江苏能源消费与经济增长的实证分析

1、目录中文摘要 1英文摘要 1一、引言 2二、国内外文献回顾 2三、协整性与因果关系的检验方法 3（一）序列的平稳性及其检验方法 3（二）序列之间的协整性分析及其检验方法4（三）序列之间因果关系分析及其检验方法4四、江苏经济增长与能源消费关系的实证分析 5（一）变量和数据的选择 5（二）江苏能源消费与经济增长序列的平稳性检验5（三）江苏能源消费与经济增长的协整性分析 7（四）江苏能源消费与经济增长的因果性分析 8五、结论及建议 9（一）结论 9（二）建议 9参考文献 11南京财经大学本科毕业论文（设计）江苏能源消费与经济增长的实证分析摘要：江苏是我国的经济大省，也是一个能源相对贫乏的省份，随着近

2、年来经济的快速 发展，能源供需逐年以较大幅度增加。江苏未来经济的增长与能源有着密切的关系。本 文通过采集1995-2007年的相关统计数据，运用协整性检验和因果性理论 ,对江苏省能 源经济的协整性和因果关系进行实证分析，结果显示江苏省能源消费与经济增长之间存在相互因果关系，而且也预示着能源节约也将是未来江苏经济总量增长的源泉。关键词：经济增长，能源消费，协整性，因果分析Abstract : Jiangsu province is one of the most developed district in China，however，it is comparatively deficient i

3、n energy resources.With the rapid growing of economy,its demandfor the energy is substantiallyincreasing year by year.Thedevelopme nt of its economy has a close relati on ship with the en ergy.Accordi ng to the releva nt econo mic datas from 1995 to 2007，we apply co-i ntegrati on testand Gran ger ca

4、usality test to an alyze the co-i ntegrati on relati on and the causality betwee n the economy and the en ergy con sumpti on in this papern the en d,we find that the mutual Gran ger causality betwee n them does exist.Further more,it also reveals that en ergy con servatio n is an importa nt way to ke

5、ep the grow ing of the Jia ngsu economy.Keywords: economy developme nt, en ergy con sumpti on, co-i ntegrati on relati on.Gran ger causality1南京财经大学本科毕业论文(设计)一、引言能源是人类生存和发展的重要物质基础。“十五”期间，江苏经济快速发展，居民 生活水平迅速提高，全省能源消费总量增长明显快于 GD戌曾长，单位地区生产总值(GDP 能耗有所上升，能源消费需求与能源生产供给的矛盾日趋突出。主要体现在：全省能源 消费总量大、增长快，第二、三产业和生活消

6、费能源大幅增加；一次能源生产量小、增 长慢，自给率持续下降；能源消费量与生产量不平衡，依靠省外调进能源解决需求。未来江苏省经济的发展会对能源需求形成怎样的推动，能源消费强度的下降和能源供需问题会不会对江苏省经济增长的目标形成冲突，都是江苏省经济发挥中关于能源经济需要考虑的重点。节能降耗关系到江苏社会经济发展的大局，加快产业结构尤其是工 业经济结构调整，大力推进技术进步和自主创新，着重抓好重点能耗行业和企业的节能， 是提高能源利用效率、完成“十一五”期间单位 GD能耗降低20%任务的关键举措。本文将按照协整性检验和因果性分析的方法，对江苏省能源经济的协整性和因果 关系进行研究，对解决能源经济矛盾

7、提供重要的现实意义。二、国内外文献回顾1978年,Kraft J和Kraft A在他们的能源经济研究中,首次发现了美国GD对能源消 费的因果关系o随后，能源经济之间因果关系的实证研究扩展到了英国、德国、意大利、加拿大、法国以及日本等发达国家2 o近年来，因果关系研究方法也逐渐被应用到亚洲国 家的能源消费与经济增长之间关系的研究中，Glasure和Lee(1997)利用Granger检验方 法发现了新加坡能源对GD的因果关系3 ,Yu和Choi(1985)在标准Gran ger检验方法的基 础上发现了韩国GD对能源消费的因果关系4,在A safu-A djaye(2000)基于协整性检验 和误差

8、修正模型的研究中，显示了印度和印度尼西亚两国能源消费对 GD的因果关系，以 及菲律宾和泰国两国能源消费和 GD之间的双向因果关系o Masih and Masih(1996)分 析了相关国家1955年-1990年的数据,结果显示马来西亚、新加坡、菲律宾的能源消费与 经济增长之间缺乏协整关系，在印度表现为从能源消费到经济增长的单向因果关系，在印度尼西亚表现为从经济增长到能源消费的单向因果关系，在巴基斯坦表现为双向因果关系。赵进文、范继涛在经济研究2007年第8期上撰文指出，学术界对经济增长与能 源消费二者之间关系的研究，主要以线性关系假设为前提，并未对这一假设是否合理进行严格的经济计量学检验。在

9、线性假设下，我国的能源消费同经济增长之间存在且仅存 在从能源消费到经济增长的单向格兰杰因果关系。能源消费对经济增长的单向格兰杰因 果关系表明，作为一种生产要素，能源投入的增加会带来产出的增加，即经济的增长， 但经济增长未必能引致能源消费的相应增加。在我国经济增长对能源消费的影响呈现出一种非线性的形式，而非“双向因果关系”中的线性影响形式，二者有本质的不同。国内学者林伯强研究了 GD和能源消费的均衡关系及能源消费的决定因素；韩智勇等9利用19782000年的数据,按照目前国际上通行的协整性检验和因果性分析的方法 ,对 中国能源经济的协整性和因果关系进行研究，得出我国GD与能源消费总量之间不存在

10、协整关系,但存在双向的Gran ger因果关系；马超群等10用19532003年的数据样本研 究了 GD和能源消费总量间的关系；倪铮等11则研究了石油消费总量与三大产业之间的 协整关系。本文利用最近时期江苏省能源消费总量与 GD的年度数据，运用协整理论和格兰杰 因果检验方法，得出结论：江苏省能源消费与经济增长之间存在相互因果关系，而且能 源节约也将是未来江苏经济总量增长的源泉。三、协整性与因果关系的检验方法多数的宏观经济实时间序列都是不平稳的，因此在对经济增长水平数据和能源消费 数据进行分析前，必须对原始数据的稳定性进行检验，保证可用结果满足实证分析前提。 而如果被处理数据之间存在协整关系，则

11、意味着能源消费与GD之间存在着一个长期稳定的比例关系。判断经济增长水平和能源消费的因果关系，有利于在制定能源与经济政 策时，充分考虑到两者之间的关系，作出正确的决策。(一) 序列的平稳性及其检验方法所谓序列的平稳性12是指一个序列的均值(Mean)、方差(Varianee)和自协方差 (Auto-covarianee)是否稳定。如果一个时间序列具有稳定的均值、 方差和自协方差，则 这个序列就是稳定的,否则就是非稳定的。美国学者Nelson与Plosser(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,Stock与Watson(1989)的研究则表明因 果性检验对序列的稳定性

12、非常敏感。因此，作为分析的第一步，要对能源消费和GD的时 间序列进行平稳性检验。由于实际的经济序列通常不会是一个简单的 AR(1)过程,所以我 们利用AD脸验方法对序列进行单位根检验来判断其平稳性。即对OLS回归方程：(1)p yt=(I) yt+7 j y+ ；t j 二中的系数进行检验,在这种检验方法中原假设是：=1,序列是不平稳的；对立假设则 是：1,序列是平稳的。(二) 序列之间的协整性分析及其检验方法如果一个序列是非平稳的，但其一阶差分是平稳的，则称此序列为一阶单整序列， 记为I (1)。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1(d)13。协整概念是

13、20世纪80年代由恩格尔(Engle)和格兰杰(Granger)提出的。协整 的基本思想认为，尽管两个或者两个以上的变量中每个都是非平稳的，但它们的线性组 合有可能相互抵消趋势项的影响，使该组合成为一个平稳的变量。协整理论为两个或两 个以上非平稳变量之间寻找均衡关系，以及用存在的协整关系的变量建立动态模型奠定 了理论基础。根据Engle和Granger在1978年提出的协整理论，对于两个都是随机游走的变量序列 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，是序列之间具有协整性的必要条件。如果已经判断两个序列xt和yt是非平稳的,但其都是d阶单整序列

14、,则可以利用对OLSt、整回归方程：xtyt+ t(2)的残差；t是否平稳的检验来判断Xt和yt的协整性。如果焉和yt不是协整的,则它们的任 意一个线性组合都是非平稳的，因此残差气也必然是非平稳的。因此,如果检验结果；t是 平稳的，则可以认为xt和yt之间存在协整关系(三) 序列之间因果关系分析及其检验方法在研究中,我们采用Gran ger因果关系检验方法来判断这种因果性。 Granger因果关 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与丫信息的条件下,对丫的 预测效果比只单独由丫的过去信息对丫的预测效果更好，即变量X有助于变量丫预测精 度的改善,则认为X对丫存在Granger

15、因果关系。具体方法是：对两变量回归模型：(3)mmyt =o+v 冷 yt/v :i 人_|+ ；ti =1i =15南京财经大学本科毕业论文（设计）Xt-0:- jXt+v :jy+ ；tj 4j J中的'i（i=1,2,m）=0进行检验,这个假设实际上等同于“X不是引起丫变化的原因” 如果拒绝了 ：i（i=1,2,m）=0的原假设,则我们就拒绝“ X不是引起丫变化的原因”的 假设,从而得出结论：X对丫存在Gran ger因果关系。同样我们可以对、（j=1,2,m）=0 进行检验,从而判断丫对X是否存在Gran ger因果关系网。对于多数不稳定的时间序列进行平稳性检验，运用单位根检验

16、是统计检验中普遍应 用的一种检验方法，数据只有在平稳性下才能准确的进行其他统计分析。协整检验是在 数据各自不平稳状态下建立线性组合，在非平稳变量之间寻找均衡关系，也是一种长期 的均衡关系。只有通过实际数据的协整分析才能找出各个变量之间是否存在希望的长期 均衡状态。在面对这种均衡时在选择分析各个变量所起到的作用时，需要格兰杰因果关 系检验来寻求变量之间是否存在因果，单向因果或者互为因果，因为这些有利于在分析 解决能源消费与经济增长之间矛盾时提出相应的正确的有依据的决策。四、江苏经济增长与能源消费关系的实证分析（一）变量和数据的选择本文选取了 1995-2007年的江苏省的能源消费（ENR）作为因

17、变量，单位为万吨标准煤, 江苏省国内生产总值（GDP作为自变量，单位为亿元人民币。其中，由于统计年鉴上的GDP 数据是基于当年价格计算的，为了使数据具有可比性，本文中使用的GD为按可比价格 换算得出的数据。有关GD可比价格和能源消费量的数据均来自江苏省统计年鉴。 为了消除变量存在异方差,我们对能源消费量（用EN表示）与经济增长（用处理后的GDP） 作对数化处理,分别记为LENR口LGDP回归与检验的计算过程是借助计量经济软件Eviews 3.1 完成的。（二）江苏能源消费与经济增长序列的平稳性检验数据资料主要来源于历年江苏省统计年鉴中的 GDPS及能源消费总量，用统计 软件进行实行分析前，对各

18、值取对值来消除数据的异方差性，见表1。表1 1995-2007年GDP口能源消费总量表时间GDP能源消费总量LNGDPLNENR19955155.256393.948.5477718.76310619966004.216433.948.7002168.76934219976680.346929.3298.8069248.84351819987199.957618.578.8818298.93834419997697.827778.5728.9486928.95912820008553.698612.439.0541189.06096220019456.848881.419.1544949.09

19、1716200210606.859608.69.2692559.170414200312442.8711060.689.4289039.311152200415003.6013651.699.6160459.521619200518305.6616895.399.8149669.734796200621645.0818742.199.9825339.838532200725741.1520604.4310.155859.933261资料来源：1995-2007年江苏省统计年鉴，中国统计出版社出版在应用协整等理论进行分析时，首先需要检验被分析序列变量是否平稳，即是否具 有单位根。常用AD检验方法

20、来验证是否平稳，该方法可以通过对3个模型（模型1为不含 有常数项和时间趋势项，模型2含有常数项而没有趋势项，模型3含有常数项和趋势项）进 行检验,如果其中任何一个检验模型中ADF值大于麦金农临界值，则可以认为该序列没 有单位根,是平稳的序列。运用Eviews 3.1对LENR LGD的单位根检验结果可从表2反映 出来。由表2可知丄ENR和LGD的一阶差分都不平稳。在二阶差分的时候，LENR勺模型1中ADF勺绝对值为2.240913,2.240913 （表中标注*号值）,大于a=5%寸的临界值绝对值 1.9835,LGDP的模型1中ADF勺绝对值为2.282233（表中标注*号值）,也大于a=5

21、%寸的临 界值绝对值。所以这两个时间序列必须通过二阶差分后，才能达到显著性水平90%上的 平稳性。因此我们可以认为，两个时间序列LEN!和LGDP是 1（2）的单位根过程。7南京财经大学本科毕业论文（设计）表2能源消费总量(ENR)和GD的单位根检验模型ADF佥验临界值结论a=1%a=5%a=10%LENR一阶差分模型1-0.558324-2.8622-1.9791-1.6337不平稳模型2-1.558285-4.3260-3.2195-2.7557不平稳模型3-2.084996-5.2735-3.9948-3.4455不平稳LENR二阶差分模型1-2.240913 *-2.9075-1.98

22、35-1.6357平稳模型2-2.001450-4.4613-3.2695-2.7822不平稳模型3-1.840051-5.4776-4.0815-3.4901不平稳LGDP一阶差分模型10.335418-2.8622-1.9791-1.6337不平稳模型2-1.241092-4.3260-3.2195-2.7557不平稳模型3-2.755498-5.2735-3.9948-3.4455不平稳LGDP二阶差分模型1-2.282233 *-2.9075-1.9835-1.6357平稳模型2-2.546042-4.4613-3.2695-2.7822不平稳模型3-1.751805-5.4776-4

23、.0815-3.4901不平稳(三)江苏能源消费与经济增长的协整性分析协整检验的常用方法有E-G( Engle-Granger)两步检验法和约翰森(Johansen,1988) 检验法,对于多变量之间的协整关系，可以使用基于向量自回归模型的约翰森检验法。Engle-Granger检验通常用于检验两变量之间的协整关系。本文检验能源消费与国内生 产总值的协整关系，所以采用Engle-Granger两步检验法。由单位根检验可知丄ENR和 LGD时间序列都是二阶平稳的，我们的协整检验可以分两步进行。第一步,协整回归，用普通最小二乘法(OLS)估计LENR口LGD之间的方程，并计算非 均衡误差。估计的方

24、程为：L ENR=0.796924LGDP+1.847447(28.37964) (7.095985)调整后的 R2=0.985301, DW=1.049908。残差的计算公式为 q =LENRt-0.796924LGDP-1.847447第二步,检验et的单整性,看看残差是否是平稳序列。通过单位根的检验发现：当滞 后阶数为1,不含常数项和截距项的模型最适合，ADF检验的结果如表3所示。表3残差序列e的单位根检验模型ADF临界值a=1%a=5%a=10%模型1-2.218425-2.8270-1.9755-1.6321可以看出ADF值绝对值为2.218425大于显著性水平为5%勺临界值绝对值1

25、.9755,可 以认为残差序列e是平稳序列。也就是说存在LENR口LGD的平稳线性组合,即能源消费总 量和国内生产总值之间存在长期稳定的均衡关系。（四）江苏省能源消费与经济增长的因果性分析通过协整检验，表明能源消费和经济增长之间存在协整关系。但是,这种长期的均衡关系究竟是能源消耗EN引起国内生产总值GD变动的结果，还是国内生产总值引起能源 消耗的结果，能源消费和GD在波动中孰为因孰为果还是互为因果，这需要对ENR口GDP进行格兰杰（Granger）因果关系检验。我们取滞后期为2,对ENR口GD进行格兰杰因果关 系检验,结果如表4。表4 ENR和GDP的格兰杰因果关系检验Pairwise Gra

26、n ger Causality TestsDate: 05/07/09 Time: 08:17Sample: 1995 2007Lags: 2Null Hypothesis:ObsF-StatisticProbabilityX does not Gran ger Cause Y115.922990.03800Y does not Gran ger Cause X6.231570.03432根据检验结果可以看出，“ EN不是GD的原因”和“ GD不是ENR勺原因”的原假设都被拒绝，接受“ EN是GD的原因”和“ GD是ENR勺原因”，因此可以认为，1995-2007 年间江苏省能源消费量与经济增

27、长之间存在双向因果关系。五、结论及建议（一）结论1. 江苏省经济增长和能源消费之间存在着协整关系。尽管在短期内，江苏省能源消 费与GD之间存在波动关系，但是从长期来看能源消费与 GD之间是满足二阶协整的，因 此可见经济增长与能源消费之间存在长期稳定的均衡关系。2. 江苏省存在GD与能源消费ENR勺双向因果关系。能源消费EN!是国内生产总值GDP 的Granger原因，我国能源消费的增加直接导致 GD的增加；一般而言,从整个经济发展 速度和发展水平来说，一个地区的国民经济增长速度同其能源消费增长速度都保持正比关系,即随着国民经济的增长，能源消费也要相应增加，否则国民经济发展就要受到影 响。3.

28、江苏省能源消费与经济总量之间存在一种共同的长期趋势，且存在相互因果关 系，这符合能源与经济之间的经济理论：作为一种要素，能源投入的增加会带来经济产 出的增加，同样，当经济总量扩大时，对能源要素的引致需求也会增加。因此说，保持 经济持续稳定增长必须要有不断扩大的能源供应作为保障；同理，能源消耗强度不断降 低的目标也必然会对经济增长造成一定的影响。（二）建议面对江苏省的能源利用效率较低，产业结构不合理，高能耗单位GDF能耗居高不下， 低能耗、高附加值的产业比重仍然过低的状况，亟需转变经济增长方式和调整产业结构， 改变以高投入、高消耗、高污染来实现经济快速增长的问题，走科学的可持续发展道路。1 能源

29、消费及结构和经济增长的关系能源与经济的增长存在着密切的关系，江苏经济的发展不可忽视能源的影响。 能源 对一个国家或地区的经济发展有较大影响，应该从省情出发，认真处理好经济增长与发 展能源的关系，使二者能够协调发展。在发展经济的过程中实行多样化能源消费结构战 略,大力发展可再生能源等新兴能源，提高能源利用的多样化，使江苏省在中长期内形 成一个多元化的、清洁的能源结构，走可持续的能源发展战略；利用科技进步成果，积 极开辟能源供给新领域。2 强化节能降耗意识，提高能源利用效率降低GDP能耗不是一个单纯的能源指标问题，从某种意义上说，降低 GDP能耗是衡 量转变经济增长方式的关键性指标。一个地区的GD

30、R能耗综合体现了该地区的产业结构、 技术水平和管理水平，同时也集中体现了该地区的可持续发展能力。节能降耗工作是江 苏省转变经济增长方式的重要任务，是缓解能源约束矛盾的必然选择，是从源头上减轻 环境污染的有效途径，也是提高经济竞争力的重要举措。把节能降耗与产业结构调整结 合起来，改变主要依靠外延扩张的粗放型增长方式，通过结构调整实现节能降耗；把节 能降耗与技术创新结合起来，高度重视先进的节能技术、工艺和设备的推广应用；把节 能降耗与强化管理结合起来，抓好重点用能单位的能耗管理；把节能降耗与倡导科学合 理的生活方式结合起来，引导居民改善生活质量，培养科学的用能方式，使用节能产品。3.能源消费结构的

31、优化和经济增长方式的转变调整和优化国民经济产业结构，推进经济结构从粗放型向节约型和集约型转变。我 省经济建设中传统的低附加值、高能耗、高污染的工业产品占总量比重过大，因此必须对国民经济结构实施战略性调整，大力发展低能耗、高附加值的高新技术产业，大力发 展新兴生产服务业和生活服务业，积极发展环保产业，坚决淘汰能耗高、效益低的企业， 这不仅可以大幅度降低能源消耗，而且可以逐步改善以煤炭为主的能源消费结构。11南京财经大学本科毕业论文（设计）参考文献1 Kraft J, Kraft A. On the relatio nship between en ergy and GNP J. En ergyD

32、evelopme nt,1978,3:401-403.2 Erol U, Yu E.S.H. On the relati on ship betwee n electricity and in come forin dustrialized coun tries J. Jour nal of Electricity and Employme nt, 1987,13:113-122.3 Glasure Y.U.,Lee A.R.Lee. Coin tegrati on, error-correct ion,and therelati on shipbetwee n GDPa nd electricity:the case of South Korea and Sin gaporeJ.Resource and Electricity Eco nomics,1997,20:17-25.4 Yu E