中国能源消费的长期战略和短期政策基于中国省级面板的实证分析

1能源消费-经济增长中性假说在中国的适用性检验TheApplicableTestOntheNeutralHypothesisofEnergyConsumption-EconomicGrowthinChina作者：许广月宋德勇工作单位：华中科技大学经济学院通讯地址：湖北武汉华中科技大学西十二舍610房间（许广月收）邮编：430074电话：许广月，15927661545电子信箱：[e-mail]声明：本文专投于《世界经济》杂志2能源消费-经济增长中性假说在中国的适用性检验内容摘要：本文在三要素的生产函数基本框架下，运用面板单位根、异质面板协整和面板因果关系检验方法，利用中国30个省份的630个样本数据，检验了能源消费-经济增长中性假说。结论表明，东北子面板短期和长期都存在从能源消费到经济增长的单向因果关系；东部沿海以及西部子面板短期和长期都存在能源消费与经济增长的双向因果关系；中部子面板短期存在经济增长到能源消费的单向因果关系，长期存在从能源消费到经济增长的单向因果关系；全国面板短期存在从经济增长到能源消费的单向因果关系，长期存在能源消费与经济增长的双向因果关系。从而能源消费-经济增长中性假说被证伪，该结论为制定合理的区域能源消费的长期战略与短期政策提供了科学依据。关键词：能源消费；经济增长；异质面板协整；面板因果关系一、引言中国现在不仅是一个发展中大国，而且也是能源生产和能源消费第二大国。因此能源问题，是中国经济社会发展、现代化建设和和平崛起的焦点、热点和难点问题。自从2003年中国成为仅次于美国的第二大能源消费大国后，近几年中国煤、电、油供应全面紧张，能源对外依存度，特别是石油对外依存度不断提升，已由1993年的7%，提高到2005年的44%；能源消费弹性系数已连续几年超过1。面对国际市场能源供求关系的紧张局势，我国能源问题变得日益严重，于是提出了“节能减排”的战略。“节能”在减少能源消费的同时，是否会阻碍经济增长和发展，这是一个值得关注和研究的课题。这个问题和能源消费与经济增长的因果关系有很大关联。因为如果存在从能源消费到经济增长的因果关系，则说明节约总量型能源消费政策不可取；如果存在从经济增长到能源消费的因果关系，则节约总量型能源消费政策无关紧要；如果两者独立，则说明能源消费增加或减少不会影响经济增长，则能源消费-经济增长中性假说成立。能源消费-经济增长中性假说是能源经济文献中一个重要命题，该假说是以计量经济学中的因果关系检验为基础的。如果能源消费与经济增长之间存在单向或者双向的因果关系，表明两者是单向或者相互影响的；如果两者之间不存在任何方向的因果关系，则说明能源消费与经济增长中性假说成立。自从20世纪70年代第一次能源危机发生后，经济学家不断把能源注入到经济领域的研3究中，尤其是对能源消费与经济增长的关系，大多数经济学家对能源消费与经济增长间是否存在中性假说作出了实证研究。根据能源消费与经济增长实证分析方法的不同，实证分析可分为三个阶段：第一阶段：20世纪70年代——20世纪80年代末。这个阶段是以传统的VAR模型为基础的，即采用传统的Granger或者是Sims因果检验方法，用年度（季度）数据检验直接两者的因果关系，而没有对数据的平稳性进行计量检验。较早实证研究两者关系的是Kraftandkraft（1978），他们利用美国1947—1974的年度数据，采用双变量Sims因果检验方法对这一假说进行了开拓性的研究，研究结果表明存在GNP到能源消费的单向因果关系；Yu和Hwang（1984）把上面的样本区间扩展为1947—1979年，结果发现能源消费与GNP增长之间不存在因果关系；YuandChoi（1985）采用双变量Granger因果检验方法，利用美国、韩国和菲律宾1954-1976年的年度数据，发现美国能源消费与经济增长独立，而韩国存在从经济增长到能源消费的因果关系，菲律宾则相反，存在从能源消费到经济增长的因果关系。这一阶段的特点是直接利用数据对二者进行检验，没有考虑数据的平稳性，这受限于计量经济学方法的发展情况。Granger于1969年提出Granger因果检验和Sims在1972年提出Sims因果检验是针对平稳过程的，这一阶段的能源消费与经济增长因果关系检验都假定数据是平稳的，都没有对数据进行单位根的平稳性检验。第二阶段：20世纪90年代初——2004左右。这一阶段突破上一阶段的致命缺陷，把协整理论和误差纠正模型应用于该假说的检验。Yu和Jin（1992）采用E-G两步法，利用美国的1974—1990年间季度数据进行两变量的因果检验，结果表明能源消费与经济增长之间并不存在长期协整均衡关系；SoytasandSari（2003）采用双变量的误差纠正模型，以阿根廷、韩国、土耳其、印尼和波兰的1950-1992年的年度数据为样本数据，发现阿根廷存在双向因果关系，韩国存在从经济增长到能源消费的单向因果关系，印尼和波兰则不存在任何因果关系；OhandLee（2004）以1970-1999年的数据为样本数据对韩国进行了研究，发现能源消费与经济增长存在双向因果关系。这一阶段的特征是：利用协整和误差纠正模型就能源消费与经济增长的关系进行了实证分析。虽然在因果关系检验前，用现代计量经济学处理技术检验了数据的平稳性，但是主要的缺点是样本数据较少，单位根和协整的“检验势”低。第三阶段：2005——至今。这阶段的基本特征是应用面板单位根、协整和因果关系的方法，对能源消费-经济增长中性假说进行检验。首先，面板数据计量弥补了截面数据和时间序列数据样本少的缺陷，扩充了样本容量，提高了自由度，同时减轻了共线性、异方差，从而增强了估计的有效性。其次，更为重要的是面板单位根、协整和因果分析，相对于传统单位根和协整检验方法而言，能够提高检验势，因而在经济学各个领域得到来了广泛应用。就目前能源经济学文献而言，首先把这一方法应用到检验能源消费与经济增长因果关系的是Lee（2005）。他以18个发展中国家（不包括中国）的1975-2001年的年度数据为样本4数据，构建了三变量的模型（包括GDP、能源消费EC和资本存量K），利用Pedroni（1999）提出的异质面板协整和因果检验方法，考虑了个体效应后，研究结果表明：这18个发展中国家无论是长期还是短期都存在从能源消费到经济增长的单向因果关系，意味着能源消费-经济增长中性假说不成立，因而减少能源消费势必阻碍经济增长与发展。AI-Iriani（2006）也采用了Pedroni异质面板协整检验方法，与Lee（2005）不同，他构建了包括GDP和能源消费的两变量模型，以1971-2002年的年度数据研究了6个GCC国家（包括科威特、巴林、阿曼、卡塔尔、沙特阿拉伯、阿拉伯联合酋长国）能源消费与经济增长的关系，结果表明这6个国家两变量间存在着长期协整关系，说明能源消费与经济增长至少存在一个方向的因果关系。但他并没有用面板误差纠正模型进行因果关系检验，而是采用Holtz-Eakinetal.（1988）提出的短期面板因果检验方法，发现这6个国家两变量间短期存在着的从经济增长到能源消费的单向因果关系。MahadevanandAsafu-Adjaye（2007）在标准的面板单位根、异质面板协整和面板误差纠正模型的逻辑框架下，从需求角度构建了包括GDP、能源消费与价格指数的三变量模型，分析了20个能源净出口国和净进口国（1971-2002）的情况，在能源净出口国和净进口国中有区分了发达国家和发展中国家。发现：在能源出口国家中，发达国家无论长期还是短期都存在能源消费与经济增长的双向因果关系，而发展中国家则存在短期的从能源消费到经济增长的单向因果关系；在能源进口国家，发达国家长期和短期都存在双向因果关系，而发展中国家则存在短期的从能源消费到经济增长的单向因果关系。这一阶段突破传统单位根、协整检验方法的缺陷，在标准的面板单位根、异质面板协整和因果关系检验的基本逻辑框架下，检验能源消费与经济增长的因果关系。从掌握的文献来看，国内学者真正意义上对能源消费与经济增长关系的实证研究开始于赵丽霞和魏巍贤（1998）。他们把能源因素加入到柯布-道格拉斯函数构造了三变量的VAR模型，但是他们并没有考虑变量的平稳性；林伯强（2003）构造了三变量的协整和误差纠正模型，仅研究了我国电力消费和经济增长的因果关系。而在我国的能源消费结构中，60%以上来自于煤炭，他以电力消费代替整个能源消费，明显存在不妥之处；虽然吴巧生等（2008）利用了面板单位根、协整和因果关系检验方法，对我国东、中和西部地区进行了检验，得出了相关结论，但是所利用的模型仅涉及到GDP和能源消费两个变量，从而忽视了经济增长与其他主要生产要素（资本和劳动力等）的关系，可能结论有所偏误。本文利用最近发展的面板单位根、异质面板协整和因果关系检验方法，本文不仅包括能源消费、GDP，而且还包括重要生产要素资本（用固定投资表示）和劳动力（用三次产业就业人数表征）；本文充分考虑了我国区域的“门槛效应”，在全国面板数据下，细分为四个子面板研究，分别是东北、东部沿海、中部和西部。5二、模型、方法和数据（一）模型设定现代经济增长理论通过构建合意的生产函数，研究了现代经济增长的作用机制和影响途径。无论是新古典经济增长模型，还是新经济增长模型，都是建立在合意的生产函数的基础上，因此，生产函数的构建是现代经济增长存在“卡尔多稳态”的关键所在。本文根据现代经济增长理论，构建包括能源消费的四变量生产函数：）（ttttELKfY,,其中，tY为实际GDP，tK是资本存量，tL为总劳动力人数，tE表示能源消费总量。为了避免异方差和便于以后的实证分析，本文采取的自然对数形式的面板计量模型为：ititititituELKY)ln()ln(lnln321）（）（（1）其中，i表示横截面，t表示时间，i=1，2，……30；t=1986，1987，……2006。itu是包括个体效应的残差。（二）检验方法本文采取异质面板协整、因果方法来分析能源消费与经济增长的因果关系，基本思路包括三步：第一，面板单位根检验，分析面板数据的稳定性，为协整分析奠定基础。第二，异质面板的协整分析，检验能源消费是否与经济增长存在长期的均衡关系。第三，一旦确立了能源消费和经济增长长期均衡关系，应用面板误差纠正模型进行短期和长期的因果关系检验，证实能源消费与经济增长中性假说的真伪性。为了避免“伪回归”，首先对面板数据进行单位根检验。发展至今，在能源经济文献中常用的面板单位根检验主要有LLC检验和IPS检验。但是LLC单位根检验是针对于同质面板而言的，而在现实中，由于每一个体个体差异不同，因此，本文采用LPS检验。IPS检验也是把ADF原理应用到面板数据的产物，它允许面板数据中的每个个体的不同，其检验式为：ititjitkjijitiityyyi11i=1，2，……N；t=1，2，……T（2）其中it~IID（0，2）。它的原假设为：i=0，i=1，2，……N，即存在单位根，备择假设至少一个不存在单位根。其核心思想是利用（2）式对N个个体估计N个i和相应的^t。利用IPS检验统计量^t作出判断。），（10/)()(~NNtVartEtt6其中，NitNt1^1，表示均值。利用其给定的临界值，判断是否存在面板数据的单位根。如果IPS检验统计量大于临界值，则存在单位根；反之不存在。第二步是利用异质面板协整检验分析能源消费与经济增长的长期均衡关系。根据面板单位根检验，如果面板单位根检验结果为水平数列存在单位根，则这些数据为非平稳数列。虽然虽然一些经济变量本身是非平稳序列，但是它们的线性组合却是平稳序列，经过线性组合后平稳的序列具有协整关系。考虑到我国能源消费和经济增长的“门槛效应”，本文采用Pedroni（1999）提出的异质面板协整的检验方法。Pedroni的异质面板协整检验方法不仅允许个体差异（即允许允许面板数据中