经济学论文能源消费影响因素研究

　　【摘要】能源作为国民经济的基础产业，关系到国民经济持续、快速、健康发展和人民生活的改善。随着能源消费增长，能源供给日趋紧张，能源供需矛盾日益突出，能源消费问题已经成为国民经济发展的战略问题。此研究以山东省为例，在综合分析影响能源消费的因素的前提下，研究经济增长、产业结构、技术进步与能源消费的长期均衡关系与Granger因果关系，并利用状态空间模型，研究经济增长、产业结构、技术进步与能源消费的动态演化机制，在此基础上，提出相应的对策与建议。

　　【关键词】产业结构,技术进步,协整检验,状态空间模型

　　山东省是能源消费大省，2011年一次能源消费量占全国的10.3%，伴随着经济产出的高速增长，是能源利用效率的低下。经济规模进一步扩大，能源需求持续增长，经济社会发展和约束能耗增长矛盾日益突出。在此背景上，通过研究影响山东省能源消费的影响因素与影响机制，可以为山东省制定合理的经济发展战略和能源发展规划提供依据，从而促进山东省的能源消费与经济社会的健康、和谐、可持续发展。

　　一、能源消费影响因素分析

　　关于能源消费的影响因素，国内外很多学者曾基于不同角度，作过许多研究。

　　国外研究如Gla.surea和Lee（1998）构建了GDP和能源消费的协整和误差校正模型，并对韩国和新加坡两个国家进行了实证分析，计算结果表明，这两个国家的经济增长和能源消费存在着双向因果关系；Asafu-Adjaye（2000）基于协整性检验和误差修正模型的研究，显示了菲律宾和泰国两国能源消费和GDP的双向因果关系；Hang和Serlney（2007）对能源价格和能源利用效率之间的关系进行了研究，并对中国1985至2004年间由于撤消能源价

　　格管制所引起的能源价格变化进行分析，结果表明能源价格变化对总能源利用效率以及对煤、石油、电力这三类主要能源的利用效率都会产生重要影响；Stern和Ma（2008）运用LMDI分解技术，对我国能源密度进行研究，发现技术进步是我国能源密度下降的主要原因。

　　国内研究如王玉潜（2003）采用投入产出法，利用1987年至1997年的技术进步与能源消费数据进行分析，发现技术进步降低了能源消耗强度；齐志新、陈文颖（2006）应用拉氏因素分解法，分析了1980年至2003年中国宏观能源消费强度和1993年至2003年工业部门能耗强度，发现技术进步是我国能源效率提高的决定因素；刘凤朝等（2007）运用基于向量自回归模型的广义预测误差方差分解和广义脉冲响应分析方法，在资本、劳动和能源三要素单部门新古典生产函数的框架内，以中国1988年至2005年间的能源消费和经济增长数据为样本，考察了它们的动态特征，表明经济增长是能源消费的重要因素；王春华（2007）运用产出距离函数对影响能源效率的因素进行分解，并进行了实证分析，计算结果表明，技术进步有助于能源效率的提高；刘耀斌（2007）通过我国城市化水平与能源消费的的关系研究，发现城市化对能源消费构成单向Granger因果关系，但贡献率较低；刘凤朝、孙玉涛（2008）通过研究指出产业结构和技术创新是能源消费的关键因素；还有很多学者从能源价格、所有制结构、对外开放程度、恩格尔系数、人口密度等因素着手研究了对能源消费的影响。

　　二、实证检验

　　（一）指标选取与数据说明。

　　结合上述相关文献对能源消费影响因素的分析，本文选取经济增长、产业结构、技术进步贡献率等三个因素对能源消费的影响展开研究。其中，能源消费（EC）以历年的一次能源消费总量来表示，经济增长以国内生产总值（GDP）刻画，产业结构以第二产业产值占国内生产总值的比重（SEC）来刻画，技术进步以全要素生产率（TFP）来刻画。选取的样本区间为1990年至2010年，所有数据来自于《山东省统计年鉴2011》，《新中国六十年统计资料汇编》。

　　其中，全要素生产率是指生产活动在一定时间内的效率，是衡量单位总投入的总产量的生产率指标，即总产量与全部要素投入量之比。全要素生产率的增长率常常被视为科技进步的指标。全要素生产率的来源包括技术进步、组织创新、专业化和生产创新等。全要素生产率的估算方法可以归结为两大类：增长会计法与经济计量法。增长会计法是以新古典增长理论为基础，估算过程相对简便，考虑因素较少，但主要缺点是假设约束较强，也较为粗糙；而经济计量法利用各种经济计量模型估算全要素生产率，较为全面地考虑各种因素的影响，但估算过程较为复杂。本文采用生产函数法，利用C-D生产函数：Yt=F（Kt，Lt，At）；其中，Yt代表产出，Kt代表资本存量，Lt代表劳动力，AT代表全要素生产率（TFP），t是时间变化的表征，假设技术进步是希克斯中性技术进步，则有，α表示资本产出弹性，β表示劳动产出弹性。

　　（二）状态空间模型。

　　据了解各变量不是一成不变的，而是处于不断的变化之中，GDP、SEC、TFP对能源消费的影响也是动态变化的。因此，仅用传统的固定参数模型无法全面、可靠地描述能源消费的影响机制，需要引入基于可变参数的状态空间模型。状态空间模型是由Akaike提出并由Mehra进一步发展而成的典型相关（canonicalcorrelation）方法，是动态时域模型，以隐含着的时间为自变量。状态空间模型被广泛应用于对不可观测变量建模，比如理性预期、永久收入、经济增长中的趋势成分和周期成分等。将动态模型表述为状态空间的形式有两大好处：其一，可以将不可观测变量（称之为状态变量）加入到模型中；其二，可以利用一种非常有效的计算方法，即卡尔曼滤波，对各种模型，如VARMA、马尔科夫体制转换模型等进行估计和预测。一般地，状态空间模型可以通过下面的方程组表示出来：

　　式中，αt为m×1维向量为维不可观测的状态向量，εt，ηt是服从于零均值正态分布的扰动向量。不可观测的状态向量假定服从于一阶向量自回归过程。

　　我们将方程（1）称为“信号”或“量测”方程，方程（2）称为“状态”或“转移”方程。扰动向量，的同一时刻的协方差矩阵为

　　Zt，Tt，Rt，Ht，Qt，Gt和dt，ct被称为系统矩阵或向量。系统矩阵Zt，Tt，Rt，Ht，Qt，Gt可以依赖于一个未知参数的集合。状态空间模型的一个主要的任务就是估计这些参数。

　　对于本文GDP、SEC、TFP对能源消耗的影响，我们构建模型为：

　　信号方程：lnEC=c（1）+sv1·lnGDP+sv2·lnSEC+sv3·lnTFP+[var=exp（c（2））]（4）

　　状态方程：sv1=sv1（-1），sv2=sv2（-1），sv3=sv3（-1）（5）

　　利用eviews6.0软件，结合各变量的数据，通过卡尔曼滤波算法得到状态空间模型的估计结果为：

　　lnEC=4.450415+sv1·lnGDP+sv2·lnSEC+sv3·lnTFP+[var=exp（-4.270717）]（6）

　　（2.6996）（-8.8271）

　　式（6）中括号内为z统计量，sv1、sv2、sv3分别代表国内生产总值GDP、第二产业比重SEC与全要素生产率TFP对能源消费的影响系数是随时间而变化的。

　　图1时变参数估计结果

　　图1刻画了国内生产总值GDP、第二产业产值比重SEC与全要素生产率TFP对能源消费弹性随时间变化的趋势。从图中可以看出，GDP对于能源消费的影响作用不大，21年间一直处于较为稳定的水平，平均影响系数为1.1，即能源消费的速度略大于经济增长的速度，表明山东省长期以来一直是高能耗发展模式，因此必须要加快改变经济发展模式，走节能减排、低碳发展道路。而产业结构的影响较为显著，图中显示，第二产业产值比重（SEC）对于能源消费的影响一直处于较高水平，虽然近年来呈下降趋势，但平均影响系数达到3.1，即第二产业的发展对于能源消费的影响较深，单位产值能耗较高，因此，必须要加快产业结构转型升级，通过自主创新、技术进步来降低单位产值能耗。相对于GDP、SEC对能源消费正向的影响作用，技术进步对于能源消费有抑制作用，从图中可以清楚地看出，全要素生产率（TFP）对能源消费的影响一直为负值，平均影响系数为-0.82，即全要素生产率每提高1%，能源消费将随之下降0.82%，因此，推进技术进步，提高全要素生产率，是降低能耗，提高能源利用率的有效措施之一。

　　三、结论及对策

　　本文选取国内生产总值（GDP）、第二产业产值比重（SEC）、全要素生产率（TFP）三个变量，分别表征经济增长、产业结构、技术进步，研究能源消费的影响机制，首先分析了它们之间的长期均衡关系和Granger因果关系，在此基础上，利用状态空间模型研究了GDP、SEC、TFP对于能源消费的动态影响关系。研究结果表明，经济发展总量对于能源消费的影响较小，产业结构对于能源消费的影响作用很大，而技术进步有助于抑制能源消费，同时说明目前山东省的发展仍然处于高能耗、高投入的粗放型发展阶段；产业结构不够合理，经济快速增长中第二产业的贡献占了最大份额，而第二产业是能源消耗的主要方面，虽然能源消费的产业结构弹性呈递减趋势，但依然处于较高水平；技术进步的空间仍然很大，有待通过创新、体制改革、政策支持等措施，进一步推动技术进步，提高全要素生产率。

　　山东省是全国经济大省，同时也是能源消费大省，如何在发展经济的同时，有效地降低单位产值能耗、提高能源利用率，是亟待解决的问题。综上分析，本文提出以下对策：其一、确定合理的能源发展战略。山东省要依据自身实际，坚持能源作为经济发展的战略重点，为建成小康社会提供稳定、经济、清洁、可靠、安全的能源保障，以能源的可持续发展和有效利用支持经济社会的可持续发展，加强对新型能源产业的投入，制定相关政策，鼓励传统的能源产业自觉利用新技术进行产业改造。其二、促进产业结构转型升级。一要逐步改造、淘汰传统的高能耗、高投入的落后产业部门，二要鼓励、推动新能源、新材料、海洋、生物、信息技术等节能环保产业，要促进金融保险业、现代物流业、商业服务业、服务外包业等生产性服务业的发展。其三、推动技术进步。技术进步对能源消费总量的影响，是由技术进步带动经济规模扩张而带来的能源消费的增加与技术进步引起的能源效率提高而带来的能源消费密度的降低共同作用的结果。从当前分析，技术进步有助于降低能源消费密度，提高能源消费效率，抑制能源消费。因此，要加大改革生产工艺力度，加快创新步伐，通过出台支持节能技术改造的财政奖励制度，建立节能减排目标责任评价考核制度等方法推动技术进步，以此来提高能源利用率。

　　基金项目：国家软科学项目（2012GXS4D090）；山东省自然科学基金项目（ZR2012GM020）

　　参考文献：

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　　[2]姜昱汐，魏祥超，何素艳，李博达.能源消费影响因素及辽宁省实证分析[J].大连交通大学学报，2012，3.

　　[3]贾江涛，李雷鸣.我国能源消费影响因素分析，基于状态空间模型的变参数分析[J].科学技术与工程，2011，11.

　　[4]张军，施少华.中国经济全要素生产率变动[J].世界经济文汇，2003，2.