電力消費與經(jīng)濟(jì)增長:基于季度數(shù)據(jù)的因果分析

孫祥棟，張亮亮

(1.國家電網(wǎng)公司能源研究院，北京 102209；2.西南財經(jīng)大學(xué) 工商管理學(xué)院，四川 成都 611130)

?

電力消費與經(jīng)濟(jì)增長:基于季度數(shù)據(jù)的因果分析

孫祥棟1，張亮亮2

(1.國家電網(wǎng)公司能源研究院，北京 102209；2.西南財經(jīng)大學(xué) 工商管理學(xué)院，四川 成都 611130)

本文在國內(nèi)外諸多研究成果的基礎(chǔ)上，首次使用2004年以來中國的季度數(shù)據(jù)并剔除季節(jié)影響，應(yīng)用單位根檢驗、協(xié)整關(guān)系檢驗、向量誤差修正模型(VECM)論證了電力消費和經(jīng)濟(jì)增長之間的格蘭杰因果關(guān)系。結(jié)果表明，電力消費是經(jīng)濟(jì)增長的強(qiáng)格蘭杰因，為我們透過電力消費把握經(jīng)濟(jì)走勢提供了實證支撐。

電力消費；經(jīng)濟(jì)增長；向量誤差修正模型

電力是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的指示器，電力消費與經(jīng)濟(jì)發(fā)展這兩者之間關(guān)系密切。針對電力與經(jīng)濟(jì)關(guān)系的研究汗牛充棟，其中協(xié)整關(guān)系檢驗、格蘭杰因果關(guān)系檢驗、向量誤差修正模型都是眾多學(xué)者經(jīng)常用到的研究方法。本文基于已有的研究，首次使用中國的季度數(shù)據(jù)，應(yīng)用向量誤差修正模型論證了經(jīng)濟(jì)增長與電力消費之間的格蘭杰關(guān)系，指出電力消費是經(jīng)濟(jì)增長的強(qiáng)格蘭杰因，這為我們“通過電力看經(jīng)濟(jì)”提供了重要支撐。

一、文獻(xiàn)述評

在過去幾十年中，針對電力消費與經(jīng)濟(jì)增長這兩者關(guān)系的研究眾多，但結(jié)論仍然莫衷一是。一些實證研究結(jié)論表明經(jīng)濟(jì)增長是電力消費格蘭杰因，而另外一些實證結(jié)論則認(rèn)為電力消費是經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的基本投入，因此電力消費是經(jīng)濟(jì)增長的格蘭杰因。此外，還有部分研究指出了兩者之間存在互為格蘭杰因果關(guān)系，或格蘭杰因果關(guān)系不存在。

近年來，以中國為研究樣本，討論電力消費與經(jīng)濟(jì)增長的研究也不斷增多。由于所選研究區(qū)間的長短不一，各篇研究對電力消費和經(jīng)濟(jì)增長之間的格蘭杰因果關(guān)系同樣沒有形成定論。

表1 電力-經(jīng)濟(jì)關(guān)系研究代表結(jié)論匯總表(世界其他國家)

編號作者樣本國家時間段結(jié)論1Ghosh(2002)[1]印度1950-1997EG→EC2Aqeel，Butt(2001)[2]巴基斯坦1955-1996EC→EG3Narayan，Smyth(2005)[3]澳大利亞1966-1999EG→EC4Yoo(2005)[4]韓國1970-2002EC→EG5Yoo，Kim(2006)[5]印度尼西亞1971-2002EG→EC6Narayan，Singh(2007)[6]斐濟(jì)1971-2002EC→EG7Tang(2008)[7]馬來西亞1972-2003EC?EG8Odhiambo(2009a)[8]南非1971-2006EC?EG9Jumbe(2004)[9]馬拉維1970-1999EC?EG10Odhiambo(2009b)[10]坦桑尼亞1971-2006EC→EG11Jamil，Ahmad(2010)[11]巴基斯坦1960-2008EG→EC12Lean，Smyth(2010)[12]馬來西亞1971-2006EC?EG13Yoo(2006)[13]4個東盟國家1971-2002EG→EC(印度尼西亞、泰國)；EC?EG(馬來西亞、新加坡)14Chenetal．(2007)[14]10個亞洲地區(qū)1971-2001EG→EC(印度、馬來西亞、菲律賓、新加坡)；EC…EG(印度尼西亞、泰國、韓國等)15Squalli(2007)[15]11個歐佩克國家1980-2003EC→EG(印度尼西亞、尼日利亞、阿聯(lián)酋、委內(nèi)瑞拉)；EG→EC(阿爾及利亞、伊拉克、科威特、利比亞)；EC?EG(伊朗、卡塔爾、沙特阿拉伯)16Yoo，Kwak(2010)[16]7個南美國家1975-2006EC→EG(阿根廷、巴西、智利、哥倫比亞、厄瓜多爾)；EC?EG(委內(nèi)瑞拉)；EC…EG(秘魯)17Narayan，Prasad(2008)[17]30個OECD國家1960-2002EC→EG(澳大利亞、捷克、意大利、斯洛伐克、葡萄牙)；EG→EC(芬蘭、匈牙利、荷蘭)；EC?EG(冰島、韓國、英國)；EC…EG(其他19個國家)18Soytas，Sari(2006)[18]G71960-2004EC?EG(加拿大、意大利、日本、英國)；EC→EG(美國、法國)；EG→EC(德國)19Morimoto，Hope(2004)[19]斯里蘭卡1960-1994EP→EG

注：EC表示電力消費，EG表示經(jīng)濟(jì)增長，EP表示電力生產(chǎn)，EC→EG表示電力消費是經(jīng)濟(jì)增長的格蘭杰因，EP→EG表示電力生產(chǎn)是經(jīng)濟(jì)增長的格蘭杰因，EG→EC 表示經(jīng)濟(jì)增長是電力消費的格蘭杰因，EC ? EG表示電力消費與經(jīng)濟(jì)增長互為格蘭杰因，EC…EG表示電力消費與經(jīng)濟(jì)增長之間不存在格蘭杰因果關(guān)系。

表2 電力-經(jīng)濟(jì)關(guān)系研究代表結(jié)論匯總表(中國)

編號作者樣本國家時間段結(jié)論1林伯強(qiáng)(2003)[20]中國1952-2001EG→EC2袁家海等(2006)[21]中國1978-2003EC→EG3Shiu，Lam(2004)[22]中國1971-2000EC→EG4Yuan(2008)[23]中國1963-2005EC→EG5劉生龍等(2014)[24]中國1978-2011EG→EC(短期)EC→EG(長期)6王海鵬等(2005)[25]中國1952-2002EC?EG7陳漢利等(2007)[26]中國1949-2004EC?EG

注：EC表示電力消費，EG表示經(jīng)濟(jì)增長，EC→EG表示電力消費是經(jīng)濟(jì)增長的格蘭杰因， EG→EC 表示經(jīng)濟(jì)增長是電力消費的格蘭杰因，EC ? EG表示電力消費與經(jīng)濟(jì)增長互為格蘭杰因，EC…EG表示電力消費與經(jīng)濟(jì)增長之間不存在格蘭杰因果關(guān)系。

由于已有針對中國的研究大多數(shù)使用年度數(shù)據(jù)。使用年度數(shù)據(jù)進(jìn)行實證檢驗的缺陷在于：在保證樣本研究數(shù)量的情況下需要選擇一個長的時間跨度；但較長的時間跨度就意味著經(jīng)濟(jì)政策等外部環(huán)境出現(xiàn)了大的變化。因此，使用年度的時間序列數(shù)據(jù)會影響估計結(jié)果的可信性。不同于已有研究，本文將使用2004年以來的季度數(shù)據(jù)再次驗證電力消費和經(jīng)濟(jì)增長之間的格蘭杰因果關(guān)系，并得出相應(yīng)的結(jié)論與建議。

二、基于向量誤差修正模型的檢驗

本部分基于2004年以來GDP、電力消費的季度數(shù)據(jù)，應(yīng)用時間序列計量分析中的單位根檢驗、協(xié)整檢驗、向量誤差修正模型考察兩者之間的數(shù)據(jù)上的因果關(guān)系。

(一)方法與數(shù)據(jù)

1.向量誤差修正模型

在應(yīng)用向量誤差修正模型(VECM)估計兩個變量之間的關(guān)系前，首先需要確定這兩個時間序列變量是否平穩(wěn)。在實際中時間序列變量往往是非平穩(wěn)的。所謂變量是“非平穩(wěn)”的，是指該變量沒返回到常數(shù)或線性趨勢的明顯傾向。如果兩個或兩個以上的時間序列變量是“非平穩(wěn)”的，但它們之間的某種線性組合卻表現(xiàn)出平穩(wěn)特征，我們稱這些變量之間存在長期均衡關(guān)系，即協(xié)整關(guān)系。

在單位根檢驗、協(xié)整關(guān)系檢驗的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考察變量之間的動態(tài)均衡關(guān)系。假定變量xt、yt均為一階差分后平穩(wěn)的時間序列。首先考慮下面的一階差分動態(tài)模型。

(1)

在上式中引入?yún)f(xié)整方程作為誤差修正項得到向量誤差修正模型的基本形式，以考察變量之間的長期均衡對變量變動的沖擊。

(2)

其中誤差修正項ECTt-1=yt-1-βxt-1，表示變量xt、yt的協(xié)整關(guān)系。

向量誤差修正模型中，yt的變動來源于三個方面的影響因素，一是yt自身的前期變動；二是xt、yt之間長期均衡關(guān)系的影響；三是xt變量短期變動的沖擊。因此，我們可以通過向量誤差修正模型考察變量之間的Granger因果關(guān)系[21]、[27]。如考察xt是否為yt的格蘭杰因：當(dāng)誤差修正項ECTt-1的系數(shù)顯著不為0時，我們稱xt為yt的長期格蘭杰因；當(dāng)Δxt、Δxt-1的系數(shù)顯著不為0時，表明xt變量短期變動對yt的變化存在沖擊，我們稱xt為yt的短期格蘭杰因。

2.數(shù)據(jù)來源

以中國為樣本的研究多采用年度數(shù)據(jù)進(jìn)行實證。不同于已有研究，本文使用2004年以來的季度GDP數(shù)據(jù)、全社會用電數(shù)據(jù)驗證電力消費和經(jīng)濟(jì)增長之間的格蘭杰因果關(guān)系。本文使用季度GDP環(huán)比增速、同比增速計算各時間點的GDP實際值；通過累計全社會用電量計算各季度生產(chǎn)用電量。所有原始數(shù)據(jù)均來源于萬德數(shù)據(jù)庫。所選變量的統(tǒng)計特征如下表所示：

表3 所選變量的描述性統(tǒng)計

變量觀測值平均值標(biāo)準(zhǔn)差最小值最大值EC479541112965114804551469882EG498903469292852445536641406672

注：EC表示電力消費，EG表示經(jīng)濟(jì)增長

(二)結(jié)果

在進(jìn)行實證檢驗之前，我們首先應(yīng)用X12方法對相關(guān)變量進(jìn)行季節(jié)調(diào)整，并取對數(shù)，分別得到LEG和LEC。使用ADF檢驗驗證經(jīng)濟(jì)增長與用電量的數(shù)據(jù)平穩(wěn)特征。ADF檢驗結(jié)果表明GDP與全社會用電量的對數(shù)值均為一階平穩(wěn)。

依據(jù)AIC準(zhǔn)則選擇二階滯后，Johansen協(xié)整檢驗表明電力消費和經(jīng)濟(jì)增長之間存在著長期均衡關(guān)系。進(jìn)一步，我們構(gòu)建向量誤差修正模型考察變量之間的長期或短期格蘭杰因果關(guān)系。經(jīng)濟(jì)增長與全社會用電量之間的協(xié)整方程(ECT)為： LEC-1.139LEC+3.830。

長期來看，電力消費是經(jīng)濟(jì)增長的格蘭杰因，而不存在經(jīng)濟(jì)增長到電力消費的格蘭杰因。通過Wald檢驗驗證變量的聯(lián)合顯著性證明經(jīng)濟(jì)增長和電力消費之間的短期格蘭杰關(guān)系，結(jié)果表明，短期內(nèi)，在10%的顯著性水平上電力消費同樣是經(jīng)濟(jì)增長的格蘭杰因。

表4 LEG(經(jīng)濟(jì)增長)與LEC(全社會用電量)的ADF檢驗

水平一階t-統(tǒng)計量P值t-統(tǒng)計量P值結(jié)果LEG-010909931-706500001%-4181-41815%-3516-351610%-3188-3188一階平穩(wěn)LEC-14110845-633600001%-4171-41765%-3511-351310%-3186-3187一階平穩(wěn)

表5 誤差修正模型分析結(jié)果

D(LEC)D(LEG)ECT-00044360088684???(010508)(002548)[-004221][347997]D(LEC(-1))-01025520024494(019927)(004833)[-051464][050685]D(LEC(-2))-0093879-0097823??(019627)(004760)[-047831][-205517]D(LEG(-1))1102774?0182321(058244)(014125)[189337][129075]D(LEG(-2))0066339-0286696?(059739)(014488)[011105][-197889]C-00001650027705???(001786)(000433)[-000923][639640]R?squared00927690410758Adj．R?squared-00266030333226Sumsq．resids00363800002140S．E．equation00309410007504F?statistic07771435297932Loglikelihood93720891560551AkaikeAIC-3987313-6820686SchwarzSC-3744015-6577387Meandependent00222350023385S．D．dependent00305380009190Determinantresidcovariance(dofadj．)324E-08Determinantresidcovariance242E-08Loglikelihood2609624Akaikeinformationcriterion-1122556Schwarzcriterion-1065787

注：***P<0.01,**P<0.05,*P<0.1，()內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)差，[]內(nèi)為t值。ECT為協(xié)整方程。

三、總結(jié)

在梳理國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，本文使用2004年以來的季度數(shù)據(jù)，采用時間序列計量分析中的單位根檢驗、協(xié)整檢驗、向量誤差修正模型，論證了電力消費和經(jīng)濟(jì)增長之間的格蘭杰因果關(guān)系。實證結(jié)果表明，電力消費是經(jīng)濟(jì)增長的強(qiáng)格蘭杰因。證實了電力作為一種投入品對經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)越來越重要，從而為我們“通過電力消費研判經(jīng)濟(jì)增長”提供了一個實證依據(jù)。

[1] Ghosh S. Electricity consumption and economic growth in India [J].EnergyPolicy, 2002(2):125-129.

[2] Aqeel, A.,Butt,M.S.The relationship between energy consumption and economic growth in Pakistan[J].Asia-PacificDevelopmentJournal，2001(8).

[3] Narayan, P.K.The saving and investment nexus for China: evidence from cointegration tests[J].AppliedEconomics,2005(37).

[4] Yoo, S.H.Electricity consumption and economic growth: evidence from Korea[J].EnergyPolicy, 2005(33).

[5] Yoo, S.H.,Kim,Y.Electricity generation and economic growth in Indonesia[J].Energy, 2006(31).

[6] Narayan, P.K.,Singh,B.The electricity consumption and GDP nexus for the Fiji Islands[J].EnergyEconomics,2007(29).

[7] Tang, C.F.A re-examination of the relationship between electricity consumption and economic growth in Malaysia[J].EnergyPolicy,2008(36).

[8] Odhiambo, N.M.Electricity consumption and economic growth in South Africa: a trivariate causality test[J].EnergyEconomics,2009(31).

[9] Jumbe, C.B.L.Cointegration and causality between electricity consumption and GDP:empirical evidence from Malawi[J].EnergyEconomics,2004(26).

[10] Odhiambo, N.M.Energy consumption and economic growth nexus in Tanzania:an ARDL bounds testing approach[J].EnergyPolicy,2009(37).

[11] Jamil, F.,Ahmad,E.The relationship between electricity consumption,electricity prices and GDP in Pakistan[J].EnergyPolicy,2010(38).

[12] Lean, H.H.,Smyth,R.On the dynamics of aggregate output, electricity consumption and exports in Malaysia: evidence from multivariate Granger causality tests[J].AppliedEnergy,2010(87).

[13] Yoo, S.H. The causal relationship between electricity consumption and economic growth in ASEAN countries[J].EnergyPolicy,2006(34).

[14] Chen, S.T.,Kuo,H.I.,Chen,C.C.The relationship between GDP and electricity consumption in 10 Asian countries[J].EnergyPolicy,2007(35).

[15] Squalli, J. Electricity consumption and economic growth: bounds and causality analyses for OPEC members[J].EnergyEconomics,2007(29).

[16] Yoo, S.H.,Kwak,S.Y.Electricity consumption and economic growth in seven South American countries[J].EnergyPolicy,2010(38).

[17] Narayan, P.K.,Prasad,A.Electricity consumption-real GDP causality nexus: evidence from a boot strapped causality test for 30OECD countries[J].EnergyPolicy, 2008(36).

[18] Soytas, U., Sari, R. Energy consumption and income in G7 countries[J].JournalofPolicyModeling, 2006(28).

[19] Morimoto, R., Hope, C. The impact of electricity supply on economic growth in Sri Lanka[J].EnergyEconomics,2004(26).

[20] 林伯強(qiáng)．結(jié)構(gòu)變化、效率改進(jìn)與能源需求預(yù)測[J]．經(jīng)濟(jì)研究，2003( 5) ．

[21] 袁家海，丁偉，胡兆光.電力消費與中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)整與波動分析[J].電網(wǎng)技術(shù),2006(9).

[22] Shiu A，Lam P L．Electricity consumption and economic growth in China [J].EnergyPolicy，2004(1).

[23] Yuan,J., Kang,J. G, Zhao,C. ,Hu,Z., Energy Consumption and Economic Growth: Evidence from China from Both Aggregated and Disaggregated Levels[J].EnergyEconomics, 2008(30)．

[24] 劉生龍，高宇寧，胡鞍鋼.電力消費與中國經(jīng)濟(jì)增長[J]. 產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究, 2014(3).

[25] 王海鵬，田澎，靳萍.中國能源消費、經(jīng)濟(jì)增長間協(xié)整關(guān)系和因果關(guān)系的實證研究[J].生產(chǎn)力研究,2005(3).

[26] 陳漢利，馬超群，秦滔. 電力消費與中國經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系分析[J]. 系統(tǒng)工程, 2007(8).

[27] 林伯強(qiáng).電力消費與中國經(jīng)濟(jì)增長：基于生產(chǎn)函數(shù)的研究[J].管理世界,2013(11).

(責(zé)任編輯：王 荻)

Electricity Consumption and Economic Growth:Causal Analysis Based on Quarterly Data

SUN Xiang-dong1， ZHANG Liang-liang2

(1. State Grid Energy Research Institute, State Grid, Beijing 102209, China；2.School of Business Administration, Southwestern University of Finance and Economics, Chengdu 611130, China)

This article presents the relationship between electricity consumption and economic growth in China using quarterly data since 2004, applying unit root test, cointegration test and vector error correction model. It reveals that electricity consumption is the granger cause of economic growth in the long run and in the short run. The results provide an empirical support for anticipating the economical trend through the electricity consumption.

electricity consumption;economic growth; vector error correction model

F407.61；F062.9

A

1008-2603(2015)05-0034-05

2015-09-16

國家社科基金重大項目“中國新型城鎮(zhèn)化：五個維度協(xié)同發(fā)展研究”(項目編號：14ZDA035)。

孫祥棟，男，國家電網(wǎng)公司能源研究院經(jīng)濟(jì)學(xué)博士；張亮亮，男，西南財經(jīng)大學(xué)工商管理學(xué)院講師，經(jīng)濟(jì)學(xué)博士。