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中国工业化进程中各产业能源需求实证

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摘要:本文以我国六大产业1989—2005年的时序数据,以各产业作为面板模型的横截面单元组成面板数据,建立了我国六大产业需求的面板协整模型,发现我国各产业能源需求与产业增长、能源使用效率和价格间存在长期均衡关系,在此基础上讨论了我国各产业能源需求的长期战略,并提出相关政策建议,该建议很好地阐释了我国国务院提出的“当前进一步扩大内需、促进经济增长的十项措施”。

关键词:能源需求;能源效率;能源价格;产业增长;面板协整

1引言

工业化是由农业经济转向工业经济的一个自然历史过程。我国当前新型工业化道路所追求的工业化,不是只讲工业增加值,而是要做到“科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥”,其中“资源消耗低”

这就要求尽可能少的消耗各种资源,包括能源。

能源是人类社会不可缺少的重要物质基础,是经济发展和社会进步的重要基石,更是实现工业化目标的重要物质保障。

在当前中国工业化向中后期的推进过程中,能源问题不容乐观。主要表现为,

一是能源供应短缺,在液体燃料方面表现尤为突出,自1993年中国首次成为石油净进口国以来,一直持续到2008年,2008年我国石油对外依存度已升至51·3%[1],由此略见一斑。

二是能源利用效率低:我国能源系统的总效率很低,只有11·1%[2]。

三是中国经济对能源的强依赖:2004年我国GDP依现行汇率计算占全世界GDP的4%,消耗了全球7·6%的石油、10·7%的水电和31%的煤炭[3]。

因此,对能源消费与产业增长、能源使用效率、能源价格之间的关系研究就显得格外重要和迫切。在当前文献中,以运用标准协整理论来考察能源消费与经济增长的协整关系或因果关系居多。Masih(1997)[4]在一个多元计量经济模型的框架内,检验一些亚洲国家和地区的实际收入和总能源消费之间的因果关系;Soytas和Sari(2003)[5]实证分析了“七国集团”和新兴市场经济国家(不含中国)共16个国家的能源经济关系,发现“七国集团”的两个变量之间均存在协整关系;蒋金荷(2004)[6]分析了中国的能源效率和经济结构调整。马超群等(2004)[7]采用EG两步法对1954—2003年间的年度数据进行了分析,得出GDP同能源总消费、煤炭消费之间存在着长期的均衡关系,同石油、天然气和水电之间不存在协整关系;韩君等(2006)[8]应用协整和误差修正模型对我国能源需求因素进行了长期和短期行为分析;薛艳等(2007)[9]运用协整和误差修正模型找出江苏省经济增长与能源消费的真实关系。

但上述研究都是将标准协整理论应用于单个横截面单元或总量,无法全面反映我国产业能源消费的内在结构特点,特别是无法揭示各产业能源消费的相互关系。面板协整理论则很好地解决上述问题,而采取该理论来研究能源消费正成为一个研究的新方向:如Arqam和Hunt(2004)[10]运用面板协整检验考察了OECD的能源需求,Chen等人(2007)[11]分别以单数据和面板数据分析了10个亚洲国家的电力消费与GDP增长的因果关系,Huang等人(2008)[12]采用动态面板数据方法考察了82个国家的能源消费与GDP增长的因果关系。

本文通过对我国6大产业的面板协整(panelcointegration)分析,研究我国6大产业能源消费与产业增长、能源使用效率、能源价格之间是否存在长期稳定的关系,以此揭示我国产业能源消费与增长的主要特征,进而对能源发展的长期战略以及能源价格的调整,提供实证分析的参考及其政策建议。

2主要变量与数据说明

2·1影响中国能源需求的主要变量根据能源经济学的需求理论,能源需求的主要因素取决于价格、经济增长和能源效率这三个因素。

(1)价格因素是影响商品需求的首要和关键因素。

尽管我国能源价格长期管制,使得价格对能源需求的调节作用较弱,成品油与原油价格倒挂,但能源供求的种种现实情况表明,能源价格的改革已是迫在眉睫、呼之欲出了。在能源需求与能源价格之间应该存在着负相关关系。本文中,能源需求采用消费量EN、价格采用PR来表示。

各产业部门能源价格的计算方法,总体思路,是采取能源总价比上能源消费量来界定,具体如下:首先,计算总价。各产业部门的能源消费包括煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然气和电力。将各产业部门上述9种能源的消费量乘以各自2005年的价格,并求和,就可以得到2005年的能源消费的总价。

其次,计算各产业的能源消费总量。这可从能源年鉴查出所消耗的标准煤。用总价除以消费总量,就可以得到各产业的2005年的能源价格,单位为:元/吨标准煤。

再根据1998-2005年的原材料、燃料和动力购进价格指数,就可以计算出1988-2004年各自的能源价格。

(2)经济增长。

经济增长是能源需求的重要因素,经济增长与能源需求之间存在着显著且稳定的正相关关系。产业经济增长采用各个产业的生产总值(GDPI)来表示。

(3)能源效率(EF)。

如上分析,能源使用效率偏低应是我国当前能源消耗高的主要原因之一。能源效率指标一般是采取能源生产率来度量,能源生产率是指产值与能源消费量之比,即单位能源消耗的产值。本文主要研究的是能源消费与产业总产值的关系,而能源生产率是由能源消费和产业总产值内生决定,如直接采用能源生产率,则会导致内生变量作为因变量所导致的估计的非一致性,所以采用单位能源消耗的产业附加值作为能源生产率的替代变量,来度量能源效率。随着技术进步,这个比率与能源需求之间的关系应该是负相关的。

2·2数据来源分析各部门的能源消费特点,首先要确定部门分类方法并获得相应的数据。一般而言,国民经济可以划分六大产业:农业、工业、建筑业、交通、商业、服务业,也可分为三次产业:第一产业、第二产业和第三产业,本文采取前者。

本文采用的数据均来自相应各年《中国年鉴》、《中国能源年鉴》、《中国能源五十年:1949-1999》、《中国工业经济年鉴》、《中国建筑业年鉴》和《中国农村年鉴》。国内生产总值和价格均以2005年为基期,所有在变量字母前加上L表示相应数据经对数转换而得的新变量。本文所采用的经济时间序列数据是从1989~2005年的年度经济数据;运用Eviews6·0软件进行分析。本文有关变量符号名称及单位见表1。

表1模型分析中的主要变量符号、名称及单位Tab·1Variablesexpression,titleandunit符号名称单位LEN取对数后的能源消费量万吨标准煤LGD取对数后的总产值亿元(2005年不变价格)EF能源效率(产值/能耗)亿元/万吨标准煤LPR取对数后的价格元/吨标准煤

3实证检验与结果分析

3·1我国各产业能源需求面板协整模型依据上述对能源需求的主要影响因素分析,以Yit、Xit分别表示第i个产业第t期的能源消费量和实际产业总产值,以zit表示该产业同期的能源效率,以pit表示该产业同期的能源价格,则我国的主要产业的能源需求面板模型可表述为:Yit=Xitβ1ie(αi+β2izit+β3ipit+υit)i=1,…,6;t=1,…,17(1其中αi度量了产业性质所决定的对能源的静态依赖性;β1i度量了第i个产业能源需求的收入弹性;β2i则反映该产业能源效率动态变化对能源消费的影响,β3i反映第i个产业能源需求的价格弹性,υit反映了其他因素在t时期对i产业能源消费的影响。

令yit=log(Yit),xit=log(Xit),则模型(1)可表示为:yit=αi+β1ixit+β2izit+β3ipit+υit(2由于α1、β1i、β2i和β3i均取决于产业特征,而各产业能源消费的特征是不同的,所以面板模型(2)的参数对于不同产业而言可能是不相同的。

3·2序列检验分析

3·2·1单整检验面板单位根检验是指对面板数据的不同截面作为一个整体进行单位根检验。

本文模型属于具有异质性的面板数据,采用Fisher-PP量对我国6个产业部门的能源消费量(LEN)、总产值(LGD)、能源效率(EF)和价格(LPR)进行单位根检验,结果见表2。

表2面板单位根Fisher-PP检验结果Tab·2TestingResultsofFihser-PPonunitrootsofpaneldata变量水平值一阶差分值t量P值检验式t量P值检验式能源消费8.003540.7849含截距含趋势项66.8529***0.0000含截距无趋势项产业产值1.531620.9999含截距含趋势项28.0231***0.0055含截距有趋势项能源效率11.27720.5053含截距不含趋势项73.9082***0.0000含截距无趋势项价格2.146280.9991含截距含趋势项22.2859**0.0344无截距无趋势项

注:表中***(**、*)分别代表在1%(%5、10%)水平显著。

Fisher-PP检验的结果表明:能源消费量(LEN)、总产值(LGD)、能源效率(EF)和价格(LPR)的一阶差分序列均不具有单位根,都是一阶单整序列。

3·2·2协整检验本文采用KaoRes

idualCointegrationTest对能源消费量(LEN)、总产值(LGD)、能源效率(EF)和价格(LPR)进行面板协整检验,其t值为-2·185017,p值为0·0144,因此残差具有平稳性,进而判定能源消费量(LEN)、总产值(LGD)、能源效率(EF)和价格(LPR)之间存在共同的长期均衡趋势,亦即存在协整关系。

3·3面板协整模型的参数估计和分析

3·3·1模型的参数估计上述检验表明模型诸变量间存在协整关系,杜绝了面板模型参数估计由于样本数据的非平稳特性而产生的“伪回归”现象,保证了参数估计量的稳定性,以下对式(2)的面板模型进行PooledEGLS估计,得到我国各产业能源消费的固定影响变系数面板协整模型如下:yit=^α+^β1ixit+^β2izit+^β3ipit+^υit(3)其调整后的可决系数-R=0·996,表明其拟合度很好,但是D·W值为1·34,偏低,说明残差存在自相关,故加入一个自回归AR(1)项,固定影响变系数面板协整模型如下:

其中向量估计结果(^αi,^β1i,^β2i,^β3i,^ρi,)见表3。

模型(4)调整后的可决系数-R=0·999,D·W值为1·75,表明该模型整体较好,残差基本不存在自相关。上述模型揭示了我国各产业能源消费与产出、能源使用效率和价格之间的长期均衡关系。

3·3·2影响因素分析在模型(3)

估计的协整向量中,^αi反映了产业对能源的静态依赖性,是该产业对能源需求的静态度量。工业和建筑业对能源的静态依赖性很强,位于第一梯队(^αi分别为10·32和8·85);其次分别为交通业、服务业、商业和农业,其中交通业和服务业对能源的静态依赖性位在第二梯队中(^αi分别为6·14和5·51),表明随着我国产业结构的调整,交通业和服务业的不断发展,伴随着产值的不断增加,其能源消费量也不断上升。

此外,能源消费的收入弹性^β1i、能源效率系数^β2i和价格弹性^β3i则是产业能源需求的动态度量。

长期收入与能源消费,一般而言,是正相关关系。

由面板协整估计的结果可知:农业的能源消费的收入弹性最大为1·12,说明这个产业的增长对能源具有高度的依赖性,农业的收入每增长1%,而能源消费增长1·12%,能源消费的增长速度超过农业的收入增长速度,但同时发现农业的能源效率系数也较小,能源效率每提高1个单位降低能源消费0·36,说明科技进步在农业中降低能源消耗的体现尚不是很明显,从产值和能源效率充分说明了当前农业还是一种高耗能的粗放式增长。

农业的价格弹性为0·20,价格每增长1%,农业的能源消费降低0·20%,这说明即使在当前价格体系不完备、价格的信号作用尚不是很明显的情况下,农业的能源消费对价格也最敏感。这反映出我国农业生产的特殊性———人力资源丰富,对能源的价格极为敏感,替代性也最强:在价格的变化下,将会采取人力来替代能源。商业、服务业和交通业位于第二梯队的行列中,其收入弹性分别是0·61、0·40和0·05,说明伴随着我国产业结构的调整,加快了商业、服务业和交通业的发展,三者的能源消费也在不断提高,这也符合发达国家商业、服务业和交通业能源消费比例较高的这一国际惯例。

然而,工业和建筑业的产值符号却是负的,这是个极其特殊的现象,一般而言,产值的系数符号应该为正,即随着产值的增长,能源消费也增长。进一步可以发现工业和建筑业的能源效率系数为0·51和0·15,则解释了这一特殊现象:技术进步和节能所造成的能源效率的提高,在保证产值增长的情况下,形成了能源消费量的下降,说明工业在能源方面的技术进步是取得了一定的进步。

能源效率与能源消费呈负相关关系,这与能源经济学理论相符。服务业、交通业、工业、农业和建筑业的能源效率的系数依次为-0·86、-0·74,、-0·51、-0·36、-0·20、-0·15,反映了个产业的不同的技术进步情况。工业表现为较高的能源效率,系近年来新高能效设备和技术的引进以及原有设备的升级改造,辅之以节能措施的采取和落实所致,在产值增长的条件下,实现了能耗没有过快增长。建筑业的能源效率最低,说明了由于近年来房地产市场的过热发展下,建筑部门对电、油等能源的强大的刚性需求较大,其自身技术进步较慢,能耗高,动力不强,能源效率变化对该产业的作用也相对较弱。

价格作为市场信号,其调节功能应该是最强和最敏感的。价格越高,使用的能源消费量越低,农业和服务业很好地反映了这一点,其价格弹性分别为-0·20和-0·12。服务业的价格弹性在六产业中很敏感,揭示了近年来随着服务业的蓬勃发展,市场逐步完善,竞争更加激励,对能源的成本意识也大大加强,其价格信号作用,即使在当前我国能源价格体系不完备的情况下,也表现的最为敏感,具有很强的市场调节作用;此外,从能源效率的角度来分析,发现服务业的能源效率也是最高的,绝对值是0·86,这更充分说明了服务业的能源价格的市场调节功能最强的这一论断:在价格敏感的条件下,采取技术进步、提高能源效率,从而降低能耗则是服务业降低消费量的一个现实有效之举。

工业、建筑业、交通、商业的价格弹性系数符号为正,亦即价格和能源消费量表现为正相关。一般而言,价格应该与能源消费量为负相关,这一反常现象,第一恰恰说明了当前我国价格体制的不合理,价格的信号功能不强,无法正确地反映出供求关系,一度甚至表现为价格倒挂,这说明了能源价格改革的必要性和紧迫性;第二说明能源的特殊性,在一定时间和技术条件下不具有很强的替代性,即使在高价格的情况下,也必须使用能源,来进行基本的生产和生活活动;三是我国高速经济增长所导致的对能源的巨大刚性需求,再加上我国贫油富煤的能源结构,进一步加大了能源供给的紧张局面,对能源的需求只增不减,价格调解作用难以实现。

^ρi表明了对于各产业的能源消费,除了来自产业增长、能源效率和价格影响之外的其他影响因素(比如城市化和日渐增加的汽车用能等)的冲击,前一期对当期存在一定的影响,即模型残差的自相关性。除了工业外,这种冲击对因变量的影响是可以迅速衰减的,这与上文面板数据的协整性检验结果较一致。来自农业和商业的残差呈现负相关,而来自建筑业、交通业和服务业截面的残差则呈正相关,说明农业、商业的能源消费距离样本条件均值有正负波动的趋势,而建筑业、交通业和服务业的能源消耗与模型条件均值的距离大概则呈指数型衰减的形态。

4政策建议

如何在全球能源短缺、气候变暖、环境压力日渐增大的条件下,提高能源使用效率,优化能源消费结构,开拓出一条既符合国际发展潮流,又遵循本国国情的新型工业化道路成为确保中国经济健康发展、工业化进程顺利推进和资源可持续利用的必然选择,具体政策建议如下:

第一,抓住时机,及时进行能源的价格改革,使价格这个调节能源需求的工具,发挥积极的作用。即使在当前能源价格偏低、无法正确反映市场供求关系的条件下,仍揭示了其对农业和服务业的长期调节作用,由此可见,一旦理顺能源价格,必将对能源的消费起到合理、及时、有效的调节作用,当前正开始实施的燃油税,就是一个很好的能源价格改革措施,可以很好地促进燃油的节约使用,提高对汽油等紧缺能源的有效利用。将来可以对能耗高、污染高的出口产品,取消出口退税,以利于节约能源和减少环境污染。

第二,积极推行能源新技术与节能技术改造工作,实现技术进步,提高能源利用率,降低能耗。

对能源静态依赖性较强、能源效率提高对减少能源消费的作用相对较强的产业,如工业,一方面,设立技术更新资金,以重点支持和鼓励有助于提高能源使用效率的新技术的采用,另一方面,积极节能技术,开发和节能的新工艺、新设备和新材料,以适度弱化工业对能源的依赖性并推动产业结构升级;此外,对价格反映敏感、能源效率提高对减少能源消费的作用较强的产业,如服务业,也应采取技术改造和价格的双重手段,来减少能源消费。

上述建议与国务院实施的“当前进一步扩大内需、促进经济增长的十项措施”相一致,具体表现在“第五条措施:加强生态环境建设,支持重点节能减排工程建设;第六条措施:加快自主创新和结构调整。支持高技术产业化建设和产业技术进步,支持服务业发展。”

上述价格改革和技术进步的两大政策,应该同步推进,才能在低消耗、高能效、高产值的前提下,促进我国“科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少”的新型工业化目标的实现。

参考文献:

[1]魏曙光,2008年我国石油对外依存度升至51.3%.EB/OL/2009/02/1110383541898.shtm.l

[2]王庆一.中国的能源效率及国际比较[J].节能与环保,2003(9):11-14.

[3]蒋金荷.提高能源效率与经济结构调整的策略分析[J].数量经济技术经济研究,2004(10):16-23.

[4]马超群,储慧斌,李科等.中国能源消费与经济增长的协整与误差校正模型研究[J].系统工程,2004(10):47-50.

[5]韩君,梁亚民.基于协整与ECM模型的中国能源需求计量分析[J].开发研究,2006(6):54-57.

[6]薛艳,唐建荣.江苏省经济增长与能源消费关系的实证研究[J].与信息论坛,2007(5):91-96.

中国工业化进程中各产业能源需求实证责任编辑:刘老师    阅读:人次
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