【毕业学位论文】（Word原稿）我国能源消费与经济发展的关系分析-统计学

目 录 摘要 . 1 关键词 . 1 . 1 . 1 一、选题背景和研究意义 . 2 （一）选题背景 . 2 （二）研 究意义 . 2 二、国内外学者关于能源消费与经济增长关系 的研究 . 2 三、主要研究方法及数据来源 . 4 （一）序列之间的协整性分析及其检 验方法 . 5 （二）序列之间因果关系分析及其检验方法 . 6 （三）数据来源及预处理 . 6 四、数据分析及实证结果 . 8 （一）单位根检验 . 8 （二）协整检验 . 8 （三）误差修正模型（ . 10 （四）因果关系检验 . 10 五、结论、建议与本文不足之处 . 11 （一）本文实证结论 . 11 （二）一些建议 . 12 参考文献 . 14 致谢 . 16 南京财经大学本科毕业论文（设计） 1 我国能源消费与经济发展的关系分析 摘要 ：能源消费与经济增长的关系非常密切。本文利用单位根方法检验了对数处理后的我国 能源消费量和 平稳性，利用协整理论检验了对数处理后的能源消费与 间的协整性，并且建立了 型。研究结果表明，我国能源消费与 间存在协整关系，同时还有双向的 此基础上，提出了中国经济增长与能源消费在短期和长期中的建议。中国在制订能源政策时既要考虑对经济增长目标的冲击 ,同时也要充分估计能源供应压力的严重性和紧迫性。 关键词： 能源消费，经济增长，协整性分析， 果关系 is We to of of in We in CM to DP 953 010,is DP On in in to to 南京财经大学本科毕业论文（设计） 2 一、选题背景和研究意义 （一）选题背景 改革开放以来，我国工业化、城镇化进程不断加快，国民经济持续增长，取得了令世人瞩目的伟大成就。然而，一个不容忽视的事实是：长期以来我国工业化进程与经济发展走的是一条依靠高投入、高消耗实现高增长率和大规模生产的粗放型增长道路。以煤炭为主的能源消费结构加剧了对环境的污染和破坏。环境污染除了造成能源本身过分耗竭外，也在相当程度上抵消经济增长所带来的效益。在全球温室气体减排的压力下，包括中国在内的每个国家都面临着能源战略和能源政策的调整。我国的能源与经济的发展问题已经不只是与环 境安全和生态安全有关，也与经济安全和社会安全有关。能源的消耗不仅要考虑对经济增长的影响，还要考虑对国内民生和国际社会的责任，作为大国，应该担负起全球使命，真正走出一条可持续发展的道路。 （二）研究意义 基于以上背景，本文以经济增长和能源消费为研究对象，如何在能源消费下降的情况下实现经济增长？如何制定能源政策？如何转变经济发展方式？新的发展阶段，中国能源强度的下降趋势能否继续？中国政府制订的增长目标将会对能源需求形成怎样的推动？控制能源消费会不会对中国经济增长目标造成冲击？本文的研究结论可以为这些问题的解决提 供一些可供借鉴的途径。 二、国内外学者关于能源消费与经济增长关系的研究 在这一研究领域做出开创性工作的是 1978），他运用美国 1947 究结果表明仅存在 能源消费的单向因果关系，当使用更短的样本区间时，不能得出类似的结论。这意味着样本区间 南京财经大学本科毕业论文（设计） 3 的选择可能会影响实证结果。 1985）使用美国、英国、波兰、韩国以及菲律宾等国的数据发现： 能源消费之间不存在因果关系的国家有美国、英国和波兰。存在 能源消费方向因果关系 的国家是韩国，而菲律宾则存在相反的因果关系。这表明各个国家的能源消耗与经济增长的关系是不同的。 对此问题我国学者也进行了大量的研究。林伯强（ 2001）运用协整和误差修正模型研究了中国能源需求的决定因素。结果表明能源总消费与 间存在长期均衡关系。研究还发现，与其他国家相比，中国能源需求的收入弹性较低，而价格弹性较高。用来反映能源需求的短期行为的误差修正模型不仅拟合效果和稳定性非常良好，而且预测效果也非常好。韩智勇、魏一鸣、焦建玲、范英、张九天（ 2004）进行了 1978中国能源消费与经济增长的 协整性和因果关系的研究，研究表明中国能源消费与经济增长之间存在双向的因果关系，但不具有长期的协整性。基于其研究结论提出建议：中国制订能源政策时既要考虑对经济的冲击，同时也要充分估计能源供应的严重性和紧迫性；马宏伟等（ 2010）研究了能源消费与产业发展的协整性与因果关系，表明能源消费与第一产业、第三产业之间存在协整关系，但是和第二产业之间不存在长期的均衡关系，同时，只存在从三大产业到能源消费的单向 果关系，没有双向的因果关系。说明我国目前的产业结构并不是能源依赖性体系，节能政策的实施对经济的影响 很小。研究同时表明我国正处于工业水平努力提高阶段，从能源消费和节约能源出发应加大产业调整尤其是第二产业内部的结构性调整力度，转向低能耗产品，同时也加快发展落后的第一产业，大力优先发展能耗比较低的第三产业。 宋美等（ 2010）构建了我国经济增长质量评价指标体系，同时利用了因子分析简化指标体系并进一步得到从经济增长质量到能源消费总量存在着单向因果关系，即能源消耗量的增长不是经济增长质量提高的原因，仅仅靠增加能源的消耗来推动经济的增长是不可行的。 赵进文、范继涛（ 2007）运用非线性模型技术研究我国能源消费与经济 增长之间依从关系，并得出以下结论：（ l）我国经济增长对能源消费的影响具有非线性特征。（ 2） 南京财经大学本科毕业论文（设计） 4 我国经济增长对能源消费的影响具有非对称性。当 长绝对下降时，能源消费比有更快的下降速度；当 长率小于一个特定量时，经济增长对能源消费的影响相对稳定，当 长率超过该特定量时，能源消费较 更快的增长速度，经济增长完全以能源的高消耗为代价。因此，应尽可能地避免经济的负增长和超高速增长。（ 3）我国经济增长和能源消费的关系具有非常明显的阶段特征。在 1956间，有明显的非线性关系；在 1977间，则有明显的线性关系。 于焕峰（ 2010）在稳定性检验和协整检验的基础上，通过 果关系检验，分析了我国 1953 2007 年能源消费与经济增长之间的动态关系，结果表明 :存在着从能源消费到经济增长的单向因果关系。说明我国经济增长对能源消费的依赖性较强。张洪胜等（ 2010）运用协整检验和 果关系检验分析了 1979中国经济增长与能源消费之间的关系，研究表明我国经济增长与能源消费之间不存在长期稳定的协整关系，经济增长与能源消费之间存在单向的 果关 系。唐晓琪等（ 2009）对1984我国能源消费总量和 产业能源消费量和各产业增加值的增长关系进行研究，利用协整检验和 果关系检验对其关系进行实证分析，结果表明：中国能源消费和 间存在协整关系且主要通过第二产业体现，能源消费与经济增长同时还具有双向的因果关系。 三、主要研究方法及数据来源 美国学者 1982）在其研究中曾指出，多数的宏观经济时间序列都是不稳定的，而 1989）的研究则表明因果性检验对序列的稳定性非常敏 感。因此，作为分析的第一步，要对能源消费和 时间序列进行平稳性检验。 平稳时间序列有两种定义，根据限制条件的严格程度，分为严平稳时间序列和宽平稳时间序列。所谓严平稳就是一种条件比较苛刻的平稳性定义，它认为只有当序列所有的统计性质都不会随着时间的推移而发生变化时，该序列才能被认为平稳。而我们知道， 南京财经大学本科毕业论文（设计） 5 随机变量族的统计性质完全由其联合概率分布族决定，所以严平稳的定义如下：设 一时间序列，对任意正整数 m， 任取 ,., 21，对任意 整数 ，有 ).,().,( 21. .,21. ., 2121 则称时间序列 严平稳时间序列。实际应用中，很多情况并不要求序列所有的阶矩都有平稳性，而只要求一、二阶矩具有平稳性，这种情况称为弱平稳序列，它是指时间序列 足如下三个条件： : （ 1）任取 ，有 2 ； （ 2）任取 ,有 为常数； （ 3）任取 t， s， k T，且 k+T，有 )()( kt,s ， 其中 )(t,s 表示序列的自协方差函数；则称 平稳时间序列 。如果序列的二阶矩存在，则严平稳序列必然是弱平稳序列，而弱平稳序列一般不为严平稳序列。对于正态过程，严平稳与弱平稳是等价的。如果时间序列的统计特征随时间而变化，则称该序列是非平稳的。 利用 验方法对序列进行单位根检验来判断其平稳性。即对回归方程： 11)1( 的 系数 进行检验，在这种检验方法中原假设是 : =1，序列是不平稳的；备择假设则是 : 1，序列是平稳的。 （一）序列之间的协整性分析及其检验方法 如果一个序列非平稳，但其一阶差分是平稳的，则称此序列为一阶单整序列，记)1(I 。类似地，如果其必须经过 d 次差分后才能平稳，则此序列为 d 阶单整序列，记为)(根据 1978 年提出的协整理论，对于两个都是随机波动的变量序列，如果这两个序列的某个线性组合是稳定的，则称这两个序列为协整的。两个序列具有相同的单整阶数，是序列之间具有协性的必要条 件。如果已经判断两个序列其都是 d 阶单整序列，则可以利用对回归方程 的残差t是否平稳的检验来判断果检验结果表明残差t是非平稳的，则 南京财经大学本科毕业论文（设计） 6 任意一个线性组合都是非平稳的，则可以认为它们之间不存在协整关系。反之，如果检验结果表明t是平稳的，则可以认为 （二）序列之间因果关系分析及其检验方法 在研究中，我们采用 果关系检验方法来判断这种因果性。 为如果两个变量之间存在因果关系，那么原因应该先发生，结果在原因之后。 例如，增加能源投入促进了经济发展，那么通过能源投入的变化当然可以更好的预测 变化。因此 为反过来也成立，即先发生的事情，并且可以提高后发生事情的预测精度的话，就认为先发生的是后发生的事情的原因。所以， 为他定义的因果关系与日常使用的含义相同。 果关系检验的思路是 :如果两个经济变量 x 与 y，在同时包含过去 x 与 y 信息的条件下，对 y 的预测效果比只单独由 y 的过去信息对 y 的预测效果更好，即变量 认为 具体方 法是对两变量回归模型 : 110 110中的i=0（ i=1， 2， m） 进行检验，这个假设实际上等同于“ x 不是引起 y 变化的原因”。如果拒绝了i=0（ i=1， 2， m） 的原假设，则我们就拒绝“ x 不是引起 假设，从而认为存在从 x 对 y 的 果关系。同样我们可以对j=0（ j=1， 2， m） 进行检验，从而判断是否存在从 y 对 x 的 果关系。 （三）数据来源及预处理 由于缺乏相关指标的月度和季度数据，本文选用年度数据进行分析，研究所用数据均来自中经网统计数据库。大多数学者对中国能源消费与经济增长率的关系进行研 究时，以 1978 年以后的时间序列数据与面板数据来研究二者之间的关系，但这很难反映 南京财经大学本科毕业论文（设计） 7 我国能源消费的全部特征，如 1958 年，以全民大炼钢铁、工业大跃进为特征的能源大开发，不仅使资源配置低效率，没有有效地促进经济增长，而且造成了能源的巨大浪费。所以，本文采用 1953的能源消费总量与 时间序列数据来进行分析。能源消费总量是个实物指标，按照发电煤耗计算法 1求的，单位为万吨标准煤 2。 据为以 1952 年为基期的不变价格计算所得，单位为亿元人民币。由于数据的自然对数变换不改变变量原来的关系，并能使趋势 线性化，消除时间序列中可能存在的异方差现象，因此，对两个变量同时取对数， 表取对数后的 据， 表取对数后的能源消费总量。本文所有分析结果都是借助 成。由图 1 可以看出，我国 是两序列之间存在很明显的长期关系。本文运用协整理论和 果关系检验对数据进行分析。 图 1 1953中国能源消费与经济增长趋势 1 发电煤耗计算法：标准煤亦称煤当量，具有统一的热值标准。我国规定每千克标准煤的热值为 7000千卡。将不同品种、不同含量的能源按各自不同的热值换算成每千克热值为 7000 千卡的标准煤。 2 标准煤：每发一度电所消费的标准煤量（折合成发热量为 G 的煤）。 6 7 8 9 10 11 12 13 55 60 65 70 75 80 85 90 95 00 05 10 南京财经大学本科毕业论文（设计） 8 四、数 据分析及实证结果 （一）单位根检验 首先对两个序列进行单位根检验。对两个序列的原序列、一阶差分序列分别进行单位根检验，滞后阶数通过 则来确定如表 1，根据 则确定两个序列的滞后期数都是 7。表 2 的单位根检验结果表明： 列都是一阶单整序列。 表 1 单位根检验滞后期与对应的 滞后期 序列 0 1 2 3 4 5 6 7 2 单位根检验结果 序列 验值 5%显著水平 1%显著水平 判断结论 平稳 稳 平稳 稳 注：本表单位根检验的临界值均是 整检验临界值。 （二）协整检验 因为 个序列都是一阶单整序列，所以进一步可以进行协整性 检验。利用 两个序列进行回归得到回归方程为： 南京财经大学本科毕业论文（设计） 9 2R = F= 2 协整方程的拟合效果和残差 F 检验表明回归方程是显著的， t 检验表明当期 影响是显著的。从拟合图看出整个拟合效果还是比较好的。模型自变量的回归系数 明在其他条件不变的情况下， 增加一单位， 应的增加 位。 由于从残差图看来很有可能有异方差的情况存在，所以对回归残差同时进行 ： 检验结果都表明在显著性水平为 协 整的，这说明在 显著性水平下 间存在长期的均衡关系。 表 3 回归残差 的 验结果 1%临界值 5%临界值 10%临界值 p 值 P 检验 1%临界值 5%临界值 10%临界值 p 值 0. 8- 0. 40. 00. 40. 81. 2468101255 60 65 70 75 80 85 90 95 00 05 10R e s i d u a l A c t u a l F i t t e d 南京财经大学本科毕业论文（设计） 10 （三）误差修正模型（ 前面的 协整检验表明 间存在长期的均衡关系，下面本文用 型分析两序列之间的短期波动关系。根据 理论，从滞后阶数为 2 开始，逐步剔除不显著的变量和滞后量，拟合出以下 型： 1211 0 3 1 1 3 2 5 C ML n yL n yL n xL n xL n y（ （ （ （ （ 2R = 在 型中 应的系数的 t 检验的 p 值是 显著性是 情况下，我们可以认为误差修正项对当期是有影响的。根据图 3 所示的拟合结果。模型还是比较理想的。从误差修正模型看， 间的短期动态均衡关系是， 期 内每变动一个单位， 方向的变动 单位。 图 3 型的实际值、拟合值与残差 （四）因果关系检验 间的协整关系表明两者之间存在一定因果关系。至于是什么关系，我- . 10- . 05. 00. 05. 10. 15- . 4- . 5 70 75 80 85 90 95 00 05 10R e s i d u a l A c t u a l F i t t e d 南京财经大学本科毕业论文（设计） 11 们需要使用 果检验来判断。根据前面的 阶准则确定滞后阶数为 7。检验结果如表 4 所示。由 果检验结果可以看出，在 显著性水平下，拒绝是 原因的假 设。同时也拒绝 是 原因的假设。可以认为 间存在双向的因果关系。能源消费和 间存在双向因果关系说明，经济增长对能源具有强烈的依赖性，能源短缺会对经济增长带来严重的负面影响；经济快速发展将会刺激能源需求的。表明我国的经济增长仍然处于依赖增大能源消费数量的阶段。 表 4 果关系检验结果 原假设 F 统计量 p 值 结论 =是 因 绝原假设 是 因 绝原假设 五、结论、建议与本文不足之处 （一）本文实证结论 （ 1）在 1953 年到 2010 年间，中国能源消费和 个序列经过取对数后 的序列存在长期的协整关系。 （ 2）从短期误差修正模型来看，能源消费取对数后的序列的波动与滞后一期的波动成正向关系，短期中对数处理后的 据每增加一个百分点将带动 百分点的对数处理后的能源消费增加。同时 于长期均衡方程中的 明短期的波动比长期的波动对能源消费的影响要小。从 型中可以看，误差修正项的系数小于零，说明误差修正模型是一个负反馈机制。 （ 3）能源消费和 间存在双向因果关系：一方面，经济增长对能源具有强烈的依赖性，能源短缺会对经济增长带来严重的负面影 响；另一方面，经济的快速发展将会刺激能源需求的。表明我国的经济增长仍然处于依赖增大能源消费数量的阶段。 南京财经大学本科毕业论文（设计） 12 （二）一些建议 针对以上结论，对中国经济增长和能源消费提出以下建议： （ 1）必须充分认识中国未来的发展有巨大的能源需求 中国正处于高速发展阶段，历史表明，任何国家在走向工业化阶段的初始阶段，都有一个高耗能发展阶段。中国的工业化是十几亿人的工业化，中国不可能在短期内跨越工业化阶段，跨越重工业化阶段，中国必定出现一个较长的高耗能时期。 对于中国发展的未来，包括中国能源发展的未来，很难做出令人信服的科学的估计。在能源问题上，我们必须将未来需求估计的更为严峻一些、紧迫一些，才能立于不败之地。短期中应加大节能减排力度，逐步转变经济增长方式，逐步实现经济增长方式由粗放型向集约型的转变。降低经济增长对资源的依赖，大力开发可替代能源，确保能源的供给，保持经济平稳持续发展。对于耗能大而产出低的企业应该叫停整顿、淘汰。长期来看，技术进步是经济增长最终推动力。 （ 2）发挥市场调节能源配置的功能 市场对稀缺资源具有天然的配置功能，市场价格很好的表明商品的稀缺程度，促使消费者改变消费行为实现资源的最优配置。我国应该逐步将能源价格与国 际接轨，实现能源价格的市场定价。 （ 3）积极、慎重、适当部署未来后续能源技术储备 我们必须挑选有巨大经济效益、有发展前景的能源技术，作为未来的、待发展的后续能源。比如发展和抽水储能相结合的波浪能、潮汐能发电站；发展廉价而高效的储氢技术、氢燃料电池；开发石油的一些补充和替代能源技术。 （ 4）建立全国性的能源领导机构 能源是涉及全局的持续发展的产业。必须尽早建立全面领导全国能源规划、研发、示范、基地建设、产业发展、能源供应与节能工作的全国统一协调的管理机制和机构。在今后要反复滚动地进行能源战略研究，为能源可持续 发展体系的建立提供科学正确的 南京财经大学本科毕业论文（设计） 13 指导。 本文只考虑由指定的两个变量组成的简单经济系统。如果深入研究，多变量复杂系统的协整关系和因果关系将是主要内容。 南京财经大学本科毕业论文（设计） 14 参考文献 1 W J， by J, 1969, 37: 424 438 . 2 , ， On J . 1978,3: 401 403 . 3 Y， A on DP J2000,22: 309 317 . 4 S， W， An of J . 1997,19:435 444 . 5 R, I， in J 982, 10: