【毕业学位论文】（Word原稿）我国经济增长与能源消费之间的实证分析-统计学

目 录 摘要 . 1 关键词 . 1 . 1 . 1 一、引言 . 2 （一）各国研究现状 . 2 （二）中国能源与消费 的现状 . 3 二 、实证分析 . 4 （一）变量的选取与数据来源 . 4 （二）平稳性检验 . 5 （三）协整检验 . 7 （四）建立误差修正模型（ . 9 （五） 果检验 . 10 三 、结论 . 11 四 、政策及建议 . 12 参考文献 . 14 南京财经大学本科毕业论文（设计） 1 我国 经济增长与能源消费 之间的实证分析 摘要 ：能源是一个国家经济增长和社会发展的重要 物质基础，能源短缺曾长期制约我国经济的发展。本文利用 1978 年 的数据 作为样本 ，对我国经济增长与能源消费之间的 格兰杰 因果关系 进行分析。利用计量经济学中的单位根检验、协整检验、误差修正模型和格兰杰因果关系检验方法对国内生产总值与能源消费总量之间的关系进行实证分析。研究结果表明： 国内生产 总值与能源消费总量之间存在长期均衡关系，且两者存在单向因果关系。 国内生产总值是能源消费总量的格兰杰 原因 ，因此过快的 长不利于我国实现可持续发展。 关键词： 国内生产总值 ， 能源消费总量 ， 误差修正模型 ， 格兰杰因果关系检 验 is a of DP in 978as a a s We of to s is a DP a is of so DP is to 京财经大学本科毕业论文（设计） 2 一、引言 随着经济全球化的快速发展，能源利用效率与环境污染也在加速威胁人类的生存，但是能源也是一个国家快速发展的重要物质基础，是我国实现可持续发展的基础，是中国崛起的动力。 1963 年，大庆油田的诞生，使中国石油工业从此走上了历史的新纪元。彻底摆脱了“贫油”的帽子，中国人民使用洋油的时代一去复返 。但是我国正处在工业化过程中，经济社会发展对能源的依赖比发达国家大得多。 （一）各国研究现状 近年来，国内外学者对国内生产总值与能源消费总量之间的关系做了大量研究，但是各学者做的很多研究结果都不一致，这主要是由以下原因造成的：首先，使用的数据不一致；由于各国能源消费与经济增长的实际关系不同，所以经济增长与能源消费表现出较大差异。其次，研究者 使 用不同的研究方法，建立不同的模型导致研究 结果的不一致。 1978 年最早开创性的分析了能源消费与经济增长的关系 ,他们利用美国 1947年 的数据，发现 能源之间存在从 能源消费之间的单向因果关系1。单向因果关系 :牟敦国 2研究表明，中国的能源消费问题主要表现为经济增长拉动的能源消费增长 ,但对于煤炭、石油、天然气而言 ,它们与经济发展的因果关系并不一致；袁靖 3研究表明经济增长将带动能源消费的增加，而能源消费却不是经济增长的格兰杰原因；王保忠、黄解宇 4山西省的能源消费总量、能源供给总量均与 有显著的单向 果关系。双向因果关系：杨宜勇、池振合 5利用误差修正模型与格兰杰因果检验表明经济增长会影响能源消费，能源消费会影 响经济增长。 但是，现在能源问题已经危及各国经济 发展尤其是发展中国家。而且由于能源利用效 率的低下，不仅威胁人类赖以生存的环境更迫使各国开采跟多煤炭资源。然而现在大量使用的各种资源都是不可再生的， 面对中国经济的迅速发展能源的供给根本无法 得到满足，如今 年均经济增长的速度要超过 我国计划到 2020 年经济规模要比 2000年翻两番，经济如此快速的增长必然需要能源的供给增加 6。 南京财经大学本科毕业论文（设计） 3 （二 ） 中国能源与消费的现状 中国自然资源总量排世界第七位，能源资源总量约 (万吨标准煤 )居世界第三位。中国煤炭保有储量为 吨，但经查可采储量只有 893 亿吨。石油的资源量为 930亿吨，天然气的资源量为 38 万亿立方米，现已探明的石油和天然气储量只占资源量的约 20%和约 6%，仅够开采几十年 7。 然而 我国能源存在以下问题： 1、能源利用率低下，人均能源消费量低，中国经济粗放式增长。 中国能源利用效率总体呈上升趋势，但是相对于世界平均水平而言仍较低。中国单位 耗 8处于下降态势，由 2001 年的 标准煤 /万元美元降低到 2007 年的 标准煤 /万美元 。年均下降率为 9。但 是相对其他国家尤其是发达国 家。 2006 年 中国单位 耗是世界水平的 ，是美国的 ，日本的 。 从能源消费弹性系数来看， 1978年以前，能源消费弹性系数均大于 1，说明中国经济的发展是由于能源的大量消耗才带动的。 2002 年能源消费弹性系数为 2003能源消费弹性系数分别为 2006能源 消费弹性系数分别 为 上述能源消费弹性系数可以看出中国粗放型经济增长迹象，但是近年来由于环境危机日益迫切，我国实行的节能减排计划的作用能源消费弹性系 数有所减小，而且 2009 年中国能源策略“低碳”也得到了群众的响应。 2、 能源分布不合理。煤炭资源北多南少，据我国第二次煤田预测资料显示，我国埋深 1000 米 以浅的煤炭资源为 亿 吨 。其中大别山 昆仑山一线以北地区资源量约为 亿 吨 ，占全国资源量的 94%；以南的广大地区仅占 6%左右。出现了北方多（尤其华北、西北多），南方少（尤其东南沿海少）的格局 10。这样的分布格局不利于我国煤炭资源的利用，我国南方 经济比较发达，对于能源的需求也比北方大很多，但是由于能源的分布 导致我国在能源的运输与其他方面会 付出更大的成本。“西气东输”就是由于天然气分布不均而产生的能源运输工程。 从上文可以看出，我国的能源总量与利用率都存在较大问题，那么我国这样的能源南京财经大学本科毕业论文（设计） 4 源消费增长率实 际 G D P 增 长 率能源消费增长率 际 G D P 增 长 率 000年 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年环境对经济增长会有怎样的影响呢，从图 1 可以看出 2005我国的能源增长率显著下降但是国内生产总值增长率却在上升，那么能源消费总量与我国国内生产总值的增长有什么关系呢？本文通过建立两者的误差修正模型与 果检验检验两者之间的 关系。 图 1 实际 长率与能源消费增长率比较图 二 、实证分析 （一）变量的选取与数据来源 本文实证研究采取 1978的国内生产总值和能源消费总量，为什么没有选取1978 年之前的数据，是由于 1978 中国完成改革开放，经济由封闭式转变为开放式，经济模式完全改变 ，自 1978 年以后我国的经济迅猛发展，同 1978 年以前的发展方式完全不一样，因此选取 1978 年 的经济数据。 国内生产总值（ 指一个国家（或地区）所有常住单位在一定时期内生产活动的最终成果 11。本文为消除价格对经济总量的影响，选取 1978 年为基数 100，从而计算出实际 其具有可比性，实际 亿元人民币为单位。 能源消费总量 指一定时期内全国物质生产部门、非物质生产部门和生活消费的各种能源的总和，是观察能源消费水平、构成和增长速度的总量指标。能源消费总量包括原煤和原油及其制品、天然气、电力，不包括低热值燃料、生物质能和太阳能等的利用，能源消费总量以万吨标准煤为单位。 南京财经大学本科毕业论文（设计） 5 （二）平稳性检验 本文首先进行平稳性检验，因为经典回归模型（ 建立在稳定数据变量基础上的，对于非 稳定 变量， 不能使用经典回归模型，否则有可能会出现虚假回归等诸多问题 。虚假回归就是指如果两列时间序列数据表现出一致的变 化趋势（非平稳的），即他们之间没有任何经济关系，但进行回归也可表现出较高的可决定系数。但是我们在建立模型或者预测时，会有很多假设条件，例如经典回归模型。但是现在我们研究的很多问题，它的时间序列是不满足假设条件的，所以本文先进行平稳性检验。 图 2 1978 年 实际 能源消费总量的增长趋势 从图 2 可以看出，能源消费总量（ 国内生产总值 (带有趋势的非平稳时间序列，两者的差值也是非平稳的。 平稳性的单位根检验一般有两种方法，一、 验，二、 验等。 但是在 实际检验中，时间序 列可能由更高阶的自回归过程生成，或者随机干扰项并非是白噪声，这样 无法估计，或者均会表现出随机 干扰项出现自相关 （ ，导致验无效，为了保证 验中随机干扰项的白噪声特性， 验进行了扩充，形成了 验。因此本文选取 验，检验时间序列的平稳性。本文均采用 行分析。 980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008实际元人民币）能源消费（万吨煤）南京财经大学本科毕业论文（设计） 6 12 1 1mt t i t i X 在 中加入常数项： 1 1mt t i t i X 在 中加入趋势变量： 1t i t t X X 表 1 单位根检验结果 变量 检验形式 W 统计量 P 值 临界值 结论 统计量 1% 5% 10% c， t， 1) 非平稳 (c， 0， 1) (0， 0， 1) c， t， 1) (c， 0， 0) (0， 0， 0) 2c， t， 5) 平稳 c， t， 4) 非平稳 (c， 0， 4) (0， 0， 4) c， t， 3) (c， 0， 2) (0， 0， 2) 2c， t， 1) 平稳 注：检验形式中的 c和 三 项数字表示 滞后 阶数， 0表示不包括 c或 t； *表示在显著性水平 5%上显著。 3 2 3 3 3 3 3t - 1 t - 1 t - 2 t - 3 t - 4 t - 5 E C = - 2 3 5 0 . 9 1 + 1 9 7 . 5 2 t - 2 . 4 2 E C + 1 . 5 0 E C + 1 . 2 2 E C + 1 . 2 1 E C + 1 . 0 5 E C + 0 . 8 8 （ 1） （ （ （ （ （ （ （ （ )= )=式 (1)可以看出随机扰动项的一阶自相关与二 阶 自相关的 P 值分别为 大于 5%显著性水平，所以不能拒绝原假设，即 式（ 1）的设定是正确的；且由于 于显著性水平为 5%的临界值，所以拒绝原假设，即不存在单位根 。 南京财经大学本科毕业论文（设计） 7 3 2 3t t - 1 t - 1G D P = - 5 1 . 1 2 + 1 4 . 5 7 t - 1 . 0 8 E C 0 . 5 6 E C （ 2） (（ （ （ )=)= 式 （ 2） 可以看出随机扰动项的一阶自相关与二阶自相关的 P 值分别为 大于 5%显著性水平，所以不能拒绝原假设，即式 （ 2） 的设定是正确的；且由于 于显著性水平为 5%的临界值，所以拒绝原假设，即不存在单位根。 表 1的检验是从 到 开始的，从表 1可以看出，原时间序列 过二阶差分后 显著性水平为 5%时 , 但是 2 2稳的 ，且 两个的 以模型残差不存在自相关性，模型设定是正确的。单整的定义：对与随机过程 如果必须经过 逆的 当进行 称此过程具有 为 d)13。经过上述的检验和模型设定，可以得知在 5%显著性水平下， （三）协整检验 经济理论指出，某些经济变量之间确实存 在着长期均衡关系。这种均衡关系意味着经济系统不存在破坏均衡的内在机制。如果变量在某时期受到干扰后偏离其长期均衡点，则均衡机制将会在下一期进行调整以使其重新回到均衡状态。这就是长期均衡关系的定义，但是不是每几个变量之间都存在长期均衡关系，为了检验长期均衡关系是否存在，即为了检验两变量 否为协整， 1987 年提出两步检验法，也称为 验 14。 第一步：协整回归，对方程t 0 1 2 t P = + t+ E C + 计，得到： 2 P = + t+ t t 0 1 2 G D P - + t+ ）南京财经大学本科毕业论文（设计） 8 归 方程得到： t t P = - 1 1 5 3 0 . 0 3 + 2 8 0 . 5 2 t + 0 . 2 2 E C + u（ （ （ F= 二步：进行 验 由于协整回归中已含有截距项，则检验模型中无需再用截距项 和时间趋势项 ： pt t - 1 i t - i 1 e= e+ e+ 对残差进行单位根检验，结果 见表 2，得到检验模型： t t - 1 t - 1 e = - 0 . 1 6 e + 0 . 7 3 e（ （ )=)=表 2 残差序列 验结果 变量 检验形式 计量 P 值 临界值 结论 1% 5% 10% e （ c， t， 1） 平稳 （ c， 0， 1） 0， 0， 1） 稳 注：检验形式中的 c 和 t 表示单位根检验方程包括常数项和趋势项，第三项数字表示滞后阶数， 0 表示不包括 c 或 t； *表示在显著性水平 5%上显著 从表 2 中，我们可以看到一阶差分后 ，在没有趋势项和常数项的 P 值=么就不能拒绝原假设，即系数不显著模型不成立；并且上式的 )和 )的 %显著性水平，拒绝随机干扰项不存在自相关的原假设。从上分析中可以看出一阶滞后模型的设定是不正确的 。 二阶 误差修正模型： t t - 1 t t - 1 t - 1 t - 1 G D P = - 0 . 9 8 G D P + 0 . 0 4 E C + 0 . 0 1 E C + 0 . 0 1 G D P + 1 1 5 3 0 . 0 3 - 2 8 0 . 5 2 t - 0 . 2 2 E C )（( ( ( ( 式中：值 =，因此从上述模型中剔除 南京财经大学本科毕业论文（设计） 10 t t - 1 t t - 1 t - 1 G D P = - 0 . 9 7 G D P + 0 . 0 3 E C - 0 . 0 0 5 G D P + 1 1 5 3 0 . 0 3 - 2 8 0 . 5 2 t - 0 . 2 2 E C )（ 3） ( ( ( )=为式 （ 3)所有 以式 （ 3） 不成立。根据上文的建模方法，运用 )= )= （ 4） 上式为正确的误差修正模型，所有变量 都通过了显著性检验，且 上式 %的显著性水平，也就是说不能拒绝随机干扰项不存在自相关的原假设，证明了 式 （ 4） 是我们所求的误差修正模型。 整个误差修正模型体现了能源消费总量与国内生产总值的短期均衡，而误差修正项则体现两者的长期均衡。 从式 （ 4） 可以得出 长期弹性为 期弹性为 为 0=,所以若 得 得现了长期均衡非误差对式 （ 4） 中误差修正项为 正数 ， 符合反向 修正机制 。也就是说当差修正项会 把它拉向长期均 衡点。 （五） 上文研究结果可以看出经济增长与能源消费之间存在长期均衡关系，短期有可能不均衡，但是不能考察两者之间的因果关系，是经济增长带动能源消费总量的增加，还是能源消费总量的增加拉动经济增长，或者两者互为依赖。是国内生产总值可以预测能源消费总量，还是能源消费总量可以预测国内生产总值，或者两者可以相互预测。 t t t - 1 t - 1 t - 1t - 2 t - 3 t - 4 t - 7 t - 8t - 9 t - 3 t - 6 t - 7 G D P = 0 . 0 0 3 5 E C - 0 . 0 0 5 0 G D P + 1 1 5 3 0 . 0 3 - 2 8 0 . 5 2 t - 0 . 2 2 E C ) + 0 . 1 3 G D P 1 6 G D P + 0 . 1 3 G D P 0 . 0 8 G D P 0 . 1 1 G D P 0 . 0 9 G D 0 0 4 G D P 0 . 0 6 E C - 0 . 0 0 5 E C - 0 . 0 0 2 （南京财经大学本科毕业论文（设计） 11 为此，本文建立了格兰杰因果关系检验，考虑了来两个变量间在实践上有先导一滞后关系时，能否从统计上考察这种关系是单向还是双向的。 i t - i i t - i 1 1 i = 1G D P = E C + G D P + u（ 5） i t - i i t - i 2 1 i = 1E C = G D P + E C + u（ 6） 可能存在四种检验结果： （ 1） 现为 式 （ 5） 式 （ 6） （ 2） 现为 式 （ 6） 式 （ 5） 数整体为零； （ 3） 现为 （ 4） 现为 表 3 格兰杰因果关系检验结果 从表 3可以看出，在 10%的显著性水平下，拒绝“ 格兰杰原因”的假设，而不拒绝“能源消费不是 因”的假设。即经济增长将带动能源消费总量的增加，国内生产总值可以预测能源消费总量。从反面可以说明，能源的减少并不会导致经济衰退，因此节能减排是必行之路。 三 、结论 通过上述模型分析可以得出以下结论： （一）国内生产总 值 与能源消费总量之间存在着二阶协整关系，即存在着长期均衡关系，虽然短期有可能不均衡，但是如果变量能源消费总量在某时期受到干扰后偏离长期均衡点，则均衡机制将会在下一期进行调整以使其重新回到均衡状态。也就是说国内滞后阶数： 2 原假设： 样本量 能源消费不是 29 京财经大学本科毕业论文（设计） 12 生产总值与能源消费总量之间存在相互关系，两者的协整检验也是区别真实回归和虚假回归的有效 方法。 （二）从上述可以看出过内生产总值与能源消费总量是非平稳的，如果直接进行建模忽视非平稳变量信息的弱点，会使建模的估计结果毫无意义，而误差修正模型修正了非平稳性与虚假回归的问题，使检验结果有意义。误差修正项t - 1 t - 1G D P + 1 1 5 3 0 . 0 3 - 0 . 2 2 E 为 0 =,符合反向修正机制。当 （三）由 国内生产与能源消费总量存在单向因果关系，经济增长是能源消费总量增加的格兰杰原因，即经济的快速增长会导致能源消费的增加，为了建设和谐社会，实现经济的可持续发展，改变能源结构控制经济的过快增长是必行之路。 四 、政策及建议 为了经济的持续发展，能源消费总量的增加是必不可少的，但是怎样利用能源，利用怎样的能源，各行各业因如何节能减排，都是我们应该注重的问题。 （一） 优化能源结构 16。首先，要不断优化一次能源供应结构。要做到适当降低煤炭一次能源供应总量的比重，提高石油、天然气、水电、核能、可再生资源的比重，尤其是天然 气和可再生资源，因为他们是我国经济可持续的重要基础，而且是实现节能减排的基础，我国绿色 依据。其次，要做到不断促进终端能源消费结构的优质化。做到这点是为了提高我国能源利用效率，有上文可以知道我国能源利用效率低下，不仅浪费了能源而且严重污染环境，虽然我国是能源大国但是人均资源缺乏，也是能源匮乏大国。不断增加终端能源消费总量中优质能源的比重，是提高终端能源使用效率和经济竞争力，满足人民群众生活的有效途径。最后，建立有助于实现能与结构调整和可持续发展体系的价格体系，实现资源市场化，改革价格形成机制。这样做， 有利于形成有效竞争的能源产品采取市场定价，促使能源的广泛流通。 （二） 清洁能源。环境是人类生活的物质基础，今年来各国环境日益恶化，气候反南京财经大学本科毕业论文（设计） 13 复无常，温室效应越来越明显 ， 为保护我们共同的家 地球，我们必须在煤炭、石油等不可再生的能源基础上多开发一些清洁能源，如水能、热能、风能等。例如水能，我国是完全可以做到充分开发水能资源的，因为我国河流、湖泊众多，是世界上水资源最丰富的国家之一。根据 2001中国水力最新普查结果 17，我国水能资源理论蕴藏量为 千瓦，居世界第一位，其中可开发水电装机容量为 千瓦。 （三） 改革能源开发与利用技术。为此，我国必须加强对国际能源领域先进技术成果吸收，尽快建立完善配套的用户支持服务体系，帮助用户了解煤炭燃烧过程的机制，提供从煤炭利用到环境治理的多种技术。因为企业基本上是能源利用的大户，加强了企业的能源利用效率与能源利用技术，那么我国的能源利用效率必将提升。我国长期