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      福建省能源消費與經(jīng)濟增長的協(xié)整分析

      2016-06-12 18:01:07劉麗欽
      2016年16期
      關(guān)鍵詞:誤差修正模型協(xié)整分析能源消費

      劉麗欽

      摘 要:本研究基于1978~2014年福建省的數(shù)據(jù),將時間序列分為(1978,2000)和(2000,2014)兩個時間區(qū)間,采用協(xié)整檢驗原理和誤差修正模型對福建省的能源消耗總量和經(jīng)濟增長之間的關(guān)系進行協(xié)整分析。結(jié)果表明,福建省經(jīng)濟增長與能源消費之間在(1978,2000)區(qū)間內(nèi)存在協(xié)整關(guān)系,建立相關(guān)的誤差修正模型說明其修正機制。在(2001,2014)區(qū)間內(nèi)福建省的能源消耗和經(jīng)濟增長之間不存在協(xié)整關(guān)系,是因為能源效率提高,新能源開發(fā)利用等原因,研究這樣的趨勢能否繼續(xù)。結(jié)論能夠?qū)Ω=ㄊ≈贫ㄕ_能源戰(zhàn)略以及促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展提供重要參考依據(jù)。

      關(guān)鍵詞:能源消費;經(jīng)濟增長;協(xié)整分析;誤差修正模型

      一、引言

      能源是發(fā)展壯大一個國家或者地區(qū)經(jīng)濟必不可少的生產(chǎn)要素,是支撐經(jīng)濟增長最基本的物質(zhì)之一。隨著一個國家或者地區(qū)經(jīng)濟的不斷發(fā)展,需要的資源支撐也在不斷擴大。經(jīng)濟增長與能源開發(fā)之間存在相互促進的關(guān)系,然而資源的稀缺性與能源的有限供給極大束縛經(jīng)濟發(fā)展。

      基于對1978~2005年間中國GDP數(shù)據(jù)和能源消費的協(xié)整分析,汪旭暉等①研究表明經(jīng)濟增長與能源消費之間存在協(xié)整關(guān)系。吳巧生等②研究結(jié)論與汪旭暉類似,即我國GDP的變動將引起能源消耗水平的同方向變動。路世昌等③對遼寧省1978-2008年的相關(guān)數(shù)據(jù)進行了協(xié)整分析,得到遼寧省的經(jīng)濟增長和能源消耗之間存在協(xié)整關(guān)系的結(jié)論。但是熊曼④在對中國經(jīng)濟增長和能源消耗進行分析的時候以湖北省為例,得出了相反的結(jié)論,她認為湖北省的經(jīng)濟增長和能源消耗之間不僅不存在協(xié)整關(guān)系的結(jié)論,并且認為這種趨勢繼續(xù)的可能性不大。

      福建省經(jīng)濟處于上升期,能源的消耗隨之上漲。從能源供需平衡看,福建省能源資源制約非常突出,能源平衡處于緊平衡狀態(tài)。這主要是由于福建省屬于常規(guī)資源資源短缺地區(qū),無油、無煤、無天然氣且少礦,能源生產(chǎn)能力遠不能滿足消費需求的增長造成。蘇晉⑤早在2005年就關(guān)注到福建的能源供給問題,他認為福建的能源供給大部分靠外界供給和其他替代方法,這樣會導(dǎo)致更多的能源安全供給的不穩(wěn)定因素存在。

      本文以福建省1978~ 2014年的數(shù)據(jù)為樣本,對福建省經(jīng)濟增長和能源消費的長期均衡關(guān)系進行協(xié)整分析來判斷他們之間是否存在長期均衡,以及對比福建省的經(jīng)濟增長和能源消耗是否同全國存在同步長期穩(wěn)定關(guān)系來探討福建省未來經(jīng)濟發(fā)展該如何進行能源規(guī)劃。本文意在為政策制定者提供一些建設(shè)性建議,使得福建省在保持經(jīng)濟高速發(fā)展的同時如何調(diào)整能源消耗的強度,制定正確的能源發(fā)展戰(zhàn)略。

      二、數(shù)據(jù)和模型

      (一)數(shù)據(jù)

      本研究數(shù)據(jù)來自福建省歷年統(tǒng)計年鑒和中國統(tǒng)計年鑒,樣本區(qū)間為1979~2014年,經(jīng)濟變量為福建省能源消費的總量和地區(qū)生產(chǎn)總值,其中地區(qū)生產(chǎn)總值是采用1952年為基年的數(shù)據(jù)。地區(qū)生產(chǎn)總值的單位為億元,能源消費總量的單位為萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。所有變量都取自然對數(shù)。

      (二)模型

      Augmented Dickey-Fuller(ADF)單位根檢驗是DF檢驗的拓展,目的是為了保證DF檢驗中隨機干擾項的白噪聲特性。ADF檢驗的基本原理是將變量的一階差分項加入到回歸方程的右邊,其目的是控制高階序列相關(guān)。⑥基于下面的回歸方程,可以根據(jù)序列選擇是否包含常數(shù)項或者趨勢項:

      ADF檢驗的原假設(shè)是H0:η=0,即序列至少存在一個單位根;備選假設(shè)為H1:η<0,即序列不存在單位根。若ADF檢驗值>臨界值,則接受存在單位根的原假設(shè),即序列非平穩(wěn)序列,否則拒絕存在單位根的原假設(shè)。⑦

      協(xié)整理論認為,雖然有些經(jīng)濟變量本身是非平穩(wěn)序列,但是他們的線性組合卻可能是平穩(wěn)的,則稱他們存在協(xié)整關(guān)系,可建立長期協(xié)整方程,且可解釋為變量之間的長期穩(wěn)定的均衡關(guān)系。⑧本研究采用基于回歸殘差的協(xié)整檢驗,并選擇適用于兩個變量的EG兩步檢驗法。第一步是對兩個要進行協(xié)整分析的經(jīng)濟變量進行回歸分析并得到殘差序列,殘差序列代表的是因變量不能被自變量解釋的因素。第二步是對殘差序列用ADF檢驗方法檢驗其是否平穩(wěn),若序列平穩(wěn),則說明回歸方程的設(shè)定是合理的,則說明變量時間存在協(xié)整關(guān)系。

      誤差修正模型是以前面的ADF檢驗和協(xié)整檢驗為基礎(chǔ)的,可以削弱原來協(xié)整模型的多重共線性和擾動項的序列相關(guān)性。根據(jù)下列方程構(gòu)建其誤差修正模型:

      誤差修正模型是為了更加準(zhǔn)確地描述兩個變量間的長期穩(wěn)定關(guān)系,將EG檢驗第一個步驟得到的殘差序列et加入到誤差修正模型中,也就是令ECMt-1=et,此處et是非均衡誤差修正項。誤差修正模型具有避免虛假回歸,準(zhǔn)確描述當(dāng)出現(xiàn)短期波動時,長期均衡如何將其拉回到長期均衡水平等優(yōu)點。

      三、實證分析

      在進行本研究之前,筆者對福建省區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)和能源消費總量(EC)在1978~2014年區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)進行分析,其中生產(chǎn)總值(GDP)是采用以1952年為基年的數(shù)據(jù),結(jié)果發(fā)現(xiàn)1978~2014年內(nèi),兩個序列不存在協(xié)整關(guān)系,通過圖像將時間序列區(qū)間一分為二,分別為(1978,2000)、(2000,2014)兩個區(qū)間。

      本研究中采用地區(qū)生產(chǎn)總值和能源消費總量時間序列,因為這兩個變量都是有一定是時間趨勢,所以在進行研究之前要先檢驗這兩個時間序列是否平穩(wěn)。為了剔除通貨膨脹因素,保證數(shù)據(jù)的可比性,生產(chǎn)總值(GDP)采用以1952年為基年的數(shù)據(jù)。為避免出現(xiàn)偽回歸問題,首先對各經(jīng)濟變量取自然對數(shù)生成對數(shù)時間序列,分別記為LnGDP和LnEC,對數(shù)據(jù)進行取自然對數(shù)操作不但符合統(tǒng)計學(xué)和經(jīng)濟學(xué)意義,同時也能夠消除數(shù)據(jù)波動的異方差(heteroscedasticity problem),避免出現(xiàn)偽回歸(spurious regression)。

      (一)單位根檢驗

      對對數(shù)序列LnGDP和LnEC分別進行ADF檢驗,ADF單位根檢驗原理的原始假設(shè)是序列存在單位根,即序列不平穩(wěn)。首先對區(qū)間(1978,2000)內(nèi)的數(shù)據(jù)進行ADF檢驗,根據(jù)序列的圖形是否有明顯的上升趨勢和常數(shù)項,確定使用是否常數(shù)項和趨勢項的方程形式,根據(jù)需要選擇5%的顯著水平,表1為檢驗結(jié)果:

      從上表可以看出,區(qū)間(1978,2000)內(nèi),lnGDP、lnEC在顯著性水平為5%情況下都是非平穩(wěn)的,但是其一階差分ΔlnGDP、ΔlnEC在5%的顯著性水平下都是平穩(wěn)的序列,即檢驗結(jié)果是lnGDP,lnEC為一階單整,所以對于同階單整的時間序列可以進一步檢驗它們之間是否存在協(xié)整關(guān)系。

      (二)協(xié)整分析檢驗

      通過差分平穩(wěn)法可以消除不平穩(wěn)的時間序列中的非平穩(wěn)因素從而得到平穩(wěn)序列,但是有時變換后的時間序列的經(jīng)濟意義難以解釋或者不具有直觀的經(jīng)濟意義。由于(1978,2000)區(qū)間內(nèi)變量滿足協(xié)整檢驗的前提,即變量都是同階單整,可以對變量之間的關(guān)系進行協(xié)整檢驗,本文采用適用于兩個變量之間協(xié)整檢驗的EG兩步檢驗法。

      第一步,首先對福建省1978-2000年期間的地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)和能源消耗總量(EC)建立協(xié)整方程:

      由R2可以看出,方程對樣本的擬合程度較好。根據(jù)基于殘差序列的協(xié)整檢驗的原理,對殘差序列et進行單位根檢驗,由圖形可知選擇無常數(shù)項無趨勢項的ADF檢驗,結(jié)果顯示在顯著性水平為5%的情況下,殘差序列不存在單位根,是平穩(wěn)的,即1978-2000年期間的地區(qū)生產(chǎn)總值和能源消耗總量存在協(xié)整關(guān)系,協(xié)整方程為方程(1)。

      同樣的方法對2001~2014年區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)進行檢驗,結(jié)果為lnEC為一階單整,而lnGDP為二階單整,不同階單整的時間序列肯定不存在協(xié)整關(guān)系,所在在(2001,2014)區(qū)間內(nèi),地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)和能源消耗總量(EC)之間不存在協(xié)整關(guān)系。

      用Eviews8畫出(2001,2014)區(qū)間內(nèi)GDP增長率(GDPR)和EC增長(ECR)如圖1所示,由圖可知在此期間能源消費量的增長率(ECR)雖然波動較大,但都是在零上下波動,但是GDP增長率(GDPR)在1.0~1.2之間波動,較為穩(wěn)定。在保持經(jīng)濟較高增長率增長的同時,能源消耗量的增長率在零左右波動,但是這樣的關(guān)系不是穩(wěn)定的,因為兩者之間不存在協(xié)整關(guān)系,所以沒有理由相信在保持能源消耗不增加的前提下可以在保證經(jīng)濟的高增長。

      圖1

      (三)誤差修正模型

      由前文的檢驗可知可以建立(1978,2000)區(qū)間內(nèi)GDP和EC的誤差修正模型。將EG檢驗中回歸分析獲得的殘差序列et作為誤差修正項,即令ECMt=et,建立如下模型:

      在式(2)中ECM(-1)反映了短期波動的影響。地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)短期內(nèi)的波動可以分解為兩個部分:一部分是用ΔlnECt表示的短期能源消耗(EC)的波動,一部分是用誤差修正項ECM(-1)表示的地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)偏離長期均衡的影響。誤差修正項ECMt-1的系數(shù)大小反映了誤差修正項在短期波動中對偏離長期均衡的調(diào)整力度。

      四、結(jié)論與政策建議

      (一)結(jié)論

      福建省近幾年的經(jīng)濟發(fā)展迅速,從以上的分析可以看出,在(1978,2000)區(qū)間內(nèi),能源消耗和經(jīng)濟增長之間存在長期的均衡關(guān)系。作為必須的生產(chǎn)要素和重要戰(zhàn)略物資,能源對福建省的經(jīng)濟發(fā)展具有重要作用,這就導(dǎo)致福建省對能源的依賴性越來越強,這種不可持續(xù)的發(fā)展?fàn)顩r必將制約福建省的經(jīng)濟發(fā)展。特別地,福建是一個常規(guī)資源極度短缺的省份。

      但是,在(2001,2014)區(qū)間內(nèi),福建省保持經(jīng)濟增長的同時,實現(xiàn)了能源消耗強度不斷下降的趨勢甚至能源消費總量也一度下降,有以下幾個原因:一是因為能源效率的提高。能源利用率得到提高,能源的效用得到最大的發(fā)揮。二是因為新能源的開發(fā)利用。福建省積極進行新能源的開發(fā)利用,這樣既發(fā)揮了自身開發(fā)新能源的優(yōu)勢又彌補了福建省自身資源匱乏的劣勢。但是在(20001,2014)區(qū)間內(nèi)經(jīng)濟增長與能源消耗不存在長期的協(xié)整關(guān)系,因此,沒有相信這種趨勢會在今后繼續(xù)持續(xù)下,特別是在福建省無天然氣,無油,無煤且少礦的資源短缺情況未曾改變,資源存量逐漸減少的前提下。福建能源消耗和經(jīng)濟增長之間不具有協(xié)整關(guān)系表明,我們對福建未來能源消耗的保障不能持過于樂觀的態(tài)度。按照福建省的發(fā)展趨勢,能源消費需求上升的速度會加快,能源的供給壓力會比以往任何時候大。

      (二)政策建議

      為使福建省經(jīng)濟實現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展,建議采取如下措施:

      1、調(diào)整能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),推動綠色能源的開發(fā)利用,推動能源消耗減少,發(fā)展能夠提高能源的利用率和效率的技術(shù),調(diào)整能源產(chǎn)品結(jié)構(gòu),用盡可能少的能源消耗但又能保證經(jīng)濟持續(xù)高速增長,使得能源的開發(fā)和使用都符合綠色環(huán)保的概念。

      2、福建省的資源儲存量無法改變,而且其消耗量越來越多,為使得福建省的經(jīng)濟發(fā)展沒有后顧之憂,必須擴大能源供應(yīng)渠道,采取相應(yīng)的措施以應(yīng)對能源供應(yīng)可能出現(xiàn)的波動和短缺。

      3、福建省擁有開發(fā)新能源得天獨厚的綜合優(yōu)勢,福建省地處東南沿海,擁有豐富的太陽能,風(fēng)能和生物質(zhì)能。推動太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等新能源技術(shù)的開發(fā),并引導(dǎo)其帶動新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,能夠提高能源總產(chǎn)出,帶動地區(qū)工業(yè)化以及其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,極大促進經(jīng)濟增長。

      (作者單位:福建師范大學(xué))

      參考文獻:

      [1] 汪旭暉,劉勇.中國能源消費與經(jīng)濟增長: 基于協(xié)整分析和Granger 因果檢驗 [J].資源科學(xué),2007,29( 5) :57-62.

      [2] 吳巧生,成金華,王華.中國工業(yè)化進程中的能源消費變動―基于計量模型的實證分析 [J].中國工業(yè)經(jīng)濟,2005,(4) : 30-37.

      [3] 路世昌,高麗艷. 遼寧省能源消費與經(jīng)濟增長關(guān)系的協(xié)整分析[J]. 工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟,2011,(8):43-47.

      [4] 熊曼. 能源消費與經(jīng)濟增長的協(xié)整分析—以湖北省為例[J]. 經(jīng)濟縱橫,2007(23) : 132-133.

      [5] 蘇晉. 福建省未來能源供求分析[D].福建:福州大學(xué)技術(shù)經(jīng)濟與管理,2005:1-2.

      [6] 張學(xué)志,才國偉.基于VECM模型的石油消費與經(jīng)濟增長因果關(guān)系檢驗[J].清華大學(xué)學(xué)報 ( 自然科學(xué)版) ,2010,50( 5) : 681-685.

      [7] 張曉峒.計量經(jīng)濟學(xué)軟件使用指南[M].天津:南開大學(xué)出版社,2004:184-192.

      [8] 高鐵梅.計量經(jīng)濟分析方法與建模應(yīng)用及實例(第二版)[M].清華大學(xué)出版社.

      注解:

      ① 汪旭輝、劉勇:《中國能源消費與經(jīng)濟增長:基于協(xié)整分析和Granger因果檢驗》,資源科學(xué),2007年5期。

      ② 吳巧生、成金華、王華:《中國工業(yè)化進程中的能源消費變動―基于計量模型的實證分析》,中國工業(yè)經(jīng)濟,2005年第4期。

      ③ 路世昌、高麗艷:《遼寧省能源消費與經(jīng)濟增長關(guān)系的協(xié)整分析》,工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟,2011年第8期。

      ④ 熊曼:《能源消費與經(jīng)濟增長的協(xié)整分析—以湖北省為例》,經(jīng)濟縱橫,2007年第23期。

      ⑤ 蘇晉:《福建省未來能源供求分析》,碩士論文,2005年。

      ⑥ 張學(xué)志、才國偉:《基于VECM模型的石油消費與經(jīng)濟增長因果關(guān)系檢驗》,清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2010年第5期。

      ⑦ 張曉峒:《計量經(jīng)濟學(xué)軟件使用指南》南開大學(xué)出版社2004版,第184-192頁。

      ⑧ 高鐵梅:《計量經(jīng)濟分析方法與建模應(yīng)用及實例(第二版)》清華大學(xué)出版社。

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