周一至周五 | 9:00—22:00

期刊论文网 > 社会科学论文 > 统计学论文 > 经济统计学论文 基于我国经济增长与能源消费关系的协整分析

经济统计学论文 基于我国经济增长与能源消费关系的协整分析

2018-12-19 10:25:21来源:组稿人论文网作者:婷婷

  摘 要

  自我国改革开放以来,一方面,经济得以快速发展,我国经济绝对量增长了了近30倍,与之相伴随,能源消费也在逐年增长,由此,经济增长对能源消费有促进作用;另一方面,能源是经济发展的基础,能源消费的增加在某种程度上也拉动了经济增长。本文拟研究经济增长和能源消费之间的长期关系以及经济增长和能源消费之间的相互作用机制。选取2000年-2015年国家GDP总量和能源消费总量的数据,利用EVIEWS统计软件和计量经济学的相关理论知识,对2000年-2015年国家GDP总量和能源消费总量数据进行协整分析,建立其误差修正的模型,并对二者进行格兰杰因果检验。最终得出:经济和能源消费之间存在着长期均衡关系,具体表现为双向因果关系,并且单位能源消费对经济增长的的边际贡献较低。通过本文研究论证,不仅有利于我们充分认识经济增长与能源消费之间的关系,而且结合我国具体国情,找到协调经济增长与能源消费二者关系的新型发展模式,优化能源利用结构,提高能源边际贡献率,实现经济可持续发展。

  关键词:能源消费;国民经济发展;协整检验;误差修正模型;格兰杰检验

  引言

  (一)问题提出与研究意义

  我国经济增长和能源消费的宏观经济背景:通过查阅相关的经济数据和事件不难了解到:1978年以来,我国经济迅猛发展,GDP平均增速达到10%,发展迅速,取得的成就举世瞩目。但必须承认的是,我国经济增长仍然具有巨大压力,尤其是美国次贷危机等这类事情发生时,会对我国经济产生较大影响。2009年政府推出四万亿经济刺激政策,GDP增速虽然触底反弹,但从长期看,经济增长仍然动能缺乏。当前,我国的经济发展方式正处于粗放经济发展方式向创新高效发展方式的转轨之中,需要我们及时纠正并解决不合理经济结构的深层次矛盾。

  需要肯定的是近年来我国经济增长所取得的瞩目成就,但在高速发展的表面之下,我国经济也存在着多方面的矛盾和不合理性,譬如对能源的利用结构的不合理性。在过去的30余年,经济高增长主要得益于我国第二产业的发展,近年来随着全球经济的变化以及国内人工成本的提高,加工制造业发展受到制肘,大量低附加值加工工厂停产,第二产业的发展速度才逐渐减慢。而第二产业是高耗能产业,加工制造业就是其中突出的代表。比如我国南方,依托改革开放的时代背景,充分利用区位资源优势,发展了许多出口加工工厂,这些工厂对电力等能源的消耗是巨大且低效的。这就使得我国经济的发展在过去很长一段时间对能源消费是巨大的,使得能源逐渐出现了告急甚至枯竭的情况。近年来,我国在经济发展中一直强调能源的使用问题,这是因为稳定的能源供应不仅是国家经济发展的动力,而且是保障社会生产正常进行的基础。但随着我国经济深入发展,各种产业对能源的需求量和消耗量不断增大,能源供应面临着挑战。转变经济发展方式,降低能源的消耗,是我们面临的重大问题。

  就我国总体来看,在我国实现工业化和城镇化的进程中,能源扮演着不可或缺的角色,并且伴随经济增长,能源的消耗量也不断增加。由此我们可以推断能源消耗量与经济增长之间存在着一定的相互作用关系。下面我们将展开研究经济增长与能源消耗二者之间究竟存在怎样的相互作用关系,利用相关收集到的数据进行建模分析,解答上述二者之间的关系。并提出如何对能源结构调整,能源创新促进经济发展等方面的建议。

  本文的研究意义主要在于:正确梳理当前经济增长与能源消耗之间的关系,一方面建立起能源合理利用措施,另一方面转变当前经济不合理发展模式,以促进国民经济持续稳定和健康发展。由此可见,关于经济增长与能源消耗之间关系的的研究论证,不仅具有理论意义,而且具有十分重要的现实意义。

  (二)本文研究创新之处

  本文对经济增长与能源消耗二者关系的论述有以下几点创新之处:

  第一、并非传统单向研究能源消耗量对经济增长的单向带动作用,同时考虑到当前经济增长模式是否过度依赖能源带动,并寻找更适合的发展模式,带动产业变革,以实现经济可持续发展。

  第二、利用计量经济学理论进行协整分析及建立误差修正模型,对经济增长与能源消耗量二者之间关系进行实证研究,从量化动态的角度分析问题,弥补了定性分析问题中存在的静态性局限和不明确性。结合定性分析和定量分析;规范分析和实证分析,以崭新的视野对经济增长与能源消耗关系进行研究。

  经济增长与能源消耗量二者的作用机制

  国内生产总值

  国内生产总值(GDP)在我国国民经济核算中占有核心地位,用来衡量一国或地区经济发展水平,是指在一定时期内一个国家或者地区生产的所有最终产品和劳务的市场价值。一般而言,我们所说的国内生产总值有三种表现形态:收入形态、价值形态和产品形态。本文中,从价值形态的角度对GDP进行分析,从价值形态来看,GDP是一国或地区在一定时期内生产的全部货物和服务价值超过同期投入的全部非固定资产货物和价值的差额,即所有单位的增加值之和。众所周知,我国的产业划分为:第一产业、第二产业和第三产业。第一产业指的是那些提供生产物资材料的产业,这些部门直接以自然物为对象进行生产,包括种畜牧业、林业、水产养殖业等。第二产业是指提供加工活动的产业,这些产业对最基本的生产物资进行加工、处理并进行出售。第三产业是指除了上述产业之外其他行业,比如服务业等。国内生产总值计算公式可以表示为:

  国内生产总值(GDP)=第一产业增加值+第二产业增加值+第三产业增加值

  本文在说明国内生产总值与能源消耗之间作用机制时,分别选取了三大产业中的典型:第一产业以传统农业为例、第二产业以制造业为例、第三产业以交通运输业为例进行分析,以此来说明经济增长与能源消耗二者不可分割的作用。

  经济增长与能源消耗量作用机制

  在第一产业中体现(以传统农业为例)

  作为传统农业大国,我们国家国民经济的发展离不开第一产业的推动,第一产业发展的好坏决定着我国国民经济内生动力是否强劲,近年来,得益于我们对创新农业发展模式的积极探索,第一产业在国民经济中所占比例有所下降,但我们必须面对的是,在传统农业时期,我们对各种能源利用并没有一个合理规划,因此造成了部分能源现有结构不合理,难以维持更加长远的发展。新的时代背景下,需要紧跟时代潮流,完成传统农业的转型升级,改变固有的农业生产能源消耗利用方面的不足,积极探索新时期下农业发展新动力,改善农业结构,换发经济新活力,以推动国民经济发展。

  在第二产业中体现(以制造业为例)

  本文所论述的经济增长与能源消耗之间的作用关系主要通过第二产业来体现。

  第二次世界大战以来,各国的第二产业地位普遍上,我国的第二产业发展迅速,满足了经济现代化装备以及生活水平的提高的要求。中国作为一个人口大国,广袤的自然资源及大量劳动力使得制造业成为我国经济发展和就业水平的重要行业。然而,我们在为我国的第二产业迅猛发展欣喜的同时,忽视了合理规划国家产业结构的重要性。这就使得一方面,必须投入大量的能源使得我国经济快速增长,迸发出不断的力量;另一方面,我国经济增长由于过度的依赖于能源的大量消耗,使得老牌工业基地不得不陷入资源枯竭的困境,经济增长的单一渠道使我国能源消耗量不断增加。这也使得我国面临资源枯竭与经济停滞的双重威胁,正是由于经济增长与能源消耗量这种正向关系的存在,使得我们探索新的发展理念。

  在第三产业中体现(以交通运输业为例)

  进入二十世纪以来,我国的经济发展速度使得世界对我们刮目相看,我国也稳步成为世界第二大经济体。近年来,交通运输业发展迅速,但由此产生的是能源消耗与日剧增。相关数据显示,在2009年时全国交通运输业的能源消耗为23692万吨标准煤,占全社会能源消耗量的7.73%;同时不难看出,2000到2009年全社会石油消耗年均增长量为6.27%,而2000-2009年交通运输业石油消耗量年均增长量为10.68%,比社会平均增长要高出4.41个百分点。因此,可以说,交通运输业的发展对能源的消耗占到不可忽视的部分,而近年来,我们国家资源现状不容乐观,这也是近年来,我国积极调整交通运输业产业结构并积极寻找新型可替代能源,以期能继续保持经济持续健康发展的原因。

  研究方法

  在本文中,主要依靠计量经济学理论和EVIEWS统计软件进行统计分析,利用协整检验、对数据建立误差修正的模型以和格兰杰因果检验对数据进行分析。协整分析主要是用于检验在差分后平稳的同阶单整数据,它们建立的长期关系是否稳定,并对它们建立的长期稳定关系进行进一步的修正,即建立误差修正模型。格兰杰因果检验主要指的是,确定经济变量的格兰杰因果关系。下文我将要一方面通过协整分析建立国内生产总值和能源消耗总变量之间长期线性关系,并通过线性误差修正模型对国内生产总值和能源消耗总量二者之间的线性关系进行一定调整;另一方面确定国内生产总值和能源消耗两个量之间的格兰杰因果关系。

  (一)单位根检验方法

  变量平稳性检验的一种常用方法是单位根检验,即:ADF(Augmented Dickey-Fuller)检验。

  ADF检验基本假定为:

  H0:变量存在单位根 VS H1:变量不存在单位根

  基本模型如下:

  ∆xt=ρ-1xt-1+i=1pθ∆xt-i+εi;

  ∆xt=α+ρ-1xt-1+i=1pθ∆xt-i+εi;

  ∆xt=α+βt+ρ-1xt-1+i=1pθ∆xt-i+εi;

  (二)协整分析方法

  需要知道的是,虽然某些经济变量自身是非平稳的时间序列,但是,这并不意味着它们的线性组合一定是非平稳的时间序列。这种情况下,要分析这些经济变量之间的关系,就可以采用协整分析。

  我们这样定义协整分析:如果序列向量{X1t,X2t,…,Xkt}(k>=2)都是d阶单整,存在向量α=(α1,α2,…,αk),使得Zt=αXT~I(d-b),其中b>0,X={X1t,X2t,…,Xkt}T,则认为序列{X1t,X2t,…,Xkt}是(d,b)阶协整,记为Xt~CI(d,b),α为协整向量。

  综上介绍,可以说,两个经济变量,二者不仅要均为单整变量,而且它们单整的阶数必须相同,它们之间才可能存在协整关系。同时,存在协整关系的两个变量之间,可以找到一个长期稳定的一个相关关系,可以据此建立二者的一个长期稳定模型。

  (三)误差修正模型方法

  1987年,Engle和Granger提出了著名的Granger定理,其指出:如果经济变量X和经济变量Y是协整的,则它们之间的短期的非均衡关系总能找到一个误差修正模型来表述。

  向量误差修正模型是建立在协整分析基础上的VAR模型,其主要目的是对建立的长期模型中可能存在的多重共线性等问题进行修正。将长期关系模型中的各经济变量做一阶差分处理,之后进行重新构造,并将长期关系模型所产生的残差序列作为解释变量引入,具体公式如下:

  ∆yt=β2∆xt+β1-1yt-1-α0-α1xt-1+ut

  α0=β01-β1,α1=β2+β31-β1

  (四)格兰杰因果检验方法介绍

  格兰杰因果关系检验假设了有关经济变量Y和X它们包含的预测信息在由二者构建的时间序列中体现。格兰杰因果关系检验进行如下回归:

  yt=i-1qaixt-i+j-1qβjyt-j+u1t

  xt=i-1sγixt-i+j-1sδjyt-j+u2t

  在时间序列情形下,两个经济变量X、Y之间的格兰杰因果关系定义为:在已知经济变量X、Y过去信息的的情形下,如果对经济变量Y的预测,存在有X经济变量过去信息和Y经济变量对Y经济变量的预测要优于只有Y经济变量过去信息对Y经济变量的预测,那么可以认为X是Y的格兰杰原因。

  实证分析

  (一)指标选取

  1、指标选取

  本文选取的两个指标分别是:GDP(亿元)、能源消耗总量(万吨标准煤)。选取于国家统计年鉴2000年到2015年总共15年的数据。为简化后续描述,将能源消耗总量记为ECT。数据见附录。

  2、散点图绘制

  根据2000到2015年的国家经济增长和能源消耗总量的数据,利用统计软件EVIEWS处理得出二者的散点图,如图4-1。从图中我们可以看出经济增长和能源消耗二者大致呈现线性关系。

  假定GDP和ECT之间的存在如下线性关系:

  图4-1 GDP与ECT散点图

  (二)协整分析

  1、对数据GDP、ECT分别进行单位根检验。

  在开展协整检验之前,必须先检验各变量的平稳性。由于本文利用ADF检验方法来检测经济变量GDP和ECT平稳性。

  利用EVIEWS进行上述检验,检验结果显示,GDP变量的时间序列检验中,原始序列和一阶差分序列均不平稳,二阶差分序列平稳;ECT变量的时间序列检验中,原始序列和一阶差分序列同样不平稳,二阶差分序列平稳。单位根检验结果整理如表4-1。

  表4-1 平稳性检验结果

  ADF值P值显著性(ɑ=0.1)结论GDP3.3727241-2.681330不平稳GDP一阶差分-1.8403410.3477-2.690439不平稳GDP二阶差分-4.3991620.0064-2.713751平稳ECT-1.5071650.5026-2.681330不平稳ECT一阶差分-1.5408920.4845-2.690439不平稳ECT二阶差分-2.8210070.0822-2.701103平稳由表中结果可以得出:经济变量GDP和ECT均为二阶单整序列,因此它们二者之间可能存在协整关系。下面,对二者之间是否真正存在协整关系做进一步的协整检验。

  2、利用E-G两步法进行协整检验。

  (1)对GDP、ECT建立回归模型。

  要对上述数据进行协整检验,首先要确定GDP和ECT 的长期回归方程。利用EVIEWS软件对二者进行回归,得到如下结果:

  表4-2

  VariableCoefficientStd. Errort-StatisticProb.C-256535.651243.99-5.0061590.0002ECT1.9539520.16148512.099920.0000由此我们可以得出二者的长期回归方程:GDP=-256535+1.953952ECT

  在这里可以简单地看出,能源的消耗量与国民经济的增长呈现一种正相关关系。能源消耗总量每增加万吨标准煤,GDP会增加1.953952亿元。从这里我们可以简单地看出,单位能源消耗对经济增长的边际贡献较低,这也反映了我国当前经济发展中能源利用率较低的问题。

  (2)对上述回归方程残差序列进行单位根检验。

  建立回归方程后,要检验方程的显著性,对方程的残差项进行单位根检验,以检验方程是否平稳。将回归方程的残差序列的单位根检验进行汇总,结果汇总如表4-3:

  表4-3

  ADF值P值显著性(ɑ=0.1)平稳性残差-1.6933390.4130-2.690439不平稳残差一阶差分-0.7309700.8072-2.690439不平稳残差二阶差分-3.6311220.0209-2.701103平稳由上述的检验结果可知,建立长期回归方程的残差在二阶差分的情况下通过平稳性检验,方程是显著有效的。因此,可以说国民经济增长量和能源耗用量之间存在长期稳定的关系,也可以确定二者协整关系的存在。

  (三)建立误差修正模型

  接下来在VAR的基础上建立误差修正模型,得到的新的模型既能够反映变量之间的长期关系,又能够对模型中的短期偏离进行修改,建立更符合变量之间关系的长期模型。

  对于本文中的数据来说,经济增长和能源耗用总量通过协整检验,表明二者之间存在长期稳定的关系,进一步的,我们要确定GDP和ECT具体的误差修正模型。

  建立修正模型:

  进行回归后得到如下结果,如表4-4:

  表4-4

  VariableCoefficientStd. Errort-StatisticProb.C-21205.1214790.83-1.4336660.1795ECT0.4660900.3763661.2383960.2413ECT(-1)-0.2922090.360414-0.8107590.4347E(-1)-0.0802670.058975-1.3610530.2007

  由此可以看出,回归的方程各个系数的p值分别为0.1795、0.2413、0.4347、0.2007,在ɑ=0.1的水平下它们均不显著,因此变量GDP和ECT间在VAR基础上建立的此种长期关系不成立也不稳定,存在另外的长期均衡关系,对建立的误差修正模型进行调整。

  误差修正模型修正:

  对于此模型进行回归的到的结果如下,如表4-5:

  表4-5

  VariableCoefficientStd. Errort-StatisticProb.ECT(-1)0.1325910.00869615.246700.0000E(-1)-0.1234570.050069-2.4657490.0284R-squared0.751724Mean dependent var39251.47 从上述回归结果可以看出,在ɑ=0.1的水平下误差修正模型各个参数的系数分别为:0、0.0284,均是显著有效的,且R2=0.751724体现了较好的拟合程度,由此上述误差修正模型是成立的。综上所述,建立误差修正模型如下:

  GDP-GDP(-1)=0.132591ECT(-1)-0.123457E(-1)

  (四)格兰杰因果检验

  近几年来,能源消费和经济增长渐渐走入人们视野,成为人们热议的话题和学术研究的焦点。我们在上述的过程中证明了经济增长和能源消耗存在长期稳定的关系,能源消耗总量ECT的增加对GDP的增长具有正向带动的效应。那么,能源的发展是否又以经济的增长为前提呢?能源消耗量又依赖于经济的增长吗?接下来,就上述两个问题进行格兰杰因果检验。

  1、确定滞后阶数:

  首先,我们要确定最优的滞后阶数,这对我们接下来的检验至关重要。

  表3-6

  LagLogLLRFPEAICSCHQ0-321.6885NA1.45e+1949.7982349.8851449.780361-265.209786.89047*4.60e+15*41.72457*41.98531*41.670972-263.99331.4971367.55e+1542.1528142.5873842.063483-257.64325.8615846.24e+1541.7912642.3996741.66621*由图中结果可以看出,在滞后一阶时AIC、SC的值均达到最优,因此,我们确定滞后阶数为一阶。

  2、进行格兰杰检验:

  表3-7

  Lags: 1Null Hypothesis:ObsF-StatisticProb.ECT does not Granger Cause GDP1514.89180.0023GDP does not Granger Cause ECT4.393550.0579上图数据为格兰杰因果检验结果:在ɑ=0.05时,ECT是GDP格兰杰原因是显著的,而GDP是ECT的格兰杰原因未通过显著性检验;在ɑ=0.1时,ECT是GDP格兰杰原因是显著的,GDP是ECT的格兰杰原因同样通过了显著性检验。由此在ɑ=0.1的水平下,可以认为我国经济增长和能源消耗总量之间存在双向的格兰杰因果关系。

  模型结论

  通过对GDP和ECT序列建立协整分析模型,进行误差修正,进一步进行格兰杰因果检验可以得出的经济增长和能源消费总量大致呈现的关系为:首先是经济增长对能源的供应存在依赖性,即能源的消耗总量增加促进了经济增长;其次,能源的消耗的增长以经济发展为前提,经济的增长促进了能源的开发,进而加大了能源的消耗总量;再次,经济增长和能源消耗之间的因果关系存在强弱之分,就二者相比而言,能源消耗的增长对经济增长的促进性更强;最后,单位能源消耗对经济增长的边际贡献较低,能源消耗主要依靠“大量”而非“高效”带动经济增长。

  政策建议

  本文阐述了国民经济增长(GDP)、能源消耗量的含义,及三次产业分类。从我国经济增长量与能源消耗量的现状出发,利用计量经济学模型二者之间的关系进行实证研究。

  结合本文上述的论述:我国国民经济发展以能源消耗为基础、能源消耗的边际效率较低。这在一方面体现了我国快速增长的经济背后主要依靠大量的能源消耗为代价,粗放式的经济发展模式并不能实现经济的可持续发展。由于受能源资源条件的限制,我国下一阶段的经济增长必须要将能源有限性考虑在内,这里主要可以从两方面出发对我国经济增长给出以下几点建议。

  (一)开发新型能源,发展循环经济

  近些年来,能源创新屡被关注,这与全球传统能源短缺不无关系。能源创新,开发新能源是解决传统资源可能枯竭的有力手段,同时,为国家能源安全,能源自给提供了保障。美国页岩气革命就是很好的范例,通过开发新能源,解决了能源短缺,同时降低能源价格,为经济发展提供了更大空间。

  无论是能源创新,还是新能源的发掘都需要较长的时间。所以在短期内,我们应该着力于提高绿色能源在传统能源消费中的比重。上文证明了经济的长期稳

  定发展需要稳定的能源供应,并且二者之间的长期关系是显著有效的,因此抛弃能源使用单独谈经济增长是不可能的,经济增长离不开能源供给。在经济发展中适当降低煤炭消费量,提高电力等清洁绿色能源的使用是我们短期内的必然选择,同时还应该积极地、有序有计划的开发利用太阳能、电能、热能、沼泽能等可再生资源,积极倡导能源的循环利用,譬如对煤炭燃烧后的热能进行再利用等。这样一方面使得煤炭、石油等不可再生资源的消耗得到缓解,另一方面带动经济

  (二)加强能源管理,提高能源消耗的边际贡献率

  近几年能源消费总量在经济基本稳定的状况下依然呈现出逐年增长的态势,但由本文上述结果看出能源边际贡献较低,这意味着,能源的耗用不仅仅为经济增长做了贡献,还有很大一部分未能够充分利用。这虽然一方面体现了我国煤炭资源丰富,但另一方面却反应出我国不合理的能源利用方式。如果将我国能源消费结构以及我国的能源利用效率和发达国家作比较,不难发现仍有有较大差距。因此,我们应及时发现我们经济发展中对能源的不合理利用,并且去科学的、合理的调整能源结构,不断加强相关能源管理,改变粗放经济发展方式,使单位能源消耗发挥其最大的实际效用。同时国家需要提倡新型生产工艺的改进使用并适当给予企业工艺改进补贴,从根本上改变因企业生产工艺落后造成的大量能源损失。

  (三)确立节能的重要位置,坚持开发节能并举

  当前社会下,我国城镇一体化进程不断加快,经济社会不断发展,对能源的需求在很长一段时间内不会减少,我们在积极开拓新能源并且提高资源利用效率的同时,应注意开源节流,避免资源的浪费。我国政府在新能源汽车的推广中取得了不错的成绩,为清洁能源的使用优化了环境,这有利于我国经济发展方式的转变,加强经济可持续发展能力。

栏目分类