能源消耗与GDP增长之间的关系研究

内蒙古自治区经济发展与能源消耗的关系研究-------基于时间序列的分析摘要：自改革开放以来，内蒙古自治区能源消耗对整个省份的经济发展起着重大的支撑作用。与此同时经济的飞速发展也带动着能源消费的快速增长。通过对全省能源消费与GDP增长的相互关系研究，我们发现，内蒙古自治区GDP增长与能源消耗之间存在着单向的因果关系；单位GDP能耗逐年下降；原煤在内蒙古自治区能源消耗中占有举足轻重的地位，据此提出了协调能源消费与经济发展的政策建议。关键词：GDP增长；能源消耗；内蒙古自治区一、引言内蒙古自治区是我国能源生产和消费大省，具有丰富的煤、石油、天然气资源，并且风能、太阳能、生物能等新能源的前景也十分乐观。虽然内蒙古自治区存在着丰富多样的能源构成，但长期以来，内蒙古自治区的能源生产和消费结构却一直是以煤炭为主，由此导致了低效高耗的能源利用方式和突出的生态环境问题，这对内蒙古自治区的可持续发展是极为不利的。自改革开放以来，内蒙古自治区的GDP总额保持着高速稳定的增长，GDP总量从1978年的58.04亿元上涨达到2010年的11672亿元，上涨幅度达11613.96亿元。但与此同时，内蒙古自治区的能源消耗情况却呈现出了高消耗和利用率不足等特点。以2009年数据为例，内蒙古自治区单位GDP能耗与单位GDP电耗分别为：2.01吨标准煤/万元、1686.72千瓦小时/万元，在全国各省单位能耗比较中均高于各省份平均水平。因此，我们有必要针对GDP增长与能源消耗之间的关系进行研究。现今大多数研究都以整个国家的能耗情况做为研究对象，但由于我国幅员辽阔，自然资源丰富，所以单纯的从整个国家的角度进行分析并不能很好的体现出每个省市的个体性。所以我认为有必要针对内蒙古自治区的实际情况进行深入细致的分析，针对它独特的能源消耗情况和经济增长情况得出适用于此省的政策建议。从2002年开始，内蒙古自治区主要消耗的能源从原本的三种增加至四种，分别为：原煤、原油、天然气和水电。鉴于此，本文从2002年开始对内蒙古自治区GDP增长与能源消耗之间的关系进行分析。二、内蒙古自治区能源消耗与GDP增长关系的分析1.定性分析（1）GDP增长与各能源消耗情况从2002年到2010年间，内蒙古自治区实际GDP一直处于稳定增长状态（以2002年为基期，即2002年实际GDP为100）。自2002年到2010年，实际GDP平均增长速度一直维持在28.2%左右，增速平稳。其中，2008年较2007年相比实际GDP增长速度同比增加4.9%，略高于其他年度。在能源消耗方面，第一，原煤的消耗量在2002年到2010年间处于匀速增长的状态，增长态势稳定，增长速度较快，引起这种变化的主要原因是由于原煤一直以来都是内蒙古自治区最主要的消耗能源；第二，原油和水电的消耗量整体上处于稳定增长状态，且波动幅度不大，这主要是因为在内蒙古自治区内，各种能源储备量中原油和水电的数量远小于原煤，而且对于原油和水电的开采及转化需要更多的物质支持，所以多年来原油和水电的消耗量一直维持在较低的水平且没有大幅度的波动；第三，作为内蒙古自治区的新兴能源，天然气直到2002年才被列为主要的消耗能源，所以天然气的消耗数量自2002年起一直处于上升状态，从2002年的259.506万吨，上涨到2010年的57025.63万吨。图1:2002年到2010年内蒙古自治区实际GDP总量增长情况（数据来源：内蒙古自治区统计局网站）010020030040050060070080090020022003200420052006200720082009201020112012实际GDP（亿元）图2:2002年到2010年原煤、原油、天然气、水电的消耗情况（数据来源：内蒙古自治区统计局网站）（2）单位GDP能源消耗情况单位GDP能耗（吨/万元）是反映能源消费水平和节能降耗状况的主要指标，由一次能源供应总量与国内生产总值(GDP)的比率计算得出，是衡量能源利用效率的指标。所以，本文针对内蒙古自治区的单位GDP能耗进行详细的分析，以得到整个自治区内能源的利用效率。从总量上看，内蒙古自治区GDP总量与能源消耗情况都呈现出快速增长的态势，但是从单位GDP能源消耗（吨/万元）情况来看，从2002年到2004年间，单位GDP能耗（吨/万元）基本稳定，自2004年至2008年间下降趋势明显，下降速度较快，2008年至今单位GDP能耗（吨/万元）虽也成下降趋势但下降幅度小于2004年至2008年间。由于这一指标是说明经济活动中对能源利用程度的指标，所以从数据和图表中可以看出自2002年至2004年间内蒙古自治区能源消耗效率较低，从2004年开始本省对一次能源的利用效率有所增加，且增加幅度明显，自2008年以后能源利用效率虽有所增加但增幅明显低于前四年，这主要是因为从2004年起内蒙古自治区为了达到能源效率的提高，引进了先进的设备，与此同时进行了大规模的企业合并。这一举措极大地促进了本省的经济发展和能源消耗效率的提高。但由于设备的逐渐老化，以及规模经济等情况的影响，企业合并等举措的效果渐渐步入瓶颈，导致近年来本省经济消耗效率增长幅度有所下降。0200000400000600000800000100000012000001400000160000018000002000000010000200003000040000500006000070000200220032004200520062007200820092010天然气原油水电原煤图3：2002年到2010年内蒙古自治区万元GDP能源消耗（吨/万元）情况（数据来源：内蒙古自治区统计局网站）2.变量选取及说明根据本文研究的主要内容，需分析GDP增长与各个能源之间的消耗情况，所以本文选取的变量分别为：（1）国内生产总值（GDP），它是用来描述一定时期内，一个国家或地区经济发展过程中所产出的全部最终产品和劳务的价值；（2）原煤每年的消耗总量记做COAL；（3）原油每年的消耗总量记做OIL；（4）天然气每年的消耗总量记做GAS；（5）水电每年的消耗总量记做HP。首先，GDP指标为了剔除价格因素的影响本文以2002年为基期（2002年GDP=100），相应的调整2002年到2010年的实际GDP总量。其次，为了消除异方差的影响下文的实证分析中分别对实际GDP、COAL、OIL、GAS、HP这五个指标取对数，分别取对数记为LNGDP、LNCOAL、LNOIL、LNGAS、LNHP。3．定量分析（1）单位根检验。由于本文选取的数据均为时间序列数据，因此，首先需要对数据进行单位根检验，以确定检验数据是否平稳，若数据不平稳，则需进一步检验数据在一阶、二阶条件下是否平稳。对数据进行单位根检验时主要有DF检验和ADF检验两种，本文采用ADF方法对上述数据进行单位根检验，检验结果如下表。表1ADF单位根检验变量ADF值1%水平下临界值检验结果序列LNGDP-1.02533-4.582648有单位根非平稳LNCOAL-4.10265-4.803492有单位根非平稳LNOIL-1.83358-4.582648有单位根非平稳LNGAS-0.75335-4.803492有单位根非平稳00.511.522.53200220032004200520062007200820092010单位GDP能耗LNHP-4.50045-4.582648有单位根非平稳△LNGDP-5.33288-4.582648无单位根平稳△LNCOAL-5.51481-4.803492无单位根平稳△LNOIL-6.22709-4.582648无单位根平稳△LNGAS-5.43669-4.803492无单位根平稳△LNHP-5.47265-4.803492无单位根平稳由上表可以看出，以上五个变量的原序列均为非平稳时间序列数据，在1%的显著条件下均存在单位根，对上述五个变量进行一阶差分后，均为平稳数列、一阶单整序列。所以在上述情况下对各变量进行回归后不会出现伪回归现象。（2）协整检验。当数据是同阶单整数据时，就可以对数据进行协整检验，以此来判断上述数据之间是否具有协整关系。如果存在协整关系，则可以对数据作回归分析以得出五组数据之间的长期均衡关系方程，但是当上述数据不具有协整关系时，则不能对数据作回归分析。利用Eviews计量软件对五组数据进行协整检验，由于所列图表较多则不再一一列示。通过分析可以得知对LNGDP分别与LNCOAL、LNOIL、LNGAS、LNH-P进行的Johansen协整检验在5%的显著性水平下均存在唯一的长期协整关系，基于此便可以对数据进行回归分析，回归后不会出现伪回归现象。通过上述LNGDP分别与LNCOAL、LNOIL、LNGAS、LNH-P进行的Johansen协整检验可知，上述四组数据在5%的显著性水平下均存在唯一的长期协整关系。（3）因果关系检验。对数据进行因果关系检验时，最常用的方法是格兰杰因果关系检验，所以，本文利用格兰杰因果检验方法对五组数据进行检验，检验结果如下表。表2GDP与各能源的格兰杰因果检验F值P值原煤消耗不是GDP增长的格兰杰原因1.542620.7221GDP增长不是原煤消耗的格兰杰原因26.67930.0067原油消耗不是GDP增长的格兰杰原因0.415120.5545GDP增长不是原油消耗的格兰杰原因3.442260.0137天然气消耗不是GDP增长的格兰杰原因0.054490.8269GDP增长不是天然气消耗的格兰杰原因0.624850.0473水电消耗不是GDP增长的格兰杰原因5.644240.7763GDP增长不是水电消耗的格兰杰原因10.25570.0328由格兰杰因果检验可知，在5%的显著性水平下，GDP与原煤、原油、天然气、水电消耗之间呈单向因果关系，即GDP增长是上述四种能源消耗增长的格兰杰原因，而这四种能源消耗增长均不是经济增长的格兰杰原因。这是由于，一方面，经济增长拉动能源消费快速增长的原因主要是因为本省近年来经济增长在很大程度上依赖于高耗能产业的增长带动。高耗能产业的高速增长必然导致能源消费量的大幅增加，所以即出现了上述的分析结果。另一方面，能源消费的增长并不能导致经济的增长，虽然能源是一国经济发展的基础，但通过分析可以得知近年来我国在降低单位GDP能耗的同时，保持了经济的高速增长，这说明，经济增长的实现并不完全依靠能源消费的增加。这也表明可以不依靠建设大量高耗能产业来实现经济增长。这一结论对于节能政策的实施具有一定的经验分析支持，证实实施节能政策不会对我国的经济增长带来负面的影响。4.模型设定与回归分析（1）模型设定。根据上述分析可知，对GDP增长与能源消耗之间做回归分析时不会存在伪回归现象，所以下文中将分别对GDP增长和原煤、原油、天然气和水电之间的消耗关系做回归分析。根据以上描述，本文建立GDP增长与不同能源消耗之间的关系方程式，即将GDP增长作为因变量，将不同能源的消耗情况作为自变量，即：LNGDP=C1+α1LNCOAL＋μ1LNGDP=C2+α2LNOIL＋μ2LNGGDP=C3+α3LNGAS+μ3LNGDP=C4+α4LNHP+μ4α1、α2、α3、α4为待估参数，μ1、μ2、μ3、μ4为干扰项。(2)回归分析。①GDP增长与原煤之间的消耗关系，通过对上述第一个方程进行OLS估计得：LNGDP=-14.388+1.437LNCOALT=(-9.14)(12.66)R-squared=0.958147DW=0.616从上述方程可以看出，由于DW值过小，所以方程存在自相关现象，为解决方程的自相关现象需介入AR模型，以此来消除自相关。介入AR模型后的回归方程为：LNGDP=-20.818＋1.89LNCOAL+[AR(1)=0.4836]T=(-4.572)(5.922)(2.518)R-squared=0.987DW=1.782由拟合优度