基于生產(chǎn)函數(shù)的中國電力消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系

王偉勇

【摘 要】人類社會(huì)在發(fā)展的過程中總伴隨著各種矛盾，環(huán)境與發(fā)展的矛盾是當(dāng)下最主要的矛盾。目前，我國的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)仍由以煤炭消費(fèi)為主的高能耗、高排放產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有高能源消費(fèi)傾向和碳偏好的特點(diǎn)。理清能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的因果關(guān)系，對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有指導(dǎo)意義。本文利用計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)的驗(yàn)證分析方法，研究能源消費(fèi)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，為相關(guān)決策者提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】電力消費(fèi)；經(jīng)濟(jì)發(fā)展

一、概述

人類社會(huì)在發(fā)展的過程中總伴隨著各種矛盾，環(huán)境與發(fā)展的矛盾是當(dāng)下最主要的矛盾[1]。2016年冬季，我國華北地區(qū)經(jīng)歷了大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間的霧霾天氣，引起了社會(huì)各界高度關(guān)注，政府亦把產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整視為解決環(huán)境與發(fā)展矛盾的突破口。目前，我國的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)仍由以煤炭消費(fèi)為主的高能耗、高排放產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有高能源消費(fèi)傾向和碳依賴的特點(diǎn)。[2]

改變?cè)挟a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將在短期內(nèi)對(duì)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成影響，而對(duì)其影響進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)對(duì)政策的制定及保障十分重要[3]。研究產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，最重要的是理清能源消費(fèi)尤其是電力、煤炭消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系。在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)影響能源消費(fèi)方面，國內(nèi)外主流觀點(diǎn)較為統(tǒng)一，即兩者之間存在一定的邏輯聯(lián)系?？死蛱豃.和克拉夫特A.分析了1947-1974年之間美國GNP與能源消費(fèi)二者的關(guān)系，得出的結(jié)論為美國在觀察期間內(nèi)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)呈現(xiàn)單向因果關(guān)系。然而，根據(jù)Masih等研究，發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)之間的均衡關(guān)系并不是普遍適用的，只適用于部分國家。上個(gè)世紀(jì)70年代后，為研究能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系，美國學(xué)者格蘭杰提出的協(xié)整理論和因果關(guān)系分析法得到了廣泛的使用。學(xué)者們利用該理論成果研究了英國、意大利、澳大利亞、西班牙等歐美國家以及新加坡、泰國等亞洲國家GDP與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)間的關(guān)系。根據(jù)前人的研究可以得到的結(jié)論是：二者之間存在著單向或雙向Granger因果關(guān)系。在我國，已經(jīng)有學(xué)者將格蘭杰理論用于研究我國的能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系，Shiu和Lam利用了格蘭杰協(xié)整理論體系誤差修正理論，利用改革開放后年30年的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得出的結(jié)論是我國能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間存在單向格蘭杰因果關(guān)系。面臨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重大任務(wù)，本文將這些研究成果的基礎(chǔ)上，利用格蘭杰協(xié)整理論，著重分析電力消費(fèi)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響，得到其之間的關(guān)系并提出結(jié)論和建議。

二、模型的建立

（一）協(xié)整關(guān)系

平穩(wěn)性可以說是時(shí)間序列的內(nèi)部邏輯性，也就是說每個(gè)階段的數(shù)據(jù)與之前幾個(gè)階段的數(shù)據(jù)之間存在非平穩(wěn)性時(shí)，不能使用經(jīng)典回歸模型，否則會(huì)出現(xiàn)失真等諸多的結(jié)構(gòu)性變化關(guān)系，只有這樣我們才能建立模型去分析并預(yù)測(cè)。其根本原因在于統(tǒng)計(jì)學(xué)或者計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)是從數(shù)量規(guī)律的角度研究事情，如果事物本身的變化毫無規(guī)律，這時(shí)候還要用統(tǒng)計(jì)或計(jì)量去分析，那就毫無意義了。經(jīng)典回歸模型是建立在平穩(wěn)問題。經(jīng)典回歸常常要求經(jīng)濟(jì)問題的序列是平穩(wěn)的，而現(xiàn)實(shí)世界中的問題往往是非平穩(wěn)變量，因而常常利用差分法將問題中的非平穩(wěn)因素消除，再套用經(jīng)典回歸方法。然而，經(jīng)過差分法及處理后的時(shí)間序列已經(jīng)改變?cè)行蛄械男再|(zhì)，這些新序列失去了原有的經(jīng)濟(jì)學(xué)意義，建立的模型將面臨失真的問題。而格蘭杰等提出的協(xié)整理論為解決該問題提供了一個(gè)思路，即雖然經(jīng)濟(jì)問題的時(shí)間序列本身并非平穩(wěn)，然而其線性組合卻可能具備平穩(wěn)性，這些線性組合稱為該問題的協(xié)整方程，可用來解決要素之間長(zhǎng)期穩(wěn)定的邏輯關(guān)系。

格蘭杰協(xié)整理論的原理為：如果所考慮的時(shí)間序列具有相同的單整階數(shù)，且某種線性組合（協(xié)整向量）使得組合時(shí)間序列的單整階數(shù)降低，則稱這些時(shí)間序列之間存在顯著的協(xié)整關(guān)系。判斷因素之間是否滿足協(xié)整關(guān)系的方法是：兩個(gè)變量的時(shí)間序列{x}和{y}是否是同階單整序列即I（d）（這一點(diǎn)對(duì)多變量協(xié)整并不適用）。格蘭杰協(xié)整理論及其檢驗(yàn)方法也在不斷發(fā)展。近些年我國經(jīng)濟(jì)雖然進(jìn)入一個(gè)新常態(tài)，但仍然是在增長(zhǎng)，能源消費(fèi)也在增加。本文收集了近10年我國的相關(guān)數(shù)據(jù)，建立了基于生產(chǎn)函數(shù)的我國能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的多變量協(xié)整關(guān)系，。在總結(jié)先前研究成果基礎(chǔ)上，利用基于生產(chǎn)函數(shù)的多變量模型，分析我國能源消費(fèi)尤其是電力消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的協(xié)整關(guān)系，并分析近些年來全面建設(shè)生態(tài)文明后，電力消費(fèi)與我國能源的消費(fèi)量之間的關(guān)系，并根據(jù)上述研究結(jié)論研究電力消費(fèi)對(duì)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的影響。

（二）變量的定義

為研究我國進(jìn)入21世紀(jì)至今的能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)間的協(xié)整關(guān)系并且研究近些年來電力與煤炭的消費(fèi)量與能源消費(fèi)之間的關(guān)系。，本文使用基于生產(chǎn)函數(shù)的多變量協(xié)整檢驗(yàn)，采用的樣本區(qū)間為1995年-2015年。并對(duì)電力消費(fèi)與能源消費(fèi)進(jìn)行一元線性回歸分析。數(shù)據(jù)主要來自中國國家統(tǒng)計(jì)局國家數(shù)據(jù)。各變量的具體含義如下：

（1）經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)指標(biāo)。本文選用了國內(nèi)生產(chǎn)總值GDP作為衡量總經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的基本指標(biāo)。單位是億元人民幣。

（2）能源消費(fèi)指標(biāo)。單位為萬噸億立方米天燃?xì)狻?/p>

（3）資本指標(biāo)。本文使用了全社會(huì)固定資產(chǎn)投資作為資本的量化指標(biāo)，單位是億元人民幣。

（4）人力資本指標(biāo)。人力資本指標(biāo)選用了全社會(huì)就業(yè)人口數(shù)據(jù)，單位是萬人。

（5）電力的消費(fèi)量。本文使用了電力的終端消費(fèi)量。

（三）變量之間的的協(xié)整性檢驗(yàn)

我們將生產(chǎn)函數(shù)設(shè)定為：

E=f（R，C，P） （1）

（2）式中變量E、R、C和P分別表示經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、能源消費(fèi)、資本和人力資本指標(biāo)。首先，將該函數(shù)轉(zhuǎn)化為：

lnE=β1lnR+β2lnC+β3lnP+α （2）

（四）平穩(wěn)性檢驗(yàn)

為了確保單位根檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性，本文采取ADF檢驗(yàn)。此時(shí)原假設(shè)為序列是非平穩(wěn)的。檢驗(yàn)各變量的平穩(wěn)性之前，對(duì)原函數(shù)進(jìn)行取對(duì)數(shù)，從而可以降低數(shù)據(jù)中的異方差。變量的平穩(wěn)性檢驗(yàn)結(jié)果如表1。

從表1的檢驗(yàn)結(jié)果可以看出，變量lnE、lnR、lnC和lnP的二階差分序列均為平穩(wěn)序列，故取二階。

（五）變量的協(xié)整性檢驗(yàn)

從表1我們可以得知時(shí)間序列l(wèi)nE、lnR、lnC和lnP都是非平穩(wěn)的二階單整序列，但根據(jù)以往的學(xué)者的研究我們估計(jì)它們可能存在某種平穩(wěn)的線性組合。下文將著力求出這種平穩(wěn)的線性組合，通過該線性組合我們可以直觀的看到變量間長(zhǎng)期穩(wěn)定的均衡關(guān)系，即協(xié)整關(guān)系。本文選用了Johansen-Juselius協(xié)整檢驗(yàn)法，它是基于VAR的檢驗(yàn)回歸系數(shù)的方法，該方法適用于對(duì)多變量的協(xié)整檢驗(yàn)。

首先建立VAR模型，該模型由lnE、lnR、lnC和lnP構(gòu)成，通過該模型確定協(xié)整檢驗(yàn)時(shí)的滯后階數(shù)。此處我們選用LR準(zhǔn)則來選擇之后階數(shù)，根據(jù)LR準(zhǔn)則本文采用的VAR模型的滯后階數(shù)為2。對(duì)于協(xié)整檢驗(yàn)來說，檢驗(yàn)中的VAR模型滯后階數(shù)實(shí)際是原模型一階差分的滯后階數(shù)，由于原模型的滯后階數(shù)是2，因此協(xié)整檢驗(yàn)的滯后階數(shù)應(yīng)該是1。階數(shù)確定后，再應(yīng)用Johansen-Juselius協(xié)整檢驗(yàn)法對(duì)變量之間的協(xié)整性進(jìn)行檢驗(yàn)，用Eviews得出協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果，檢驗(yàn)結(jié)果表明：無約束協(xié)整秩檢驗(yàn)和極大特征根協(xié)整檢驗(yàn)都得出在5%顯著水平下存在一個(gè)協(xié)整方程的結(jié)論，并且可以得出它們的均衡關(guān)系式為：lnE=0.3865lnR+0.4596lnC+1lnP-5.3569。

從上述分析中可得出結(jié)論，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)E、能源消費(fèi)R、資本C和人力資本投入P在觀察期間存協(xié)整關(guān)系。從上段求出的協(xié)整方程我們可知：能源消費(fèi)的長(zhǎng)期彈性是0.3865，資本的長(zhǎng)期彈性是0.4596，人力的長(zhǎng)期彈性是1.0。即能源消費(fèi)每增加1%，我國經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)0.3865%，從這里可以看出能源消費(fèi)與我國經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系還是比較密切的。

（六）電力消費(fèi)與能源消費(fèi)的關(guān)系

電力是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中重要的生產(chǎn)資料及人民生活中必不可少的生活資料，當(dāng)今社會(huì)，電氣化水平的提高使得各種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)都離不開電。經(jīng)濟(jì)要發(fā)展，電力要先行，在推進(jìn)工業(yè)強(qiáng)市的進(jìn)程中，經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開電力消費(fèi)增長(zhǎng)，一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r在很大程度上可以通過電力消費(fèi)表現(xiàn)出來。電力消費(fèi)是反映經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的指標(biāo)之一，電力消費(fèi)一定程度反映地區(qū)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況，在特定時(shí)期和區(qū)域體現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的。本文僅對(duì)電力消費(fèi)情況進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析和預(yù)測(cè)，意在通過這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析，了解我國未來能源發(fā)展趨勢(shì)與開發(fā)和尋找新能源。

首先建立模型r=f（x），r是能源消費(fèi)量，x為電力終端消費(fèi)量。通過Eviews運(yùn)算對(duì)該函數(shù)進(jìn)行一元線性回歸分析，找出二者的關(guān)系。根據(jù)Eviews分析得出y=1.032x+0.459，電力終端消費(fèi)的彈性系數(shù)為1.032。電力的終端消費(fèi)對(duì)能源消費(fèi)有著重要的影響。并且由上一節(jié)得到能源消費(fèi)的長(zhǎng)期彈性是0.3865，因此可以大概得出，目前電力的終端消費(fèi)對(duì)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用。

三、結(jié)論

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越注重生態(tài)與環(huán)境，生態(tài)文明建設(shè)這幾年也被提到重要的位置。我們從上文的分析中可以看出經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、能源消費(fèi)、資本、人力之間存在著長(zhǎng)期的均衡關(guān)系，并且能源消費(fèi)又受到資本與人力的影響，資本的投入與人力的投入影響著能源的消費(fèi)量，從電力終端消費(fèi)量與能源消費(fèi)量的一元線性回歸分析中我們得出電力的終端消費(fèi)對(duì)能源消費(fèi)有著重要的影響，隨著2016年煤改電如火如荼的進(jìn)行，電力消費(fèi)將對(duì)能源消費(fèi)產(chǎn)生更加重要的影響，對(duì)比以前的學(xué)者的分析，從這十年的數(shù)據(jù)分析中可以看出我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從中國制造向中國生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。因此，煤改電是一項(xiàng)可以推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展的舉措。未來中國的經(jīng)濟(jì)將會(huì)向著更清潔更環(huán)保更節(jié)能的方向穩(wěn)步發(fā)展。

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