經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和能源消耗關(guān)系的實(shí)證分析

劉 堯

（南京大學(xué) 商學(xué)院，南京 210093）

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)問(wèn)題之一便是能源的不斷消耗。我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增速一直在世界名列前茅，但同時(shí)也是能源開(kāi)采和消耗大戶(hù)。能源是否會(huì)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的瓶頸，一直廣受學(xué)術(shù)界關(guān)注。因此，有必要對(duì)能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的內(nèi)在關(guān)系進(jìn)行研究。

理論上，環(huán)境、資源、人口和經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào)的一個(gè)重要標(biāo)志，是這四者在數(shù)量上能夠符合IPAT方程。如果不符合IPAT方程，宏觀(guān)表現(xiàn)就是在生態(tài)文明建設(shè)方面出問(wèn)題，從近年來(lái)的實(shí)踐中看，尤是如此。IPAT方程是西方經(jīng)濟(jì)學(xué)家用來(lái)做定量計(jì)算確定各項(xiàng)指標(biāo)的公式，經(jīng)過(guò)反復(fù)討論并通過(guò)數(shù)次驗(yàn)證。本文用脫鉤指數(shù)和IPAT模型為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)地區(qū)和國(guó)家層面的國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)和能源消耗的關(guān)聯(lián)性做實(shí)證分析，以期為中長(zhǎng)期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供策略參考。

1 能源消耗模型構(gòu)建

1.1 IPAT方程

在1971—1972年期間，Ehrlich和Holdren率先提出了關(guān)于環(huán)境資源關(guān)系與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)公式，所表達(dá)的是環(huán)境沖擊（I）和豐裕指數(shù)（A）、技術(shù)（T）、人口（P）三者要素間的關(guān)系，可以考慮將環(huán)境沖擊（I）分解成三種促進(jìn)因素的共同影響，即豐裕度（A）、技術(shù)（T）、人口（P）[1]。其中，通常用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）或收入來(lái)表示富裕度，等式方程如下：

式（1）中，I（Impact）表示環(huán)境指標(biāo)，可特別指廢物排放、能源消費(fèi)、資源消耗等；A（Affluence）為豐裕指數(shù)，用年人均GDP表示，即 A=GDP/P ；T（Technology）為技術(shù)，表示單位GDP形成的環(huán)境指標(biāo)，即T=I/GDP。P（Population）為一個(gè)區(qū)域內(nèi)的人口，用人口數(shù)量表示。

當(dāng)在處理能源消耗問(wèn)題時(shí)，可將該公式轉(zhuǎn)換為：

該等式中的三個(gè)可變量中，豐裕指數(shù)會(huì)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展而提升，但人口的增長(zhǎng)趨勢(shì)也是不可避免的。因而，只有降低環(huán)境的負(fù)荷度（能源消耗），才是可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)之道[2]。

除此之外，對(duì)于IPAT方程還有另一種解釋?zhuān)喝艋鶞?zhǔn)年的能源耗 I0=P0×A0×T0=G0×T0，則基準(zhǔn)年以后的第n年的能源消耗為：

其中：

方程式中的g用于表示從基準(zhǔn)年到第n年的人口增長(zhǎng)率，而t則代表從基準(zhǔn)年到第n年的單位GDP能源消耗的年降低率。

將式（4）和式（5）代入式（3），則第n年的能源消耗為：

由式（6）可以看出，t為單位GDP能耗的年下降率，其臨界值設(shè)為tk，在經(jīng)濟(jì)總量增長(zhǎng)的過(guò)程之中，能量消耗可能會(huì)出現(xiàn)保持不變、逐年降低或者逐年上升三種情況，其條件分別為：

①能量消耗In保持不變：g-t=gt；

②能量消耗In逐年降低：g-t＜gt；

③能量消耗In逐年上升：g-t＞gt。

所以，對(duì)于能源消耗保持不變的臨界值tk=g/(1+g)，若t=tk，則能源消耗數(shù)值保持不變，則是同社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“脫鉤”現(xiàn)象；若t＞tk，則表示能源消耗逐年降低；若t＜tk，則代表能源消耗逐漸增長(zhǎng)。由表1可知，tk數(shù)值比g數(shù)值相對(duì)較小，而且tk值隨著g的增大而增大，表明一個(gè)現(xiàn)象，即經(jīng)濟(jì)總量增長(zhǎng)越快，降低能源消耗越困難，則是資源環(huán)境負(fù)荷與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的“脫鉤”。

表1 tk=g/(1+g)的計(jì)算值

1.2 脫鉤指數(shù)

前期，Schmidt-Bleek和Weizsaecker對(duì)能源消耗和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)二者之間的“脫鉤”問(wèn)題進(jìn)行了研究?；贗PAT方程，陸鐘武等[3]推導(dǎo)出了能源消耗和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的脫鉤指數(shù)。該公式為：

式（7）中，g表示GDP的年度增長(zhǎng)率；t表示當(dāng)年單位GDP環(huán)境負(fù)荷的年度下降率（當(dāng)二者小于0時(shí)，代表當(dāng)年增加），Dn則表示第n年的脫鉤指數(shù)。

對(duì)于這幾年有關(guān)能源消耗和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的調(diào)查分析，采取不同的角度（環(huán)境庫(kù)茲涅茨缺陷、“穿越高山理論”）或者不同的計(jì)量方法（實(shí)證方法、回歸分析），都使得不同的研究者有不同的研究結(jié)果，其得出的結(jié)論也備受爭(zhēng)議。

IPAT方程是一種具有高度理論性、概括性和系統(tǒng)性的方程，不同的研究目的也能使用IPAT方程式，根據(jù)研究項(xiàng)目需要給予公式參數(shù)不同的概念，其宏觀(guān)的理論解釋都比其他公式更具有適應(yīng)性，能夠被不同的研究者所改進(jìn)，為不同領(lǐng)域所用[4]。

脫鉤指數(shù)是用于表示資源消耗與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)二者之間的脫鉤關(guān)系的指標(biāo)，脫鉤關(guān)系分為以下三種：

（1）未脫鉤：資源消耗率與經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)與成正比，伴隨經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，資源消耗也呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，且資源消耗增長(zhǎng)率大于等于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率；特別地，當(dāng)GDP呈下降趨勢(shì)時(shí)，資源消耗保持持續(xù)上升也為未脫鉤關(guān)系。

（2）相對(duì)脫鉤：資源消耗率雖與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)仍處于正比狀態(tài)，但是相對(duì)脫鉤情況下，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率要略大于資源消耗率；GDP處于下降狀態(tài)時(shí)，資源消耗率也處于下降狀態(tài)。

（3）絕對(duì)脫鉤：當(dāng)GDP上升時(shí)，資源消耗率不升反降或者處于不變狀態(tài)，此時(shí)就處于反比狀態(tài)；在GDP呈現(xiàn)下降趨勢(shì)時(shí)，資源消耗總量同為下降狀態(tài)，且GDP的下降率小于等于資源消耗量[3]。

脫鉤關(guān)系劃分的主要依據(jù)是Dn值，見(jiàn)表2。

表2 關(guān)于脫鉤指數(shù)的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)

2 地區(qū)層面經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和能源消耗實(shí)證分析

2.1 數(shù)據(jù)搜集

“十二五”發(fā)展計(jì)劃以來(lái)，攀枝花的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)較快，總量也達(dá)到了一個(gè)新的高度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該地區(qū)GDP的年平均增長(zhǎng)率可達(dá)13.5%，較“十一五”發(fā)展的平均經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度增加了2.8%[5]。本文搜集了攀枝花2010—2016年的生產(chǎn)和能耗數(shù)據(jù)，如表3所示。2016年攀枝花地區(qū)的生產(chǎn)總值為985.23億，較2015年的873.21億增加了12.83%，能源消耗增速在這一過(guò)程中則相應(yīng)的下降了。2016年萬(wàn)噸標(biāo)煤的增幅為2298.1萬(wàn)噸，單位GDP能耗下降了8.31%。

表3 攀枝花2010—2016年生產(chǎn)和能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

2.2 攀枝花經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和能源消耗IPAT分析

本文設(shè)定攀枝花2012年為基準(zhǔn)年，用IPAT模型計(jì)算并驗(yàn)證2013—2022年之間攀枝花的能源消耗和單位GDP能耗之間的關(guān)系。從表3可知攀枝花2012年的能耗標(biāo)煤為1720.8萬(wàn)噸，GDP生產(chǎn)總值為523.89億元，單位GDP能耗是2.375噸標(biāo)煤/萬(wàn)元。本文假設(shè)2010年的攀枝花GDP為G0，能源的總消耗量設(shè)定為I0，單位GDP能耗設(shè)定為t，GDP增長(zhǎng)率設(shè)定為g。攀枝花在“十二五”發(fā)展計(jì)劃中提出生產(chǎn)總值的發(fā)展目標(biāo)，明確要求地區(qū)生產(chǎn)總值的增速要達(dá)到13%，而單位GDP生產(chǎn)能耗比“十一五”發(fā)展計(jì)劃期間減少17%，即地區(qū)年均節(jié)能率要控制在4%左右。綜上所述，本文將2013—2022年階段的攀枝花地區(qū)生產(chǎn)總值的增長(zhǎng)率設(shè)定為13%或14%，根據(jù)本文的模型公式，分以下五種情況來(lái)論述：

①生產(chǎn)總值增長(zhǎng)率為13%，單位GDP能耗減少4%；

其次，校本教研的機(jī)制科學(xué)化。校本教研機(jī)制是校本教研運(yùn)行方式。我們的運(yùn)行方式，就是強(qiáng)調(diào)生成互動(dòng)，既要提前準(zhǔn)備，還要現(xiàn)場(chǎng)生成。既要強(qiáng)調(diào)個(gè)人成長(zhǎng)，也要同伴互助教研，專(zhuān)業(yè)引領(lǐng)牽。既要整體研究，也要分散研究，充分發(fā)揮教師個(gè)人的主體作用。既要骨干教師帶頭，也要同伴互助。形成集思廣益多元合作的運(yùn)行機(jī)制。

②生產(chǎn)總值增長(zhǎng)率為13%，單位GDP能耗減少8.26%，達(dá)到臨界值；

③生產(chǎn)總值增長(zhǎng)率為13%，單位GDP能耗維持原狀；

④生產(chǎn)總值增長(zhǎng)率為14%，單位GDP能耗減少4%；

⑤生產(chǎn)總值增長(zhǎng)率為14%，單位GDP能耗維持原狀。

基于上述五種假設(shè)，攀枝花2013—2022年之間的單位GDP能耗和生產(chǎn)總值如表4所示。

表4 攀枝花2013—2022年生產(chǎn)總值和單位能耗統(tǒng)計(jì)

綜上所述，得出如下結(jié)論：

（1）當(dāng)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)率為13%，單位GDP能耗減少4%時(shí)，攀枝花市的總體能源消耗量將會(huì)緩慢上升，2017年的能耗是2012年總能耗的1.54倍，2022年的能耗是2012年總能耗的2.37倍。單位GDP的能耗2017年為2.051萬(wàn)元，2022年為1.693萬(wàn)元，兩者分別為2012年GDP能耗的86%和71%，這是較為理想的值，但攀枝花市還需要提高能源利用技術(shù)。

（2）當(dāng)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)率為13%，單位GDP能耗減少8.26%時(shí)，單位GDP的能耗有明顯地減少，總能耗可基本保持在1721.71萬(wàn)噸左右。2017年的單位GDP能耗為1.657萬(wàn)元，2022年為1.115萬(wàn)元，兩者分別為2012年單位GDP能耗的70%和50%，這一估算同樣是較為理想的值，攀枝花目前的發(fā)展模式和能源利用技術(shù)很難達(dá)到。

（3）當(dāng)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)率為13%，單位GDP能耗維持不變時(shí)，攀枝花的總能源消耗量與生產(chǎn)總值呈現(xiàn)同步增長(zhǎng)的狀態(tài)。2017年總能源消耗量為3172.046萬(wàn)噸，2022年為1778.829萬(wàn)噸，兩者分別為2012年的1.84倍和3.40倍。這種模式反映了攀枝花后期需要大量的能源，短期內(nèi)能源儲(chǔ)存壓力較大。

（4）當(dāng)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)率為14%，單位GDP能耗減少4%時(shí)，攀枝花的能源總量消耗的增長(zhǎng)速度比生產(chǎn)總值的增長(zhǎng)速度略低。2017年能源總量消耗為2772.764萬(wàn)噸，2022年為4465.497萬(wàn)噸，兩者分別為2012年的1.6倍和2.6倍。此種模式下攀枝花的生產(chǎn)總值增速較快，單位能耗平穩(wěn)下降，屬于較為理想的狀態(tài)，但仍然需要努力提高能源的利用率。

（5）當(dāng)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)率為13%，單位GDP能耗維持不變時(shí)，能源消耗總量和生產(chǎn)總值呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。2017年能源總量消耗為3314.904萬(wàn)噸，2022年為6382.462萬(wàn)噸，兩者分別為2012年的1.9倍和3.7倍。此種模式下的能源需求巨大，對(duì)攀枝花能源儲(chǔ)備造成巨大壓力。

3 國(guó)家層面經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和能源消耗實(shí)證分析

3.1 數(shù)據(jù)搜集

本文數(shù)據(jù)的主要采集時(shí)間為2004—2016年，然后對(duì)這13年間的中國(guó)能耗與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)間的脫鉤情況進(jìn)行對(duì)比。對(duì)比的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是年GDP能源消耗量，根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及t（單位GDP能耗下降率）、單位GDP能耗和g（GDP增長(zhǎng)率），計(jì)算公式：

由以上公式得出2004—2016年的單位GDP能耗，以及2001年的g和t，將所有數(shù)據(jù)匯總為表5。

3.2 我國(guó)GDP與能源消耗脫鉤指數(shù)分析

據(jù)表5顯示，將我國(guó)2005—2016年的g和t分別代入公式（9）和公式（10），最終得出2005—2016年我國(guó)的能源脫鉤指數(shù)Dm[6]，結(jié)果見(jiàn)表6。

表5 中國(guó)2004—2016年能耗、g和t數(shù)據(jù)

表6 中國(guó)2005—2016年的能源脫鉤指數(shù)Dm

據(jù)表6中所示，我國(guó)11年間的能源消耗總量與GDP脫鉤情況顯而易見(jiàn)：

（1）大部分年份，我國(guó)Dm在0～1之間，達(dá)到了能源消耗與GDP的相對(duì)脫鉤，可以看出，在2005—2016年間我國(guó)的能源利用率相對(duì)有效，能源消耗與GDP相對(duì)脫鉤。

（2）在2005—2016年間，其中2005—2012年間脫鉤程度較高，但仍未實(shí)現(xiàn)相對(duì)脫鉤；在2007—2008年間Dm為負(fù)，介于-1～0之間，表示我國(guó)在此階段并未脫鉤。

依據(jù)Dm的定義，在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)期，Dm與g成反比，與t成正比；在經(jīng)濟(jì)下降周期，Dm與g、t成反比[7]。

根據(jù)表6提供的數(shù)據(jù)可以看出，我國(guó)在2005—2016年間Dm變化幅度很大，大致可分成三個(gè)階段：

階段1：下降階段（2005—2008年）。2005年我國(guó)Dm較高，國(guó)民經(jīng)濟(jì)放緩，僅為8.31%，同年t為4.69%；在“十一五”期間，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度很快，在此期間有大批工程項(xiàng)目施工，這意味著對(duì)能源的消耗很大，因此Dm快速下降，特別是在2007年和2008年，Dm達(dá)到底部，屬于未脫鉤狀態(tài)。

階段2：回升階段（2009—2012年）。在2009年，央行將財(cái)政政策調(diào)整為穩(wěn)健，并進(jìn)行一系列節(jié)能改革，大幅降低了t，Dm得以回升；“十二五”前半段，我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)，但Dm依舊增長(zhǎng)，因此第一次提出單位能源消耗降低20%，作為約束性指標(biāo)。

階段3：平穩(wěn)階段（2013—2016年）。2013年Dm趨于穩(wěn)定，與上年水平相當(dāng)，表明政策調(diào)控能力趨于飽和，如想持續(xù)提高Dm，需進(jìn)一步調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高資源利用率，出臺(tái)相應(yīng)調(diào)控政策?！笆濉彪A段已開(kāi)啟，就有不少新項(xiàng)目啟動(dòng)，使能耗水平暫時(shí)上升。

4 綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略

4.1 促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)

綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展依托中國(guó)工業(yè)企業(yè)科技活動(dòng)的不斷革新，政府應(yīng)通過(guò)減免稅收、貸款補(bǔ)貼等財(cái)政政策鼓勵(lì)工業(yè)企業(yè)積極轉(zhuǎn)型，由中國(guó)制造逐步邁入中國(guó)創(chuàng)造時(shí)代。企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)與高校的聯(lián)合科研，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作。在這個(gè)創(chuàng)新體系中，尤其在產(chǎn)學(xué)研合作體系不是很成熟的情況下，需要政府來(lái)打造合作集成的平臺(tái)，以降低引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)綠色技術(shù)和本地研發(fā)過(guò)程的交易成本。

4.2 積極發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)

在綠色經(jīng)濟(jì)的大背景下，新能源產(chǎn)業(yè)極具發(fā)展?jié)撃?，加快新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明的又一新方法，同時(shí)也是擴(kuò)大內(nèi)需，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，應(yīng)將技術(shù)革新放在首位，加強(qiáng)新能源技術(shù)的研發(fā)，政府在金融、法律、政策等領(lǐng)域加以支持，為新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供良好的生存空間。

4.3 建立和完善綠色信貸機(jī)制

綠色經(jīng)濟(jì)與綠色金融體系相輔相成。由于發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)，特別是發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，需要大量資金，因此發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)必須有綠色金融體系作為支撐。綠色信貸金融體系的完善保證了新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展資金的支持。同時(shí)，作為提供者，綠色金融體系能夠產(chǎn)生“篩選效應(yīng)”，把污染企業(yè)逐漸從市場(chǎng)中“篩選”出去，并將資本通過(guò)市場(chǎng)化手段配置到采用清潔生產(chǎn)的企業(yè)中去。同時(shí)，金融市場(chǎng)具有杠桿效應(yīng)，可以有效撬動(dòng)社會(huì)各方資源，比政府的行政性補(bǔ)貼高效得多。

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