山東省能源消費與經(jīng)濟增長的實證研究

李 濤，曹 文

(1.太原科技大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院，山西太原030024;2.山東財經(jīng)大學(xué)財政稅務(wù)學(xué)院，山東濟南250014)

能源是一個國家和地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的命脈，它直接關(guān)系到我國經(jīng)濟能否快速、穩(wěn)定、健康發(fā)展。新中國成立60多年來，煤炭在我國一次能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)中的比重一直為70%左右，為我國國民經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展提供了重要的動力保障①。然而，《國家能源產(chǎn)業(yè)“十一五”規(guī)劃綱要》明確提出每年要降低單位GDP能耗達到4.36%。但從2010年度的能耗數(shù)據(jù)來看，全國能耗最高地區(qū)寧夏萬元GDP能耗為3.454噸標(biāo)準(zhǔn)煤，北京最低，僅為0.606噸標(biāo)準(zhǔn)煤，山東萬元GDP能耗為1.025噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元。盡管山東省的CDP近些年一直位居全國第二，但是萬元GDP能耗卻未進入前十名，能耗水平較高，節(jié)能降耗任重道遠(yuǎn)。

山東是工業(yè)大省，也是能源消耗大省，傳統(tǒng)工業(yè)與高耗能工業(yè)比重大。隨著城市化進程的加快，工業(yè)的發(fā)展帶動了鋼鐵、化工、建材等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，推動了山東重工業(yè)化進程，加之以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)使得山東經(jīng)濟發(fā)展對資源的需求量比較大，能耗總體水平偏高。隨著“兩型社會”的構(gòu)建和低碳節(jié)能減排的倡導(dǎo)，山東正處在轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展的關(guān)鍵期，處在推進資源型經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略機遇期。因此，如何解決能源的供需矛盾，如何在節(jié)能降耗的同時保持社會經(jīng)濟的穩(wěn)定增長就成為一項重要的研究內(nèi)容。本文旨在對山東能源消費和經(jīng)濟增長之間的內(nèi)在關(guān)系進行實證分析，進而為山東轉(zhuǎn)型跨越，實現(xiàn)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展提供政策建議。

一、文獻綜述

有關(guān)經(jīng)濟增長和能源消費之間的關(guān)系問題，一直是國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點。研究大多采用計量經(jīng)濟學(xué)方法來分析是經(jīng)濟增長領(lǐng)先于能源消耗，還是能源消耗推動了經(jīng)濟增長，然而由于各國經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r、經(jīng)濟政策差異較大以及研究時間長度等因素，學(xué)術(shù)界并沒有對此問題得出一致的結(jié)論。從國外的研究現(xiàn)狀來看，其開拓性工作的是Kraft(1978)對美國1947－1974年度能源消費量和GNP數(shù)據(jù)進行格蘭杰因果關(guān)系檢驗，結(jié)果表明，GDP對能源消費具有單向的因果關(guān)系②。Yu和Hwang(1984)將數(shù)據(jù)的樣本區(qū)間更新為1947－1979年，結(jié)果表明能源消費與GNP增長之間不存在因果關(guān)系③。此后，Yu和Choi(1985)采用美國、英國、波蘭、韓國以及菲律賓國的數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果顯示GNP和能源消費之間不存在因果關(guān)系的國家有美國、英國和波蘭，存在正向方向因果關(guān)系的國家是韓國，而存在相反方向因果關(guān)系的國家是菲律賓。John Asafu Adjaye(2000)對印度和印度尼西亞兩國能源消費對GDP，以及菲律賓和泰國兩國能源消費和GDP之間進行實證分析，結(jié)果表明，它們之間具有的雙向因果關(guān)系。Lee Chin－Chiang(2008)分別構(gòu)建了22個OECD國家和16個亞洲國家的面板數(shù)據(jù)模型，檢驗結(jié)果得出在16個亞洲國家能源消費是經(jīng)濟增長的原因，而在22個OECD國家經(jīng)濟增長是能源消耗的原因④⑤。

從國內(nèi)的研究現(xiàn)狀來看，趙麗霞(1998)等采用多變量的自回歸方法，將能源作為新的變量引入CD生產(chǎn)函數(shù)，研究結(jié)果表明，我國能源消費同經(jīng)濟增長存在著正相關(guān)的關(guān)系⑥。韓智勇(2004)采用1978－2000年的時間序列數(shù)據(jù)，對我國能源消費和GDP的關(guān)系進行實證研究，得出的結(jié)論是兩者之間存在著雙向因果關(guān)系，但不存在長期協(xié)整性⑦。劉愛琴(2008)利用山東省的1998－2006年的GDP及能源消費數(shù)據(jù)，對山東省的能源消費量以及能源使用效率進行了分析，得出經(jīng)濟增長與能源消費具有正相關(guān)的關(guān)系⑧。丁永霞等(2010)則通過對亞太地區(qū)的實證研究得出，發(fā)展中國家從能耗到GDP存在短期的格蘭杰因果關(guān)聯(lián)，但長期存在反向的關(guān)聯(lián);而發(fā)達國家能耗與GDP之間存在雙向關(guān)聯(lián)⑨。

縱觀以上國內(nèi)外學(xué)者的研究成果可以看出，由于所研究的樣本數(shù)據(jù)的選取有差異，參數(shù)估計方法與假設(shè)檢驗方法也不盡相同，致使研究結(jié)論有顯著的差異。本文基于此方面研究已較為完善的協(xié)整理論和Granger因果關(guān)系檢驗方法對山東能源消費與經(jīng)濟增長的關(guān)系進行檢驗，將能源消費納入“修正”的新古典生產(chǎn)函數(shù)，運用面板數(shù)據(jù)考察各種因素對經(jīng)濟增長的影響。

二、模型構(gòu)建與數(shù)據(jù)來源

一般認(rèn)為地區(qū)經(jīng)濟生產(chǎn)總值的增長來自兩個方面:一部分來自生產(chǎn)投入要素的增加，包括土地、勞動力和物質(zhì)費用;另一部分來自科技進步引起的投入產(chǎn)出比的提高，是通過科技進步提高生產(chǎn)要素的生產(chǎn)效率(即提高投入產(chǎn)出比)和降低產(chǎn)品成本。本文假定生產(chǎn)的綜合技術(shù)水平在短期內(nèi)不會發(fā)生較大變化，即能源消費與經(jīng)濟增長是處于一個較為穩(wěn)定的關(guān)系，則影響GDP變化主要是能源、勞動力及資本。

1.實證檢驗與數(shù)據(jù)來源

在構(gòu)建計量模型之前，需要對時間序列的平穩(wěn)性進行檢驗，為了檢驗經(jīng)濟增長與能源消費是否具有協(xié)整關(guān)系，本文采用協(xié)整檢驗和Granger因果關(guān)系檢驗，由于二者均要求時間序列為平穩(wěn)序列，而一般時間序列都是非平穩(wěn)的，因此需要先對時間序列數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性進行檢驗。本文首先對能源消費EC和GDP的對數(shù)進行單位根檢驗，若是平穩(wěn)系列，可直接進行因果關(guān)系檢驗;若是非平穩(wěn)序列，就需要對二者進行協(xié)整關(guān)系檢驗，然后，再進一步檢驗?zāi)茉聪M與經(jīng)濟增長的因果關(guān)系，根據(jù)它們之間的因果關(guān)系構(gòu)建模型并進行估計。檢驗使用的數(shù)據(jù)均是能源消耗和GDP的對數(shù)，這有利于模型的估計和參數(shù)分析。

本文所涉及的變量和數(shù)據(jù)資料主要包括:

(1)經(jīng)濟總量:本文以GDP來表示，并以1990年為基期，根據(jù)各地區(qū)生產(chǎn)總值指數(shù)折算成實際值，單位為億元，數(shù)據(jù)來源于《2010年山東省年統(tǒng)計年鑒》。

(2)資本存量:本文以用永續(xù)盤存法來計算，計算公式為:Kt=It+Kt－1(1－δt)，其中Kt表示第t年的物質(zhì)資本存量，It為第t年固定資本形成總額，δt為折舊率。本文選擇1990年為基期，根據(jù)固定資產(chǎn)投資價格指數(shù)將其折算。數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒2010》。

(3)勞動力投入:本文以年末社會從業(yè)人員總量作為勞動力投入的數(shù)據(jù)，單位為萬人。

(4)能源消費量:由于山東省地區(qū)能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)從2005年才開始公布，本文能源消費量數(shù)據(jù)來源于《中國能源統(tǒng)計年鑒》，由于個別年份缺失，采用《山東統(tǒng)計年鑒》，《區(qū)域經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》給予補充，單位為萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

2.平穩(wěn)性檢驗

為了確保估計結(jié)果的有效性，本文首先通過Eviews6.0對能源消耗與GDP的對數(shù)和一階差分序列的時間路徑圖(圖1)進行平穩(wěn)性檢驗。

圖1 GDP與EC對數(shù)曲線圖及其一階差分序列圖

由單位根檢驗結(jié)果可知，LnGDP序列和LnEC序列的ADF檢驗在各個顯著性水平下都是非平穩(wěn)的，而其一階差分則是平穩(wěn)序列，△LnEC的ADF檢驗值在各顯著性水平下都小于其臨界值，△LnGDP的ADF檢驗值小于5% 置信水平的臨界值(見表1)，所以它們是一階單整序列，可以進一步檢驗它們之間是否存在長期的協(xié)整關(guān)系。

為進一步判斷變量之間是否存在協(xié)整關(guān)系，本文采用AEG檢驗法，通過OLS進行協(xié)整回歸，估計結(jié)果為:

然后，對殘差進行的單位根檢驗，結(jié)果如表2所示。

從以上分析可以看出，殘差序列的ADF檢驗值小于5%水平的臨界值，所以殘差序列是平穩(wěn)的。因此，LnEC和LnGDP存在協(xié)整關(guān)系，表明山東省能源消費與經(jīng)濟增長之間存在穩(wěn)定的長期趨關(guān)系。

3.Granger因果關(guān)系檢驗

Granger因果關(guān)系檢驗是用來分析變量之間的相關(guān)關(guān)系，判斷一個變量的變化是否是另一個變量變化的原因。

由表3可以看出，在滯后期分別為1和2的情況下，接受“LnEC不是LnGDP的Granger原因”的原假設(shè)，即能源消費不是GDP的Granger原因;拒絕“LnGDP不是LnEC的Granger原因”的原假設(shè)，即GDP是能源消費的Granger原因。

三、實證分析

1.計量模型的設(shè)定

考察各經(jīng)濟變量對產(chǎn)業(yè)增長的影響，以及衡量技術(shù)進步、各投入要素在經(jīng)濟增長中的作用等一般是通過構(gòu)建生產(chǎn)函數(shù)模型來實現(xiàn)的。到目前為止，應(yīng)用最為廣泛的生產(chǎn)函數(shù)是Cobb－Douglas(C－D)生產(chǎn)函數(shù)。由于該生產(chǎn)函數(shù)各參數(shù)都有明確的經(jīng)濟含義，采用的數(shù)據(jù)也可以方便地從統(tǒng)計資料、調(diào)查數(shù)據(jù)中獲得，而且便于計算，因而得到廣泛的應(yīng)用。后來，學(xué)者們出于研究的需要，對C－D生產(chǎn)函數(shù)進行了各種修正和擴展，又發(fā)展出了各種新的生產(chǎn)函數(shù)，使其應(yīng)用范圍更加廣泛。

本文在C－D函數(shù)最初的形式中多加入一個變量，即把能源消費作為影響產(chǎn)出量的一個因素，以改進型的C－D生產(chǎn)函數(shù)為基本模型，將GDP作為產(chǎn)出量，以全社會固定資產(chǎn)投資作為資本投入量K，以就業(yè)人數(shù)作為勞動投入量L，以能源消費總量作為能源投入量EC。則擴展的C－D生產(chǎn)函數(shù)為:

表1 單位根檢驗結(jié)果

表2 對殘差序列的單位根檢驗

表3 Granger因果關(guān)系檢驗

其中，Y代表GDP，作為因變量;A代表技術(shù)進步系數(shù);L為勞動投入，K為資本，以地區(qū)全社會固定投資表示;EC為能源消費量，eδ為隨機擾動項。αβγδ為未知的參數(shù)，分別表示勞動、資本和和能耗的產(chǎn)出彈性系數(shù)，不僅便于變量之間關(guān)系的解釋，而且容易轉(zhuǎn)化為線性函數(shù)形式。

方程(1)兩邊同時取對數(shù)，得:

本文采用的是雙對數(shù)模型，這不僅有利于消除異方差性，而且有利于變量關(guān)系的解釋。其中，lnE的系數(shù)γ表示在其他因素不變的情況下能源消費每增加1% 推動地區(qū)生產(chǎn)總值增加γ%。

2.模型檢驗

本文采用SPSS15.0統(tǒng)計軟件對(2)表達式利用最小二乘法估計，進行線性分析，模型檢驗結(jié)果如下:

表4 模型檢驗

估計結(jié)果顯示DW值為0.793，可見模型的隨機誤差項存在明顯的自相關(guān)。于是，對模型進行廣義最小二乘估計，加入AR(1)項，則有效地消除了自相關(guān)，得到回歸方程為:

Adjust－R2=0.982，其中LnEC在10%水平上顯著，DW 值為1.5677，隨機誤差項不存在序列相關(guān)。

從測算結(jié)果可知，1990－2009年期間，山東省能源消費總量每增加l%，則會造成GDP增長0.502%，同理，固定資產(chǎn)投資和勞動力投入量每增加l%，則使GDP分別增加0.490%和0.0075%。研究表明，經(jīng)濟增長對能源消費增長的貢獻作用較明顯。

四、結(jié)論及政策建議

1.結(jié)論

本文研究了1990－2009年間山東能源消費與經(jīng)濟增長之間的關(guān)系，協(xié)整檢驗的結(jié)果表明山東經(jīng)濟增長與能源消費之間存在協(xié)整關(guān)系，即經(jīng)濟增長與能源消費之間存在長期的均衡關(guān)系。經(jīng)過格蘭杰因果檢驗，在5%的顯著性水平下，GDP與能源消費之間呈單向因果關(guān)系，即GDP是能源消費的Granger原因，而能源消費不是GDP增長的Granger原因，說明山東近年來經(jīng)濟增長很大程度上依賴于煤炭、能源化工等高耗能產(chǎn)業(yè)的增長，反過來高耗能產(chǎn)業(yè)的高速增長必然導(dǎo)致能源消費量的大幅增加。雖然能源是區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，但是近年來山東在降低單位GDP能耗的同時，也保持了經(jīng)濟的高速增長，這說明經(jīng)濟增長的實現(xiàn)并不僅僅依靠能源消費的增加。該結(jié)論對于節(jié)能降耗政策的實施具有一定的借鑒意義。

2.政策建議

基于上述研究，就如何實現(xiàn)山東經(jīng)濟增長與節(jié)能降耗的雙贏，本文提出如下幾點對策建議:

第一，提倡資源節(jié)約型經(jīng)濟發(fā)展模式，規(guī)劃出總體能源發(fā)展戰(zhàn)略。首先，鼓勵能源行業(yè)引進國外先進技術(shù)和加大自主創(chuàng)新力度，提高能源的利用效率，降低單位能耗，打造低碳經(jīng)濟;其次，山東省政府應(yīng)制定一系列相關(guān)政策，積極倡導(dǎo)資源節(jié)約型經(jīng)濟發(fā)展模式，形成一種良性的能源消費方式。制定山東長遠(yuǎn)能源發(fā)展戰(zhàn)略，在區(qū)域能源結(jié)構(gòu)上實施協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)整體優(yōu)化⑩。第三，為從根本上緩解經(jīng)濟發(fā)展與能源消費和保護環(huán)境之間的矛盾，山東應(yīng)該構(gòu)建以自然資源、生態(tài)環(huán)境為基礎(chǔ)的核算框架，實施“綠色GDP”核算制度，把節(jié)能減排納入綜合考核評價，強化環(huán)境成本的體系中，杜絕不計環(huán)境代價發(fā)展地方經(jīng)濟的傾向。

第二，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，探索可持續(xù)的節(jié)能降耗機制。循環(huán)經(jīng)濟要求把經(jīng)濟活動組織成為“自然資源→產(chǎn)品→再生資源”的閉環(huán)式流程，所有能源在這個不斷進行的經(jīng)濟循環(huán)中得到最合理的利用，從而使經(jīng)濟活動對自然環(huán)境的影響控制在盡可能低的程度。山東是一個經(jīng)濟大省，能源消耗大、排放總量大、環(huán)境壓力大，經(jīng)濟增長與資源環(huán)境的矛盾日益尖銳，煤炭作為最大的能源礦種，在能源消費仍占據(jù)主導(dǎo)地位，因此，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，積極推廣潔凈煤技術(shù)，探索建立節(jié)能降耗的長效機制將成為山東未來能源消費結(jié)構(gòu)改善的一個基本任務(wù)此外，政府也應(yīng)該對重點節(jié)能工程和高能耗企業(yè)的節(jié)能技改項目給予一定的政策和資金支持，確保山東經(jīng)濟增長與節(jié)能降耗的雙贏?。

第三，重視低碳技術(shù)的研發(fā)，提高能源利用效率?；诘吞冀?jīng)濟的理念，山東在控制高耗能產(chǎn)業(yè)的過快發(fā)展的同時，要逐步建立節(jié)能和能效、潔凈煤和清潔能源、新能源和可再生能源等多元化的低碳技術(shù)體系，加快對燃煤高效發(fā)電技術(shù)、高性能電力存儲及運輸?shù)燃夹g(shù)研發(fā)，形成技術(shù)儲備，為山東低碳轉(zhuǎn)型和增長方式轉(zhuǎn)變提供強有力的支撐。與此同時，要減少對不可再生能源的消耗，一方面需要提高這些高耗能產(chǎn)業(yè)的能源利用率;另一方面，加快發(fā)展可再生能源，如太陽能熱水器、核電、生物質(zhì)能利用技術(shù)等，使山東省能源結(jié)構(gòu)多樣化、層次化，積極拓展國際能源市場，同時加強參與西部優(yōu)質(zhì)能源的開發(fā)。通過豐富能源品種和多樣化獲取渠道，是降低山東省能源風(fēng)險，保證經(jīng)濟運行的重要措施。

第四，調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高能源的配置。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整就是要持續(xù)增加以其它服務(wù)業(yè)為主的第三產(chǎn)業(yè)的比重，尤其是其它服務(wù)業(yè)中的增加值率較高而能耗密度較低的服務(wù)行業(yè)，這是降低山東省能源強度的主要途徑1213。通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，控制高耗能產(chǎn)業(yè)的過快發(fā)展，尤其在重工行業(yè)內(nèi)部加快發(fā)展高附加值的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和低耗能產(chǎn)業(yè)，培育高端高質(zhì)高效產(chǎn)業(yè)，全面提升產(chǎn)業(yè)層次。結(jié)合藍(lán)色經(jīng)濟區(qū)的規(guī)劃發(fā)展，做大做強海洋經(jīng)濟、海洋產(chǎn)業(yè)，挖掘經(jīng)濟增長的潛力點。著力構(gòu)建以高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)為先導(dǎo)、以基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和制造業(yè)為支撐、服務(wù)業(yè)全面發(fā)展的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系。這樣在保持經(jīng)濟發(fā)展速度的同時，能夠減少經(jīng)濟發(fā)展對能源的需求，將有限的能源配置到利用效率更高的行業(yè)。

［注釋］

①張曦，趙國浩:《我國煤炭行業(yè)全要素生產(chǎn)率變動的實證研究》，《技術(shù)經(jīng)濟》，2011年第4期。

②Kraft.On the Relationship between Energy and GNP.Energy Development，1978(12):401－ 403.

③YU，E.S.H.Hwan，B.，K.The Relationship between Energy and GNP:Further Results.Energy Economics，2003(3):186－190.

④Lee Chin－Chiang，Chang Chun－Ping.Energy Consumption and Economic Growth in Asian Economies A more Comprehensive Analysis Using Panel Data.Resource and Energy Economics，2008(30):50－65.

⑤Lee Chin－Chiang，Chang Chun－Ping，Chen Pei－Fen.Energy － income Causality in OECD Countries Revisited:The Key Role of Capital Stock.Energy Economics，2008，(30):2359 －2373.

⑥趙麗霞，魏巍賢:《能源與經(jīng)濟增長模型研究》，《預(yù)測》，1998年第6期。

⑦韓智勇，魏一鳴，焦建玲:《中國能源消費與經(jīng)濟增長的協(xié)整性與因果關(guān)系分析》，《系統(tǒng)工程》，2004年第12期。

⑧劉愛琴:《山東省能源消費與工業(yè)經(jīng)濟增長的灰色關(guān)聯(lián)分析》，《中國人口資源與環(huán)境》，2008年第3期。

⑨牛叔文，丁永霞:《能源消耗、經(jīng)濟增長和碳排放之間的關(guān)聯(lián)分析》，《中國軟科學(xué)》，2010年第5期。

⑩任大鵬，艾明華:《山東經(jīng)濟增長與能源消費關(guān)系實證研究》，《商業(yè)時代》，2007年第29期。

?張蓮蓮:《山東能源大省發(fā)展低碳經(jīng)濟的戰(zhàn)略思考》，《中國能源》，2010年第32期。

?胡萌，李坤，喬晗:《山東省能源消費強度變動的結(jié)構(gòu)及效率效應(yīng)》，《中國人口·資源與環(huán)境》，2011年第21期。

?邱壽豐:《中國能源強度變化的區(qū)域影響分析》，《數(shù)量經(jīng)濟技術(shù)經(jīng)濟研究》，2008第12期。