亞太地區(qū)煤價(jià)與我國(guó)GDP、煤炭消費(fèi)的關(guān)系研究：基于資源約束階段性假說(shuō)

黃怡婷，薛　曄

(太原理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，山西 太原 030024)

亞太地區(qū)煤價(jià)與我國(guó)GDP、煤炭消費(fèi)的關(guān)系研究：基于資源約束階段性假說(shuō)

黃怡婷，薛曄

(太原理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，山西 太原 030024)

摘要：在我國(guó)經(jīng)濟(jì)增速放緩和煤炭行業(yè)所呈現(xiàn)的新常態(tài)下，隨著我國(guó)煤炭進(jìn)口量的不斷增長(zhǎng)以及國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)價(jià)格逐步接軌，國(guó)際煤炭?jī)r(jià)格對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的影響越來(lái)越大，但是，鮮有學(xué)者系統(tǒng)地研究煤炭?jī)r(jià)格、煤炭消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)三者之間的關(guān)系。鑒于此，本文基于2000～2013年的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從結(jié)構(gòu)突變和動(dòng)靜態(tài)視角，運(yùn)用協(xié)整理論和馬爾科夫區(qū)制轉(zhuǎn)換模型對(duì)亞太地區(qū)煤價(jià)、我國(guó)GDP和煤炭消費(fèi)之間的關(guān)系進(jìn)行實(shí)證研究。結(jié)果表明：①三者之間存在著長(zhǎng)期均衡關(guān)系，但是在2005年前后發(fā)生結(jié)構(gòu)突變，將我國(guó)經(jīng)濟(jì)分為“資源軟約束”和“資源硬約束”兩個(gè)階段；②在我國(guó)煤炭資源相對(duì)豐富的“資源軟約束”階段，主要表現(xiàn)出亞太地區(qū)煤價(jià)、我國(guó)GDP和煤炭消費(fèi)相對(duì)獨(dú)立的狀態(tài)；③在“資源硬約束”階段，三者之間的依賴性和約束性增強(qiáng)，煤炭能源與我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的矛盾凸顯。

關(guān)鍵詞：協(xié)整理論；結(jié)構(gòu)突變；馬爾科夫模型

隨著近幾年國(guó)際煤炭?jī)r(jià)格的持續(xù)下跌和劇烈波動(dòng)，煤炭問題再次成為全球矚目的熱點(diǎn)問題。在中國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭作為基礎(chǔ)能源，占能源消費(fèi)比重的比值一直處于70%以上，因此，煤炭成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和能源消費(fèi)的重中之重。2012年，亞太地區(qū)煤炭消費(fèi)量占全球比重為69.9%，已成為全球煤炭的消費(fèi)中心，是全球煤炭市場(chǎng)的風(fēng)向標(biāo)。我國(guó)在2009年成為煤炭?jī)暨M(jìn)口國(guó)，并且連續(xù)多年來(lái)成為煤炭消耗最大的國(guó)家，而澳大利亞成為最大的煤炭出口國(guó)。從21世紀(jì)初開始，我國(guó)煤炭對(duì)外依存度一直呈攀升態(tài)勢(shì)，如在2013年，煤炭對(duì)外依存度為8.13%。在現(xiàn)階段，我國(guó)煤炭供給過剩，資源利用率低下，資源浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重，導(dǎo)致煤炭有效供給不足，但是，我國(guó)煤炭進(jìn)口量仍然處于增加趨勢(shì)，煤炭貿(mào)易在國(guó)際市場(chǎng)上活躍性提高，因此，亞太地區(qū)煤價(jià)可能會(huì)影響到我國(guó)煤炭消費(fèi)需求及我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的狀況。同時(shí)，“十三五”規(guī)劃更是要求必須強(qiáng)化全球視野。鑒于此，本文以亞太地區(qū)煤價(jià)作為切入點(diǎn)，剖析它與我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)及煤炭消費(fèi)之間的關(guān)系，同時(shí)兼論我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的資源約束階段性假說(shuō)，旨在從價(jià)格信號(hào)、資源配置和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的角度對(duì)三者的相互作用加以深入分析。

1研究現(xiàn)狀綜述

國(guó)內(nèi)外有關(guān)煤炭?jī)r(jià)格、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和煤炭消費(fèi)之間的關(guān)系研究大致可分為以下兩類。①煤炭?jī)r(jià)格與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系的研究。目前，此方面的研究相對(duì)較少，如趙建輝[1]利用時(shí)間序列建立了能源價(jià)格與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、碳排放量的實(shí)證模型，得出能源價(jià)格是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的原因。謝鹍[2]基于新疆省的年度時(shí)間序列，首先對(duì)區(qū)域性煤炭?jī)r(jià)格和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的互動(dòng)性進(jìn)行分析，進(jìn)而通過計(jì)量模型對(duì)兩者關(guān)系進(jìn)行實(shí)證研究。②煤炭消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系。國(guó)內(nèi)外各學(xué)者對(duì)該方面的研究成果較多。Yoo[3]基于韓國(guó)的年度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，運(yùn)用協(xié)整分析和因果檢驗(yàn)等線性模型對(duì)該國(guó)的煤炭消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系加以分析，并得出兩者之間存在著雙向因果關(guān)系。Apergis和Payne[4]對(duì)25個(gè)國(guó)家的面板數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證研究，結(jié)果表明所有國(guó)家的煤炭消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)均存在長(zhǎng)短期的雙向因果關(guān)系。李慧芳和趙鵬程[5]運(yùn)用經(jīng)濟(jì)計(jì)量方法研究了山西省煤炭消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系，認(rèn)為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有效地影響煤炭消費(fèi)的增長(zhǎng)。張兆響等[6]按照結(jié)構(gòu)突變理論，檢驗(yàn)并確定了中國(guó)煤炭消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的均值突變和趨勢(shì)突變的變結(jié)構(gòu)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上建立了變結(jié)構(gòu)協(xié)整模型。孟巖和張屹山[7]根據(jù)年度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，建立了中國(guó)煤炭消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的變參數(shù)模型，較好地解釋了中國(guó)煤炭消費(fèi)彈性的時(shí)變規(guī)律。

縱觀上述文獻(xiàn)，主要存在以下不足。①缺乏對(duì)煤炭?jī)r(jià)格、煤炭消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系的系統(tǒng)地加以研究。從微觀上看，價(jià)格作為“無(wú)形之手”，與煤炭消費(fèi)具有相互作用，從宏觀上講，煤炭消費(fèi)是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的基礎(chǔ)，拉動(dòng)了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)又推動(dòng)了煤炭消費(fèi)，研究以上三者的關(guān)系有助于形成對(duì)微觀機(jī)制和宏觀機(jī)制相結(jié)合的系統(tǒng)剖析。②研究方法大都是運(yùn)用協(xié)整理論和線性計(jì)量模型，或是通過將結(jié)構(gòu)變化視為外生的、一次性的結(jié)構(gòu)變換模型進(jìn)行實(shí)證研究。但是，基于中國(guó)經(jīng)濟(jì)的復(fù)雜情況以及中國(guó)煤炭貿(mào)易凈出口變?yōu)閮暨M(jìn)口的重大變化，考慮三者之間關(guān)聯(lián)關(guān)系可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)突變很有必要。馬爾科夫區(qū)制轉(zhuǎn)換(MS)模型是當(dāng)前較為前沿的一種的統(tǒng)計(jì)模型，該模型能將結(jié)構(gòu)突變視為內(nèi)生的，具有解決結(jié)構(gòu)突變優(yōu)良性。因此，本文運(yùn)用該模型對(duì)亞太地區(qū)煤炭?jī)r(jià)格與我國(guó)GDP、煤炭消費(fèi)之間的關(guān)系加以實(shí)證研究。

2統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的選取及預(yù)處理

鑒于可得數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度短的問題，同時(shí)為了加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果的有效性，采用省際面板數(shù)據(jù)加以研究，將2000～2013年的全國(guó)除臺(tái)灣省外(由于西藏地區(qū)部分?jǐn)?shù)據(jù)缺失，故將其除外)30個(gè)省市自治區(qū)年度數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象。我國(guó)省際GDP根據(jù)2013年的名義GDP及實(shí)際GDP指數(shù)，將其折算為實(shí)際GDP，數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》，各地區(qū)的煤炭消費(fèi)來(lái)源于《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》。由于澳大利亞BJ動(dòng)力煤是亞太地區(qū)的主要交易品種，所以選其為亞太地區(qū)煤價(jià)，考慮到匯率的影響，將價(jià)格乘以美元匯率折算為人民幣。由于數(shù)據(jù)的自然對(duì)數(shù)變換不改變?cè)蛄械年P(guān)系，并能消除時(shí)間序列存在的異方差和量綱的影響，因此對(duì)以上所有序列取對(duì)數(shù)作為研究的原序列，其中G、C、P分別代表GDP、煤炭消費(fèi)及亞太地區(qū)煤價(jià)序列。

3實(shí)證研究

3.1平穩(wěn)性檢驗(yàn)

為了防止偽回歸現(xiàn)象的出現(xiàn)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)很有必要。關(guān)于亞太地區(qū)煤價(jià)對(duì)各省際均相同，只用考察其單一時(shí)間序列的平穩(wěn)性。而GDP及煤炭消費(fèi)對(duì)不同地區(qū)各不相同，需要進(jìn)行面板單位根檢驗(yàn)。本文采用具有相同根LLC和不同根單Fisher-ADF這兩種單位根檢驗(yàn)方法，見表1。各序列的單位根結(jié)果檢驗(yàn)表明：原序列均是非平穩(wěn)的，一階差分序列是平穩(wěn)的，即三個(gè)序列均為I(1)序列。

3.2靜態(tài)分析：協(xié)整檢驗(yàn)

各序列均為非平穩(wěn)序列，且為一階單整序列，為了確定三者之間是否具有長(zhǎng)期均衡穩(wěn)定關(guān)系，本文采用Kao[8]提出的統(tǒng)計(jì)量來(lái)進(jìn)行面板協(xié)整檢驗(yàn)。由表2可知，在顯著性水平為5%時(shí)，所得到的統(tǒng)計(jì)量的相伴概率為P=0.0002，充分表明亞太地區(qū)煤價(jià)與我國(guó)GDP、煤炭消費(fèi)存在著協(xié)整關(guān)系。采用標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)整向量表示方法，得到協(xié)整關(guān)系的方程，見式(1)。

表1　各序列的單位根檢驗(yàn)

注：①顯著性水平為5%；②括號(hào)里為相應(yīng)的概率水平值。

表2　協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果

C= 0.7332 G+0.1775 P+eu

(1)

(20.1812)(7.8703)

其中，括號(hào)中的t值表明在5%的顯著性水平下各系數(shù)均顯著。通過ADF方法對(duì)其殘差序列平穩(wěn)性進(jìn)行檢驗(yàn)，驗(yàn)證了協(xié)整關(guān)系的正確性。同時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)中亞太地區(qū)煤價(jià)與我國(guó)GDP、煤炭消費(fèi)之間的長(zhǎng)期均衡關(guān)系進(jìn)一步表明：在微觀方面，煤價(jià)在一定程度上反映了煤炭生產(chǎn)與煤炭消費(fèi)的市場(chǎng)均衡；在宏觀方面，煤炭消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)存在著長(zhǎng)期的靜態(tài)均衡。

3.3動(dòng)態(tài)分析：基于MS-VAR模型

Hamilton[9]在假定經(jīng)濟(jì)狀態(tài)變遷由馬爾科夫過程(Markov process)驅(qū)動(dòng)的條件下，建立了單變量的馬爾科夫區(qū)制轉(zhuǎn)換自回歸模型(MS-AR)。Krolzig[10]在此基礎(chǔ)上將其推廣分析多變量在不同狀態(tài)下的轉(zhuǎn)換關(guān)系，奠定了應(yīng)用馬爾科夫轉(zhuǎn)換模型分析多變量關(guān)系的基礎(chǔ)，即MS-VAR模型。Krolzig認(rèn)為，MS-VAR模型中滯后階數(shù)不會(huì)超過不考慮馬爾科夫區(qū)制轉(zhuǎn)換的向量自回歸模型滯后階數(shù)。因此，本文首先在向量自回歸模型(VAR)下根據(jù)最優(yōu)滯后階數(shù)的選擇標(biāo)準(zhǔn)確定其最優(yōu)滯后階數(shù)為1，狀態(tài)個(gè)數(shù)的確定既可以利用Hansen[11]提出的標(biāo)準(zhǔn)化LR檢驗(yàn)，也可以根據(jù)研究需要設(shè)定，本文根據(jù)研究目的，最終確定的MS模型為MSI(2)-VAR(1)，即一個(gè)截距和自回歸系數(shù)隨區(qū)制改變的兩狀態(tài)MS模型(式(2))。

(2)

表3　基于MS-VAR模型的估計(jì)結(jié)果及線性檢驗(yàn)

圖1　基于MS-VAR模型的平滑概率

為了進(jìn)一步研究亞太地區(qū)煤價(jià)與我國(guó)GDP、煤炭消費(fèi)之間的依賴性問題，本文將2000～2013年的樣本數(shù)據(jù)，以2005年為結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)分為兩個(gè)子樣本，其中，2000～2004年為子樣本1，2005～2013年為子樣本2，并對(duì)其進(jìn)行變結(jié)構(gòu)的短期因果關(guān)系檢驗(yàn)，見表4。從子樣本1的結(jié)果可知，煤價(jià)與GDP、煤炭消費(fèi)這三個(gè)序列兩兩之間均呈現(xiàn)出不顯著的因果關(guān)系，說(shuō)明在子樣本1期間，整個(gè)系統(tǒng)中GDP、煤炭消費(fèi)及亞太地區(qū)煤價(jià)的運(yùn)行具有一定的獨(dú)立性。這可能得因于在2000～2004年我國(guó)煤炭資源相對(duì)豐富，以出口為主，進(jìn)口比例相對(duì)較低，亞太地區(qū)煤價(jià)具有一定的獨(dú)立性，GDP的獨(dú)立性表明我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)不受亞太地區(qū)煤價(jià)和煤炭消費(fèi)的約束，因此，我們稱子樣本1區(qū)間稱為“資源軟約束”階段。從子樣本2的檢驗(yàn)可知，三個(gè)序列兩兩之間呈現(xiàn)出雙向的因果關(guān)系，表明三者之間的依賴程度增強(qiáng)，且約束性越來(lái)越強(qiáng)，表明在這期間GDP、煤炭消費(fèi)及亞太地區(qū)煤價(jià)三者之間缺乏獨(dú)立性，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，與煤炭消費(fèi)、亞太地區(qū)煤價(jià)之間聯(lián)系更加緊密，煤炭能源與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的矛盾問題凸顯，因此，本文稱子樣本2區(qū)間為“資源硬約束”階段。

表4　短期Granger因果檢驗(yàn)

表5給出了以2005年為結(jié)構(gòu)突變點(diǎn)不同區(qū)制下的亞太地區(qū)煤價(jià)與我國(guó)GDP、煤炭消費(fèi)之間的動(dòng)態(tài)相關(guān)系數(shù)。經(jīng)比較可知，較“資源軟約束”階段，“資源硬約束”階段的相關(guān)系數(shù)普遍增大，其中，煤炭?jī)r(jià)格分別與煤炭消費(fèi)、GDP的相關(guān)系數(shù)變化率顯著，為42.8%和113.4%，即表明亞太地區(qū)煤價(jià)以更快速度、更大影響傳遞給國(guó)內(nèi)煤炭市場(chǎng)，進(jìn)而影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，三者之間的相互影響關(guān)系日益密切。

4結(jié)語(yǔ)

本文基于協(xié)整理論及馬爾科夫區(qū)制轉(zhuǎn)換模型對(duì)亞太地區(qū)煤價(jià)與我國(guó)GDP、煤炭消費(fèi)之間的關(guān)系進(jìn)行了實(shí)證研究，結(jié)論如下：從靜態(tài)的角度，通過面板協(xié)整分析得出，從微觀上，煤炭?jī)r(jià)格在一定程度上反映了煤炭生產(chǎn)與煤炭消費(fèi)的市場(chǎng)均衡；從宏觀上，煤炭消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)存在著長(zhǎng)期的靜態(tài)均衡；從動(dòng)態(tài)的角度，基于MS-VAR模型的研究并兼論我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的資源約束階段性假說(shuō)得出，以2005年為結(jié)構(gòu)突變點(diǎn)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)經(jīng)歷了“資段軟約束”階段到“資源硬約束”階段的轉(zhuǎn)變。在“資源軟約束”階段，我國(guó)煤炭能源相對(duì)豐富，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)煤炭消費(fèi)的推動(dòng)作用較強(qiáng)，從而推高了煤炭的供給，通過微觀市場(chǎng)機(jī)制使得煤炭供給與煤炭需求處于動(dòng)態(tài)均衡狀態(tài)。在我國(guó)煤炭供給能滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與煤炭消費(fèi)的情況下，煤炭進(jìn)口比例偏低，國(guó)外煤炭?jī)r(jià)格呈現(xiàn)出一種相對(duì)的獨(dú)立性。在“資源硬約束”階段，煤炭消費(fèi)量隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的速度不斷提高，由于煤炭能源的稀缺性以及我國(guó)煤炭有效供給不足，使得我國(guó)煤炭資源供給的增加有限，再加上國(guó)外煤炭?jī)r(jià)格下降，國(guó)內(nèi)煤炭成本較高，導(dǎo)致進(jìn)口煤具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，我國(guó)煤炭依存度大幅增加，從而使得亞太地區(qū)煤價(jià)和煤炭消費(fèi)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的約束性逐漸加大。最后，有望為我國(guó)政府部門制定相關(guān)的國(guó)際資源合作政策提供參考和依據(jù)。

表5　不同區(qū)制下的相關(guān)系數(shù)

參考文獻(xiàn)

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Study on the relationship among the coal price in Asia Pacific region and China’s GDP，coal consumption：based on the hypothesis of resource constraints stage

HUANG Yi-ting，XUE Ye

(College of Economics&Management，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China )

Abstract:with the continuous growth of China's coal imports and consumption，the coal price of foreign influence on China’s economy has been more and more greater.Annual statistical data from 2000 to 2013 year applied，this paper，from the structure changes and dynamic and static perspective，aimed to use the co-integration theory and the Markov Regime switching model for empirical research on the relationship among the coal price in Asia Pacific region，China's GDP and coal consumption.The results showed that there existed a long-term equilibrium relationship between the above three sequences，but in 2005 before and after the structure changed，the economy of our country was divided into two stages—“soft resource constraint” and “hard resource constraints”.During the first stage，in our country coal resources were relatively rich，mainly the coal price in Asia Pacific，China’s GDP and coal consumption was in relatively independent state.In the “hard resource constraints” stage，it enhanced the dependence and restriction among the three，highlighting the contradictions of the coal energy and economic growth in China.At the same time，based on the above conclusion it put forward some suggestions.

Key words：Co-integration theory； structure change； Markov Switching model

收稿日期：2015-07-03

作者簡(jiǎn)介：黃怡婷(1990-)，女，山西萬(wàn)榮人，碩士研究生，從事統(tǒng)計(jì)學(xué)的研究。E-mail：huangyiting125@126.com。

中圖分類號(hào)：F407.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-4051(2016)03-0043-04