河北省能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系研究

杜俊慧，王紅霞，劉 偉

(華北科技學(xué)院，北京 東燕郊 065201)

0 引言

近幾十年來(lái)，以煤炭、石油、天然氣等非再生資源的大量消耗帶來(lái)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，同時(shí)帶來(lái)了大量的生態(tài)與環(huán)境問(wèn)題。廢氣、廢水和固定廢棄物等大量地排放，不僅影響了居民的健康，而且威脅社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。中國(guó)的能源生產(chǎn)與消費(fèi)也引起了習(xí)近平同志高度重視，提出推動(dòng)能源消費(fèi)革命、能源供給革命、能源技術(shù)革命、能源體制革命和全方位加強(qiáng)國(guó)際合作等要求[1]。河北省作為中國(guó)人口大省和經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省，重工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占比較高，能源需求仍然強(qiáng)勁，但自身資源嚴(yán)重不足，能源矛盾和問(wèn)題日益突出。要解決這個(gè)矛盾，我們需要在習(xí)近平同志能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命要求的指導(dǎo)下，分析河北能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的內(nèi)在聯(lián)系。近十幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)能源與經(jīng)濟(jì)之間關(guān)系進(jìn)行大量的理論與實(shí)證研究。Ugur和 Ramazan (2003)使用十個(gè)新興國(guó)家和七國(guó)集團(tuán)的面板數(shù)據(jù)，進(jìn)行了時(shí)間序列分析，檢驗(yàn)?zāi)茉聪M(fèi)與經(jīng)濟(jì)存在因果關(guān)系[2]。Azam (2015)使用1980-2012 年時(shí)間序列數(shù)據(jù)，研究東盟國(guó)家能源和經(jīng)濟(jì)的關(guān)系，其結(jié)果表明能源經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)存在長(zhǎng)期的關(guān)系[3]。Moradbeigi(2016)采用 63個(gè)石油產(chǎn)出國(guó)的2000-2010 年間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)石油交易對(duì)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)有負(fù)向影響[4]。通過(guò)對(duì)國(guó)外學(xué)者能源與經(jīng)濟(jì)關(guān)系的相關(guān)文獻(xiàn)整理與研究，發(fā)現(xiàn)由于研究對(duì)象的能源稟賦、政治環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的不同，對(duì)于能源與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間關(guān)系并沒(méi)有形成一致的認(rèn)識(shí)。國(guó)內(nèi)學(xué)者為了發(fā)現(xiàn)能源與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的內(nèi)在聯(lián)系也做了大量的實(shí)證研究。楊宏林(2004)使用動(dòng)態(tài)變化方程，研究如何利用能源的條件下實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，得出只有通過(guò)生產(chǎn)技術(shù)的提高、能耗的降低和能源利用率才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)增長(zhǎng)[5]。邵帥(2009)和韓健(2013)等都證明能源輸出區(qū)域“資源詛咒”的存在，數(shù)據(jù)分析表明能源阻礙了資源型地區(qū)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)[6,7]。國(guó)內(nèi)有些學(xué)者認(rèn)為能源對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是有利的，能源對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)抑制是在特定的情況下才發(fā)生的。梁云和鄭亞琴(2015)使用1998-2011中國(guó)省際面板數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證研究，證明能源與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有顯著的倒U型關(guān)系[8]。劉堯(2018)采用IPAT模型，分析了中國(guó)2004-2016年能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系，結(jié)果表明大部分年份經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和能源消耗相對(duì)脫鉤[9]。董煜運(yùn)用 LSTVAR模型和GIRF廣義脈沖響應(yīng)函數(shù)，分析我國(guó)1999～2018年工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)的時(shí)變性[10]。李影等使用山西省2000-2016年能源與生產(chǎn)總值的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用灰色系統(tǒng)理論，對(duì)山西省能源消費(fèi)與地區(qū)生產(chǎn)總值的灰色關(guān)聯(lián)程度進(jìn)行了量化分析[11]。國(guó)外與國(guó)內(nèi)學(xué)者已經(jīng)對(duì)能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系做了大量研究，由于研究選取對(duì)象不同、研究方法使用不同、數(shù)據(jù)時(shí)間結(jié)點(diǎn)不同得出的結(jié)論差距較大。

本文主要分析河北省能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，首先采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法研究能源消費(fèi)總量、以及煤炭、石油、天然氣、電力等能源消費(fèi)量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)聯(lián)程度；然后采用Tapio脫鉤模型分析河北省生產(chǎn)總值和三次產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤狀態(tài)；在此基礎(chǔ)上，為河北省提出低碳、可持續(xù)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的對(duì)策。

1 河北省能源生產(chǎn)與消費(fèi)基本狀況

河北省環(huán)抱北京，毗連天津，橫跨華北與東北兩區(qū)，礦產(chǎn)資源豐富。煤炭探明儲(chǔ)量229.01億噸；石油探明儲(chǔ)量27.00億噸，天然氣儲(chǔ)量1800.00億立方。2017河北省的能源生產(chǎn)量為6778.54萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中原煤占67.31%，原油占11.36%，天然氣占2.98%，一次電力及其他能源占18.34%。同年，河北省的能源消費(fèi)量為30385.88萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中煤炭占83.71%，石油占7.97%，天然氣占4.23%，一次電力及其他能源占4.09%。

從圖1可知，河北省能源生產(chǎn)總量增長(zhǎng)平穩(wěn)，由2001年的5656.12萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤增長(zhǎng)到2017年6778.54萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增長(zhǎng)了19.84%，年平均增長(zhǎng)率為1.24%；原煤生產(chǎn)量由2001年的920.55萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2017年4813.84萬(wàn)噸，增長(zhǎng)了422.93%，年平均增長(zhǎng)率為26.43%；原油生產(chǎn)量由2001年的513.22萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2017年539.11萬(wàn)噸，增幅減?。惶烊粴馍a(chǎn)量由2001年的5.21億立方米到2017年7.39億立方米，增長(zhǎng)了41.84%，年平均增長(zhǎng)率為2.62%；一次電力及其他能源生產(chǎn)量由2001年的901.63億度到2017年2871.10億度，增長(zhǎng)了218.43%，年平均增長(zhǎng)率為13.65%；2001-2017年河北省的原煤和一次電力及其他能源生產(chǎn)量增長(zhǎng)較為快速，其他能源基本呈低速增長(zhǎng)。

圖1 2001-20017河北省能源生產(chǎn)與消費(fèi)情況表

隨著經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，河北省能源消費(fèi)量增長(zhǎng)較快。河北省的能源消費(fèi)總量由2001年12114.29增長(zhǎng)到2017年30385.88萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增長(zhǎng)了150.82%，年平均增長(zhǎng)率為9.43%；煤炭消費(fèi)量由2001年的12641.00萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2017年27417.13萬(wàn)噸，增長(zhǎng)了116.89%，年平均增長(zhǎng)率為7.30%；原油生產(chǎn)量由2001年的670.55萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2017年1693.45萬(wàn)噸，增長(zhǎng)了152.55%，年平均增長(zhǎng)率為9.53%；天然氣生產(chǎn)量由2001年的6.97億立方米到2017年96.70億立方米，增長(zhǎng)了1287.37%，年平均增長(zhǎng)率為80.46%；一次電力及其他能源生產(chǎn)量由2001年的867.55億度到2017年3579.67億度，增長(zhǎng)了312.62%，年平均增長(zhǎng)率為19.54%；河北省能源消費(fèi)長(zhǎng)期以煤炭為主，天然氣及其他清潔能源比例較低。

通過(guò)對(duì)比河北省的能源生產(chǎn)總量和消費(fèi)總量，可以看出河北的能源生產(chǎn)不能滿足本省能源消費(fèi)，并且差距越來(lái)越大，供求矛盾日益緊張。河北省能源消費(fèi)呈現(xiàn)出能源消費(fèi)總量增長(zhǎng)較快，結(jié)構(gòu)單一，過(guò)度依賴煤炭，清潔能源使用率較低等特征。

2 河北省能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)灰色關(guān)聯(lián)分析

1982年中國(guó)學(xué)者鄧聚龍教授提出灰色系統(tǒng)理論，灰色關(guān)聯(lián)分析法是灰色系統(tǒng)理論中的一種系統(tǒng)分析方法?；疑P(guān)聯(lián)分析法是通過(guò)序列曲線幾何形狀的相似程度來(lái)判斷相應(yīng)序列之間關(guān)聯(lián)程度。由于灰色關(guān)聯(lián)分析法是按照發(fā)展趨勢(shì)作分析，對(duì)樣本量的多少和樣本規(guī)律都沒(méi)有太高要求，計(jì)算量小，不會(huì)出現(xiàn)與定性分析結(jié)果不符?；谶@個(gè)優(yōu)點(diǎn)和社會(huì)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)等系統(tǒng)灰色復(fù)雜性特性，因此其在各種復(fù)雜系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用[12]。

為了避免受中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)局限性和能源結(jié)構(gòu)突變的影響，本文選取河北省2001-2017年能源消費(fèi)數(shù)據(jù)，分析河北能源消費(fèi)總量和不同種類的能源與地區(qū)生產(chǎn)總值的灰色關(guān)聯(lián)度，以分析河北經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)之間的關(guān)系和趨勢(shì)。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 2001-2017年河北省GDP與能源消費(fèi)情況表

續(xù)表

本文研究能源消費(fèi)總量、煤炭消費(fèi)量、石油消費(fèi)量、天然氣消費(fèi)量、電力消費(fèi)量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)即GDP之間的關(guān)系，參考序列X0為GDP，比較序列分別為：X1為能源消費(fèi)總量、X2為煤炭消費(fèi)量、X3為石油消費(fèi)量、X4為天然氣消費(fèi)量、X5為電力消費(fèi)量。灰色相對(duì)關(guān)聯(lián)度具體計(jì)算過(guò)程如下：

(1)

表2 2001-2017年河北省GDP與能源消費(fèi)初像表

(2)

表3 2000-2017年河北省GDP與能源消費(fèi)初像始點(diǎn)零化像表

(3)

(4)

第四步：計(jì)算灰色相對(duì)關(guān)聯(lián)度

(5)

可得:

γ01=0.71；γ02=0.70；γ03=0.69；γ04=0.85；γ05=0.86

其中，γ01為能源合計(jì)總量的相對(duì)關(guān)聯(lián)度；γ02為煤炭消費(fèi)量的相對(duì)關(guān)聯(lián)度；γ03為石油消費(fèi)量的相對(duì)關(guān)聯(lián)度；γ04為天然氣消費(fèi)量的相對(duì)關(guān)聯(lián)度；γ05為電力消費(fèi)量的相對(duì)關(guān)聯(lián)度。

從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，河北能源消費(fèi)總量與各種能源的消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系灰色關(guān)聯(lián)度都比較顯著，灰色關(guān)聯(lián)度全部大于0.6，能源消費(fèi)總量與各種能源的消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的灰色關(guān)聯(lián)度排序?yàn)椋害?5>γ04>γ01>γ02>γ03。表明河北省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)能源消費(fèi)依賴程度較高，能源消費(fèi)合計(jì)總量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的灰色關(guān)聯(lián)度為0.71(γ01=0.71)，灰色關(guān)聯(lián)度較為顯著；電力消費(fèi)量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的灰色關(guān)聯(lián)度為0.86(γ04=0.86)，說(shuō)明了電力消費(fèi)量和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)相似程度很高，雖然近幾年電力消費(fèi)量大幅提升，但電力消費(fèi)量占比較低，到2017年的比重不到5%；天然氣消費(fèi)量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的灰色關(guān)聯(lián)度為0.84(γ05=0.84)，顯示了天然氣消費(fèi)量和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)相似程度較高，長(zhǎng)期以來(lái)天然氣消費(fèi)占能源消費(fèi)占比不到5%。通過(guò)對(duì)河北能源消費(fèi)總量與各種能源的消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系灰色關(guān)聯(lián)分析，表明河北的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)期依賴各種能源消費(fèi)，但存在能源利用率低、能源結(jié)構(gòu)不合理等問(wèn)題。

3 河北省能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的Tapio分析

經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(以下簡(jiǎn)稱OECD)定義“脫鉤”是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)荷的增長(zhǎng)率小于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率?！懊撱^”通常用來(lái)反映資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)三者之間的關(guān)系[13]。目前，“脫鉤”指數(shù)分析的方法有三種:第一種是Tapio提出的彈性系數(shù)指標(biāo)[14,15]；第二種是OECD提出的脫鉤因子[16]；第三種是中國(guó)陸鐘武教授提出的資源脫鉤指數(shù)[17,18]。第二種脫鉤因子從提出以來(lái)，得到了廣泛的應(yīng)用，但無(wú)法準(zhǔn)確判斷脫鉤的程度與類別；第三種資源脫鉤指數(shù)僅能劃分出三種脫鉤的形式即：未脫鉤、相對(duì)脫鉤和絕對(duì)脫鉤?；谝陨显?，本文選用第一種Tapio彈性系數(shù)指數(shù)來(lái)衡量河北省2000-2017年地區(qū)生產(chǎn)總值和三大產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤狀態(tài)。Tapio彈性系數(shù)指標(biāo)的計(jì)算公式為：

(6)

式中，Del表示一年的彈性脫鉤指數(shù)；E為能源消費(fèi)量；GDP表示生產(chǎn)總值。據(jù)Tapio和張寬等文獻(xiàn)研究，將彈性脫鉤指數(shù)分為負(fù)脫鉤、連結(jié)和脫鉤三大類；擴(kuò)張負(fù)脫鉤、強(qiáng)負(fù)脫鉤、弱負(fù)脫鉤、擴(kuò)張連結(jié)、衰退連結(jié)、強(qiáng)脫鉤、弱脫鉤、衰退脫鉤八種狀態(tài)。具體指標(biāo)見(jiàn)表4。

表4 Tapio脫鉤程度判斷指標(biāo)[19，20]

表5 河北省2001-2017年三大產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)量

續(xù)表

表6 河北省能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)Tapio脫鉤程度判斷結(jié)果

從表6的結(jié)果可以看出，2001-2017年河北省能源消費(fèi)總量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)基本處于弱脫鉤狀態(tài)，即68.75%的樣本年份里，河北省能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)都保持正向增長(zhǎng)，但能源消費(fèi)增長(zhǎng)速度略微低于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度；在2014年出現(xiàn)了強(qiáng)脫鉤狀態(tài)，即經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度持續(xù)增長(zhǎng)的情況下，能源消費(fèi)下降的狀態(tài)；其中在2003年出現(xiàn)了擴(kuò)張負(fù)脫鉤，即出現(xiàn)能源消費(fèi)速度大于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度；其中在2001年、2002年、2005年出現(xiàn)了擴(kuò)張連結(jié)，即出現(xiàn)能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)同比速度增長(zhǎng)。從三大產(chǎn)業(yè)來(lái)看，第一產(chǎn)業(yè)脫鉤狀態(tài)不穩(wěn)定，變化較大，擴(kuò)張負(fù)脫鉤、擴(kuò)張連結(jié)、強(qiáng)脫鉤、弱脫鉤等狀態(tài)在樣本年限中均出現(xiàn)多次，其中強(qiáng)脫鉤狀態(tài)最多，達(dá)到31.25%，擴(kuò)張負(fù)脫鉤和擴(kuò)張連結(jié)都占25.00%，弱脫鉤占18.75%；第二產(chǎn)業(yè)也出現(xiàn)了擴(kuò)張負(fù)脫鉤、擴(kuò)張連結(jié)、強(qiáng)脫鉤、弱脫鉤等狀態(tài)脫鉤狀態(tài)，出現(xiàn)的比例分別為25.00%、12.50%、25.00%、37.50%，2013-2016年都處于強(qiáng)脫鉤狀態(tài)；第三產(chǎn)業(yè)的脫鉤狀態(tài)來(lái)看，樣本年份中81.25%都處于弱脫鉤狀態(tài)。總體看來(lái)，河北省能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)處于弱脫鉤狀態(tài)，第一產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)脫鉤狀態(tài)不穩(wěn)定，第二產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)進(jìn)入了強(qiáng)脫鉤狀態(tài)，第三產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)基本處于弱脫鉤狀態(tài)。

4 結(jié)論

(1) 河北省能源消費(fèi)0.71，電力消費(fèi)量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的灰色關(guān)聯(lián)度為0.86，天然氣消費(fèi)量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的灰色關(guān)聯(lián)度為0.85，但電力和天然氣占能源消費(fèi)總量都不到5%，說(shuō)明河北省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)還需要依靠能源消費(fèi)，單一減少化石能源消費(fèi)會(huì)直接影響地區(qū)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，但能源結(jié)構(gòu)不合理，可以大力調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，加大電能、核能等清潔能源的使用。

(2) 根據(jù)Tapio脫鉤模型判斷發(fā)現(xiàn)，河北省能源消費(fèi)總量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)基本處于弱脫鉤狀態(tài)，第一產(chǎn)業(yè)脫鉤狀態(tài)不穩(wěn)定，第二產(chǎn)業(yè)在20013-2016年都處于強(qiáng)脫鉤狀態(tài)，第三產(chǎn)業(yè)基本處于弱脫鉤狀態(tài)。從產(chǎn)業(yè)層面，河北省還需要重視節(jié)能，樹(shù)立正確理性的消費(fèi)觀，防止能源消費(fèi)的反彈。

(3) 通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析法和Tapio彈性系數(shù)指數(shù)對(duì)河北省能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)研究發(fā)現(xiàn)，河北省能源消費(fèi)存在品種單一、以煤炭為主、能源利用率、清潔能源使用不足，河北省為了實(shí)現(xiàn)綠色、可持續(xù)的發(fā)展道路需要調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、節(jié)能減排、加強(qiáng)能源技術(shù)、大力發(fā)展清潔、可再生能源。