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河北省能源消费与经济增长关系的实证分析

作者：王殿茹 李秀锋 田云霞 吴晨兰 来源：《商情》2010年第24期

本文以1980—2008年河北省能源消费量和GDP的数据为依据,使用单位根检验、协整分析和Granger因果关系检验,验证河北省能源消费和经济增长之间的关系。实证表明,能源消费和GDP之间存在长期的稳定状态,且存在从能源消费到经济增长的单向因果关系。并对如何在不影响经济发展的前提下发展低碳经济提出了对策建议。

[关键词]河北省 能源消费 经济增长 协整检验 Granger因果关系 一、引言

在全球气候变暖的背景下,以低能耗、低污染为基础的\低碳经济\成为全球热点。2009年12月7日在哥本哈根召开的气候峰会上初步达成了《哥本哈根协议》,对各国环境经济政策的制定和完善产生了重要的影响。目前中国政府已结合经济社会发展规划和可持续发展战略,提出了到2020年中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%的减排目标。各个国家和地区都在努力减少能源的使用量和提高能源的利用效率,以减少温室气体的排放,这就为以重工业为经济支柱的河北省带来了新的挑战。

河北省是能源生产和消费的大省,尤其是煤炭的使用量一直居高不下。据最新数据显示,河北省一次能源消费中煤炭占89.29%,而在化石能源—煤炭、石油、天然气中,煤炭的含碳量最高,每吨标煤含碳量是0.68吨,排放2.5吨二氧化碳;一吨标煤热量的石油含碳量大概是0.5—0.6吨,排放约1.9吨二氧化碳;而一吨标煤热量的天然气只排放1.4吨二氧化碳。煤炭使用量的居高不下位河北省发展低碳经济带来了挑战。因此要想在这样一个重工业地区发展低碳经济,必须要了解能源利用和GDP之间存在怎样的关系,才能够在不影响经济发展的前提下,利用合适的对策建议发展低碳经济。

表1 河北省1980—2008年GDP与能源消费 数据来源:《河北省统计年鉴2009》

本文从河北省的实际出发,通过单位根检验、协整分析和格兰杰(Granger)因果检验对河北省的能源利用和经济增长之间的关系进行实证分析,从中得到两者之间存在的关系,以此提出适合河北省发展低碳经济的对策建议。 二、研究方法和数据说明

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1.研究方法。对时间序列数据进行因果性检验,序列的平稳性是研究的前提条件。对于平稳性检验本文采用单位根检验(ADF);协整检验采用EG(Engle-Granger)检验方法;因果关系检验,本文采用格兰杰(Granger)因果检验。

2.数据说明。本文选取1980—2008年间的数据作为样本空间。数据来源于《河北省统计年鉴》。用地区生产总值(GDP)表示经济增长,用能源消费总量(NY)表示能源的使用情况。 三、实证分析

1.平稳性检验。检验时间序列平稳性最常用的方法是单位根检验法,一个非平稳时间序列的一阶自回归模型的特征方程含有单位根,这样对时间序列平稳性的检验即转化为对单位根的检验,这里我们选取ADF检验。为了消除数据间的异方差现象,对数据进行取对数处理,用LnGDP代表对GDP取对数后的值,用LnNY代表对能源消费量NY取对数后的值。这种变换不会改变变量间长期均衡关系和短期稳定关系。

图11980—2008年GDP和NY取对数后的趋势

图1中,横坐标表示年份,横坐标表示LnGDP和LnNY的值。从图1中可以看出,两个序列都有随时间上升的趋势,并且包含常数项和趋势项,因此在ADF检验中应该包含这两项。检验的结果如下:

表2 LnGDP和LnNY的单位根检验

数据来源:《河北省统计年鉴2009》数据经eviews5.1计量软件分析整理所得

从表2可见,LnGDP和LnNY在经过二阶差分后,在滞后一期时,AIC和SC的值最小,所以选择滞后一期时的数值,ADF值分别小于5%显著水平的临界值,也就是说两个序列在95%的置信水平下是平稳的。由于序列之间存在同阶单整,因此这两个变量符合协整检验的前提条件,可以对其进行协整分析。

2.协整检验。本文应用协整检验方法是由Engle和Granger(1987)提出,又称EG检验法。这种协整检验方法是对回归方程的残差进行单位根检验。首先对两变量用OLS法构造一元回归方程,证明两者之间存在稳定的均衡关系,然后对因变量不能被自变量所解释的部分构成一个残差序列,对残差进行ADF检验,如果残差项是平稳的就说明变量间是协整的,表示存在一种长期的均衡关系。

以河北省的生产总值(GDP)表示因变量,能源消费量(NY)表示自变量,并对取对数后的值用OLS法构造一个一元回归方程。得到的方程为: LnGDP=-13.29630+2.305968LnNY(1)

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T=(-14.47093) (22.70127)

式中参数都是显著的,R和方程:

-2.305968LnNY

进行平稳性检验,得到的结果显示为:残差序列检验T值为-

也较大,说明模型整体上对样本数据拟合的比较好。但是前

面验证出LnGDP和LnNY都是非平稳序列,因此这个方程有可能是谬误回归。从(1)式得到残差

采用ADF检验方法对残差残差序列衡关系。

4.041522小于5%显著性水平-3.587527的临界值,表明可以在95%的置信水平下拒绝原假设,则

为平稳的时间序列。也就是说河北省的能源利用和GDP之间存在一种长期的均

3.格兰杰(Granger)因果关系检验。协整检验可得出时间序列之间是否存在长期的均衡关系,序列之间的因果关系可用Granger因果关系检验法。其基本思想是:如果变量Xt是Yt的原因,则Xt的变化应先于Yt的变化。因此,在做Yt对其他变量的回归时,如果把Xt的滞后值包括进来能显著地改进对Yt的预测,则称Xt是Yt的Granger原因,否则称Xt不是Yt的Granger原因(邓翔)。

通过协整检验,表明能源消费和经济增长之间存在长期的协整关系,是一种长期的均衡状态,但是这种均衡状态究竟是能源消费作用于地区生产总值GDP产生的结果,还是GDP影响能源消费的结果?这需要通过Granger因果检验,验证LnGDP和LnNY存在怎样的因果关系。通过以上检验发现,当两个变量滞后一期时AIC和SC值较小,因此选择滞后一期时对两变量进行Granger因果关系检验。

表3 LnGDP和LnNY的Granger因果关系检验

从表3可以看出,在滞后一期的情况下,LnNY不是影响LnGDP的概率为0.06730,拒绝原假设,说明能源消费促进了经济的发展。在概率为0.99104的情况下,检验接受了LnGDP不是影响LnNY的假设,证明了经济增长不是引起能源消费的原因。因此,从检验中可以得到能源消费对GDP的单向Granger因果关系,GDP的增长对能源消费却不存在单向的Granger因果关系。 四、结论及建议 1.结论

通过协整分析得出能源消费和GDP之间存在长期的均衡关系,尽管短期两个变量之间可能出现波动,但是从长期来看两者是一种稳定的均衡状态。从Granger因果关系检验中可以得到河