中國工業化進程中各產業能源需求實證范文

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摘要:本文以我國六大產業1989—2005年的時序數據,以各產業作為面板模型的橫截面單元組成面板數據,建立了我國六大產業需求的面板協整模型,發現我國各產業能源需求與產業增長、能源使用效率和價格間存在長期均衡關系,在此基礎上討論了我國各產業能源需求的長期戰略,并提出相關政策建議,該建議很好地闡釋了我國國務院提出的“當前進一步擴大內需、促進經濟增長的十項措施”。

關鍵詞:能源需求;能源效率;能源價格;產業增長;面板協整

1引言

工業化是由農業經濟轉向工業經濟的一個自然歷史過程。我國當前新型工業化道路所追求的工業化,不是只講工業增加值,而是要做到“科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少、人力資源優勢得到充分發揮”,其中“資源消耗低”

這就要求盡可能少的消耗各種資源,包括能源。

能源是人類社會不可缺少的重要物質基礎,是經濟發展和社會進步的重要基石,更是實現工業化目標的重要物質保障。

在當前中國工業化向中后期的推進過程中,能源問題不容樂觀。主要表現為,

一是能源供應短缺,在液體燃料方面表現尤為突出,自1993年中國首次成為石油凈進口國以來,一直持續到2008年,2008年我國石油對外依存度已升至51·3%[1],由此略見一斑。

二是能源利用效率低:我國能源系統的總效率很低,只有11·1%[2]。

三是中國經濟對能源的強依賴:2004年我國GDP依現行匯率計算占全世界GDP的4%,消耗了全球7·6%的石油、10·7%的水電和31%的煤炭[3]。

因此,對能源消費與產業增長、能源使用效率、能源價格之間的關系研究就顯得格外重要和迫切。在當前文獻中,以運用標準協整理論來考察能源消費與經濟增長的協整關系或因果關系居多。Masih(1997)[4]在一個多元計量經濟模型的框架內,檢驗一些亞洲國家和地區的實際收入和總能源消費之間的因果關系;Soytas和Sari(2003)[5]實證分析了“七國集團”和新興市場經濟國家(不含中國)共16個國家的能源經濟關系,發現“七國集團”的兩個變量之間均存在協整關系;蔣金荷(2004)[6]分析了中國的能源效率和經濟結構調整。馬超群等(2004)[7]采用EG兩步法對1954—2003年間的年度數據進行了分析,得出GDP同能源總消費、煤炭消費之間存在著長期的均衡關系,同石油、天然氣和水電之間不存在協整關系;韓君等(2006)[8]應用協整和誤差修正模型對我國能源需求因素進行了長期和短期行為分析;薛艷等(2007)[9]運用協整和誤差修正模型找出江蘇省經濟增長與能源消費的真實關系。

但上述研究都是將標準協整理論應用于單個橫截面單元或總量,無法全面反映我國產業能源消費的內在結構特點,特別是無法揭示各產業能源消費的相互關系。面板協整理論則很好地解決上述問題,而采取該理論來研究能源消費正成為一個研究的新方向:如Arqam和Hunt(2004)[10]運用面板協整檢驗考察了OECD的能源需求,Chen等人(2007)[11]分別以單數據和面板數據分析了10個亞洲國家的電力消費與GDP增長的因果關系,Huang等人(2008)[12]采用動態面板數據方法考察了82個國家的能源消費與GDP增長的因果關系。

本文通過對我國6大產業的面板協整(panelcointegration)分析,研究我國6大產業能源消費與產業增長、能源使用效率、能源價格之間是否存在長期穩定的關系,以此揭示我國產業能源消費與增長的主要特征,進而對能源發展的長期戰略以及能源價格的調整,提供實證分析的參考及其政策建議。

2主要變量與數據說明

2·1影響中國能源需求的主要變量根據能源經濟學的需求理論,能源需求的主要因素取決于價格、經濟增長和能源效率這三個因素。

(1)價格因素是影響商品需求的首要和關鍵因素。

盡管我國能源價格長期管制,使得價格對能源需求的調節作用較弱,成品油與原油價格倒掛,但能源供求的種種現實情況表明,能源價格的改革已是迫在眉睫、呼之欲出了。在能源需求與能源價格之間應該存在著負相關關系。本文中,能源需求采用消費量EN、價格采用PR來表示。

各產業部門能源價格的計算方法,總體思路,是采取能源總價比上能源消費量來界定,具體如下:首先,計算總價。各產業部門的能源消費包括煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣和電力。將各產業部門上述9種能源的消費量乘以各自2005年的價格,并求和,就可以得到2005年的能源消費的總價。

其次,計算各產業的能源消費總量。這可從能源統計年鑒查出所消耗的標準煤。用總價除以消費總量,就可以得到各產業的2005年的能源價格,單位為:元/噸標準煤。

再根據1998-2005年的原材料、燃料和動力購進價格指數,就可以計算出1988-2004年各自的能源價格。

(2)經濟增長。

經濟增長是能源需求的重要因素,經濟增長與能源需求之間存在著顯著且穩定的正相關關系。產業經濟增長采用各個產業的生產總值(GDPI)來表示。

(3)能源效率(EF)。

如上分析,能源使用效率偏低應是我國當前能源消耗高的主要原因之一。能源效率指標一般是采取能源生產率來度量,能源生產率是指產值與能源消費量之比,即單位能源消耗的產值。本文主要研究的是能源消費與產業總產值的關系,而能源生產率是由能源消費和產業總產值內生決定,如直接采用能源生產率,則會導致內生變量作為因變量所導致的估計的非一致性,所以采用單位能源消耗的產業附加值作為能源生產率的替代變量,來度量能源效率。隨著技術進步,這個比率與能源需求之間的關系應該是負相關的。

2·2數據來源分析各部門的能源消費特點,首先要確定部門分類方法并獲得相應的統計數據。一般而言,國民經濟可以劃分六大產業:農業、工業、建筑業、交通、商業、服務業,也可分為三次產業:第一產業、第二產業和第三產業,本文采取前者。

本文采用的數據均來自相應各年《中國統計年鑒》、《中國能源統計年鑒》、《中國能源五十年:1949-1999》、《中國工業經濟統計年鑒》、《中國建筑業統計年鑒》和《中國農村統計年鑒》。國內生產總值和價格均以2005年為基期,所有在變量字母前加上L表示相應數據經對數轉換而得的新變量。本文所采用的經濟時間序列數據是從1989~2005年的年度經濟數據;運用Eviews6·0軟件進行分析。本文有關變量符號名稱及單位見表1。

表1模型分析中的主要變量符號、名稱及單位Tab·1Variablesexpression,titleandunit符號名稱單位LEN取對數后的能源消費量萬噸標準煤LGD取對數后的總產值億元(2005年不變價格)EF能源效率(產值/能耗)億元/萬噸標準煤LPR取對數后的價格元/噸標準煤

3實證檢驗與結果分析

3·1我國各產業能源需求面板協整模型依據上述對能源需求的主要影響因素分析,以Yit、Xit分別表示第i個產業第t期的能源消費量和實際產業總產值,以zit表示該產業同期的能源效率,以pit表示該產業同期的能源價格,則我國的主要產業的能源需求面板模型可表述為:Yit=Xitβ1ie(αi+β2izit+β3ipit+υit)i=1,…,6;t=1,…,17(1其中αi度量了產業性質所決定的對能源的靜態依賴性;β1i度量了第i個產業能源需求的收入彈性;β2i則反映該產業能源效率動態變化對能源消費的影響,β3i反映第i個產業能源需求的價格彈性,υit反映了其他因素在t時期對i產業能源消費的影響。

令yit=log(Yit),xit=log(Xit),則模型(1)可表示為:yit=αi+β1ixit+β2izit+β3ipit+υit(2由于α1、β1i、β2i和β3i均取決于產業特征,而各產業能源消費的特征是不同的,所以面板模型(2)的參數對于不同產業而言可能是不相同的。

3·2序列檢驗分析

3·2·1單整檢驗面板單位根檢驗是指對面板數據的不同截面作為一個整體進行單位根檢驗。

本文模型屬于具有異質性的面板數據,采用Fisher-PP統計量對我國6個產業部門的能源消費量(LEN)、總產值(LGD)、能源效率(EF)和價格(LPR)進行單位根檢驗,結果見表2。

表2面板單位根Fisher-PP檢驗結果Tab·2TestingResultsofFihser-PPonunitrootsofpaneldata變量水平值一階差分值t統計量P值檢驗式t統計量P值檢驗式能源消費8.003540.7849含截距含趨勢項66.8529***0.0000含截距無趨勢項產業產值1.531620.9999含截距含趨勢項28.0231***0.0055含截距有趨勢項能源效率11.27720.5053含截距不含趨勢項73.9082***0.0000含截距無趨勢項價格2.146280.9991含截距含趨勢項22.2859**0.0344無截距無趨勢項

注:表中***(**、*)分別代表在1%(%5、10%)水平顯著。

Fisher-PP檢驗的結果表明:能源消費量(LEN)、總產值(LGD)、能源效率(EF)和價格(LPR)的一階差分序列均不具有單位根,都是一階單整序列。

3·2·2協整檢驗本文采用KaoRes

idualCointegrationTest對能源消費量(LEN)、總產值(LGD)、能源效率(EF)和價格(LPR)進行面板協整檢驗,其t值為-2·185017,p值為0·0144,因此殘差具有平穩性,進而判定能源消費量(LEN)、總產值(LGD)、能源效率(EF)和價格(LPR)之間存在共同的長期均衡趨勢,亦即存在協整關系。

3·3面板協整模型的參數估計和分析

3·3·1模型的參數估計上述檢驗表明模型諸變量間存在協整關系,杜絕了面板模型參數估計由于樣本數據的非平穩特性而產生的“偽回歸”現象,保證了參數估計量的穩定性,以下對式(2)的面板模型進行PooledEGLS估計,得到我國各產業能源消費的固定影響變系數面板協整模型如下:yit=^α+^β1ixit+^β2izit+^β3ipit+^υit(3)其調整后的可決系數-R=0·996,表明其擬合度很好,但是D·W值為1·34,偏低,說明殘差存在自相關,故加入一個自回歸AR(1)項,固定影響變系數面板協整模型如下:

其中向量估計結果(^αi,^β1i,^β2i,^β3i,^ρi,)見表3。

模型(4)調整后的可決系數-R=0·999,D·W值為1·75,表明該模型整體較好,殘差基本不存在自相關。上述模型揭示了我國各產業能源消費與產出、能源使用效率和價格之間的長期均衡關系。

3·3·2影響因素分析在模型(3)

估計的協整向量中,^αi反映了產業對能源的靜態依賴性,是該產業對能源需求的靜態度量。工業和建筑業對能源的靜態依賴性很強,位于第一梯隊(^αi分別為10·32和8·85);其次分別為交通業、服務業、商業和農業,其中交通業和服務業對能源的靜態依賴性位在第二梯隊中(^αi分別為6·14和5·51),表明隨著我國產業結構的調整,交通業和服務業的不斷發展,伴隨著產值的不斷增加,其能源消費量也不斷上升。

此外,能源消費的收入彈性^β1i、能源效率系數^β2i和價格彈性^β3i則是產業能源需求的動態度量。

長期收入與能源消費,一般而言,是正相關關系。

由面板協整估計的結果可知:農業的能源消費的收入彈性最大為1·12,說明這個產業的增長對能源具有高度的依賴性,農業的收入每增長1%,而能源消費增長1·12%,能源消費的增長速度超過農業的收入增長速度,但同時發現農業的能源效率系數也較小,能源效率每提高1個單位降低能源消費0·36,說明科技進步在農業中降低能源消耗的體現尚不是很明顯,從產值和能源效率充分說明了當前農業還是一種高耗能的粗放式增長。

農業的價格彈性為0·20,價格每增長1%,農業的能源消費降低0·20%,這說明即使在當前價格體系不完備、價格的信號作用尚不是很明顯的情況下,農業的能源消費對價格也最敏感。這反映出我國農業生產的特殊性———人力資源豐富,對能源的價格極為敏感,替代性也最強:在價格的變化下,將會采取人力來替代能源。商業、服務業和交通業位于第二梯隊的行列中,其收入彈性分別是0·61、0·40和0·05,說明伴隨著我國產業結構的調整,加快了商業、服務業和交通業的發展,三者的能源消費也在不斷提高,這也符合發達國家商業、服務業和交通業能源消費比例較高的這一國際慣例。

然而,工業和建筑業的產值符號卻是負的,這是個極其特殊的現象,一般而言,產值的系數符號應該為正,即隨著產值的增長,能源消費也增長。進一步可以發現工業和建筑業的能源效率系數為0·51和0·15,則解釋了這一特殊現象:技術進步和節能所造成的能源效率的提高,在保證產值增長的情況下,形成了能源消費量的下降,說明工業在能源方面的技術進步是取得了一定的進步。

能源效率與能源消費呈負相關關系,這與能源經濟學理論相符。服務業、交通業、工業、農業和建筑業的能源效率的系數依次為-0·86、-0·74,、-0·51、-0·36、-0·20、-0·15,反映了個產業的不同的技術進步情況。工業表現為較高的能源效率,系近年來新高能效設備和技術的引進以及原有設備的升級改造,輔之以節能措施的采取和落實所致,在產值增長的條件下,實現了能耗沒有過快增長。建筑業的能源效率最低,說明了由于近年來房地產市場的過熱發展下,建筑部門對電、油等能源的強大的剛性需求較大,其自身技術進步較慢,能耗高,動力不強,能源效率變化對該產業的作用也相對較弱。

價格作為市場信號,其調節功能應該是最強和最敏感的。價格越高,使用的能源消費量越低,農業和服務業很好地反映了這一點,其價格彈性分別為-0·20和-0·12。服務業的價格彈性在六產業中很敏感,揭示了近年來隨著服務業的蓬勃發展,市場逐步完善,競爭更加激勵,對能源的成本意識也大大加強,其價格信號作用,即使在當前我國能源價格體系不完備的情況下,也表現的最為敏感,具有很強的市場調節作用;此外,從能源效率的角度來分析,發現服務業的能源效率也是最高的,絕對值是0·86,這更充分說明了服務業的能源價格的市場調節功能最強的這一論斷:在價格敏感的條件下,采取技術進步、提高能源效率,從而降低能耗則是服務業降低消費量的一個現實有效之舉。

工業、建筑業、交通、商業的價格彈性系數符號為正,亦即價格和能源消費量表現為正相關。一般而言,價格應該與能源消費量為負相關,這一反常現象,第一恰恰說明了當前我國價格體制的不合理,價格的信號功能不強,無法正確地反映出供求關系,一度甚至表現為價格倒掛,這說明了能源價格改革的必要性和緊迫性;第二說明能源的特殊性,在一定時間和技術條件下不具有很強的替代性,即使在高價格的情況下,也必須使用能源,來進行基本的生產和生活活動;三是我國高速經濟增長所導致的對能源的巨大剛性需求,再加上我國貧油富煤的能源結構,進一步加大了能源供給的緊張局面,對能源的需求只增不減,價格調解作用難以實現。

^ρi表明了對于各產業的能源消費,除了來自產業增長、能源效率和價格影響之外的其他影響因素(比如城市化和日漸增加的汽車用能等)的沖擊,前一期對當期存在一定的影響,即模型殘差的自相關性。除了工業外,這種沖擊對因變量的影響是可以迅速衰減的,這與上文面板數據的協整性檢驗結果較一致。來自農業和商業的殘差呈現負相關,而來自建筑業、交通業和服務業截面的殘差則呈正相關,說明農業、商業的能源消費距離樣本條件均值有正負波動的趨勢,而建筑業、交通業和服務業的能源消耗與模型條件均值的距離大概則呈指數型衰減的形態。

4政策建議

如何在全球能源短缺、氣候變暖、環境壓力日漸增大的條件下,提高能源使用效率,優化能源消費結構,開拓出一條既符合國際發展潮流,又遵循本國國情的新型工業化道路成為確保中國經濟健康發展、工業化進程順利推進和資源可持續利用的必然選擇,具體政策建議如下:

第一,抓住時機,及時進行能源的價格改革,使價格這個調節能源需求的工具,發揮積極的作用。即使在當前能源價格偏低、無法正確反映市場供求關系的條件下,仍揭示了其對農業和服務業的長期調節作用,由此可見,一旦理順能源價格,必將對能源的消費起到合理、及時、有效的調節作用,當前正開始實施的燃油稅,就是一個很好的能源價格改革措施,可以很好地促進燃油的節約使用,提高對汽油等緊缺能源的有效利用。將來可以對能耗高、污染高的出口產品,取消出口退稅,以利于節約能源和減少環境污染。

第二,積極推行能源新技術與節能技術改造工作,實現技術進步,提高能源利用率,降低能耗。

對能源靜態依賴性較強、能源效率提高對減少能源消費的作用相對較強的產業,如工業,一方面,設立技術更新資金,以重點支持和鼓勵有助于提高能源使用效率的新技術的采用,另一方面,積極推廣節能技術,開發和推廣節能的新工藝、新設備和新材料,以適度弱化工業對能源的依賴性并推動產業結構升級;此外,對價格反映敏感、能源效率提高對減少能源消費的作用較強的產業,如服務業,也應采取技術改造和價格的雙重手段,來減少能源消費。

上述建議與國務院實施的“當前進一步擴大內需、促進經濟增長的十項措施”相一致,具體表現在“第五條措施:加強生態環境建設,支持重點節能減排工程建設;第六條措施:加快自主創新和結構調整。支持高技術產業化建設和產業技術進步,支持服務業發展。”

上述價格改革和技術進步的兩大政策,應該同步推進,才能在低消耗、高能效、高產值的前提下,促進我國“科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少”的新型工業化目標的實現。

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