基于生产函数的中国电力消费与经济发展的关系

王伟勇

【摘 要】人类社会在发展的过程中总伴随着各种矛盾，环境与发展的矛盾是当下最主要的矛盾。目前，我国的经济结构仍由以煤炭消费为主的高能耗、高排放产业带动，导致产业结构具有高能源消费倾向和碳偏好的特点。理清能源消费和经济发展的因果关系，对产业结构调整具有指导意义。本文利用计量经济学的验证分析方法，研究能源消费与社会经济发展的关系，为相关决策者提供依据。

【关键词】电力消费；经济发展

一、概述

人类社会在发展的过程中总伴随着各种矛盾，环境与发展的矛盾是当下最主要的矛盾[1]。2016年冬季，我国华北地区经历了大规模、长时间的雾霾天气，引起了社会各界高度关注，政府亦把产业结构调整视为解决环境与发展矛盾的突破口。目前，我国的经济结构仍由以煤炭消费为主的高能耗、高排放产业带动，导致产业结构具有高能源消费倾向和碳依赖的特点。[2]

改变原有产业结构将在短期内对我国经济发展造成影响，而对其影响进行科学的预测对政策的制定及保障十分重要[3]。研究产业结构和经济发展的关系，最重要的是理清能源消费尤其是电力、煤炭消费与经济增长之间的关系。在经济增长影响能源消费方面，国内外主流观点较为统一，即两者之间存在一定的逻辑联系。克拉夫特J.和克拉夫特A.分析了1947-1974年之间美国GNP与能源消费二者的关系，得出的结论为美国在观察期间内的经济增长与能源消费呈现单向因果关系。然而，根据Masih等研究，发现经济增长与能源消费之间的均衡关系并不是普遍适用的，只适用于部分国家。上个世纪70年代后，为研究能源消费与经济增长之间的关系，美国学者格兰杰提出的协整理论和因果关系分析法得到了广泛的使用。学者们利用该理论成果研究了英国、意大利、澳大利亚、西班牙等欧美国家以及新加坡、泰国等亚洲国家GDP与经济增長间的关系。根据前人的研究可以得到的结论是：二者之间存在着单向或双向Granger因果关系。在我国，已经有学者将格兰杰理论用于研究我国的能源消费和经济增长关系，Shiu和Lam利用了格兰杰协整理论体系误差修正理论，利用改革开放后年30年的数据进行计算得出的结论是我国能源消费与经济增长之间存在单向格兰杰因果关系。面临着产业结构调整的重大任务，本文将这些研究成果的基础上，利用格兰杰协整理论，着重分析电力消费对经济增长的影响，得到其之间的关系并提出结论和建议。

二、模型的建立

（一）协整关系

平稳性可以说是时间序列的内部逻辑性，也就是说每个阶段的数据与之前几个阶段的数据之间存在非平稳性时，不能使用经典回归模型，否则会出现失真等诸多的结构性变化关系，只有这样我们才能建立模型去分析并预测。其根本原因在于统计学或者计量经济学是从数量规律的角度研究事情，如果事物本身的变化毫无规律，这时候还要用统计或计量去分析，那就毫无意义了。经典回归模型是建立在平稳问题。经典回归常常要求经济问题的序列是平稳的，而现实世界中的问题往往是非平稳变量，因而常常利用差分法将问题中的非平稳因素消除，再套用经典回归方法。然而，经过差分法及处理后的时间序列已经改变原有序列的性质，这些新序列失去了原有的经济学意义，建立的模型将面临失真的问题。而格兰杰等提出的协整理论为解决该问题提供了一个思路，即虽然经济问题的时间序列本身并非平稳，然而其线性组合却可能具备平稳性，这些线性组合称为该问题的协整方程，可用来解决要素之间长期稳定的逻辑关系。

格兰杰协整理论的原理为：如果所考虑的时间序列具有相同的单整阶数，且某种线性组合（协整向量）使得组合时间序列的单整阶数降低，则称这些时间序列之间存在显著的协整关系。判断因素之间是否满足协整关系的方法是：两个变量的时间序列{x}和{y}是否是同阶单整序列即I（d）（这一点对多变量协整并不适用）。格兰杰协整理论及其检验方法也在不断发展。近些年我国经济虽然进入一个新常态，但仍然是在增长，能源消费也在增加。本文收集了近10年我国的相关数据，建立了基于生产函数的我国能源消费与经济增长的多变量协整关系，。在总结先前研究成果基础上，利用基于生产函数的多变量模型，分析我国能源消费尤其是电力消费与经济增长之间的协整关系，并分析近些年来全面建设生态文明后，电力消费与我国能源的消费量之间的关系，并根据上述研究结论研究电力消费对我国经济发展之间的影响。

（二）变量的定义

为研究我国进入21世纪至今的能源消费与经济增长间的协整关系并且研究近些年来电力与煤炭的消费量与能源消费之间的关系。，本文使用基于生产函数的多变量协整检验，采用的样本区间为1995年-2015年。并对电力消费与能源消费进行一元线性回归分析。数据主要来自中国国家统计局国家数据。各变量的具体含义如下：

（1）经济增长指标。本文选用了国内生产总值GDP作为衡量总经济增长的基本指标。单位是亿元人民币。

（2）能源消费指标。单位为万吨亿立方米天燃气。

（3）资本指标。本文使用了全社会固定资产投资作为资本的量化指标，单位是亿元人民币。

（4）人力资本指标。人力资本指标选用了全社会就业人口数据，单位是万人。

（5）电力的消费量。本文使用了电力的终端消费量。

（三）变量之间的的协整性检验

我们将生产函数设定为：

E=f（R，C，P） （1）

（2）式中变量E、R、C和P分别表示经济增长、能源消费、资本和人力资本指标。首先，将该函数转化为：

lnE=β1lnR+β2lnC+β3lnP+α （2）

（四）平稳性检验

为了确保单位根检验的准确性，本文采取ADF检验。此时原假设为序列是非平稳的。检验各变量的平稳性之前，对原函数进行取对数，从而可以降低数据中的异方差。变量的平稳性检验结果如表1。

从表1的检验结果可以看出，变量lnE、lnR、lnC和lnP的二阶差分序列均为平稳序列，故取二阶。

（五）变量的协整性检验

从表1我们可以得知时间序列lnE、lnR、lnC和lnP都是非平稳的二阶单整序列，但根据以往的学者的研究我们估计它们可能存在某种平稳的线性组合。下文将着力求出这种平稳的线性组合，通过该线性组合我们可以直观的看到变量间长期稳定的均衡关系，即协整关系。本文选用了Johansen-Juselius协整检验法，它是基于VAR的检验回归系数的方法，该方法适用于对多变量的协整检验。

首先建立VAR模型，该模型由lnE、lnR、lnC和lnP构成，通过该模型确定协整检验时的滞后阶数。此处我们选用LR准则来选择之后阶数，根据LR准则本文采用的VAR模型的滞后阶数为2。对于协整检验来说，检验中的VAR模型滞后阶数实际是原模型一阶差分的滞后阶数，由于原模型的滞后阶数是2，因此协整检验的滞后阶数应该是1。阶数确定后，再应用Johansen-Juselius协整检验法对变量之间的协整性进行检验，用Eviews得出协整检验结果，检验结果表明：无约束协整秩检验和极大特征根协整检验都得出在5%显著水平下存在一个协整方程的结论，并且可以得出它們的均衡关系式为：lnE=0.3865lnR+0.4596lnC+1lnP-5.3569。

从上述分析中可得出结论，经济增长E、能源消费R、资本C和人力资本投入P在观察期间存协整关系。从上段求出的协整方程我们可知：能源消费的长期弹性是0.3865，资本的长期弹性是0.4596，人力的长期弹性是1.0。即能源消费每增加1%，我国经济增长0.3865%，从这里可以看出能源消费与我国经济增长的关系还是比较密切的。

（六）电力消费与能源消费的关系

电力是国民经济发展中重要的生产资料及人民生活中必不可少的生活资料，当今社会，电气化水平的提高使得各种经济活动都离不开电。经济要发展，电力要先行，在推进工业强市的进程中，经济发展离不开电力消费增长，一个地区的经济发展状况在很大程度上可以通过电力消费表现出来。电力消费是反映经济运行的指标之一，电力消费一定程度反映地区经济运行状况，在特定时期和区域体现为经济运行的。本文仅对电力消费情况进行了简单分析和预测，意在通过这些统计数据的分析，了解我国未来能源发展趋势与开发和寻找新能源。

首先建立模型r=f（x），r是能源消费量，x为电力终端消费量。通过Eviews运算对该函数进行一元线性回归分析，找出二者的关系。根据Eviews分析得出y=1.032x+0.459，电力终端消费的弹性系数为1.032。电力的终端消费对能源消费有着重要的影响。并且由上一节得到能源消费的长期弹性是0.3865，因此可以大概得出，目前电力的终端消费对我国的经济发展起着重要的推动作用。

三、结论

随着我国经济的发展，越来越注重生态与环境，生态文明建设这几年也被提到重要的位置。我们从上文的分析中可以看出经济增长、能源消费、资本、人力之间存在着长期的均衡关系，并且能源消费又受到资本与人力的影响，资本的投入与人力的投入影响着能源的消费量，从电力终端消费量与能源消费量的一元线性回归分析中我们得出电力的终端消费对能源消费有着重要的影响，随着2016年煤改电如火如荼的进行，电力消费将对能源消费产生更加重要的影响，对比以前的学者的分析，从这十年的数据分析中可以看出我国已经实现从中国制造向中国生产转变。因此，煤改电是一项可以推动我国经济发展与生态文明建设协调发展的举措。未来中国的经济将会向着更清洁更环保更节能的方向稳步发展。

【参考文献】

[1]张志强，曲建生，曾静静.温室气体排放科学评价与减排政策.[M]北京：科学出版社，2009

[2]林伯强，刘希颖.中国城市化阶段的碳排放：影响因素和减排策略[J].经济研究.2010（8）：66-78

[3]胡鞍钢，管清友.中国应对全球气候变化[M].北京：清华大学出版社，2009，（12）