能源消耗与GDP增长之间的关系研究

1、内蒙古自治区经济发展与能源消耗的关系研究 -基于时间序列的分析摘要：自改革开放以来，内蒙古自治区能源消耗对整个省份的经济发展起着重大的支撑作用。与此同时经济的飞速发展也带动着能源消费的快速增长。通过对全省能源消费与 GDP 增长的相互关系研究，我们发现，内蒙古自治区GDP增长与能源消耗之间存在着单向的因果关系；单位GDP能耗逐年下降；原煤在内蒙古自治区能源消耗中占有举足轻重的地位，据此提出了协调能源消费与经济发展的政策建议。关键词：GDP增长；能源消耗；内蒙古自治区一、引言 内蒙古自治区是我国能源生产和消费大省，具有丰富的煤、石油、天然气资源，并且风能、太阳能、生物能等新能源的前景也十分乐观。

2、虽然内蒙古自治区存在着丰富多样的能源构成，但长期以来，内蒙古自治区的能源生产和消费结构却一直是以煤炭为主，由此导致了低效高耗的能源利用方式和突出的生态环境问题，这对内蒙古自治区的可持续发展是极为不利的。自改革开放以来，内蒙古自治区的GDP总额保持着高速稳定的增长，GDP总量从1978年的58.04亿元上涨达到2010年的11672亿元，上涨幅度达11613.96亿元。但与此同时，内蒙古自治区的能源消耗情况却呈现出了高消耗和利用率不足等特点。以2009年数据为例，内蒙古自治区单位GDP能耗与单位GDP电耗分别为：2.01吨标准煤/万元、1686.72千瓦小时/万元，在全国各省单位能耗比较中均高于

3、各省份平均水平。因此，我们有必要针对GDP增长与能源消耗之间的关系进行研究。现今大多数研究都以整个国家的能耗情况做为研究对象，但由于我国幅员辽阔，自然资源丰富，所以单纯的从整个国家的角度进行分析并不能很好的体现出每个省市的个体性。所以我认为有必要针对内蒙古自治区的实际情况进行深入细致的分析，针对它独特的能源消耗情况和经济增长情况得出适用于此省的政策建议。从2002年开始，内蒙古自治区主要消耗的能源从原本的三种增加至四种，分别为：原煤、原油、天然气和水电。鉴于此，本文从2002年开始对内蒙古自治区GDP增长与能源消耗之间的关系进行分析。二、内蒙古自治区能源消耗与GDP增长关系的分析1.定性分析（

4、1）GDP增长与各能源消耗情况从2002年到2010年间，内蒙古自治区实际GDP一直处于稳定增长状态（以2002年为基期，即2002年实际GDP为100）。自2002年到2010年，实际GDP平均增长速度一直维持在28.2%左右，增速平稳。其中，2008年较2007年相比实际GDP增长速度同比增加4.9%，略高于其他年度。在能源消耗方面，第一，原煤的消耗量在2002年到2010年间处于匀速增长的状态，增长态势稳定，增长速度较快，引起这种变化的主要原因是由于原煤一直以来都是内蒙古自治区最主要的消耗能源；第二，原油和水电的消耗量整体上处于稳定增长状态，且波动幅度不大，这主要是因为在内蒙古自治区内，

5、各种能源储备量中原油和水电的数量远小于原煤，而且对于原油和水电的开采及转化需要更多的物质支持，所以多年来原油和水电的消耗量一直维持在较低的水平且没有大幅度的波动；第三，作为内蒙古自治区的新兴能源，天然气直到2002年才被列为主要的消耗能源，所以天然气的消耗数量自2002年起一直处于上升状态，从2002年的259.506万吨，上涨到2010年的57025.63万吨。图1:2002年到2010年内蒙古自治区实际GDP总量增长情况（数据来源：内蒙古自治区统计局网站图2:2002年到2010年原煤、原油、天然气、水电的消耗情况（数据来源：内蒙古自治区统计局网站（2）单位GDP能源消耗情况单位GDP能耗

6、（吨/万元）是反映能源消费水平和节能降耗状况的主要指标，由一次能源供应总量与国内生产总值(GDP)的比率计算得出，是衡量能源利用效率的指标。所以，本文针对内蒙古自治区的单位GDP能耗进行详细的分析，以得到整个自治区内能源的利用效率。从总量上看，内蒙古自治区GDP总量与能源消耗情况都呈现出快速增长的态势，但是从单位GDP能源消耗（吨/万元）情况来看，从2002年到2004年间，单位GDP能耗（吨/万元）基本稳定，自2004年至2008年间下降趋势明显，下降速度较快，2008年至今单位GDP能耗（吨/万元）虽也成下降趋势但下降幅度小于2004年至2008年间。由于这一指标是说明经济活动中对能源利用

7、程度的指标，所以从数据和图表中可以看出自2002年至2004年间内蒙古自治区能源消耗效率较低，从2004年开始本省对一次能源的利用效率有所增加，且增加幅度明显，自2008年以后能源利用效率虽有所增加但增幅明显低于前四年，这主要是因为从2004年起内蒙古自治区为了达到能源效率的提高，引进了先进的设备，与此同时进行了大规模的企业合并。这一举措极大地促进了本省的经济发展和能源消耗效率的提高。但由于设备的逐渐老化，以及规模经济等情况的影响，企业合并等举措的效果渐渐步入瓶颈，导致近年来本省经济消耗效率增长幅度有所下降。图3：2002年到2010年内蒙古自治区万元GDP能源消耗（吨/万元）情况（数据来源：

8、内蒙古自治区统计局网站2.变量选取及说明 根据本文研究的主要内容，需分析GDP增长与各个能源之间的消耗情况，所以本文选取的变量分别为：（1）国内生产总值（GDP），它是用来描述一定时期内，一个国家或地区经济发展过程中所产出的全部最终产品和劳务的价值；（2）原煤每年的消耗总量记做COAL；（3）原油每年的消耗总量记做OIL；（4）天然气每年的消耗总量记做GAS；（5）水电每年的消耗总量记做HP。首先，GDP指标为了剔除价格因素的影响本文以2002年为基期（2002年GDP=100），相应的调整2002年到2010年的实际GDP总量。其次，为了消除异方差的影响下文的实证分析中分别对实际GDP、CO

9、AL、OIL、GAS、HP这五个指标取对数，分别取对数记为LNGDP、LNCOAL、LNOIL、LNGAS、LNHP。3定量分析（1）单位根检验。由于本文选取的数据均为时间序列数据，因此，首先需要对数据进行单位根检验，以确定检验数据是否平稳，若数据不平稳，则需进一步检验数据在一阶、二阶条件下是否平稳。对数据进行单位根检验时主要有DF检验和ADF检验两种，本文采用ADF方法对上述数据进行单位根检验，检验结果如下表。表1 ADF单位根检验变量ADF值1%水平下临界值检验结果序列LNGDP-1.02533-4.582648有单位根非平稳LNCOAL-4.10265-4.803492有单位根非平稳LN

10、OIL-1.83358-4.582648有单位根非平稳LNGAS-0.75335-4.803492有单位根非平稳LNHP-4.50045-4.582648有单位根非平稳LNGDP-5.33288-4.582648无单位根平稳LNCOAL-5.51481-4.803492无单位根平稳LNOIL-6.22709-4.582648无单位根平稳LNGAS-5.43669-4.803492无单位根平稳LNHP-5.47265-4.803492无单位根平稳 由上表可以看出，以上五个变量的原序列均为非平稳时间序列数据，在1%的显著条件下均存在单位根，对上述五个变量进行一阶差分后，均为平稳数列、一阶单整序列。

11、所以在上述情况下对各变量进行回归后不会出现伪回归现象。（2）协整检验。当数据是同阶单整数据时，就可以对数据进行协整检验，以此来判断上述数据之间是否具有协整关系。如果存在协整关系，则可以对数据作回归分析以得出五组数据之间的长期均衡关系方程，但是当上述数据不具有协整关系时，则不能对数据作回归分析。 利用Eviews计量软件对五组数据进行协整检验，由于所列图表较多则不再一一列示。通过分析可以得知对LNGDP分别与LNCOAL、LNOIL、LNGAS、LNH-P进行的Johansen协整检验在5%的显著性水平下均存在唯一的长期协整关系，基于此便可以对数据进行回归分析，回归后不会出现伪回归现象。通过上述

12、LNGDP分别与LNCOAL、LNOIL、LNGAS、LNH-P进行的Johansen协整检验可知，上述四组数据在5%的显著性水平下均存在唯一的长期协整关系。（3）因果关系检验。对数据进行因果关系检验时，最常用的方法是格兰杰因果关系检验，所以，本文利用格兰杰因果检验方法对五组数据进行检验，检验结果如下表。表2 GDP与各能源的格兰杰因果检验F值P值原煤消耗不是GDP增长的格兰杰原因1.542620.7221GDP增长不是原煤消耗的格兰杰原因26.67930.0067原油消耗不是GDP增长的格兰杰原因0.415120.5545GDP增长不是原油消耗的格兰杰原因3.442260.0137天然气消耗

13、不是GDP增长的格兰杰原因0.054490.8269GDP增长不是天然气消耗的格兰杰原因0.624850.0473水电消耗不是GDP增长的格兰杰原因5.644240.7763GDP增长不是水电消耗的格兰杰原因10.25570.0328由格兰杰因果检验可知，在5%的显著性水平下，GDP与原煤、原油、天然气、水电消耗之间呈单向因果关系，即GDP增长是上述四种能源消耗增长的格兰杰原因，而这四种能源消耗增长均不是经济增长的格兰杰原因。这是由于，一方面，经济增长拉动能源消费快速增长的原因主要是因为本省近年来经济增长在很大程度上依赖于高耗能产业的增长带动。高耗能产业的高速增长必然导致能源消费量的大幅增加，

14、所以即出现了上述的分析结果。另一方面，能源消费的增长并不能导致经济的增长，虽然能源是一国经济发展的基础，但通过分析可以得知近年来我国在降低单位GDP能耗的同时，保持了经济的高速增长，这说明，经济增长的实现并不完全依靠能源消费的增加。这也表明可以不依靠建设大量高耗能产业来实现经济增长。这一结论对于节能政策的实施具有一定的经验分析支持，证实实施节能政策不会对我国的经济增长带来负面的影响。4.模型设定与回归分析（1）模型设定。根据上述分析可知，对GDP增长与能源消耗之间做回归分析时不会存在伪回归现象，所以下文中将分别对GDP增长和原煤、原油、天然气和水电之间的消耗关系做回归分析。根据以上描述，本文建

15、立GDP增长与不同能源消耗之间的关系方程式，即将GDP增长作为因变量，将不同能源的消耗情况作为自变量，即：LNGDP=C1+1LNCOAL1 LNGDP=C2+2LNOIL2LNGGDP=C3+3LNGAS+3LNGDP=C4+4LNHP+41、2、3、4为待估参数，1、2、3、4为干扰项。(2)回归分析。GDP增长与原煤之间的消耗关系，通过对上述第一个方程进行OLS估计得：LNGDP=-14.388+1.437LNCOALT=(-9.14) (12.66)R-squared=0.958147 DW=0.616从上述方程可以看出，由于DW值过小，所以方程存在自相关现象，为解决方程的自相关现象需

16、介入AR模型，以此来消除自相关。介入AR模型后的回归方程为：LNGDP=-20.8181.89LNCOAL+AR(1)=0.4836T=(-4.572)(5.922) (2.518)R-squared=0.987DW=1.782由拟合优度和DW的数值可以看出，此方程已经消除了自相关现象，即能较好地表示煤炭消耗与GDP增长之间的关系。GDP增长与原油之间的消耗关系。同理，由于GDP增长与原油之间的消耗关系也需要介入AR模型来消除自相关，回归方程如下：LNGDP=12.337+0.035LNOIL+AR(1)=0.969 T=(1.638) (0.707) (30.452)R-squared=0.

17、995 DW=2.153上述方程表示GDP增长与原油之间的消耗情况，根据上述分析可知方程能够较好地表示原油消耗与GDP之间的增长关系，DW值维持在2左右。GDP增长与天然气之间的消耗关系。同上述两种情况一样介入AR模型进行分析，回归方程如下即：LNGDP=9.552+0.0038LNGAS+AR(1)=0.947 AR(2)=-0.002T=(2.568) (0.205) (1.727) (-0.005)R-squared=0.993 DW=2.128上述方程的分析结果显示，能够较好地反映GDP增长与天然气之间的消耗情况。GDP增长与水电之间的消耗关系。通过对GDP增长与电力能源消耗之间的关系

18、分析可知，需借助AR模型进行分析，得到以下回归方程：LNGDP=8.171+0.0014LNHP+AR(1)=1.387 AR(2)=-0.437 T=(3.687) (0.197) (3.118) (-0.995)R-squared=0.998 DW=2.147通过上述对GDP增长与原煤、原油、天然气和水电消耗之间的分析可以得到以下结论：（1）由于AR模型的介入使得四个方程的R-squared较小且数值相差不大，同时DW值都维持在2左右，这可以说明以上四个方程都不存在自相关现象，且分析结果真实有效。（2）各个能源的消耗量与GDP增长量之间的系数均为正数，表明能源的消耗与GDP的增长是成正比的

19、，即内蒙古自治区的GDP增长中有一部分是由于能源的不断消耗而产生的，所以可以得出能源消耗对内蒙古自治区的经济增长起到一定程度的支撑作用。（3）从上述4个介入时间序列的回归方程中可以看出，四种能源的消耗对于GDP增长起到的作用是不同的。第一，原煤，原油，水电和天然气对于GDP增长的系数分别为：1.89、0.035、0.0038和0.0014，即现阶段由于原煤的消耗所带动的GDP增长量是最大的，其次分别为原油、天然气和水电，这可以说明从2002年起至今原煤一直是内蒙古自治区最主要的消耗能源。第二，结合上述定性分析可以得出，原油和水电近些年来的消耗数量差距不大，但从OLS分析结果中可以看出原油的消耗

20、对于GDP增长的带动作用略大于天然气所起到的作用，即消耗同等数量的原油和水电产生的经济增长值原油比水电要乐观；第三，虽然自2002年起天然气成为内蒙古自治区主要的消耗能源之一，而且在政府的大力倡导下天然气的消耗数量与日俱增，但是从回归方程中可以看出，天然气对于GDP增长的带动作用仅0.0038，并不能成为现今带动内蒙古自治区经济增长的有效能源。（4）从上述4个回归方程中可以看出，四个方程的截距中只有原煤对于GDP增长的截距为负，其余的三种能源的截距值均为正，分别为-20.818、8.171、12.337、9.552，即：从内蒙古自治区的各方面的情况考虑原煤为最主要的消耗能源，而对于GDP增长而

21、言一旦原煤被消耗殆尽，GDP将出现负增长的状态，这也表明在本省的能源消耗过程中过分的依赖原煤的消耗，原煤属于典型的不可再生资源，但近些年由于开采技术的不断进步致使原煤的开采量也逐年增加。原煤的不断消耗一方面势必将引起资源的枯竭和地质层的变化，进而导致更加严重的危险后果，另一方面原煤的燃烧也会对环境产生极大的污染。所以在未来的发展中我们一定要增加原煤的利用率同时找到更加合适的替代能源。三、结论及政策建议1.内蒙古自治区经济发展与能源消耗的现状以及存在的不足（1）根据格兰杰因果检验的结果可以看出，GDP增长不是原煤、原油、天然气和水电消耗的格兰杰原因的概率分别为：0.0067、0.0137、0.0

22、473和0.0328，由此可见GDP增长是上述四种能源消耗增长的格兰杰原因，而这四种能源消耗增长均不是经济增长的格兰杰原因。由此可以看出我省近年来的经济增长主要是依靠高能耗产业的带动，高能耗产业要想繁荣就必须依赖于大量的能源产出和消耗，而这种经济增长方式并不是一种长久的，客观的经济增长方式，所以对于目前的状况，我省必须做出更有效更具有持续性的改变。（2）新兴能源起步较晚，发展不够迅速，所以并不能从根本上带动内蒙古自治区的经济发展。从图2中，可以看出，我省新型能源起步较晚，在能源总体消耗上并没有达到有效的应用，同时根据定量分析方程中的回归系数可以看出，天然气和水电的回归系数分别为0.0038和0

23、.0014明显小于原煤和原油的回归系数，所以由此可以证明，就目前而言，我省新兴能源对于经济的带动不明显，发展较缓慢，所以要想有效地、具有可持续性的推动我省的经济发展就需要进一步的发展新兴能源，并将其逐步发展为主要的消耗能源。（3）原煤一直以来都是内蒙古自治区最主要的消耗能源，而其的产量却随着消耗的提高而岌岌可危。从图2和文中对于原煤的归回方程中均可看出，原煤在十几年来一直是我省最主要的消耗能源，其对于经济增长的带动作用是具有显著性的。就本文回归系数而言，原煤的回归系数为1.89远超其余各种能源的2到5倍。但是，由于原煤是一种不可再生资源，且在燃烧过程中产生大量的污染物，所以将其作为带动经济增长

24、最主要的能源是即缺乏环保意识又缺乏可持续性的选择。2.就我省目前经济发展与能源消耗之间的关系提出的以下意见与建议（1）加大产业结构调整力度，逐渐转变经济增长方式内蒙古自治区产业的结构格局比较落后，仍为“二、三、一”类型，很多对于GDP增长起到带动左右的产业都属于高能耗、高排放产业，因此为了降低能耗，内蒙古应大力优化产业结构，发展一些能耗较低、污染较少的第三产业，以知识、技术和人才为着重点，着力发展新兴技术产业，提升第三产业在国民经济中所占的比重，使经济增长从过于依赖第二产业特别是重工业，逐渐转变向主要依靠第三产业发展。同时，内蒙古必须转变经济增长方式，改变对传统能源、资源的利用开发方式，鼓励发

25、展环保型产业，对于此类产业应加大政府扶持力度，逐渐转变为节能型、高附加值的经济增长方式。（2）提高能源利用效率，加快可再生能源的开发内蒙古自治区目前正处于经济快速发展的阶段，在这一过程中必然伴随着对基础设施建设等方面的大量需求，这又会转变为对原煤，原油，天然气等高耗能产业的需求，因此在保证经济快速增长不受影响的同时，要减少对不可再生能源的消耗，只有这样才能真正的保持经济的可持续发展。首先，需要提高对于高耗能产业的能源利用效率，使不可再生能源得到充分的利用；其次，要加快发展可再生能源以此来替代不可再生能源，如风能、太阳能、生物能等等，在节约不可再生能源的同时，降低能源消耗对环境的污染。（3）确定“绿色GDP”的核算制度，实现经济的可持续发展GDP的增长并不能反映出经济增长的过程中能源消耗所付出的代价，也不能反映能源和