基于VEC模型的我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)關(guān)系的實(shí)證分析

陳曉君

能源消費(fèi)結(jié)構(gòu) VEC Granger因果檢驗(yàn)

引言

習(xí)近平同志在十九大報(bào)告中指出，必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅(jiān)持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策。在我國(guó)，以原煤、原油等非清潔傳統(tǒng)能源作為主要能源，長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)大氣、水源造成污染，能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐，因此，發(fā)展清潔新能源，調(diào)整能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及完成“綠色低碳、可持續(xù)發(fā)展”的重要任務(wù)刻不容緩。國(guó)家能源局局長(zhǎng)努爾·白克力在談及“十三五”能源發(fā)展路徑時(shí)，曾指出我國(guó)能源行業(yè)發(fā)展面臨的五大主要矛盾：一是傳統(tǒng)能源煤炭、電力產(chǎn)能過(guò)剩矛盾加劇；二是能源系統(tǒng)整體運(yùn)行效率有待提高；三是可再生能源發(fā)展面臨瓶頸制約；四是終端能源消費(fèi)清潔替代任務(wù)艱巨；五是資源環(huán)境約束問(wèn)題更加突出。國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)入“新常態(tài)”階段，經(jīng)濟(jì)增速放緩，調(diào)結(jié)構(gòu)穩(wěn)增長(zhǎng)，追求可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式，在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型階段，通過(guò)調(diào)整能源行業(yè)的結(jié)構(gòu)以緩解傳統(tǒng)能源行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩的困境并加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、增加清潔能源供應(yīng)迫在眉睫。要調(diào)整結(jié)構(gòu)，首先要先了解我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，本文把能源分為“清潔能源”和“非清潔能源”兩類，應(yīng)用VEC模型和Granger因果檢驗(yàn)，探究了能源種類消費(fèi)結(jié)構(gòu)和能源消費(fèi)行業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

理論知識(shí)

（1）向量誤差修正VEC模型

當(dāng)一個(gè)k元時(shí)間序列系統(tǒng)中的變量相互關(guān)聯(lián)，某些變量的變動(dòng)可能會(huì)同時(shí)引起其他變量的變動(dòng)進(jìn)而進(jìn)一步影響自身的變化，系統(tǒng)不能簡(jiǎn)單地用單個(gè)方程表達(dá)，需要使用VAR模型或VEC模型進(jìn)行研究。

考慮一個(gè)k元時(shí)間序列X_t=（x_1t，x_2t，L，x_kt），假設(shè)各變量單位根平穩(wěn)，則可直接構(gòu)建VAR（p）模型：

所謂因果關(guān)系是指變量之間的依賴性，作為結(jié)果的因變量Y由作為原因的解釋變量x所決定的。Granger因果檢驗(yàn)從數(shù)據(jù)角度提供了因果關(guān)系的參考依據(jù)，為以理論依據(jù)或?qū)嵺`經(jīng)驗(yàn)為根據(jù)的先驗(yàn)設(shè)定提供數(shù)據(jù)支撐或修正已有認(rèn)知。Granger因果檢驗(yàn)并非確切地得到哲學(xué)意義上的某種因果關(guān)系，更多地是基于統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而是根據(jù)兩個(gè)時(shí)間序列變量X、Y，判斷是X的變動(dòng)超前于Y的變動(dòng)，還是X的變動(dòng)滯后于Y的變動(dòng)，還是兩者同時(shí)變動(dòng)。

對(duì)于兩個(gè)平穩(wěn)的變量X、Y，對(duì)于回歸模型：

實(shí)證分析

本文數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家統(tǒng)計(jì)年鑒，收集了1994 2014年的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)，以萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤為單位：一是，按能源種類分，國(guó)內(nèi)原煤，原油，天然氣，水電、核電、風(fēng)電的消費(fèi)量，分別記為x₁、x₂、x₃、x₄；二是，按消費(fèi)行業(yè)分，國(guó)內(nèi)工業(yè)，交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)和郵政業(yè)，生活消費(fèi)的消費(fèi)量，分別記為z₁、z₂、z₃，進(jìn)一步把能源種類分為兩類：把原煤和原油歸類為“非清潔能源”，天然氣和水電、核電、風(fēng)電歸類為“清潔能源”，合計(jì)消費(fèi)量分別記為x₁、x₂。

對(duì)數(shù)化處理后，進(jìn)行時(shí)間序列平穩(wěn)性檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)，在5%顯著性水平下，5個(gè)序列均未通過(guò)平穩(wěn)性檢驗(yàn)。

進(jìn)行滯后一階Johansen協(xié)整性檢驗(yàn)，在1%的顯著性水平下，“Rank（Ⅱ）=0”原假設(shè)的檢驗(yàn)值106.01，大于1%顯著水平臨界值84.45，拒絕假設(shè)，認(rèn)為五個(gè)序列存在協(xié)整性“Rank（Ⅱ）≤1”原假設(shè)的檢驗(yàn)值60.38，大于1%顯著水平臨界值60.16，拒絕假設(shè)，但“Rank（Ⅱ）≤2”原假設(shè)的檢驗(yàn)值為28.24，小于5%顯著性水平臨界值34.91，假設(shè)未被拒絕，表明可能存在2個(gè)協(xié)整因子。

VEC（1）誤差修正項(xiàng)方程為：ecm_1t=-（lnX_1t-1.72lnz_1t+0.11lnz_2t+0.59lnz_3t+1.28），ecm_2t=-（lnX_2t+293lnz_1t-0.58ln_2t-4.02lnz_3t+1.27）·

從F檢驗(yàn)來(lái)看，在5%的顯著性水平下，系統(tǒng)5個(gè)方程均通過(guò)整體線性檢驗(yàn)，從調(diào)整性R方來(lái)看，能源種類消費(fèi)量的解釋方程的值高于行業(yè)消費(fèi)量的解釋方程。

探討變量之間的Granger因果關(guān)系，在5%的顯著性水平下，三種行業(yè)能源消費(fèi)量均是非清潔能源消費(fèi)量的Granger原因；生活能源消費(fèi)量是清潔能源消費(fèi)量的Granger原因；非清潔能源消費(fèi)量和其他行業(yè)能源消費(fèi)量是工業(yè)消費(fèi)量的Granger原因；非清潔能源消費(fèi)量是交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)和郵政業(yè)能源消費(fèi)量的Granger原因；系統(tǒng)其余變量均不是生活能源消費(fèi)量的Granger原因。結(jié)合調(diào)整R方來(lái)看，能源種類消費(fèi)量可能更多地由行業(yè)能源消費(fèi)需求決定，目前我國(guó)仍以火力發(fā)電為主、交通以原油為主，因此三種行業(yè)需求變化均會(huì)引起非清潔能源用量變化，至于清潔能源目前局限于生活消費(fèi)，表示尚未大規(guī)模普及高耗能行業(yè)，原因一方面是清潔能源多為新能源，大規(guī)模開發(fā)運(yùn)輸存在技術(shù)難度，尚未完全普及，另一方面工業(yè)、交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)和郵政業(yè)兩大行業(yè)由于技術(shù)尚未革新，主要仍以傳統(tǒng)耗能的方式進(jìn)行生產(chǎn)。至于行業(yè)消費(fèi)量，非清潔能源消費(fèi)量均是工業(yè)消費(fèi)量、交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)和郵政業(yè)消費(fèi)量存在雙向的Granger因果關(guān)系，表明兩個(gè)行業(yè)仍以傳統(tǒng)的能源供能生產(chǎn)，互相影響；但是系統(tǒng)中任何一個(gè)變量不是生活消費(fèi)量的Granger原因，表明存在系統(tǒng)外因素影響生活能源消費(fèi)量。從調(diào)整R方來(lái)看，關(guān)于行業(yè)能源消費(fèi)量的解釋方程回歸效果均有欠理想，推測(cè)存在外部因素影響行業(yè)的能源消費(fèi)量，如國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，人民生活水平的提高，行業(yè)市場(chǎng)需求增加，能源消耗增加。

小結(jié)

把我國(guó)能源消費(fèi)劃分為“非清潔能源”和“清潔能源”兩個(gè)類別，通過(guò)建立VEC模型和Granger因果檢驗(yàn)，與按行業(yè)分能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)實(shí)證分析，主要得到如下四點(diǎn)結(jié)論：一是，不同能源種類的消費(fèi)量主要由不同行業(yè)、不同用途的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)所決定；二是，隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，行業(yè)市場(chǎng)需求增加從而影響行業(yè)能源消費(fèi)量變化；三是，傳統(tǒng)非清潔能源仍是我國(guó)多數(shù)行業(yè)主要的供能來(lái)源，尤其是工業(yè)、交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)和郵政業(yè)兩個(gè)行業(yè)；四是，天然氣和水電、核電、風(fēng)電等清潔能源主要用于生活消費(fèi)。根據(jù)上述結(jié)論，本文認(rèn)為要改善能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不均衡的境況，最根本是要從科技創(chuàng)新人手，主要從三個(gè)角度：一是，生產(chǎn)開發(fā)清潔新能源；二是，新能源運(yùn)輸系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；三是，新能源使用方法。前兩者是基于國(guó)家建設(shè)開發(fā)層面，后者是從行業(yè)生產(chǎn)角度提出的技術(shù)革新。針對(duì)性地對(duì)不同行業(yè)的生產(chǎn)單位、企業(yè)做好思想宣傳工作，協(xié)助并引導(dǎo)生產(chǎn)者、消費(fèi)者做出新的能源消費(fèi)選擇，做好“生產(chǎn)”與“使用”傳送過(guò)程中的基建，適當(dāng)調(diào)整能源市場(chǎng)價(jià)格，能一定程度緩解能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不均衡的情況并逐步實(shí)現(xiàn)清潔能源的替代任務(wù)。