序列不存在單位根。若ADF檢驗值>臨界值，則接受存在單位根的原假設(shè)，即序列非平穩(wěn)序列，否則拒絕存在單位根的原假設(shè)。⑦

協(xié)整理論認為，雖然有些經(jīng)濟變量本身是非平穩(wěn)序列，但是他們的線性組合卻可能是平穩(wěn)的，則稱他們存在協(xié)整關(guān)系，可建立長期協(xié)整方程，且可解釋為變量之間的長期穩(wěn)定的均衡關(guān)系。⑧本研究采用基于回歸殘差的協(xié)整檢驗，并選擇適用于兩個變量的EG兩步檢驗法。第一步是對兩個要進行協(xié)整分析的經(jīng)濟變量進行回歸分析并得到殘差序列，殘差序列代表的是因變量不能被自變量解釋的因素。第二步是對殘差序列用ADF檢驗方法檢驗其是否平穩(wěn)，若序列平穩(wěn)，則說明回歸方程的設(shè)定是合理的，則說明變量時間存在協(xié)整關(guān)系。

誤差修正模型是以前面的ADF檢驗和協(xié)整檢驗為基礎(chǔ)的，可以削弱原來協(xié)整模型的多重共線性和擾動項的序列相關(guān)性。根據(jù)下列方程構(gòu)建其誤差修正模型：

誤差修正模型是為了更加準(zhǔn)確地描述兩個變量間的長期穩(wěn)定關(guān)系，將EG檢驗第一個步驟得到的殘差序列et加入到誤差修正模型中，也就是令ECMt-1=et，此處et是非均衡誤差修正項。誤差修正模型具有避免虛假回歸，準(zhǔn)確描述當(dāng)出現(xiàn)短期波動時，長期均衡如何將其拉回到長期均衡水平等優(yōu)點。

三、實證分析

在進行本研究之前，筆者對福建省區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）和能源消費總量（EC）在1978～2014年區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)進行分析，其中生產(chǎn)總值（GDP）是采用以1952年為基年的數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)1978～2014年內(nèi)，兩個序列不存在協(xié)整關(guān)系，通過圖像將時間序列區(qū)間一分為二，分別為（1978，2000）、（2000，2014）兩個區(qū)間。

本研究中采用地區(qū)生產(chǎn)總值和能源消費總量時間序列，因為這兩個變量都是有一定是時間趨勢，所以在進行研究之前要先檢驗這兩個時間序列是否平穩(wěn)。為了剔除通貨膨脹因素，保證數(shù)據(jù)的可比性，生產(chǎn)總值（GDP）采用以1952年為基年的數(shù)據(jù)。為避免出現(xiàn)偽回歸問題，首先對各經(jīng)濟變量取自然對數(shù)生成對數(shù)時間序列，分別記為LnGDP和LnEC，對數(shù)據(jù)進行取自然對數(shù)操作不但符合統(tǒng)計學(xué)和經(jīng)濟學(xué)意義，同時也能夠消除數(shù)據(jù)波動的異方差（heteroscedasticity problem），避免出現(xiàn)偽回歸（spurious regression）。

（一）單位根檢驗

對對數(shù)序列LnGDP和LnEC分別進行ADF檢驗，ADF單位根檢驗原理的原始假設(shè)是序列存在單位根，即序列不平穩(wěn)。首先對區(qū)間（1978，2000）內(nèi)的數(shù)據(jù)進行ADF檢驗，根據(jù)序列的圖形是否有明顯的上升趨勢和常數(shù)項，確定使用是否常數(shù)項和趨勢項的方程形式，根據(jù)需要選擇5%的顯著水平，表1為檢驗結(jié)果：

從上表可以看出，區(qū)間（1978，2000）內(nèi)，lnGDP、lnEC在顯著性水平為5%情況下都是非平穩(wěn)的，但是其一階差分ΔlnGDP、ΔlnEC在5%的顯著性水平下都是平穩(wěn)的序列，即檢驗結(jié)果是lnGDP，lnEC為一階單整，所以對于同階單整的時間序列可以進一步檢驗它們之間是否存在協(xié)整關(guān)系。

（二）協(xié)整分析檢驗

通過差分平穩(wěn)法可以消除不平穩(wěn)的時間序列中的非平穩(wěn)因素從而得到平穩(wěn)序列，但是有時變換后的時間序列的經(jīng)濟意義難以解釋或者不具有直觀的經(jīng)濟意義。由于（1978，2000）區(qū)間內(nèi)變量滿足協(xié)整檢驗的前提，即變量都是同階單整，可以對變量之間的關(guān)系進行協(xié)整檢驗，本文采用適用于兩個變量之間協(xié)整檢驗的EG兩步檢驗法。

第一步，首先對福建省1978-2000年期間的地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）和能源消耗總量（EC）建立協(xié)整方程：

由R2可以看出，方程對樣本的擬合程度較好。根據(jù)基于殘差序列的協(xié)整檢驗的原理，對殘差序列et進行單位根檢驗，由圖形可知選擇無常數(shù)項無趨勢項的ADF檢驗，結(jié)果顯示在顯著性水平為5%的情況下，殘差序列不存在單位根，是平穩(wěn)的，即1978-2000年期間的地區(qū)生產(chǎn)總值和能源消耗總量存在協(xié)整關(guān)系，協(xié)整方程為方程（1）。

同樣的方法對2001～2014年區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)進行檢驗，結(jié)果為lnEC為一階單整，而lnGDP為二階單整，不同階單整的時間序列肯定不存在協(xié)整關(guān)系，所在在（2001，2014）區(qū)間內(nèi)，地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）和能源消耗總量（EC）之間不存在協(xié)整關(guān)系。

用Eviews8畫出（2001，2014）區(qū)間內(nèi)GDP增長率（GDPR）和EC增長（ECR）如圖1所示，由圖可知在此期間能源消費量的增長率（ECR）雖然波動較大，但都是在零上下波動，但是GDP增長率（GDPR）在1.0～1.2之間波動，較為穩(wěn)定。在保持經(jīng)濟較高增長率增長的同時，能源消耗量的增長率在零左右波動，但是這樣的關(guān)系不是穩(wěn)定的，因為兩者之間不存在協(xié)整關(guān)系，所以沒有理由相信在保持能源消耗不增加的前提下可以在保證經(jīng)濟的高增長。

圖1

（三）誤差修正模型

由前文的檢驗可知可以建立（1978，2000）區(qū)間內(nèi)GDP和EC的誤差修正模型。將EG檢驗中回歸分析獲得的殘差序列et作為誤差修正項，即令ECMt=et，建立如下模型：

在式（2）中ECM（-1）反映了短期波動的影響。地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）短期內(nèi)的波動可以分解為兩個部分：一部分是用ΔlnECt表示的短期能源消耗（EC）的波動，一部分是用誤差修正項ECM（-1）表示的地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）偏離長期均衡的影響。誤差修正項ECMt-1的系數(shù)大小反映了誤差修正項在短期波動中對偏離長期均衡的調(diào)整力度。

四、結(jié)論與政策建議

（一）結(jié)論

福建省近幾年的經(jīng)濟發(fā)展迅速，從以上的分析可以看出，在（1978，2000）區(qū)間內(nèi)，能源消耗和經(jīng)濟增長之間存在長期的均衡關(guān)系。作為必須的生產(chǎn)要素和重要戰(zhàn)略物資，能源對福建省的經(jīng)濟發(fā)展具有重要作用，這就導(dǎo)致福建省對能源的依賴性越來越強，這種不可持續(xù)的發(fā)展?fàn)顩r必將制約福建省的經(jīng)濟發(fā)展。特別地，福建是一個常規(guī)資源極度短缺的省份。

但是，在（2001，2014）區(qū)間內(nèi)，福建省保持經(jīng)濟增長的同時，實現(xiàn)了能源消耗強度不斷下降的趨勢甚至能源消費總量也一度下降，有以下幾個原因：一是因為能源效率的提高。能源利用率得到提高，能源的效用得到最大的發(fā)揮。二是因為新能源的開發(fā)利用。福建省積極進行新能源的開發(fā)利用，這樣既發(fā)揮了自身開發(fā)新能源的優(yōu)勢又彌補了福建省自身資源匱乏的劣勢。但是在（20001，2014）區(qū)間內(nèi)經(jīng)濟增長與能源消耗不存在長期的協(xié)整關(guān)系，因此，沒有相信這種趨勢會在今后繼續(xù)持續(xù)下，特別是在福建省無天然氣，無油，無煤且少礦的資源短缺情況未曾改變，資源存量逐漸減少的前提下。福建能源消耗和經(jīng)濟增長之間不具有協(xié)整關(guān)系表明，我們對福建未來能源消耗的保障不能持過于樂觀的態(tài)度。按照福建省的發(fā)展趨勢，能源消費需求上升的速度會加快，能源的供給壓力會比以往任何時候大。

（二）政策建議

為使福建省經(jīng)濟實現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展，建議采取如下措施：

1、調(diào)整能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動綠色能源的開發(fā)利用，推動能源消耗減少，發(fā)展能夠提高能源的利用率和效率的技術(shù)，調(diào)整能源產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，用盡可能少的能源消耗但又能保證經(jīng)濟持續(xù)高速增長，使得能源的開發(fā)和使用都符合綠色環(huán)保的概念。

2、福建省的資源儲存量無法改變，而且其消耗量越來越多，為使得福建省的經(jīng)濟發(fā)展沒有后顧之憂，必須擴大能源供應(yīng)渠道，采取相應(yīng)的措施以應(yīng)對能源供應(yīng)可能出現(xiàn)的波動和短缺。

3、福建省擁有開發(fā)新能源得天獨厚的綜合優(yōu)勢，福建省地處東南沿海，擁有豐富的太陽能，風(fēng)能和生物質(zhì)能。推動太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等新能源技術(shù)的開發(fā)，并引導(dǎo)其帶動新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，能夠提高能源總產(chǎn)出，帶動地區(qū)工業(yè)化以及其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，極大促進經(jīng)濟增長。

（作者單位：福建師范大學(xué)）

參考文獻：

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[2] 吳巧生，成金華，王華.中國工業(yè)化進程中的能源消費變動―基于計量模型的實證分析 [J].中國工業(yè)經(jīng)濟，2005，（4） ： 30-37.

[3] 路世昌，高麗艷. 遼寧省能源消費與經(jīng)濟增長關(guān)系的協(xié)整分析[J]. 工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟，2011，（8）：43-47.

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[8] 高鐵梅.計量經(jīng)濟分析方法與建模應(yīng)用及實例（第二版）[M].清華大學(xué)出版社.

注解：

① 汪旭輝、劉勇：《中國能源消費與經(jīng)濟增長：基于協(xié)整分析和Granger因果檢驗》，資源科學(xué)，2007年5期。

② 吳巧生、成金華、王華：《中國工業(yè)化進程中的能源消費變動―基于計量模型的實證分析》，中國工業(yè)經(jīng)濟，2005年第4期。

③ 路世昌、高麗艷：《遼寧省能源消費與經(jīng)濟增長關(guān)系的協(xié)整分析》，工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟，2011年第8期。

④ 熊曼：《能源消費與經(jīng)濟增長的協(xié)整分析—以湖北省為例》，經(jīng)濟縱橫，2007年第23期。

⑤ 蘇晉：《福建省未來能源供求分析》，碩士論文，2005年。

⑥ 張學(xué)志、才國偉：《基于VECM模型的石油消費與經(jīng)濟增長因果關(guān)系檢驗》，清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010年第5期。

⑦ 張曉峒：《計量經(jīng)濟學(xué)軟件使用指南》南開大學(xué)出版社2004版，第184-192頁。

⑧ 高鐵梅：《計量經(jīng)濟分析方法與建模應(yīng)用及實例（第二版）》清華大學(xué)出版社。