我國經(jīng)濟(jì)增長與石油、天然氣消費(fèi)關(guān)系實(shí)證研究
——基于協(xié)整分析及Granger因果檢驗(yàn)

李咸勇,郭　軍,黃　逸

(1.新疆油田分公司 采油一廠,新疆 克拉瑪依　834000;2.中國石油大學(xué)(華東) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,山東 青島　266580;3.新疆油田分公司 規(guī)劃計(jì)劃處,新疆 克拉瑪依　834000)

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我國經(jīng)濟(jì)增長與石油、天然氣消費(fèi)關(guān)系實(shí)證研究
——基于協(xié)整分析及Granger因果檢驗(yàn)

李咸勇1,2,郭軍2,3,黃逸1

(1.新疆油田分公司 采油一廠,新疆 克拉瑪依834000;2.中國石油大學(xué)(華東) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,山東 青島266580;3.新疆油田分公司 規(guī)劃計(jì)劃處,新疆 克拉瑪依834000)

摘要為研究我國經(jīng)濟(jì)增長與石油、天然氣消費(fèi)之間的具體影響效應(yīng),在對1996—2013年我國GDP 和石油、天然氣消費(fèi)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上,利用協(xié)整檢驗(yàn)和誤差修正模型以及Granger因果關(guān)系對其作了系統(tǒng)分析。檢驗(yàn)結(jié)果表明,我國經(jīng)濟(jì)增長與石油、天然氣消費(fèi)存在長期均衡性,但經(jīng)濟(jì)的短期波動是造成石油、天然氣消費(fèi)短期波動的一個重要因素,且經(jīng)濟(jì)增長對天然氣消費(fèi)的影響力度比石油大,Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)表明經(jīng)濟(jì)增長是引起石油、天然氣消費(fèi)的單向原因。為此,在今后經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中要重點(diǎn)關(guān)注經(jīng)濟(jì)增長對天然氣消費(fèi)造成的影響,石油公司也可據(jù)此制定相應(yīng)的對應(yīng)措施,以避免經(jīng)濟(jì)增長對資源造成不必要的浪費(fèi)。

關(guān)鍵詞經(jīng)濟(jì)增長;石油、天然氣消費(fèi);Granger因果檢驗(yàn);協(xié)整分析

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和居民生活水平的不斷提高,我國的能源消費(fèi)量一直持續(xù)增加。2013年,我國國內(nèi)生產(chǎn)總值為56.9萬億元,同比增長9.5%,我國能源消費(fèi)總量達(dá)到37.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,同比增長3.6%,我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源的依賴度還比較大[1]。在快速增長的能源消費(fèi)中,值得注意的是石油消費(fèi)在一次能源消費(fèi)中的比重基本保持在18.5%左右,而天然氣的消費(fèi)比例卻在一直增加,從2006年的2.9%上升到2013年的5.8%,說明目前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)越來越重視對天然氣資源的利用。長期以來我國經(jīng)濟(jì)增長與能源消費(fèi)之間一直保持著密切聯(lián)系,因此,研究彼此之間的關(guān)系可為制定我國宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源消費(fèi)政策提供參考依據(jù),具有實(shí)際意義。

目前,國內(nèi)外很多學(xué)者對經(jīng)濟(jì)增長與能源消費(fèi)之間的關(guān)系作過研究,如Lee[2]利用面板數(shù)據(jù)模型對18個發(fā)展中國家的能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)進(jìn)行了協(xié)整分析,指出經(jīng)濟(jì)增長對能源消費(fèi)的長期和短期效應(yīng);Apergis等[3]對獨(dú)聯(lián)體國家研究發(fā)現(xiàn),就長期來看經(jīng)濟(jì)增長與能源消費(fèi)之間存在雙向因果關(guān)系;但John[4]對此產(chǎn)生質(zhì)疑,他利用協(xié)整檢驗(yàn)和誤差修正模型研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長是引起能源消費(fèi)的單向因果關(guān)系。我國學(xué)者也對二者之間的關(guān)系做過研究,如何立華等[5]利用協(xié)整檢驗(yàn)和誤差修正模型對山東省經(jīng)濟(jì)增長與能源消費(fèi)關(guān)系進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)彼此間存在長期協(xié)整性;王鐿潼等[6]利用面板數(shù)據(jù)模型對天然氣消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系進(jìn)行研究,指出經(jīng)濟(jì)增長可刺激天然氣消費(fèi);李宏勛等[7]利用灰色關(guān)聯(lián)理論對化石能源與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系做過模糊分析,指出我國經(jīng)濟(jì)增長與三大化石能源的消費(fèi)關(guān)系密切。

鑒于以上研究可以發(fā)現(xiàn),國內(nèi)外學(xué)者對經(jīng)濟(jì)增長與能源消費(fèi)的研究都主要集中在兩者之間的關(guān)系上,為后期研究提供了借鑒意義。但通過綜述也可以發(fā)現(xiàn)目前研究主要是對整個能源體系進(jìn)行,針對經(jīng)濟(jì)增長與某種能源消費(fèi)關(guān)系的研究目前還較少。研究在借鑒前者研究的基礎(chǔ)上對我國經(jīng)濟(jì)增長與石油、天然氣消費(fèi)之間的關(guān)系進(jìn)行了具體研究,以探究其對我國經(jīng)濟(jì)的實(shí)際影響作用,以期為其他能源消費(fèi)研究提供參考。

1研究方法理論概述

1.1單位根檢驗(yàn)

在一般情況下直接取得的數(shù)據(jù)序列大都是不平穩(wěn)的,對不平穩(wěn)序列直接進(jìn)行計(jì)量計(jì)算會出現(xiàn)“偽回歸”現(xiàn)象,因此,在進(jìn)行具體計(jì)算前需要進(jìn)行序列平穩(wěn)性檢驗(yàn)。單位根檢驗(yàn)是對序列是否平穩(wěn)進(jìn)行檢驗(yàn)的一種方法,Eviews 6.0提供了多種單位根檢驗(yàn)方法,其中最常用的是ADF檢驗(yàn),有三種模式,對應(yīng)三種假設(shè)檢驗(yàn)回歸方程[8]:

(1)

(2)

(3)

其中:a代表常數(shù)截距項(xiàng);δt為時間趨勢項(xiàng);εt為獨(dú)立同分布。式(1)～式(3)分別為無截距項(xiàng)無時間趨勢項(xiàng)、有截距項(xiàng)無時間趨勢項(xiàng)、有截距項(xiàng)有時間趨勢項(xiàng)模型。ADF采用的是T統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行檢驗(yàn),原假設(shè)是“序列存在單位根,非平穩(wěn)”,若T統(tǒng)計(jì)量的值小于臨界值,則拒絕原假設(shè),反之接受原假設(shè)。

1.2協(xié)整檢驗(yàn)及誤差修正模型

協(xié)整檢驗(yàn)是檢驗(yàn)不同變量之間是否存在長期均衡效應(yīng)的檢驗(yàn)方法。在實(shí)際應(yīng)用中,雖然單個變量序列并不平穩(wěn),但它們的線性組合往往是平穩(wěn)的,這說明變量之間存在協(xié)整性。對于協(xié)整檢驗(yàn),主要有兩種方法:Johansen協(xié)整檢驗(yàn)和基于模型回歸殘差協(xié)整檢驗(yàn)。研究采用Johansen協(xié)整檢驗(yàn),其原假設(shè)是“變量之間不存在協(xié)整關(guān)系”,通過比較T統(tǒng)計(jì)量的絕對值和臨界值來肯定或否定原假設(shè),其標(biāo)準(zhǔn)是小于臨界值,接受原假設(shè);大于臨界值,拒絕原假設(shè)[9]。

協(xié)整檢驗(yàn)只能分析各變量之間存在的一種長期均衡關(guān)系,現(xiàn)實(shí)是各變量之間以及變量自身之間卻會存在短期波動效應(yīng),短期波動一般會受到自變量和因變量雙重影響,為研究變量之間的這種短期波動性,需要構(gòu)造誤差修正模型,其檢驗(yàn)回歸方程為

dln yt=c+ωdln xt+σecmt+εt,

(4)

其中:ecmt是誤差修正項(xiàng);系數(shù)ω反映了解釋變量對因變量的短期波動效應(yīng);σ反映了對偏離長期均衡的調(diào)整力度;εt為隨機(jī)擾動項(xiàng)。

1.3Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)

通過協(xié)整檢驗(yàn)可以知道變量間是否存在一種長期均衡關(guān)系,但要具體研究是哪個變量是因哪個變量是果,還是各變量彼此間都互通,還需通過Granger因果關(guān)系進(jìn)行具體驗(yàn)證[10],對變量進(jìn)行Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)需構(gòu)建以下回歸方程:

(5)

(6)

假定隨機(jī)誤差項(xiàng)ut和νt是互不相關(guān)的,Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)的原假設(shè)是“X或Y不是引起Y或X變化的Granger原因”,利用F檢驗(yàn),若F檢驗(yàn)P概率值小于規(guī)定的顯著性水平,則否定原假設(shè),否則肯定。

2實(shí)證定量分析

為了使研究結(jié)果更加準(zhǔn)確和具有實(shí)際意義,研究采用長時間序列進(jìn)行研究,所選取的數(shù)據(jù)是我國1996—2013年的GDP、石油消費(fèi)量和天然氣消費(fèi)量數(shù)據(jù),其數(shù)據(jù)來源于相關(guān)年份的《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》,同時因?yàn)楦髦笜?biāo)的量綱不同,將各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行直接分析缺乏實(shí)際性,為消除數(shù)據(jù)間較大的波動和克服異方差,需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行取對數(shù)變換,分別用lngdp(GDP,單位:億元)、lnshy(石油消費(fèi)量,單位:萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤)、lntrq(天然氣消費(fèi)量,單位:萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤)表示。

2.1單位根檢驗(yàn)

研究采用Eviews6.0對各指標(biāo)的數(shù)據(jù)序列進(jìn)行ADF單位根檢驗(yàn),具體的檢驗(yàn)結(jié)果見表1。

通過單位根檢驗(yàn)結(jié)果可以看出,GDP、石油消費(fèi)量和天然氣消費(fèi)量的原始序列在5%的顯著性水平下都是非平穩(wěn)的,但其一階差分序列都是平穩(wěn)的,各變量屬于一階平穩(wěn)。而同階單整的序列之間可能存在一種長期協(xié)整關(guān)系,為進(jìn)一步確定需作相關(guān)協(xié)整分析。

2.2協(xié)整檢驗(yàn)及誤差修正

通過表1中的檢驗(yàn)結(jié)果可以知道,GDP、石油消費(fèi)和天然氣消費(fèi)取對數(shù)后的一階差分都是平穩(wěn),為此可以采用Johansen協(xié)整檢驗(yàn)對三個變量之間的協(xié)整性進(jìn)行分析,其具體分析結(jié)果見表2。

通過Johansen協(xié)整檢驗(yàn)得出經(jīng)濟(jì)增長與石油消費(fèi)和天然氣消費(fèi)之間存在協(xié)整性,變量彼此之間存在一種長期均衡關(guān)系,為此可對(lngdp為自變量,lnshy為因變量)、(lngdp為自變量,lntrq為因變量)兩組序列數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,具體分析結(jié)果見表3。

在以上方程回歸分析中,R2的值分別為0.973和0.998,可以看出方程的模擬效果較好。從回歸分析結(jié)果看,就長期發(fā)展趨勢而言,經(jīng)濟(jì)增長會以46.9%的比例帶動石油消費(fèi)均衡增長,而以超過100%的比例帶動天然氣消費(fèi)增長,說明我國經(jīng)濟(jì)增長對天然氣消費(fèi)的影響要比對石油消費(fèi)的影響大,且天然氣的消費(fèi)增長速度比經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度要快。

在得到長期均衡效應(yīng)的基礎(chǔ)下,還應(yīng)對短期波動效應(yīng)進(jìn)行分析。因此利用公式(4)誤差修正模型對誤差修正分析,結(jié)果見表4。

從誤差修正模型分析的結(jié)果可以看出,兩個方程中ecm的系數(shù)值都為負(fù),符合反向修正原理,說明石油、天然氣的上一年消費(fèi)偏離了長期均衡消費(fèi)關(guān)系影響。為了維護(hù)石油、天然氣消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長之間的長期均衡關(guān)系,當(dāng)年的石油、天然氣的消費(fèi)將以-0.341和-1.107的速度對前一年的不均衡狀況進(jìn)行調(diào)整。同時從自變量的系數(shù)還可以看出經(jīng)濟(jì)增長的短期變動對天然氣的短期消費(fèi)波動影響比較大,其影響力度超過了石油。通過以上分析發(fā)現(xiàn)無論是長期還是短期,經(jīng)濟(jì)增長對天然氣消費(fèi)的影響要比石油大,這可能與當(dāng)前大力實(shí)施低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展,各國普遍加大了對低碳能源的利用力度有關(guān),而這也符合我國當(dāng)前大力開發(fā)天然氣的實(shí)際現(xiàn)狀。

2.3Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)

協(xié)整檢驗(yàn)和誤差修正模型只能分析經(jīng)濟(jì)增長與石油、天然氣消費(fèi)之間的一種長期、短期相關(guān)性,但具體到何為因何為果還是各自都可為因?yàn)楣€需通過Granger因果關(guān)系作進(jìn)一步檢驗(yàn)。其Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)結(jié)果見表5。

通過Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)得出拒絕“GDP不是石油消費(fèi)和天然氣消費(fèi)”的原假設(shè),卻不能拒絕其他兩個原假設(shè),即經(jīng)濟(jì)增長是引起石油消費(fèi)和天然氣消費(fèi)變化的因,但石油消費(fèi)和天然氣消費(fèi)發(fā)生變化卻不一定能引起經(jīng)濟(jì)增長的變化,說明經(jīng)濟(jì)增長對石油、天然氣消費(fèi)具有明顯的單向因果關(guān)系。

3結(jié)論

為了具體研究我國石油、天然氣消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系,在對我國1996—2013年的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集整理的基礎(chǔ)上,利用協(xié)整檢驗(yàn)及誤差修正模型對彼此之間的長期均衡效應(yīng)和短期波動效應(yīng)作了分析,并采用Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)對彼此之間的因果性作了系統(tǒng)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),每增加1單位的GDP會對應(yīng)增加0.467單位的石油消費(fèi)和1.082單位的天然氣消費(fèi),而從誤差修正模型可以看出,經(jīng)濟(jì)增長對石油消費(fèi)的短期波動效應(yīng)指數(shù)為0.542,而對天然氣的短期波動效應(yīng)指數(shù)為1.285,說明經(jīng)濟(jì)發(fā)展對天然氣的短期波動效應(yīng)明顯,這與未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展向低碳化推進(jìn),天然氣是低碳、高效、清潔的能源有關(guān)。通過對比發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長對天然氣消費(fèi)的長期和短期效應(yīng)都比石油消費(fèi)的影響效應(yīng)要大,同時,經(jīng)濟(jì)增長是引起石油、天然氣消費(fèi)變化的單向Granger因。為此,在今后經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中要重點(diǎn)關(guān)注經(jīng)濟(jì)增長對天然氣消費(fèi)造成的影響,石油公司也可據(jù)此制定相應(yīng)的對應(yīng)措施,以避免經(jīng)濟(jì)增長對資源造成不必要的浪費(fèi)。

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Empirical Research on Relations Between China Economic Growthand Consumption of Petroleum and Natural Gas——Based on Co-integration Analysis and Granger Causality Test

Li Xianyong1,2,Guo Jun2,3,Huang Yi1

(1.No.1 Oil Production Apartment of Xinjiang Oilfield,Karamay 834000,China;2.College of Economics and Management,China University of Petroleum,Qingdao 266580,China;3.The Planning Department of Xinjiang Oilfield,Karamay 834000,China)

Key wordsEconomic growth;Consumption of petroleum and natural gas;Granger causality test;Co-integration analysis

AbstractIn order to study the specific influential effect between China economic growth and consumption of petroleum and natural gas,a system analysis is conducted based on a classified statistic of China GDP and consumption data of petroleum and natural gas from 1996 to 2013 by using co-integration test,error correction model and Granger causality. The test results show that there is a long-term balance between China economic growth and consumption of petroleum and natural gas. However,the rapid fluctuation of economy is a key factor which causes rapid fluctuation in the consumption of petroleum and natural gas. Besides,the influence degree of economic growth on consumption of natural gas is bigger than on consumption of petroleum. Granger causality test indicates that economic growth is a single-track reason for consumption of petroleum and natural gas. Therefore,a special attention on the influence caused by economic growth on consumption of natural gas is needed on the further economic development process. Petroleum company shall formulate corresponding measures based on this to avoid unnecessary waste of economic growth on resources.

doi:10.16468/j.cnki.issn1004-0366.2016.03.026.

收稿日期:2015-05-25;修回日期:2015-07-06.

作者簡介:李咸勇(1968-),男,山東章丘人,碩士研究生,研究方向?yàn)轫?xiàng)目管理.E-mail:lixianyong1234@126.com.

中圖分類號:F224.7

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號:1004-0366(2016)03-0125-05

引用格式:Li Xianyong,Guo Jun,Huang Yi.Empirical Research on Relations Between China Economic Growth and Consumption of Petroleum and Natural Gas——Based on Co-integration Analysis and Granger Causality Test[J].Journal of Gansu Sciences,2016,28(3):125-129.[李咸勇,郭軍,黃逸.我國經(jīng)濟(jì)增長與石油、天然氣消費(fèi)關(guān)系實(shí)證研究——基于協(xié)整分析及Granger因果檢驗(yàn)[J].甘肅科學(xué)學(xué)報(bào),2016,28(3):125-129.]