上海產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、電力消費與經(jīng)濟增長關系的實證研究

夏祖菲 汪萌 何文

摘 要：隨著上海經(jīng)濟的快速發(fā)展，經(jīng)濟增長與電力消費、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的關系越來越受到關注，針對此問題進行分析研究，可為其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改革、電力產(chǎn)業(yè)政策的制定提供科學依據(jù)。本文根據(jù)上海1998—2018年的GDP產(chǎn)出、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化以及電力消費量三個指標，使用誤差修正模型，結(jié)合脈沖響應函數(shù)，分析了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、社會用電量與經(jīng)濟增長三者之間的關系。結(jié)果表明，從長期來看，經(jīng)濟增長、電力消費量和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級優(yōu)化之間存在長期均衡關系。從短期經(jīng)濟波動來看，上海的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與用電量的增加起著相互促進的作用，同時電力消費增加對經(jīng)濟增長起促進作用，經(jīng)濟增長對改善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和用電量增加均起積極作用。研究指出，上海市進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改革，要以現(xiàn)代服務業(yè)為主，繼續(xù)發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)上海經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化；經(jīng)濟增長；社會用電量；向量誤差修正模型

中圖分類號：F127 文獻標識碼：A 文章編號：2096-0298（2021）02（a）-042-06①基金項目：教育部人文社科青年基金項目（人民幣國際化背景下海峽兩岸貨幣合作制度設計和效應研究，17YJCGAT002）。

在能耗指標中，電力消費與經(jīng)濟增長有著密不可分的聯(lián)系，電力是經(jīng)濟增長的重要基礎，我國各省市的電力消費因其能源資源情況、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟發(fā)展水平存在很大差異，根據(jù)自身的特殊情況，明確電力消費、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟發(fā)展的關系，實現(xiàn)內(nèi)部能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級具有重要意義。大多數(shù)文獻通過建立長期電力需求模型來分析我國電力需求的主要因素，該模型側(cè)重于國家層面的電力消費與經(jīng)濟增長之間的關系，缺乏對我國電力發(fā)展地區(qū)性差異研究。本研究彌補了這方面的不足，對上海市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與電力消費及經(jīng)濟增長的相互關系進行較深入地分析和研究，有利于正確判斷上海市電力工業(yè)發(fā)展方向、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向，對合理規(guī)劃電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展、支撐經(jīng)濟增長，以及優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、打造上海經(jīng)濟升級版具有積極的現(xiàn)實意義。

1 文獻綜述

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟增長之間的關系一直是經(jīng)濟學家們研究的重點，作為對工業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟增長的支持，電力消耗也是研究的熱點問題。最早的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源效率研究有“結(jié)構(gòu)紅利假說”，Denison認為由于生產(chǎn)要素跨部門的重新配置，可以促進整體經(jīng)濟系統(tǒng)的生產(chǎn)率或產(chǎn)出的增長[1] 。Richard研究發(fā)現(xiàn)，當產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由重工業(yè)為主導向輕工業(yè)為主導進行轉(zhuǎn)變時，國民經(jīng)濟系統(tǒng)的能源消耗強度將會有所下降[2]。

從國內(nèi)的研究來看，干春暉等研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化和先進化對經(jīng)濟增長的影響具有明顯的階段性特征。先進的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是經(jīng)濟波動的重要來源，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化有助于抑制經(jīng)濟波動[3]。王強等采用向量自回歸（VAR）模型、脈沖函數(shù)（IRF）和方差分解函數(shù)（VD）表明：中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變對能效變化的影響大于能源消費結(jié)構(gòu)演變，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響升級是影響中國提高能效和節(jié)能減排政策的關鍵環(huán)節(jié)[4]。針對能源消費與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟增長三者關系的研究，學者們采用了不同的方法：王新安等采用協(xié)整理論和誤差修正模型發(fā)現(xiàn)，陜西省能源消費與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟增長存在協(xié)整關系。其中，第二產(chǎn)業(yè)對經(jīng)濟增長的貢獻大于能源消費對經(jīng)濟增長的貢獻[5]。

金瑞庭在協(xié)整分析的基礎上，綜合運用Granger因果關系檢驗和脈沖響應函數(shù)的研究方法，對中國的三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費與經(jīng)濟增長的關系進行了實證研究，表明除了第二產(chǎn)業(yè)對能源需求產(chǎn)生壓力之外，第三產(chǎn)業(yè)也表現(xiàn)出了對能源消費的增長勢頭[6]。張東輝利用面板向量自回歸系統(tǒng)證明經(jīng)濟增長、能源消費與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的相互動態(tài)調(diào)整關系，同時產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對能源消費的作用大于經(jīng)濟增長對能源消費的作用等[7]。周瀚醇利用灰色關聯(lián)模型對能源消費、經(jīng)濟增長和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進行動態(tài)關聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)能源消費總量的快速增長是導致安徽省經(jīng)濟增長的主要原因，其次是能源利用效率和第二產(chǎn)業(yè)占國民經(jīng)濟比值[8]。李佳等采用動態(tài)面板回歸方法，以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化為視角，表明省際經(jīng)濟增長存在條件收斂，電力消費規(guī)模的提高有利于經(jīng)濟增長等[9]。

綜上所述，國內(nèi)外學者對我國經(jīng)濟增長、電力消費以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的關系作了較多的研究，研究成果較為豐富，專家學者主要應用協(xié)整分析法、電力彈性系數(shù)法、Granger因果關系分析、單位根和面板數(shù)據(jù)分析等計量經(jīng)濟方法，并多角度地對它們之間的關系進行分析研究，提出相應的政策建議。但是針對這個問題的研究還有些許的不足：一是大部分研究都著眼于國家宏觀層面，但這種國家宏觀層面上的研究成果，理論意義較大，對實際工作的指導意義相對有限；二是對不同區(qū)域的差異涉及較少：我國各省的經(jīng)濟發(fā)展不平衡，電力消費水平相差也較大，對于不同區(qū)域、不同時期，電力消費對經(jīng)濟增長的作用各不相同，國內(nèi)外學者對我國各省區(qū)，包括上海市電力、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟之間的關系的研究相對較少；三是盡管有學者也將經(jīng)濟增長、電力消費與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)放在同一研究模型中展開分析，但主要分析它們兩兩之間的互動關系，很少研究產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化程度，本文在這幾個方面均有所突破。

隨著中國經(jīng)濟進入新的經(jīng)濟正常水平，上海的經(jīng)濟增長已經(jīng)放緩。與此同時，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也由第二產(chǎn)業(yè)為主轉(zhuǎn)向第三產(chǎn)業(yè)為主，人均GDP及城鎮(zhèn)化率高于全國平均水平，這些特征顯示上海經(jīng)濟已步入工業(yè)化發(fā)展時期的后半段。這時產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整顯得尤為重要。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級和電力的使用又是息息相關，電力的分配會直接影響經(jīng)濟發(fā)展，因此研究上海的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、電力消費與經(jīng)濟增長之間的關系，有望取得一定的經(jīng)濟和社會效益。本文借鑒了付凌暉[10]對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的測度方法，構(gòu)建上海市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化指數(shù)來描述上海市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化的趨勢。然后，把產(chǎn)業(yè)高級化指數(shù)和社會用電量以及GDP作為時間序列變量，運用協(xié)整檢驗、誤差修正模型以及脈沖響應函數(shù)，分析三者之間的動態(tài)作用關系。

2 上海市經(jīng)濟發(fā)展狀態(tài)

2.1 全市GDP發(fā)展情況

1998—2018年，全市GDP年均增速約為11.35%。其中，1998—2011年是快速發(fā)展時期，年均增長率約為13.2%；2011年以后，受經(jīng)濟下行壓力加大及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整進一步深化等因素影響，全市年均增速回落至7.6%。

2.2 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析

1998—2018年，上海的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化非常明顯，第一產(chǎn)業(yè)和第二產(chǎn)業(yè)的比重明顯下降，特別是第二產(chǎn)業(yè)，由1998年的49.2%下降到2018年的29.8%。這是由于上海市土地資源的瓶頸制約日趨突出，勞動力成本上升明顯，導致眾多上海市的工業(yè)企業(yè)都向長三角其他地方轉(zhuǎn)移。與此同時，第三產(chǎn)業(yè)已成為經(jīng)濟的主要產(chǎn)業(yè)，由1998年的48.8%增長到2018年的69.9%，上海的產(chǎn)業(yè)升級以現(xiàn)代服務業(yè)為主導，以戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)為指導，并以先進制造業(yè)為支撐，不斷推動創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級。

2.3 全市用電量情況分析

1998—2018年，全市用電量年均增速約為6.2%。其中，1998—2011年年均增速約為8.1%；2012—2018年年均增長率為2.3%，如表1所示。

3 數(shù)據(jù)的處理

3.1 數(shù)據(jù)來源

本文選用上海市國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）來反映經(jīng)濟增長，單位為億元；選用上海市全社會電力年消費總量（簡稱EC，下同）來反映上海市電力消費數(shù)量，單位為億千瓦時。所選樣本區(qū)間為1998—2018年。上海市國內(nèi)生產(chǎn)總值的數(shù)據(jù)來自《上海統(tǒng)計年鑒》，上海全社會電力消費總量來自于《中國能源統(tǒng)計年鑒》和《上海統(tǒng)計年鑒》。

3.2 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的測度

SH越大，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平越高。根據(jù)三產(chǎn)占比計算的上海市1998—2018年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化指標 （如圖1所示），結(jié)構(gòu)高級化有隨時間而增長的趨勢。

4 向量誤差修正模型（VECM）實證結(jié)果及分析

本文在平穩(wěn)性檢驗、協(xié)整關系分析的基礎上，構(gòu)建向量誤差修正模型結(jié)合脈沖響應函數(shù)，研究電力消費、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對經(jīng)濟發(fā)展的影響，為科學合理地制定電力產(chǎn)業(yè)政策和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策以更好地促進經(jīng)濟發(fā)展提供借鑒。

4.1 數(shù)據(jù)平穩(wěn)性（ADF）檢驗

考慮到數(shù)據(jù)的自然對數(shù)使趨勢線性化而不改變原始的協(xié)整關系，在一定程度上可以消除時間序列中異方差性的影響，提高模型的擬合程度。因此，本文對三個變量取對數(shù)，分別表示為lnGDP、lnEC 和lnSH 。首先，本文采用ADF單位根檢驗方法，對變量進行單位根檢驗，以避免由“偽回歸”引起的分析結(jié)果無效。

在利用AIC和SC準則確定時間序列模型的滯后階數(shù)的基礎上，分析檢驗結(jié)果，可得原始序列l(wèi)nGDP、lnEC和lnSH最后一階滯后項在5%的水平上顯著地不等于0，ADF統(tǒng)計量Z（t）顯示，無法在5%的水平上拒絕存在單位根的原假設，即可認為含有單位根是非平穩(wěn)時間序列，但一階差分以后是平穩(wěn)序列。因此，原始序列l(wèi)nGDP、lnEC和lnSH 是一階單調(diào)的，表明序列之間存在長期穩(wěn)定關系，這滿足了協(xié)整檢驗的前提條件。

4.2 協(xié)整關系檢驗

協(xié)整關系可以表明，非平穩(wěn)變量之間存在的長期均衡變動關系。三個變量lnGDP、lnEC、lnSH都是I（1）單整，滿足協(xié)整條件。對于三個變量系統(tǒng)，可能的協(xié)整秩為0，1和2。然而，當執(zhí)行協(xié)整秩檢驗時，有必要制定相應的VAR模型的滯后階數(shù)。為此，先檢驗該系統(tǒng)所對應的VAR模型的滯后階數(shù)，如表2所示。

根據(jù)AIC準則確定的無約束VAR模型的最優(yōu)滯后階數(shù)為四，而根據(jù)BIC準則選擇滯后一階，因此在此選擇滯后一階。本文采用目前比較通用的Johansen-Juselius檢驗方法進行協(xié)整關系檢驗，檢驗結(jié)果如表3、表4所示。

痕量測試結(jié)果表明，只有一個線性無關的協(xié)整向量。最大特征值檢驗還表明，可以在5%的水平上拒絕“協(xié)整秩為0”的原假設，但無法拒絕“協(xié)整秩為1”的原假設。因此經(jīng)濟增長、電力消費、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間至少存在一個協(xié)整關系。

表5給出了變量之間的協(xié)整向量系數(shù)（β1，-β2，-β3），可以得到協(xié)整向量方程式：

從協(xié)整向量方程式可以看出，上海市電力消費、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、經(jīng)濟增長之間存在著長期均衡協(xié)整關系，電力消費每增長1個百分點，經(jīng)濟總量將增長1.08個百分點；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)每升級1個百分點，經(jīng)濟總量將增長9.7個百分點。從中可以看出，GDP與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和用電量均為正向變動關系，且產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對經(jīng)濟增長貢獻大于電力消費對經(jīng)濟增長的貢獻。

4.3 向量誤差修正模型（VECM）

長期均衡關系構(gòu)成誤差修正項，將誤差修正項看作短期模型的一個解釋變量。向量誤差修正模型（VECM）不是對變量的原始值或者變量的差分進行建模，而是將兩者提供的信息結(jié)合起來，其主要作用在于通過建立短期動態(tài)模型來彌補長期模型的不足，增強模型的精度。

從式（8）可以看出，在短期中電力消費量對經(jīng)濟增長的影響為正，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化對經(jīng)濟增長的影響為負。說明電力消費量增加能夠推動經(jīng)濟增長，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化在短期內(nèi)起負向作用。在其他條件不變的情況下，電力消 費量增加1%，會拉動經(jīng)濟總量增加0.1313%；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化1%，對經(jīng)濟總量影響程度將減少0.0148%。誤差修正項ECMt的系數(shù)多少反映了對偏離長期均衡調(diào)整力度，由系數(shù)估計值（0.0994）大小可以看出，當短期波動偏離長期均衡時，誤差項將以0.0994的調(diào)整力度由短期非均衡狀態(tài)到長期均衡狀態(tài)，表明當上海市經(jīng)濟增長受到?jīng)_擊時會自動恢復到平衡狀態(tài)。

由回歸結(jié)果可知，在短期中產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及經(jīng)濟增長對電力消費量增加的影響均為正。在其他條件不變的情況下，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化1%，會使電力消費增加0.9409%；經(jīng)濟增長1%，會使電力消費增加1.0229%。由誤差修正項ECMt的系數(shù)0.1965可知當短期波動偏離長期均衡時，誤差項將以0.1965的調(diào)整力度由短期非均衡狀態(tài)到長期均衡狀態(tài)。

由式（10）可知，在短期中電力消費量增加與經(jīng)濟增長對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的影響為正。在其他條件不變的情況下，電力消費量增加1%，會使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化0.0333%；經(jīng)濟增長1%，會促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化0.0853%。由誤差修正項ECMt的系數(shù)0.1444可知，當短期波動偏離長期均衡時，誤差項將以0.1444的調(diào)整力度由短期非均衡狀態(tài)到長期均衡狀態(tài)。

4.4 向量誤差修正模型（VECM）穩(wěn)定性分析

以下驗證ECM模型的殘差是否存在自相關性，如果存在自相關，預示著需要增加滯后階數(shù)。

由表6可知接受“無自相關的原假設”。

以下檢驗此VECM系統(tǒng)是否穩(wěn)定，如圖2所示。

結(jié)果顯示，除了VECM模型本身所假設的單位根之外，伴隨矩陣的所有特征值均落在單位圓之內(nèi)，因此它是一個穩(wěn)定的系統(tǒng)。

4.5 脈沖響應函數(shù)

脈沖響應衡量的是，在擾動項上加一個標準差大小的沖擊，通過VAR模型的傳導機制，對內(nèi)生變量當前值和未來值產(chǎn)生的影響。

以下考察此VECM模型的正交化脈沖響應函數(shù)。圖3中橫軸表示沖擊作用的響應期數(shù)（年），縱軸表示各變量變化的程度。

由脈沖響應圖3可以看出，電力消費量的增加將導致GDP的增長，但是影響產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化較小；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對電力消費和GDP的影響不大；GDP的增長對用電量增加起積極作用，但影響產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化較小。

5 結(jié)語

本文從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化角度出發(fā)，結(jié)合社會用電量，實證分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、電力消費量與經(jīng)濟增長之間的關系。分析表明，1998年以來，上海GDP快速增長，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化水平也在不斷提高，這說明上海的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型近年來取得了不錯的成果。通過協(xié)整檢驗，發(fā)現(xiàn)1998—2018年上海產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、電力消費與經(jīng)濟增長之間存在長期協(xié)整關系。從誤差修正模型來看，上海的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與用電量的增加起著相互促進的作用，同時電力消費增加對經(jīng)濟增長起促進作用，經(jīng)濟增長對改善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和用電量增加均起積極作用。此外，通過脈沖響應分析，發(fā)現(xiàn)電力消費量的增加將導致GDP的增長，但是影響產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化較??；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對電力消費和GDP的影響不大；GDP的增長對用電量增加起積極作用，但影響產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化較小。結(jié)果表明，電力消費量的增加與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級效應促進經(jīng)濟增長的效果非常明顯。隨著經(jīng)濟發(fā)展水平的提高，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級有利于提高資源利用效率，提高經(jīng)濟增長效率。進一步研究產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級效益的影響將有助于加深我們對經(jīng)濟增長與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)關系的理解。

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