非线性视角下能源消费与经济增长关系研究_基于中国的实

天津大学博士学位论文非线性视角下能源消费与经济增长关系研究：基于中国的实证分析ANonlinearPerspectiveStudyontheRelationshipbetweenEnergyConsumptionandEconomicGrowth：EvidencefromChina一级学科：管理科学与工程学科专业：管理科学与工程研究生：梁经纬指导教师：刘金兰教授天津大学管理与经济学部二零一三年五月独创性声明  本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 天津大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。   学位论文作者签名：             签字日期：        年    月    日   我是爱天大的！！ 学位论文版权使用授权书   本学位论文作者完全了解  天津大学  有关保留、使用学位论文的规定。特授权 天津大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 （保密的学位论文在解密后适用本授权说明）    学位论文作者签名：                      导师签名：  签字日期：      年    月    日           签字日期：      年    月    日   摘要人类进入工业化社会后，能源成为社会发展的重要物质基础。能源为人类的工业化过程提供了源源不断的动力支持。能源产量与消费量的多少，直接决定了一个国家工业化进程的速度。20世纪70年代，全球范围内出现了两次石油危机。这两次石油危机的出现直接促使人们意识到了能源对经济增长的重要作用，同时也使得人们意识到了资源约束可能对经济增长产生重要影响。因此，弄清能源消费与经济增长之间的内在依存关系问题是关于如何解能源消费、环境污染与经济发展内在矛盾首要的、必须面对的问题，该问题的厘清对合理的制定我国可持续发展的能源政策具有重要意义。本文主要基于非线性视角研究了我国的总能源消费及各分类型能源消费与我国经济增长之间的动态作用关系与格兰杰因果关系。本文通过非参数BDS检验与参数神经网络检验法对我国的能源经济系统中的非线性依存关系进行了检验。具体地，利用线性VAR系统，对我国总能源消费、煤炭消费、电力消费、石油消费与经济增长的线性相依成分进行过滤，并对其残差进行非线性特征检验。检验结果显示我国总能源消费、煤炭消费、电力消费、石油消费与经济增长的系统中均存在着非线性依存关系，两种检验方法得出的检验结果一致。该结论也与现实经济中的经济周期、油价波动、技术进步等因素与经济系统之间的复杂的交互作用一致。由此可以认为，单纯的从线性视角来考察能源消费与经济增长之间的相互关系，会掩盖由于各变量之间的非线性作用产生的结论。因此，对我国的能源经济系统的研究视角，应该从线性建模方式向非线性建模方式转变。通过马尔科夫向量自回归模型的研究表明：总能源消费与经济增长之间的长期作用关系显著，总能源消费对我国的经济增长有着重要的影响作用，经济增长对我国的总能源消费也有着显著的影响作用，二者的关系符合反馈理论；煤炭消费与经济增长之间的关系式相互影响的，煤炭消费对我国的经济增长有着重要的影响作用，经济增长对我国的煤炭消费也有着显著的影响作用，二者的关系符合反馈理论；石油消费与经济增长之间的关系式相互影响的，石油消费对我国的经济增长有着重要的影响作用，经济增长对我国的石油消费也有着显著的影响作用，二者的关系符合反馈理论；电力消费与经济增长之间的关系呈现出了新的特征，即在不同区制内电力消费与经济增长的作用关系呈现出非对称型特征。在经济适速增长期，电力消费与经济增长符合中性理论，而在经济快速增长区，电力消费与经济增长之间的关系符合增长理论。非线性非参数格兰杰因果关系表明，短期视角看来，总能源消费与GDP增长之间存在着双向非线性格兰杰因果关系，煤炭消费与GDP增长之间存在着由煤炭消费到GDP增长的单向非线性格兰杰因果关系，石油消费与GDP增长之间  不存在非线性格兰杰因果关系，电力消费与GDP增长之间存在着由电力消费到GDP增长的单向非线性格兰杰因果关系。由上述研究可以看出，我国的能源消费对经济增长具有重要的影响和支撑作用。因此，能源保守政策的实施会对我国的经济增长产生一定的冲击。如何在实现低碳经济的前提下，保持经济的稳定增长，是政府面临的一个重要的课题。关键词：能源消费；经济增长；非线性；马尔科夫向量自回归；非线性格兰杰  ABSTRACTEnergyhasbecomethecriticalmaterialbasisofsocialdevelopmenteversincethebeginningofindustrialera.Energyprovidedcontinuouspowersupportforhumanbeingstoprogresstowardsindustrialization,whichmakesenergyproductionandconsumptionthedirectdecisivefactorsofacountry’sindustrializationprocess.Inthe1970s,tworoundsofglobaloilcrisisalertedthewholeworldtorealizethecrucialimportanceofenergyoneconomicgrowth,andinthemeantime,peoplebegantoawarethatresourceconstraintmayhaveanimportanteffectoneconomicgrowth.Therefore,tofullyunderstandtheinterdependencesbetweenenergyconsumptionandeconomicgrowthistheprimaryandinescapableissuetoconfrontwithifwewanttosolvetheinherentcontradictionsbetweenenergyconsumption,environmentalpollutionandeconomicdevelopment.Moreover,theclarificationofthisissueisalsoofgreatsignificanceforourcountrytoformulatesustainabledevelopmentenergypolicies.ThepurposeofthisstudyistoexaminethedynamicinteractionrelationshipsandGrangercausalitiesbetweentotalenergyconsumption,energyconsumptionsindifferentsectorsandeconomicgrowthinChina.TheNonparametricBDStestandParametricNeuralNetworktestapproacheswereemployedtotestthenonlineardependencyrelationshipsinourcountry’senergyeconomicsystem.Tobespecific,linearVARsystemwasutilizedtofilteroutthelineardependencyrelationshipsexistingbetweentotalenergyconsumption,coalconsumption,electricityconsumption,oilconsumptionandeconomicgrowth,andtestthenonlinearfeaturesofcorrespondingresiduals.Thetestresultsindicatednonlineardependencyrelationshipsbetweentotalenergyconsumption,coalconsumption,electricityconsumption,oilconsumptionandeconomicgrowth,andthetwotestapproachesyieldedconsistentresults.Inaddition,thefindingsinthisresearchwerealsoconsistentwiththecomplicatedinteractionsbetweentypicalfactorsofrealeconomy,suchaseconomiccycle,oilpricefluctuation,andtechnicalprogress,andeconomicsystem.Basedonthereasonsabove,simplyconsideringthelinearinteractionsbetweenenergyconsumptionandeconomicgrowthmaymaskthetrueresultsduetothenonlinearinteractionsbetweenvariables.Asaconsequence,researchonenergyeconomysysteminourcountryshouldbegintotransferfromlinearmodelingapproachtononlinearmodelingapproach.TheMarkovvectorautoregressivemodelresultsindicatedthatasignificantlongterminteractionexistedbetweentotalenergyconsumptionandeconomicgrowthwithI II totalenergyconsumptionhadanimportantimpactoneconomicgrowthandviceversa,andtherelationshipbetweenthetwowasconsistentwiththefeedbacktheory.Moreover,therelationshipbetweencoalconsumptionandeconomicgrowthwasmutualinteractivewithcoalconsumptionhadanimportantinfluenceoneconomicgrowthandeconomicgrowthpositivelyaffectedcoalconsumption,andtherelationshipbetweenthetwowasconsistentwiththefeedbacktheory.Similarly,therelationshipbetweenoilconsumptionandeconomicgrowthwasalsomutualinteractivewithoilconsumptionhadanimportantinfluenceoneconomicgrowthandeconomicgrowthpositivelyaffectedoilconsumption,andtherelationshipbetweenthetwowasconsistentwiththefeedbacktheory.However,therelationshipbetweenelectricityconsumptionandeconomicgrowthdisplayedn