计量经济学论文

计量经济学论文

题目能源消耗与工业经济增长关系研究

学院经济管理学院

专业金融学

年级2014级

学号

姓名

指导教师

成绩___________________

2016年6月21日

目录

第一章引言 (3)

1.1问题的提出 (3)

1.2 研究意义 (3)

1.3中国能源供求现状分析 (4)

第二章文献综述 (5)

2.1国外研究现状 (6)

2.2国内研究现状 (7)

2.3结论 (7)

第三章能源消费与工业经济增长之间的关系研究 (8)

3.1数据选取 (8)

3.2模型设定 (9)

3.3模型检验 (10)

3.1.1 经济意义检验 (11)

3.1.2统计推断检验 (11)

3．1.3计量经济学检验 (11)

3.4不足之处： (15)

第四章结论： (16)

参考文献 (17)

摘要:能源是人类生存、社会进步与经济发展不可或缺的物质基础，它对世界各国经济社会

发展与人民生活水平提高起到了重要作用。然而作为对经济发展具有促进作用的能源，有时

也会成为一种制约因素；由于经济的快速发展，对能源的需求量会越来越大，所以会导致不

断增长的能源需求与能源本身稀缺性之间的矛盾。因此，正确认识和处理能源消耗与经济增长之间的关系，对世界各国经济、社会的长远健康发展具有非常重要的理论与实际意义。

自从1978年改革开放以来，中国经济每年以平均10％左右的速度增长，由改革前的3000多亿（RMB）增加到2009年底的30多万亿（RMB），国民经济发展取得了巨大成功。随着改革开放的日益深入、工业化与城市化进程的进一步加快，未来较长一段时间中国经济可能会继续保持全面与快速的增长。而要持续支持如此快速、全面与健康的经济增长，与诸多（投入）要素有关；其中，作为经济增长不可缺少的基础性（投入）要素的能源在中国经济发展中起到了重要作用，为中国经济增长贡献了巨大力量。因此，从上可知：能源消耗与经济增长存在着相互依赖与相互制约的关系。然而，由于能源消耗与经济增长之间的不同Granger 因果关系具有不同的政策含义，所以要制定有关国家或区域较为科学合理的能源政策与产业政策等就需要仔细研究“能源消耗与经济增长之间的关系”。正因如此，本文针对“能源消耗与经济增长关系”这一主题进行了系统性的研究。

关键词：能源消耗，工业经济增长，计量经济学模型，能源战略

ABSTRACT:As an essential material basis for human survival, social progress and economic development, energy plays an important role in the economic & social development as well as living standard improvement around the world. However, from another perspective, the rising energy demand due to fast-growing economy has resulted in conflict between the growing energy demand and scarcity of energy itself. Therefore, it istheoretically and practically significant for the global long-term healthy social &economic development to correctly understand and deal with the relationship between energy consumption and economic growth.

Since the reform and opening up in 1978, China's economy has gained great success, growing at the rate of ten percent in average, from more than 3,000 billion RMB before the reform to more than 30 trillion RMB by the end of 2009. With the deepening reform and the accelerating process of industrialization and urbanization, China's economy may continue to maintain a comprehensive and rapid growth for a longer period in the future. To support such a rapid, comprehensive and healthy economic growth, we have to input considerable elements, including energy, as indispensable basis for economic growth. Therefore, there is an interdependence and mutual restraint relationship between energy consumption and economic growth. As the different Granger causality relationships between energy consumption and economic growth have different policy indications, in order to work out the scientific, rational energy policy and industrial policy for a country or a region, we need to study the relationship between energy consumption and economic growth carefully. For this reason, this dissertation conducts a systematic research focusing on the relationship between energy consumption and economic growth.

Key words：Energy consumption, industrial economic growth, econometric model, energy strategy

第一章引言

1.1问题的提出

能源是经济发展和社会进步所必需的重要物质基础，人类社会发展与进步的历史与人类认识和利用能源的历史息息相关；甚至可以说，社会进步程度与人类对能源的依赖程度呈正相关，因此，能源利用的不断变革就成为人类社会进步的重要发展标志之一。此外，能源与经济发展（增长）之间存在着十分密切的联系，一方面经济发展（增长）对能源需求存在依赖性，另一方面能源作为经济发展促进因素的同时也会成为一种制约因素（这主要是由于能源的稀缺性以及能源的利用会给生态环境带来负面影响，从而给经济增长带来“负产出”）。因此，正确认识与处理经济增长与能源消耗之间的关系，对世界各国经济社会的长远发展具有非常重要的理论与实际意义。

1.2 研究意义

能源是工业经济发展的基础（投入）要素，它是否能有效利用关系到经济社会是否能持续健康发展。而能源消耗的过快增长与较低的能源利用效率都会影响并阻碍经济社会的可持续、健康与稳定发展。针对“能源消耗与经济增长关系”的研究，其中一个很重要的目的就是为能源的有效利用、节能减排以及经济、能源与环境等的协调发展提供理论与实证支撑以及政策参考。

本文运用理论与实证研究相结合的方法，对中国能源消耗与工业经济增长关系进行了理论与实证的分析和研究，最终落实在中国能源消耗与工业经济增长关系的理论与实证分析上，力争为中国的能源政策、产业政策和环境政策等提供借鉴与参考。具体地，本文的研究意义主要体现在以下几个方面：

①在理论研究方面，本文综合了国内相关理论研究，并且建立了一个能反映我国能源消耗与工业经济增长关系的理论模型。目前，国外有关“能源消耗与经济增长关系”的理论论述，主要是“经济增长理论”与“能源经济学的环境库兹涅茨曲线与环境污染的边际减排成本曲线理论”等，但是这些理论大多是以国外

发达国家为基础的，因此，现有理论很难反映我国的基本国情。正因如此，本文在以往研究理论（成果）的基础上，建立了一个比较符合我国能源消耗与工业经济增长关系的理论模型，从而为我国制定有关的能源政策、产业政策和环境政策等提供了比较可靠的理论依据，因此具有一定的理论与现实意义。

②在实证研究方面，研究了中国的能源消耗与工业经济增长关系，并且找到了一些新的研究切入点，得出了与以往研究不同且较为合理的实证结论，最后根据实证分析的研究结论提出了具有借鉴性的政策建议。

1.3中国能源供求现状分析

我国经济快速增长，必然带动能源消费量的增长。作为世界上最大的发展中国家，建国以来，我国的经济总量和能源消费总量都出现了较大幅度的增长。1953年—1978年GDP由1615亿元增长到6584亿元，再增长到2005年的183084亿元，1953年—1978年，1979年—2005年两个阶段的平均增长率分别为5.8%和9.7%；能源消费量由1953年的0.54亿吨标准煤增长到1978年的5.71亿吨标准煤，再增长到2005年的22.47亿吨标准煤。年均分别增长了9.9%和5.3%。中国的人均能源消费量也在迅速增长，1953年—1978年由0.09吨标准煤增长到0.59吨标准煤，再增长到2005年的1.70吨标准煤。2003年全国城乡生活人均年用电量为173.7千瓦时，而1980年只有10.7千瓦时。

从已收集来的数据来看，近年来，我国能源消费是处于供不应求的状态，并且供求矛盾有扩大的趋势。

图1

从图中可看出，1996年之前能源的生产和消费均呈温和上升局势，虽然能源的生产不能满足消费的要求，但二者差距也相对平稳。但1996年之后之一差距不断扩大，能源的生产不能满足经济发展对它的需求，到2003年能源需求大幅度增加，而能源生产却不能同步增加，能源矛盾突出。1997年—1999年中国经济在保持持续增长的同时，能源消费总量出现了下降。可能的原因是：市场出现需求疲软现象，能源产品需求减少；一些高能耗、污染大的“五小”企业被关闭；产业结构的变化等。由另外的资料表明，2002年—2004年连续三年的能源需求弹性系数都大于1，说明能源消费量增长速度已经超过经济增长速度，经济发展的能源代价在扩大。种种证据表明，我国的能源问题比较深刻，迫切需要解决。

第二章文献综述

针对“能源消耗与经济增长（GDP 或 GNP）关系”的实证研究是从 Kraft，J和 Kraft，A（1978 年，Journal of Energy Development）所发表的：《能源和 GNP 的关系》一文开始的；在此之后的 30 多年间，国内外学者对“能源消耗与经济增长关系”这一主题采用多种方法对其进行了全方位、多角度的研究。

下面本文分别从“中国能源消耗与工业经济增长关系”对相关的国内外文献进行回顾与评述。

2.1国外研究现状

国外真正对能源经济问题的研究最具代表性的是梅多斯等人，在《增长与极限》一文中，他着重强调了能源对经济增长和社会发展的制约作用，通过研究世界人口、工业发展、污染、粮食生产和资源消耗五种因素之间的变动和相互关系，建立了“世界末日模型”，结论是如果维持现有的人口增长率和资源消耗速度不变的话，世界资源将会耗竭。之后的两次石油危机印证的梅多斯等人的结论。

（一）国外研究的结果，可以根据其经济增长理论基础的差异分为技术内生和外生。在假定外生的技术进步研究中，Dasguptaand Heal 拓展的Ramsey 模型得出在最优的增长路径上最终能源消费将减少。Nordhaus在经济增长模型中考虑了技术进步对可耗竭资源约束作用的弥补，并对技术进步的增长率施加了限制，从而实现了经济的可持续增长。

（二）Bovenberg假定技术进步是内生的，并在内生经济增长模型中加入环境这一因素，分析了环境政策对短期和长期经济增长的影响，以及这两种影响之间存在的差异。Grimaud and Rouge在内生增长模型中包括了可耗竭资源，并假设技术的进步取决于用于研发的劳动力和已有创新，对最优的经济增长路径进行分析。Grimaud and Rouge将生产部门分为最终产品部门和研发部门，假设了简单的内生技术进步，分析了污染、技术进步和经济增长之间的关系。

（三）国外学者选用不同的时间序列对能源消费和经济增长之间的关系进行了分析。研究的结果显示，GDP和能源消费存在着单向因果关系，双向因果关系，反向因果关系、不存在因果关系以及协整关系。

Kraft进行的实证研究和Erol对英国、法国等国的分析得出GDP与能源消费间存在单向因果关系；Erol的分析得出菲律宾和泰国的能源消费与GDP之间存在双向的因果关系。George采用希腊1960-1996年能源消费、GDP和CPI的数据，证明了其存在双向因果关系。Masih在一个多元计量经济模型框架内发现，印度尼西亚的GDP与能源消费存在反向因果关系；在Kraft的研究之上，Yu将样本空间从1974年扩展至1979，却发现GNP和能源消费之间并不存在因果关系。

Stern使用单方程静态协整分析法以及多元动态协整分析法进行实证研究并发现了长期均衡关系。Soytas着重研究了韩国、日本等G7国家发现能源消费和GDP 之间存在协整关系。

2.2国内研究现状

能源问题一直是我国经济发展中的焦点和热点问题，最新资料表明，中国已经成为全球第二大能源消费国，是世界上能源消费增长最快的国家。国内经济增长与能源消费的相关性研究从定性和定量两方面展开。

（一）在定性方面，赵嫒认为，一个国家或地区国民经经济的增长速度同能源消费增长速度保持上正比例关系。隗斌贤则认为能源与经济增长的关系主要体现为两个方面：一是经济增长对能源的依赖性，二是能源的发展以经济增长为前提。

（二）在定量方面，我国学者的研究大多基于传统经济理论模型的扩展。赵丽霞和魏巍贤采用多变量的自回归方法，将能源作为新变量引入Cobb ―Douglas生产函数，得出我国能源消费与经济增长呈正相关的结论。赵进文，范继涛率先将非线性STR模型技术应用于此研究，得出我国经济增长对能源消费的影响具有非线性特征，经济增长对能源消费影响具有非对称性，以及经济增长对能源消费有明显的阶段性特征。欧晓万运用协整理论对我国1978～2006年的数据进行的分析表明经济增长与能源消费之间存在协整关系。

2.3结论

以上文献的研究多数基于统计数据分析或者因果关系判断，总结得出能源消费与经济增长主要存在四种格兰杰因果关系：1）双向因果关系；2）单向因果关系；3）不存在因果关系；4）协整关系。

问题是，基于统计数据分析或者因果关系判断的分析方法，对于本来的指导意义不大，或者在短期内也许有效，但是当经济增长仍然按照原来的趋势发展下去的话，对于经济增长的长期趋势预测无能为力。事实上，越来越多的决策者意识到，利用这样的建模方式来分析问题，往往不仅不能够解决目前的问题，反而会使这些问题更加严重。

第三章能源消费与工业经济增长之间的关系研究

3.1数据选取

1、能源消费总量，在模型中用Y来表示。是指一次性能源消费总量，由煤炭、石油、天然气等组成（单位：万吨标准煤）。

2、能源消费的影响因素：

（1）能源生产总量，在模型中用X1来表示。是指一次性能源生产总量，该指标是观察全国能源生产水平、规模、构成和发展速度的总量指标（单位：万吨标准煤）。

（2）全国生活能源消费总量，在模型中用X2来表示，是指一次性能源在在生活方面的消费量。（单位：万吨标准煤）。

（3）城镇居民人均可支配收入，在模型中用X3来表示。指城镇居民家庭人均可用于最终消费支出和其它非义务性支出以及储蓄的总和。它是家庭总收入扣除交纳的所得税、个人交纳的社会保障费以及调查户的记账补贴后的收入。（单位：元）。

（4）工业能源消费总量，在模型中用X4来表示，是指工业方面的能源消费量。（单位：万吨标准煤）。

（5）其他因素，在模型中用U表示。我们将由于各种原因未考虑到和无法度量的因素归入随机扰动项，如能源价格变动、消费者偏好、国家的经济结构政策等。

原始数据：

图2 本文所有数据来自中国统计年鉴

3.2模型设定

回归模型设定如下：

+β?X?+β?X?+β?X?+β4X4+u

Y=β

Y=能源消费总量（万吨标准煤）

X1=能源生产总量（万吨标准煤）

X2=全国生活能源消费总量（万吨标准煤）X3=城镇居民人均可支配收入（元）

X4=工业能源消费总量（万吨标准煤）

u=随机扰动项

β0β 1 β2β 3 β4——待估参数

t=1990—2013

3.3模型检验

假设模型中随机扰动项u满足古典假定，运用OLS方法估计模型的参数，利用计量经济学软件Eviews计算可得如下结果：

图3

回归方程为：

^Y=-0.911239+1.151310X1-0.142102X2 +0.011598X3 +0.039046X4

t=(-1.750593) (10.69436)（-1.662345) (0.351238)（0.459035）

R2=0.998238 -R2=0.997868 F=2691.773 DW=1.229860

3.1.1 经济意义检验

由回归估计结果可以看出，能源生产总量、全国生活能源消费总量、工业能源消费总量与能源消费总量呈线性正相关，城镇居民人均可支配收入与能源消费总量呈线性负相关，与现实经济意义理论相符。

3.1.2统计推断检验

从估计的结果可以看出，可决系数R2=0.998238，F=2691.773,表明模型在整体上拟合地比较理想。系数显著性检验：给定α=0.05，X1、X3、X4的t值大于给定的显著性水平，拒绝原假设，接受备择假设，表明能源生产总量、城镇居民人均可支配收入、工业能源消费总量对能源消费总量有显著性影响；仅有X2的t值小于给定的显著性水平，接受原假设，表明全国生活能源消费总量对能源消费总量影响不显著。

3．1.3计量经济学检验

（1）多重共线性检验

由下表可看出，模型整体上线性回归拟合较好，R2 与F值较显著，而解释变量X2的t检验不显著，则说明该模型可能存在多重共线性。在Eviews中计算解释变量之间的简单相关系数，得如下结果，也可以看出解释变量之间存在多重共线性。

图4

图5

用逐步回归法修正模型的多重共线性。

运用OLS方法逐一求Y对各个解释变量的回归。结合经济意义和统计意义选出拟合效果最好的一元线性回归方程。

最后修正多重共线性影响的回归结果为：

图6

(2)异方差检验

图7

nR2=5.247303,由White检验知，在α=0.05下，查χ2分布表，得临界值χ20.05(10)=18.3070。因为nR2=5.247303<χ20.05(10)=18.3070。所以拒绝被选假设，不拒绝原假设，表明模型不存在异方差

（3）序列相关性

图8 LM检验（滞后一阶）

图9 LM检验（滞后二阶）

综合上述的两种检验方法，可知建立的计量模型不存在序列相关性，因此模型建立还是很合理的，而且不存在相关性带来的种种后果。

3.4不足之处：

①此案例存在的问题是样本容量太小，其可靠性受到影响。

②对于时间序列数据可能出现的平稳性问题，本文未做处理。由于我们选取的数据都是宏观经济变量，极有可能出现非平稳性，但由于所学知识的局限性，无法对模型进行进一步调整。

③在考虑能源消费的影响因素时，我们引入了全国生活能源消费总量。按照经济学的一般观点，全国生活能源消费总量与能源消费总量存在较强的正相关关系。但是在具体回归时发现t检验值不通过，与统计意义不符。对于这一重要的

影响变量，我们没有轻易剔除。但是在最后的尝试中发现，剔除全国生活能源消费总量的影响比保留时的拟合效果更好，所以，我们不得不考虑将其剔除。

第四章结论：

1、在多重共线性的修正过程中，可以发现，时间序列全国能源消费总量、工业能源消费量与能源消费总量具有共同变化趋势，在经济上升时期均呈现增长的趋势；在经济收缩期，又都呈现下降趋势。当这三者同时作为解释变量时，就很有可能出现多重共线性。出现多重共线性的另一原因是：抽样仅仅局限于能源消费总量影响因素的一个有限范围内。

2、在自相关的修正过程中，我们可以发现，全国生活能源消费总量、城镇居民人均可支配收入、工业能源消费总量等经济数据都具有时间上的惯性，即在经济高涨的时期，能源消费在各个领域的较高增长率都会持续一段时间。另外一方面，城镇人均可支配收入具有经济活动的滞后性，城镇居民人均可支配收入的增加，不会使居民能源消费的水平当期就达到应有的水平，而是要经过若干期才能达到。因为人的消费观念的改变存在一定的适应期。

3、虽然能源价格、能源消费结构和环境政策等因素未能在模型中得到量化和反映，但不是说这些因素对能源需求的影响并不重要。事实上，这些因素越是得不到量化和反映，越是暴露了当前我国在这些方面的不足和缺陷，更应该重视和解决。

参考文献

[1] 李子奈，潘文卿.计量经济学.高等教育出版社，2003

[2] 易丹辉.数据分析与EViews应用.中国人民大学出版社，2008

[3] 刘宏杰，邱立成.中国能源消费与经济发展关系的时间序列分析.河北经贸大学学报，2008，5

[4]林伯强.中国能源需求的经济计量分析[J]．统计研究，2001，(10)，34—38．

[5]史丹．结构变动是影响我国能源消费的主要因素．中国工业经济，1999，

[6] 何晓群.现代统计分析方法与应用.中国人民大学出版社，2007.

[7] 王皓良.我国工业企业能源消耗研究.江苏大学硕士学位论文,2009.

[8] 何宏.我国能源消费同经济增长变动关系实证研究.厦门大学出版社，2006.

[9] 张志柏.中国能源消费的弹性系数:估计与分析.数量经济技术经济研究，2008（7）.