電源投資電力消費與工業(yè)化增速的互動機制研究

熊學仁

摘要：實現(xiàn)電力市場供求動態(tài)均衡一直以來是國家發(fā)展追求的目標之一。圍繞這一目標，運用VAR模型探討2004～2015年每季度電源投資、電力消費與工業(yè)化增速的相互影響。研究發(fā)現(xiàn)，當期電源投資受電力消費與工業(yè)化增速的前期影響顯著；電力消費受自身滯后一期與工業(yè)化增速當期值的顯著影響，而不受電源投資當期與前期值的影響。今后電力投資企業(yè)應(yīng)加大對電網(wǎng)的投入，政府需結(jié)合新型工業(yè)化發(fā)展道路優(yōu)化投資結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，釋放市場活力。

關(guān)鍵詞：電源投資；電力消費；工業(yè)化增速；脈沖響應(yīng)函數(shù)；動態(tài)關(guān)系

一、引言

自2002年電力體制改革以來，中國開始形成電力市場主體多元化的競爭格局。2016年3月，北京、廣州兩家電力交易中心掛牌成立，標志著電力放開競爭性環(huán)節(jié)、實現(xiàn)市場化交易進入全面實施階段。電力的逐步市場化發(fā)展使得電力投資與消費更具有靈活性并帶有聯(lián)動效應(yīng)。以往的研究主要側(cè)重于電力供給與需求單方面影響因素的考察，并沒有將兩個側(cè)面結(jié)合起來進行分析。在研究電力需求時也未能很好地區(qū)分電力需求與實際的電力消費。通常將電力消費量作為電力需求的替代指標，而究其本質(zhì)兩者是有區(qū)別的。近年來有數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)用電占整個社會用電量的73%左右，工業(yè)化程度成為影響電力投資與消費不可或缺的主要因素。針對以往研究的不足以及電能不可大規(guī)模儲存的性質(zhì)，研究電力投資與消費之間的內(nèi)在聯(lián)系變得尤為重要?；诖吮疚倪x用2004～2015年電源投資、全社會電力消費量及工業(yè)化程度的季度數(shù)據(jù)，建立向量自回歸模型（VAR）與單方程回歸模型綜合分析變量間的相互動態(tài)影響，最終結(jié)合實證分析結(jié)果提出相應(yīng)的政策建議。

二、文獻綜述

電力作為經(jīng)濟社會發(fā)展的主要能源一直以來都備受關(guān)注。單方面將電力消費或需求，電力投資或供給作為研究對象的文獻可謂不勝枚舉。就電力消費或需求而言，GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、工業(yè)化或城鎮(zhèn)化進程、電力價格、氣候環(huán)境、人口及性別等因素被挑選納入模型中作為影響電力消費或電力需求的因素。Hamlet，A.et al.（2010） 指出到21世紀80年代由于人口的增加，居民對于電力能源制冷需求將達到總需求的4.8% - 9.1%。Otsuka A. （2015）研究了日本工商業(yè)部門電力需求函數(shù)，結(jié)果表明不論是在短期還是在長期，需求價格彈性是極低的。對電力投資或供給的研究在較早些的文獻中主要探討的是電力供給與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系。但近些年來研究者們更加注重電力供給短缺，投資的終端利用效率及環(huán)保，電力投資商業(yè)化等問題。Michelfelder R.A.（2015）就發(fā)現(xiàn)庇古稅和補貼政策所產(chǎn)生的交易限制將導(dǎo)致電力企業(yè)缺乏應(yīng)有的（或過多的）常規(guī)發(fā)電和過渡的（或過少的）投資綠色資源。

以上的研究都是分別從電力消費或需求，電力投資或供給單方面來考察電力市場的狀況。經(jīng)過文獻的梳理后發(fā)現(xiàn)牟敦果等（2012）曾基于時變參數(shù)向量自回歸（TVP-VAR）方法研究了工業(yè)增加值、電力消費量和煤炭價格之間的互動關(guān)系。劉瑞禹等（2014）研究了高耗能行業(yè)的電力消費與影響因素之間的互動關(guān)系。這種電力市場中有關(guān)變量相互影響的動態(tài)關(guān)系研究并不多見，也存在著有待完善的地方。本文的創(chuàng)新之處就在于從動態(tài)經(jīng)濟學的視角出發(fā)，直接分析電源投資、電力消費及工業(yè)化增速之間的相互影響。通過實證分析得出變量之間的量化關(guān)系，為最終實現(xiàn)電力供求的動態(tài)均衡提供數(shù)理支撐。

三、變量的選取與數(shù)據(jù)說明

本文以發(fā)電機組每季度裝機容量（萬千瓦）來表示全社會電源投資（It）。直接選用全社會每季度電力消費量（億千瓦時）表示電力消費（Ct）。采用文獻中通常的做法，將每季度工業(yè)增加值占季度GDP的比率來表示工業(yè)化程度（gyht）。最后引入控制變量GDP，并將季度名義GDP通過上年同期GDP指數(shù)換算成每季度的實際GDP值（rgdpt）。樣本數(shù)據(jù)為2004-2015年每季度數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來源于wind數(shù)據(jù)庫，中國經(jīng)濟與社會發(fā)展統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫，國家統(tǒng)計局。經(jīng)Census X12季節(jié)調(diào)整方法消去季節(jié)變動對時間序列產(chǎn)生的規(guī)律性變化。為消除異方差對模型估計產(chǎn)生的影響，對上述經(jīng)季節(jié)調(diào)整后的變量分別取對數(shù)。

四、實證分析

（一）單位根檢驗

通過對變量序列相關(guān)圖的觀察發(fā)現(xiàn)，lnCt、lnIt、lngyht、lnrgdpt自相關(guān)函數(shù)拖尾，偏自相關(guān)函數(shù)一階截尾，即為AR（1）模型。采用Phillips和Perron（1998）提出一種非參數(shù)方法來檢驗一階自回歸過程的平穩(wěn)性。結(jié)果表明lnCt、lnIt、lnrgdpt的時間序列在10%的臨界值水平下平穩(wěn)，而不平穩(wěn)，對其進行一階差分后平穩(wěn)。對工業(yè)化程度差分后為：Δln（gyh）t=ln（gyh）t-ln（gyh）t-1該等式表示工業(yè)化程度變化率，分母取值為1。若Δln（gyh）t>0表示工業(yè)化增速加快，若Δln（gyh）t表示工業(yè)化增速減緩。

（二）VAR模型的設(shè)定

Sim（1980）將VAR模型引入經(jīng)濟學中，分析隨機擾動變動對變量系統(tǒng)的動態(tài)沖擊。由AIC與SC準則確定VAR（p）模型的滯后階數(shù)為2。借助Eviews7軟件得出VAR（2）模型如下：

四個方程的可決系數(shù)分別為0.6、0.99、0.99、0.57，說明模型整體擬合程度較好?；谏鲜鯲AR（2）模型可以檢驗電源投資、電力消費與工業(yè)化增速之間是否存在顯著的Granger關(guān)系?；讦?統(tǒng)計量的檢驗結(jié)果顯示：在方程中，原假設(shè)不能Granger引起的P值為0.62，原假設(shè)Δln（gyh）t不能Granger引起lnCt的P值為0.29，都大于10%的臨界值，應(yīng)接受原假設(shè)；在lnCt方程中，原假設(shè)lnCt不能Granger引起lnIt的P值為0.06，原假設(shè)ALL不能Granger引起lnIt的P值為0.06，即電力消費與所有變量聯(lián)合起來是電源投資的Granger原因；Δln（gyh）t方程中，原假設(shè)lnCt不能Granger引起Δln（gyh）t的P值為0.05，原假設(shè)ALL不能Granger引起Δln（gyh）t的P值為0.02，即電力消費與所有變量聯(lián)合起來是工業(yè)化增速的Granger原因。

（三）脈沖響應(yīng)函數(shù)分析

若所建VAR（2）模型穩(wěn)定則可進行下一步脈沖響應(yīng)函數(shù)分析。采用AR Roots檢驗方法并借助Eviews7軟件，輸出的結(jié)果顯示所有根模的倒數(shù)在單位圓以內(nèi)，即所建立的VAR（2）模型是穩(wěn)定的。首先我們對經(jīng)Granger因果檢驗中具有因果關(guān)系的主要變量進行脈沖響應(yīng)分析，之后再對不具有顯著Granger因果關(guān)系的變量進行原因分析。

1. 電源投資的脈沖響應(yīng)分析

借助Eviews7軟件可以得出電源投資的脈沖響應(yīng)如圖1。實線表示脈沖響應(yīng)函數(shù)，代表電力消費受到一個標準沖擊時電源投資的反應(yīng)情況。虛線表示正負兩倍標準差偏離帶。期初受到電力消費一個標準差的沖擊時電源投資的當期值為1.1%，之后開始上升在第3期達到最大5.1%。在此之后開始平穩(wěn)下降，至12期后電力消費對電源投資的脈沖影響逐漸消失。除此之外可以看出對電力消費施加一個正向沖擊時帶來的電源投資的變化為正，由此可以認為電力消費的增長拉動了電源投資。

2. 工業(yè)化增速的脈沖響應(yīng)分析

從圖2中可以看出當電力消費受到一個標準差的沖擊時，在第一期工業(yè)化增速為3%，之后開始下降至第5期的-1.6%。在此之后開始回升并隨著時間的推移這種影響逐步弱化為0。受電力消費的一個正向沖擊能夠使得工業(yè)化增速在期初為正值，說明前期的電力消費增加使工業(yè)化增速加快，最終使工業(yè)步入不同的階段。

（四）電力消費的實證分析

Granger因果關(guān)系檢驗中電源投資、實際GDP與工業(yè)化增速的前期變化并不能顯著引起電力消費的變化。為了進一步探其緣由，本文進一步構(gòu)造單方程模型及采用普通最小二乘法（OLS）進行回歸分析。模型設(shè)定如下：

lnCt=α1lnCt+α2lnCt-2+α3ln（rgdp）t+α4Δln（gyh）t+α5lnIt+C+εt

對方程隨機擾動項進行檢驗后發(fā)現(xiàn)并不存在異方差與自相關(guān)，即可以得到方程的有效一致估計量。回歸結(jié)果如表1所示。

回歸結(jié)果可以看出可決系數(shù)與調(diào)整的可絕系數(shù)都為0.99，表示模型整體擬合優(yōu)度較好。通過各變量的t統(tǒng)計量檢驗發(fā)現(xiàn)，電力消費量會受滯后一期電力消費量的顯著影響，但滯后兩期的電力消費量對當期的影響不顯著。

五、結(jié)論與政策建議

（一）實證研究結(jié)論

1. 對電源投資而言，電力消費是電源投資的Granger原因，并且工業(yè)化增速、實際GDP及電力消費的聯(lián)合滯后期變動能夠顯著影響當期電源投資。電源投資的脈沖響應(yīng)函數(shù)顯示，若對電力消費施加一個標準差的正向沖擊時，電源投資的響應(yīng)值為正，并在12期之后這種脈沖影響逐漸弱化為0。電源投資企業(yè)可以依據(jù)電力消費前期值來計劃當期的投資量。實際GDP與工業(yè)化增速并不對電源投資產(chǎn)生顯著影響，這背后有著更為深層次的原因。截止2016年上半年我國電源投資增長為-8.70%，其中傳統(tǒng)火電投資增長為-6.42%。電源投資這種“斷崖式”的下降一方面是因為中國經(jīng)濟發(fā)展出現(xiàn)的“新常態(tài)”與工業(yè)化程度步入后期階段所導(dǎo)致的產(chǎn)能過剩、內(nèi)需不足、供需不匹配等一系列狀況有關(guān)。另一方面是與國家的政策有關(guān)。2016年初，為進一步規(guī)范火電市場有序發(fā)展，國家發(fā)改委、國家能源局相繼出臺《關(guān)于促進我國煤電有序發(fā)展的通知》、《關(guān)于進一步做好煤電行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能工作的通知》等文件。政策文件的出臺降低了傳統(tǒng)火電企業(yè)投資的預(yù)期，這是導(dǎo)致火電投資下降的又一直接原因。

2. 對電力消費而言，電源投資、實際GDP及工業(yè)化增速都不是電力消費的Granger原因?；诖吮疚倪M一步分析了電力消費前期值及實際GDP與工業(yè)化增速的當期值對電力消費的影響。經(jīng)OLS回歸分析發(fā)現(xiàn)，電力消費量的滯后一期值對當期的電力消費產(chǎn)生顯著影響。實際GDP與工業(yè)化增速的當期值對當期電力消費產(chǎn)生影響。這與我國當前處于工業(yè)化后期階段的實際情況是相吻合的。在工業(yè)化發(fā)展初期，我國從農(nóng)業(yè)大國轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)大國主要依靠“要素驅(qū)動戰(zhàn)略”來實現(xiàn)，這種粗放形式的經(jīng)濟增長使得電力供給創(chuàng)造了電力需求。但是隨著中國步入工業(yè)化后期階段，各項基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)基本完成，工業(yè)生產(chǎn)持續(xù)萎縮。想再依靠投資拉動消費帶動經(jīng)濟增長勢必力不從心。

3. 從工業(yè)化增速來看，電力消費是工業(yè)化增速的Granger原因，即對電力能源的消耗促進了工業(yè)化的進程。脈沖響應(yīng)分析顯示若對電力消費施加一個標準差的正向沖擊時，工業(yè)化增速前3期為正，即工業(yè)化增速加大；之后為負，即對工業(yè)化增速的增大產(chǎn)生了抑制。最終脈沖影響弱化為0。從整體上來看這種增速的變化實證性的表明了隨著工業(yè)化進程的推進，對能源的消耗從急劇增加到逐漸減緩。這也是步入工業(yè)化后期階段的表現(xiàn)形式。

（二）政策建議

一邊是全社會用電量的增速放緩，一邊是電源投資的再創(chuàng)新高。全社會電力需求不足而導(dǎo)致的電源投資過剩的局面迫切需要解決。此外中國電力市場還存在著供求不匹配的狀況。東部發(fā)達地區(qū)電力供給富足，而西部落后地區(qū)電力供給存在缺口。因此加大對輸配電網(wǎng)的投資建設(shè)，特別是相對比較薄弱的農(nóng)網(wǎng)建設(shè)，投資空間巨大，有待成為“十三五”期間一項重要的投資項目。未來電力市場發(fā)展首先需轉(zhuǎn)變以往的粗放型投資方式，將要素驅(qū)動轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新驅(qū)動。其次對電力需求的管理更多的需要與工業(yè)化程度，特別是新型工業(yè)化發(fā)展道路相聯(lián)系。通過與現(xiàn)代信息技術(shù)的融合，在滿足消費者個性化需求的同時做好需求側(cè)的管理。最后，實現(xiàn)電力供給與需求的動態(tài)均衡，更重要的是破除一些機制體制障礙，使市場的作用更加有效的發(fā)揮出來。目前如火如荼開展的深化電力體制改革措施應(yīng)該以點到面，讓更多的市場主體參與進來，讓調(diào)節(jié)供求量的價格要素真正發(fā)揮功效。

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（作者單位：貴州大學經(jīng)濟學院）