甘肅省能源消費、產(chǎn)業(yè)結構和經(jīng)濟增長的關系

朱智文 張娟娟

內容提要：利用協(xié)整理論和脈沖響應函數(shù)及方差分解方法，研究了1993-2012年甘肅省能源消費、產(chǎn)業(yè)結構和經(jīng)濟增長的關系，結論有：（1）三者之間存在著長期穩(wěn)定的關系，從長期來看，產(chǎn)業(yè)結構變化對能源消費的影響遠大于經(jīng)濟增長對能源消費的影響，在短期內，產(chǎn)業(yè)結構變化對能源消費變動的影響具有滯后效應；（2）經(jīng)濟增長與能源消費是雙向因果關系，產(chǎn)業(yè)結構與能源消費是單向因果關系，產(chǎn)業(yè)結構與經(jīng)濟增長是單向因果關系；（3）從短期看，經(jīng)濟增長和產(chǎn)業(yè)結構變化均會帶動能源消費增長，能源消費和產(chǎn)業(yè)結構均推動經(jīng)濟增長，能源消費對產(chǎn)業(yè)結構有負向影響，經(jīng)濟增長促進產(chǎn)業(yè)結構升級的作用不明顯。

關鍵詞：能源消費；產(chǎn)業(yè)結構；經(jīng)濟增長；協(xié)整檢驗；脈沖響應函數(shù)及方差分解

中圖分類號：F406文獻標識碼：A 文章編號：1003-4161（2015）01-0084-05

DOI：10.13483/j.cnki.kfyj.2015.01.020

一、引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，能源的需求也在持續(xù)增長，因此能源作為一種稀缺性資源，其問題日益凸顯，成為世界共同關注的焦點。能源問題在很多方面嚴重影響我國產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級，如在貿易結構、市場結構和消費結構等方面均會受到能源供給、能源結構及能源戰(zhàn)略的影響；另一方面，產(chǎn)業(yè)結構也決定能源消費方式及消費量，不合理的產(chǎn)業(yè)結構會導致能源以粗放型的方式增長；能源消費量必然與經(jīng)濟發(fā)展密切相關，經(jīng)濟快速增長，必然需要投入更多的能源，而各種能源的消耗，為經(jīng)濟發(fā)展提供持久動力；產(chǎn)業(yè)結構和經(jīng)濟增長也以不同的方式相互作用；所以在新型工業(yè)化道路上，研究能源消費、產(chǎn)業(yè)結構、經(jīng)濟發(fā)展三者之間的關系，是非常必要的。

甘肅省是西部欠發(fā)達省份之一，雖然擁有豐富的能源資源，但在能源開發(fā)及利用等方面還存在不足，主要表現(xiàn)為石油、天然氣等能源對經(jīng)濟的貢獻率較低，加上其產(chǎn)業(yè)結構恰是典型的高能耗、重化工結構，對煤炭和石油等能源嚴重依賴，企業(yè)生產(chǎn)力水平整體上較低，對能源的利用效率普遍不高，以上這種情況使甘肅省在經(jīng)濟發(fā)展的道路上，肩負著優(yōu)化調整產(chǎn)業(yè)結構和節(jié)約能源的雙重責任，所以研究甘肅省能源消費、產(chǎn)業(yè)結構與經(jīng)濟發(fā)展三者之間的關系，對優(yōu)化調整產(chǎn)業(yè)結構，建立能源節(jié)約型社會，促進甘肅省經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，推動“資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會”建設的步伐，具有重要的借鑒意義和參考價值。

二、文獻綜述

國內外的很多研究，有的從能源消費角度研究產(chǎn)業(yè)結構和經(jīng)濟增長，有的從產(chǎn)業(yè)結構變化和經(jīng)濟發(fā)展視角研究能源的消費，抑或研究能源消費與產(chǎn)業(yè)結構變遷、能源消費的關系，由于不同的學者利用的模型不同、地區(qū)不同、數(shù)據(jù)不同、方法不同，得出的結論也不盡相同，可以總結為能源消費與產(chǎn)業(yè)結構變遷、經(jīng)濟增長在不同的時期、不同的地區(qū)存在不同的關系、不同的作用方式。

早在1978年，Kraft等人研究了美國GNP與能源消費之間的關系，結果表明兩者之間存在單項的Granger因果關系；Yang于2000年研究了中國臺灣的一次能源消費與GDP的關系，得出兩者存在雙向的因果關系；韓志勇、魏一鳴j3等人運用Granger因果檢驗和協(xié)整檢驗研究了1978-2000年中國能源消費與經(jīng)濟增長的關系，結果表明兩者存在雙向因果關系，但不具有長期穩(wěn)定關系。

關于能源消費與產(chǎn)業(yè)結構的研究，早期Mulder分析了14個OECD國家1970-1997年產(chǎn)業(yè)間能源、勞動力生產(chǎn)率的差異，結果表明，有些國家的產(chǎn)業(yè)結構變化在很大程度上促進了能源效率的提高。尹春華、顧培亮利用灰色關聯(lián)分析法研究了我國產(chǎn)業(yè)結構調整與能源消費的關系，他們認為對能源的消費影響最大的是第二產(chǎn)業(yè)的興衰，其次是第三產(chǎn)業(yè)和生活用能，最后是第一產(chǎn)業(yè)。史丹和張金隆利用回歸分析研究了產(chǎn)業(yè)結構變動對能源消費的影響，結果表明結構變動是能源消費的重要影響因素。

關于能源消費、產(chǎn)業(yè)結構和經(jīng)濟增長三者關系的研究，段樹國和朱麗波運用協(xié)整理論、脈沖響應函數(shù)和方差分解等方法，對甘肅省能源消費、產(chǎn)業(yè)結構和經(jīng)濟增長的關系進行實證分析，結果表明，三者之間存在長期穩(wěn)定的均衡關系，能源消費和經(jīng)濟增長相互促進；產(chǎn)業(yè)結構升級能刺激經(jīng)濟增長，也能抑制能源消費的增長，實施產(chǎn)業(yè)結構升級是甘肅省實現(xiàn)節(jié)能減排和經(jīng)濟增長雙重目標的有效途徑。

本文借鑒前人的研究方法，采用協(xié)整理論、Granger因果檢驗和向量誤差修正模型研究甘肅省能源消費、產(chǎn)業(yè)結構和經(jīng)濟增長的相互關系，在當前甘肅省面臨的經(jīng)濟形勢下，該研究對甘肅省產(chǎn)業(yè)結構的調整和節(jié)能政策的制定具有很好的導向性.，

三、甘肅省產(chǎn)業(yè)結構、經(jīng)濟增長和能源消費現(xiàn)狀分析

（一）產(chǎn)業(yè)結構及經(jīng)濟增長現(xiàn)狀

圖l為甘肅省GDP及三次產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值增長走勢圖。從整體看，從1978-1998年的20年間，三次產(chǎn)業(yè)的增長速度大致相當，從1998年開始第一產(chǎn)業(yè)的增長速度較二、三產(chǎn)業(yè)逐漸放緩，從2002年起甘肅省的GDP快速增長，而從2006年開始第二產(chǎn)業(yè)的增長速度超過第三產(chǎn)業(yè)的增長速度，兩者的產(chǎn)值逐漸拉開距離，產(chǎn)生這種差距的原因主要是第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展滯后。

從圖2看，截至2003年，三次產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢基本符合產(chǎn)業(yè)結構演變的一般規(guī)律，即隨著經(jīng)濟的發(fā)展，第一、二產(chǎn)業(yè)比重逐漸下降，第三產(chǎn)業(yè)比重逐漸上升，但是從2004年開始，第二產(chǎn)業(yè)所占比重開始上升，而第三產(chǎn)業(yè)比重開始下降，出現(xiàn)了所謂的“離經(jīng)”現(xiàn)象，對這種現(xiàn)象可以從兩方面解釋：一方面，說明第三產(chǎn)業(yè)還處于較低的層次，發(fā)展相對滯后，需要甘肅省采取相關的政策使其盡快發(fā)展壯大；另一方面，說明甘肅省的重工業(yè)化還未徹底完成，還有上升的空間，而重工業(yè)又是高能耗產(chǎn)業(yè)，所以務必要處理好能源消費和產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化調整的關系。進一步觀察，從2010年至今，二、三產(chǎn)業(yè)的比重差距逐漸縮小，產(chǎn)業(yè)結構正朝著合理化的方向發(fā)展。

（二）能源消費現(xiàn)狀

結合數(shù)據(jù)分析和相關文獻研究，甘肅省的能源消費總結起來具有以下特征：（1）甘肅省能源消費總量隨著經(jīng)濟增長而增長。如圖3所示，從2002年開始，能源消費急劇上升，從2002年的3018.22萬噸標準煤，增長到2012年的7007.04萬噸標準煤，Il年間平均增長率為8.79%，與此同時，GDP按1978年不變價格計算，11年間平均增長11.52%，經(jīng)濟增長大于能源消耗增長。（2）能源強度逐年下降，說明能源利用效率逐漸提高。2012年甘肅省的能源強度為1.24，但是與全國的能源消費強度0.70相比，還有很大差距。（3）能源消耗以煤炭為主。2012年的煤炭消費占能源消費總量的65.19%，從世界范圍來看，目前發(fā)達國家能源消費結構中的煤炭比重大都在25%以下，甘肅省的煤炭消費量遠遠超過發(fā)達國家的水平。但隨著經(jīng)濟的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化調整，特別是天然氣和新能源消耗的增加，近年來煤炭在能源消耗中的比例呈下降趨勢。（4）甘肅省的天然氣、水電、風電消耗量比重不高，但是保持逐年上升的趨勢。（5）甘肅三次產(chǎn)業(yè)能源消費中，第二產(chǎn)業(yè)占了相當高的比重，第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)所占比重都很低。2012年，甘肅省工業(yè)能源消費占能源消費總量的74.72%，而全國的占比為69.79%，甘肅省遠遠高于全國平均水平。由于甘肅省正處于工業(yè)化中期，重工業(yè)、高耗能產(chǎn)業(yè)所占比重大，因此造成了這種狀況.

四、甘肅省能源消費與產(chǎn)業(yè)結構、經(jīng)濟增長關系的實證分析

（一）方法介紹與數(shù)據(jù)說明

1.研究方法介紹

（1）序列平穩(wěn)性檢驗。由于本文使用了時間序列數(shù)據(jù)，且大量研究表明，經(jīng)濟時間序列數(shù)據(jù)大多是非平穩(wěn)的，所以在進行回歸分析之前，為確保時間序列滿足平穩(wěn)性要求，即沒有隨機趨勢或確定趨勢，以免產(chǎn)生“偽回歸”問題，本文采用ADF檢驗來驗證序列的平穩(wěn)性。

（2）協(xié)整檢驗和VEC模型。常用的檢驗協(xié)整關系的方法有兩種：一是E-G兩步法，即基于回歸殘差的協(xié)整檢驗；二是Jo-hansen和Juselius的似然比檢驗方法，簡稱JJ檢驗，是基于網(wǎng)n I系數(shù)的協(xié)整檢驗，本文涉及3個變量，因多變量協(xié)整檢驗一般采用JJ檢驗法，所以用JJ檢驗法研究甘肅省能源消費、產(chǎn)業(yè)結構和經(jīng)濟增長之間是否存在長期穩(wěn)定的關系，確立協(xié)整關系之后，建立向量修正誤差模型。

（3）Granger因果關系檢驗。該方法是檢驗一個變量的過去信息是否有助于解釋另一變量的未來變化，若有助于解釋，就稱其具有Granger因果關系，在通過協(xié)整檢驗之后，用該方法進一步研究變量之間的Granger因果關系。

（4）脈沖響應函數(shù)和方差分解。脈沖響應函數(shù)是用來衡量一個變量隨機擾動項的一個標準差沖擊對該變量本身及其他內生變量當前和未來值的影響軌跡，它能夠比較直觀地刻畫出變量之間的短期動態(tài)交互作用及效應，并從動態(tài)反應中判斷變量間的時滯關系。方差分解能進一步度量變量之間沖擊作用的構成。

2.數(shù)據(jù)來源及說明

本文所采用的時間序列數(shù)據(jù)期間為1993-2012年，基礎數(shù)據(jù)來源于《甘肅統(tǒng)計年鑒》《甘肅發(fā)展年鑒》《甘肅40年》和《新中國50年甘肅卷》等。本文用總的能源。肖耗量EC（萬噸標準煤）表示能源消費，數(shù)據(jù)直接來自于相關年鑒。因為甘肅省的第二產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)業(yè)結構中的占比長期以來較高，且能源消耗量最大，所以用第二產(chǎn)業(yè)占比IS（%）代表產(chǎn)業(yè)結構（通過各年的基礎數(shù)據(jù)計算而來），用GDP（億元）表示經(jīng)濟增長。為了消除價格因素的影響以便真實反映經(jīng)濟發(fā)展狀況，各期GDP數(shù)據(jù)是根據(jù)GDP指數(shù)以1978年的不變價格平減而來。

（二）實證分析

1.平穩(wěn)性檢驗

本文采用ADF檢驗，分別對In EC，In IS，In CDP及其一階差分△In EC，△In IS，△In GDP進行平穩(wěn)性檢驗，表l是利用EVIEWS6.0對變量的時間序列數(shù)據(jù)進行處理并檢驗的結果。

表1中的C，T和K分別表示ADF檢驗中是否包含常數(shù)項、趨勢項和滯后階數(shù)，常數(shù)項和趨勢項是根據(jù)變量數(shù)據(jù)的特征來選取的，滯后階數(shù)由AIC和SIC信息準則自動決定。從表1可以觀察到，In EC，ln IS和In GDP的一階差分的ADF統(tǒng)計量均小于5%顯著水平的臨界值，說明In EC，In IS和In GDP的一階差分是平穩(wěn)的時間序列，所以In EC，In IS和In GDP都是一階單整的，滿足協(xié)整檢驗的條件，下一步要進行協(xié)整檢驗。協(xié)整檢驗的目的在于對變量時間序列進行了差分處理，使其變得平穩(wěn)后，會失去變量間關于長期均衡關系的一些信息，而這些信息對分析問題是必不可少的，用協(xié)整檢驗來解決此問題。

2.協(xié)整檢驗

用JJ檢驗法研究甘肅省能源消費與產(chǎn)業(yè)結構、經(jīng)濟增長之間是否存在長期穩(wěn)定的關系。使用EVIEWS6.0軟件進行檢驗，結果如表2所示。

從表2可以看出，跡統(tǒng)計量為41.05512大于5%的臨界值29.79707，表示在95%的置信水平上拒絕了原假設（沒有協(xié)整關系），所以甘肅省能源消費、產(chǎn)業(yè)結構和經(jīng)濟增長之間存在協(xié)整關系。得到的協(xié)整方程為

InEC=-0.551+1.5291nIS+0.4751nGDP。 （1）

R2=0.98.F=448.60，D.W.=1.39，說明方程擬合程度較好，各變量前系數(shù)統(tǒng)計也顯著，表明甘肅省的能源消費、產(chǎn)業(yè)結構和經(jīng)濟增長之間存在長期的穩(wěn)定關系，再從方程的系數(shù)來看，In lS對In EC的反應系數(shù)為1.529，ln GDP對1n EC的反應系數(shù)為0. 475，說明當?shù)诙a(chǎn)業(yè)比重增加1%，能源消費將增長1.529%；當經(jīng)濟增長1%，能源消費將增長0.475%，所以從長期來看，產(chǎn)業(yè)結構對能源消費的影響遠大于經(jīng)濟增長對能源消費的影響，因此要降低能源消耗，優(yōu)化調整產(chǎn)業(yè)結構是關鍵。

3.Granger因果關系檢驗

為了進一步研究甘肅省的能源消費、產(chǎn)業(yè)結構和經(jīng)濟增長之間是否存在因果關系，需要對In EC，In IS和In GDP時間序列進行Granger因果關系檢驗，檢驗結果如表3所示。

從表3可知，10%水平下，滯后期為2年時，經(jīng)濟增長是能源消費的Granger原因，能源消費也足經(jīng)濟增長的Crangei原因，說明雙方互為因果關系，經(jīng)濟增長帶動能源消費，而能源消費也推動著經(jīng)濟的增長。產(chǎn)業(yè)結構是能源消費的Cranger原因，而能源消費不是產(chǎn)業(yè)結構的Granger原因，兩者是單向因果關系，說明產(chǎn)業(yè)結構的變遷影響到能源消費情況。產(chǎn)業(yè)結構是經(jīng)濟增長的Granger原因，經(jīng)濟增長不是產(chǎn)業(yè)結構的Cranger原因，兩者是單向因果關系，說明產(chǎn)業(yè)結構的優(yōu)化升級推動著經(jīng)濟的增長。

4.向量誤差修正（VEC）模型

得到了甘肅省的能源消費、產(chǎn)業(yè)結構、經(jīng)濟增長三者之間的長期穩(wěn)定關系之后，再通過建立向量誤差修正模型來分析短期波動對長期均衡關系的影響情況，表4是應用直接估價法得出的向量誤差修正模型的估計結果。

在構造的關于能源消費的VEC模型中，能源消費的R2為0.4905，說明產(chǎn)業(yè)結構和經(jīng)濟增長的短期變動可以解釋近50%的能源消費，誤差修正項系數(shù)的大小反映的是對長期均衡的調整力度，當修正系數(shù)為1時，表示上期的非均衡誤差在本期就可調整到均衡狀態(tài)，上述的誤差修正系數(shù)為-0.4861，說明在短期內，上期長期均衡的非均衡誤差將會以48.61%的比例對本期能源消費的增長做出修正。

5.脈沖響應函數(shù)和方差分解

甘肅省能源消費、經(jīng)濟增長和產(chǎn)業(yè)結構變量之間的沖擊影響見圖4，橫軸代表追溯的期數(shù)（這里為20期），縱軸表示閃變量對各變量的響應大小，曲線表示響應函數(shù)曲線。從圖4a可知，能源消費對自身的標準差擾動在不同時期有不同響應，在前兩期產(chǎn)生正向效應，隨后產(chǎn)生負向效應，說明有自身調節(jié)的機制，在第10期以后逐漸達到了平衡狀態(tài)。圖4h表明經(jīng)濟增長對能源消費的沖擊有正向反應，說明近期經(jīng)濟增長仍然會帶動能源消費的增長。圖4c表明產(chǎn)業(yè)結構對能源消費的沖擊在第2期前會產(chǎn)生正向效應，然后產(chǎn)生負向效應，在第4期后保持微小波動狀態(tài)，說明短期能源消費會隨著產(chǎn)業(yè)結構變化而增長，所以應加快產(chǎn)業(yè)結構的優(yōu)化升級的進程，以降低能耗。

圖4d表示能源消費對經(jīng)濟增長的一個標準差擾動在第5期之前有正向效應，隨后下降并趨于穩(wěn)定，說明在短期能源消費增加會促進經(jīng)濟的增長，在長期內隨著技術創(chuàng)新等原因，經(jīng)濟增長擺脫了對能源的依賴。圖4e表明經(jīng)濟增長對自身的沖擊在短時間內進行了正反調整，然后趨于穩(wěn)定。圖4f表示產(chǎn)業(yè)結構對經(jīng)濟增長的標準差沖擊在短期內呈現(xiàn)正效應，說明產(chǎn)業(yè)結構促進經(jīng)濟增長。

圖4g表示能源消費對產(chǎn)業(yè)結構的標準差擾動在第3期達到峰值后，逐漸減弱成負效應，進而趨于不變，說明短期內能源消費增長促進產(chǎn)業(yè)結構變化，長期內能源消費增長對產(chǎn)業(yè)結構產(chǎn)生負向作用。圖4h表明經(jīng)濟增長對產(chǎn)業(yè)結構標準差擾動產(chǎn)生正效應后趨于穩(wěn)定，但是促進作用不明顯。圖4i表明產(chǎn)業(yè)結構升級對自身的沖擊響應在第一期最大，到第3期最小，之后}二下波動至第8期后保持穩(wěn)定且數(shù)值微接近0，這說明產(chǎn)業(yè)結構升級對自身的沖擊作用不具有持續(xù)性，因此產(chǎn)業(yè)結構升級必須依靠政策的積極推動，來不斷鞏固其升級的效果。

方差分解的部分結果如表5所示。從In EC的方差分解值來看，能源消費的波動主要歸因于自身的慣性沖擊，經(jīng)濟增長變動的沖擊效果由0增加到8.08，大于產(chǎn)業(yè)結構變動的沖擊效果，說明甘肅省要重視能源消費增長的慣性，由于產(chǎn)業(yè)結構變化對能源消費變動的影響具有滯后效應，因此，也要重視產(chǎn)業(yè)結構升級的影響。從經(jīng)濟增長的方差分解值來看，經(jīng)濟增長的波動主要由能源消費和自身的變動來解釋，由于產(chǎn)業(yè)結構貢獻量較小，所以，從短期來看，能源消費對經(jīng)濟增長的影響遠大于產(chǎn)業(yè)結構的影響，這也再次說明產(chǎn)業(yè)結構升級對經(jīng)濟增長的促進作用有時滯性。

五、結論及對策建議

（一）結論

（l）甘肅省的能源消費、產(chǎn)業(yè)結構和經(jīng)濟增長之間存在著長期穩(wěn)定的關系。從長期來看，產(chǎn)業(yè)結構變化對能源消費的影響遠大于經(jīng)濟增長對能源消費的影響。在短期內，因產(chǎn)、業(yè)結構變化對能源消費變動的影響具有滯后效應，使得經(jīng)濟增長對能源消費的影響略大于產(chǎn)業(yè)結構變化對能源消費的影響，且短期內上期長期均衡的非均衡誤差將會以48.61%的比例對本期能源消費的增長做出修正。

（2） Cranger因果關系檢驗結果表明，在滯后期為2年時，經(jīng)濟增長和產(chǎn)業(yè)結構均構成能源消費的Granger原因，能源消費構成經(jīng)濟增長的Cranger原因，經(jīng)濟增長與能源消費是雙向因果關系，而產(chǎn)業(yè)結構與能源消費是單向因果關系，且產(chǎn)業(yè)結構是經(jīng)濟增長的Cranger原因。

（3）脈沖響應和方差分解再次說明甘肅省能源消費和經(jīng)濟增長自身都具有持續(xù)性，能源消費的波動主要歸因于自身的慣性沖擊，經(jīng)濟增長的波動主要來源于自身和能源消費的沖擊。從方差看分解值，能源消費變動對產(chǎn)業(yè)結構的影響大于對經(jīng)濟增長的影響，產(chǎn)業(yè)結構升級對經(jīng)濟增長的促進作用需要較長時期才能收到明顯的效果。

（二）對策建議

結合以上結論及甘肅省的能源消費和產(chǎn)業(yè)結構現(xiàn)狀，為r保證經(jīng)濟又好又快發(fā)展，加快產(chǎn)業(yè)結構向合理化和能源節(jié)約型方向轉變，提高能源利用效率，實現(xiàn)甘肅省經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，本文提出幾點政策建議。

（1）擺脫經(jīng)濟增長與能源消費相互依賴的局面。強化金融財政扶持政策，加強規(guī)劃指導和監(jiān)督力度，對已有衰落跡象和已開始衰落的傳統(tǒng)工業(yè)進行技術改造，大力推進低耗能和低排放的高新技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，構建包括現(xiàn)代特色農(nóng)牧業(yè)、循環(huán)型工業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè)的經(jīng)濟體系。

（2）重工業(yè)是甘肅省能源消費的主體，加大高能耗行業(yè)，如有色冶金、電力、煤炭、石油化工、建材等的技術研發(fā)和內部產(chǎn)品結構的優(yōu)化升級，提高能源的利用效率。同時，在重工業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的基礎上，加快輕工業(yè)發(fā)展步伐，使輕工業(yè)的增長速度快于重工業(yè)，進而調整輕重工業(yè)結構。

（3）全面加強技術創(chuàng)新及研發(fā)能力，加快節(jié)能技術推廣應用進程，積極發(fā)展各種新能源和可再生能源等，為產(chǎn)業(yè)結構的升級調整和經(jīng)濟發(fā)展做好動力支撐。