关于我国能源消耗的计量经济学模型及检验

1、经济管理学院研究生课程论文（计量经济学）目录1研究目的 31.1.研究动机 31.2.理论动机 32平稳性检验 42.1.单位根检验 42.2.协整检验 72.3.误差修正模型（ECM） 73建立模型 93.1 初步拟合结果 94.模型的修正以及改进 104.1多重共线性的检验 104.2序列相关性检验 114.3异方差的检验 124.4残差正态性检验 125模型的最终形式 136结论 137附录：数据来源 14关于我国能源消耗的计量经济学模型及检验1研究目的1.1.研究动机自从 1978 年改革开放以来，我国经济始终保持高速发展，以 1978 年的价格指数为基准的不变价 GDP 由 3645

2、.2 亿元增长到 2005 年的 39457.93 亿元，28 年扩大了十倍以上，年平均增长率达到 8.9%，但随着我国经济的快速发展，这种问题也随之产生，近年来，我国能源越来越紧张，能源问题已成为我国发展过程中越来越突出的问题之一，仅以 2002 年为例，我国当年人均煤炭资源可采量为8815 吨，人均石油剩余资源可采量为 2 吨，天然气为 1167 立方米，分别为世界平均水平的 54.9%、7.3%和 4.6%，可见我国是个能源相对贫乏的国家。同时我国又是一个高能耗的国家，2005 年我国总能源消耗量相当于 223319 万吨标准煤，约比 2004 年增长 10%，2001 年到 2005

3、年的能源消耗量更是达到了 11.75%，正是这种高能耗和能源相对不足之间的矛盾逐渐使得我国的能源问题越来越各方重视，正确认识能源问题，积极解决能源问题是我国的经济继续保持良好增长势头的基础。本文正是基于此，结合我国以往有关数据建立模型，并对其进行多种检验，研究我国能源消耗的动因。1.2.理论动机一国的 GDP 反应了其经济发展的全貌，经济发展状况保持良好能够引起生产的扩大因而导致能源消耗的增加，能源生产量决定了我国能够自行提供的能源消耗总量，对我国能源消耗有着很大的影响，此外，我国总人口的变动、能源转换率的高低和前期能源消耗量的多少也都对本期能源消耗起着一定的影响，因此，选取我国 GDP、能源

4、生产量、我国总人口数、能源转换率及前期能源消耗量作为我国能源消耗的解释变量建立计量经济学模型。2平稳性检验在经典线性回归模型中，我们提到了对于时间序列数据，严格的讲，只有平稳的变量才能用来做回归，因为用非平稳时间序列来做回归，t 检验和 F 检验都是无效的，而且大多时间序列数据都有增长的趋势，这样的变量回归可能产生虚假回归。所以在做线性回归之前，必须对时间序列数据做平稳性检验，最常用的方法是单位根检验。对于非平稳时间序列之间的相关关系和因果关系，可以采用协整分析或误差修正模型来检验。2.1.单位根检验图 1：lny 的单位根检验图 2：lnx1 的单位根检验图 3：lnx2 单位根检验图 4：

5、lnx3 单位根检验将检验结果列表如下：表 1：各个变量的单位根检验结果变量差分次数（C,T,K）DW 值ADF 值5%临界值10%临界值lny2(0,0,1)1.53-3.34-1.98-1.60Lnx12(0,0,2)1.83-2.91-1.98-1.60Lnx20(C,T,1)2.05-3.65-3.83-3.36Lnx31(0,0,1)1.77-3.20-1.97-1.60说明：（C,T,K）表示 ADF 检验式是否包含常数项、时间趋势项以及滞后阶数；从上表可以看出，变量差分后在显著性水平为 10%的情况下通过ADF 平稳性检验。2.2.协整检验图 5：协整关系检验结果判断是否存在协整

6、关系，主要看第三列第一个数字 134.9479 和 56.61563 是否大于 5%显著水平的临界值 40.17493 和 24.15921。上述协整检验结果可知，四个变量 lny,lnx1,lnx2,lnx3 存在协整关系。2.3.误差修正模型（ECM）根据数据分析和经验分析，在此先对各个解释变量和被解释变量取对数，同时给出如下的模型ln y = c + b1 ln x1 + b 2 ln x2 + b3 ln x3 + e ，t = 1,2L n其中， y 表示我国的能源消耗量（万吨标准煤）， x1 表示我国以 1978 年价格水平为基准的不变价 GDP（亿元） x2 表示我国的各年年底人

7、口数（万人）， x3 表示能源转换率（）是能源转换产出量与投入量的比值，是观察能源加工转换装置和生产工艺先进与落后、管理水平高低等的重要指标。如果当期的解释变量与当期的被解释变量及前期的解释变量与当期的被解释变量均为一阶单整序列，而它们的线性组合为平稳序列，那么我们可以求出误差修正序列，并建立误差修正模型，如下：Ñln yt = b0 + b1Ñln x1t + b2Ñln x2t + b3Ñln x3t + b4ecmt-1 ，ecmt = ln yt - c - b1 ln x1t - b 2 ln x2 t - b3 ln x3 t ，t = 1,

8、2L n t = 1,2L n这里，我们只考虑不含趋势项和常数项的形式而省略了只含趋势项或常数项及二项均有的形式。第一步，我们先对 ecm 进行单位根检验。结果如下表所示，从表中可以看出，残差序列在 5%的显著性水平下为平稳序列，该协整关系成立。图 6：残差的单位根检验第二，在检验了残差的协整关系后，建立 ECM 误差修正模型。由于常数项 C不显著，所以下图为删去常数项后的回归结果。图 7：误差修正模型的 OLS 检验的回归结果从上式可以看出上式中的 T 检验值均显著，误差修正项的系数为-0.814,这说明长期均衡对短期波动的影响较大。Ñln yt =1.094Ñln x1

9、t -7.060Ñln x2t +0.918Ñln x3t -0.814ecmt-1（4.718）（-2.658）（2.946）（-2.966）R 2 = 0.7565882,D.W. = 1.17通过上述单位根检验和协整关系检验后，可以对上述结果进行自相关、异方差、正态性、稳定性检验。3建立模型ln y = c + b1 ln x1 + b 2 ln x2 + b3 ln x3 + e其中， y 表示我国的能源消耗量（万吨标准煤）， x1 表示我国以 1978 年价格水平为基准的不变价 GDP（亿元） x2 表示我国的各年年底人口数（万人）， x3 表示能源转换率（）是能

10、源转换产出量与投入量的比值，是观察能源加工转换装置和生产工艺先进与落后、管理水平高低等的重要指标， 为随机干扰项。3.1 初步拟合结果图 8：模型的 OLS 回归结果根据 t 值来看，X1,X2,X3 在 5%的显著性水平下均能通过检验。4.模型的修正以及改进4.1多重共线性的检验从图中的信息看，模型有着高拟合优度，变量显著的特点，但是还要对模型是否存在多重共线性进行检验。用相关系数法检验的结果见图，从图的结果看， LNX1 和 LNX2 之间都存在着较高的相关性，而 LNX3 和他们之间的相关性较弱，判断模型多重共线性，而且是因为模型中存在相关的变量所致。为了避免因此可能带来的其他问题，暂不

11、检验异方差和序列相关，先修正模型的具体形式。表 2：各个变量之间的相关关系表 3：修正模型的具体形式变量拟合优度赤迟信息准则施瓦茨准则结论C+LNX10.891505-2.290936-2.196529C+LNX1+LNX20.954400-3.024389-2.882779引入变量成功C+LNX1+LNX2+LNX30.978766-3.655381-3.466567引入变量成功上述模拟结果虽然对多重共线性进行了修正，但由于模拟并不具有任何改进，下面将对异方差和序列相关性进行检验。4.2序列相关性检验图 9：残差的 Q 检验图 10：残差的一阶 LM 检验一阶自相关检验项后面的伴随概率 0.

12、90490 大于 0.05，表明不存在序列相关性。4.3异方差的检验图 11：无交叉项的 white 检验上述检验结果显示，obs*R-squared 项后面的伴随概率 0.8460 大于 0.05，表明不存在异方差。4.4残差正态性检验因为 Jarque-Bera 项的伴随概率 Probability 大于显著性水平 0.05，表明随即扰动项正态性假设成立。5模型的最终形式通过上述对模型的进一步完善，我们完全消除了异方差性，序列相关性和多重共线性。最后得到的模型为：ln y = 111.49 + 1.29 ln x1 - 9.54 ln x2 + 1.57 ln x3（6.87） （9.45

13、） （-6.39） （3.55）R 2 = 0.9788,F = 169.02,D.W. = 1.916结论尽管我国的GDP增长速度在世界范围来看一枝独秀，但这并不能掩盖随着我国发展而产生的诸多问题，能源问题已成为关系到我国未来发展的一项大问题，根据我国十七大科学发展观的要求以及全世界大部分国家对于发展的共识，我国必须坚持走可持续发展的路线，盲目的追求国民生产总值的高指标而忽略其他的一系列问题是不折不扣的目光短浅的表现。根据本文对于我国能源消耗的计量经济学分析，我国的目前的主要问题在于过于追求GDP的增长指标，而忽略了由此带来的能源等诸多问题，重复了我国一贯的先产生问题再解决问题的老路，为了解

14、决这个问题，本文认为我国的经济发展应由盲目高速发展向科学稳健发展转变，牺牲一定的GDP增长速度，注重在发展过程中避免产生日后需要解决的问题，避免不必要的资源浪费。对于能源问题具体来说，前面已经提到，根据以往数据分析得出，在其他因素保持不变的情况下，我国GDP每增长百分之一，我国的能源消耗将平均增加 0.817%。与此同时，我国的能源又处于相对紧张的情况当中，盲目的追求GDP的高增长带来的不仅是大量能源的无效消耗，同时也会造成一系列环境问题，因此，应当合理控制GDP的增长，在保持GDP健康稳健增长的情况下降低能源问题对我国未来发展的限制和不良影响。由此可见，我国很多学者提出的应在未来几年里适度降

15、低我国GDP增长速度，保持在7%到8%的决定至少在缓解能源问题方面来看无疑是正确和科学的。7附录：数据来源时间YX1X2X319911037839732.57311582365.90%199210917011307.6311717166.00%199311599312938.0911851767.32%199412273714217.6611985065.20%199513117615317.1412112171.05%199613894816556.5512238971.50%199713779817871.2512362669.23%199813221419252.3412476169.44%199913383120748.9712578669.19%2000138552.622860.