打开文本图片集
摘要：随着经济全球化的不断发展，能源消耗对经济增长的影响越来越重要。文章结合理论进行实证分析，用时间序列数据建立数学模型，首先用灰色关联分析分别分析得到能源消耗与经济增长数量、质量之间存在较高的关联度，然后通过协整检验、误差修正模型研究能源消耗和经济增长数量、质量之间的长期均衡及短期动态关系，最后运用灰色GM（1，1）模型来预测未来几年的国民经济总量。
关键词：经济增长数量；经济增长质量；能源消耗
一、引言
化石能源是目前全球消耗的最主要能源，2006年全球消耗的能源中化石能源占比高達87.9%，我国占比达93.8%。由于其本身的不可再生和有限性，以及人类对它的巨大开采量，化石能源的枯竭在所难免，另一方面由于化石能源在使用过程中会产生大量温室气体CO2和废气威胁全球生态，同时也给我国的环境带来负担。随着经济全球化的发展，世界各国对能源的需求不断增加，经济相互影响的能力越来越强，能源消耗和经济增长之间的关系越来越成为各国制定经济可持续发展战略的重要依据。因此，有必要分别就我国能源消耗、经济增长数量质量之间的关系进行研究。
二、现状分析
我国化石能源的储量约7500亿吨标准煤，总量虽大，但人均能源拥有量远远低于世界平均水平。建国初期，煤炭消耗总量占一次能源消耗总量的 90%以上，之后虽有下降趋势，但仍以煤炭为主。煤炭消耗比重从1978年的70.7%逐步下降到2013年的66.0%。然而水电、核电、风电等新能源的比重则由1978年的3.4%波动增加到2013年的9.8%。我国目前形成了“煤炭消耗为主，多元化能源共同消耗”的能源消耗结构。
改革开放以来，我国经济进入高速发展阶段，经济增长数量用国内生产总值（不变价，按2010年价格计算）来反应，一直保持持续增长，从1978年的1.95003万亿元增长到2013年的50.85779万亿元，增加了约26倍，平均增长率约110.1%。
经济增长质量反映了经济增长的优劣程度和品质属性。提高经济增长质量的本质是促进经济发展动力的升级，即由自然资源和资本投入驱动转向效率驱动，这是生产力水平质的飞跃，任务复杂而艰巨。本文采用能源利用效率、经济结构（第三产业比重）、环境约束指标（环境污染治理投资总额占国内生产总值的比重）三个指标来反映经济增长质量的有效性、协调性、持续性。目前我国经济增长主要依靠能源物资消耗，导致环境污染越来越严重，经济增长质量低下。因此我国经济发展的重心应放在主要依靠技术进步上面，提高能源利用率，降低环境污染，在提高经济增长数量的同时保证经济增长质量。
依据我国1978～2013年能源消耗总量ECT和不变价国内生产总值GDP（按2010年价格计算）的实际数据看出我国能源消耗与经济增长（不变价国内生产总值）的变化趋势基本一致，均呈逐年上升趋势。其能源消耗从1978年的5.7144亿吨标准煤，增加到2013年的37.5亿吨标准煤，增加了约6.6倍，年均增长率5.52%。
随着科技的进步，国民素质的提高，环保意识的增强以及国家对生态环境保护的重视，近些年能源消耗弹性系数、能源消耗强度不断降低，表明我国经济发展模式正逐步合理，经济增长质量有望继续提高。
三、实证分析
（一）能源消耗与经济增长灰色关联分析
灰色关联分析是根据因素间发展趋势的相似或相异程度，作为衡量因素间关联程度的方法。利用1999-2013共15年的能源消耗总量X1（单位：亿吨标准煤）与国内生产总值X2（单位：万亿元）数据研究能源消耗与经济增长数量的关联性。经济增长质量（QGDP）各维度的细分类指标由于正负向不同，且存在着不同级别的数量级，因此在进行指数合成前，需要进行正向化和无量纲化处理，然后通过适当合成方法对我国经济增长质量综合指数进行合成并取为X3。
1. 绝对关联度
初始点零化→求"S1|，|S2|，|S1-S2|→绝对关联度：ε12=0.8673
2. 相对关联度
求X1，X2的初值像X1′，X2′然后在求X1′，X2′的绝对关联度：r12=0.8612
3. 综合关联度
取θ=0.5，ρ12=θε12+（1-θ）r12=0.8643
计算得能源消耗与经济增长数量的灰色绝对、相对、综合关联度分别为0.8673、0.8612、0.8643，同样可得能源消耗与经济增长质量的灰色综合关联度为0.9035。充分说明两两间有很大的关联，到底存在怎样的长期均衡关系和短期动态关系，本文采用协整检验、误差修正模型进一步研究。
（二）协整检验
协整检验的前提是时间序列是同价单整，且不适用于多变量。所以在对两时间序列进行协整关系检验前需先检验其平稳性。本文采用Eviews6.0对序列lnECT 、lnGDP 、QGDP的平稳性用ADF方法进行检验（序列取对数后不影响其稳定性）。
检验结果表明： lnGDP、lnECT、QGDP序列及其1、2阶差分的ADF统计量概率值均大于1%显著性水平，说明这两序列都是非平稳的。而其三阶差分序列的ADF统计量概率值均小于1%显著性水平，所以D3（lnECT）、D3（lnGDP）、D3（QGDP）序列均平稳，即lnGDP、lnECT、QGDP序列均为I（3）序列。因此可以进行协整分析，本文采用EG两步法对其分析。首先对序列LnECT和lnGDP进行回归，得到如下方程：
LnECTt=2.5283+0.7889*lnGDPt+εt（1）
多数指标表明拟合效果似乎非常理想，但由于D-W=0.407值过小，残差序列很可能存在自相关。因此考虑加入滞后项来改善模型，进而得到序列LnECT和lnGDP的滞后模型：
LnECTt=1.7165+1.7401*lnGDPt-1.1476*lnGDPt-1+1.0719*lnECTt-1-0.8202*lnECTt-2+εt（2）
经检验结果表明拟合效果非常不错，且D-W=2.3604可以排除自相关。利用式（2）可得β=0.7918，所以得两者的长期关系式：lnECT=0.7918*lnGDP+εt。
现在对（2）式的残差序列εt做ADF检验，检验结果为：残差εt的ADF检验t统计量值为-3.9595，相应的概率值0.0131，小于5%的检验水平，表明残差序列是平稳序列。因此可认为序列LnECT、lnGDP之间存在协整关系。协整检验结果表明能源消耗与经济增长数量存在长期均衡关系且均衡系数为0.7918，lnGDP每增加一个单位，LnECT就会增加0.7918单位。宏观来讲经济增长了，必定会对能源消耗造成影响，随着经济的不断增长，能源消耗必然增加。
同理可对序列QGDP、LnECT进行协整检验，发现他们不存在协整关系，但存在良好的线性关系：QGDP=-7.5195+0.8383*LnECT+σt（3），此式系数检验及方程检验均能通过1%的显著性水平检验，检验效果非常理想说明能源消耗与经济增长质量有良好的线性关系。因此要想提高经济增长质量可以从能源消耗入手。
（三）误差修正模型
协整检验验证了能源消耗与经济增长数量、质量的长期均衡关系，本文利用误差修正模型对能源消耗与经济增长数量之间的短期动态关系进一步分析。通过eviews6.0估算误差修正模型为：
DLnECTt=-0.1447+1.7080*DlnGDPt+0.8134*DlnECTt-1-0.735*ecmt-1+εt（4）
模型中每个参数及方程都能通过1%水平的显著性检验。D-W=2.341也说明不存在序列自相关。可利用此模型对能源消耗的短期变动进行分析，将其分为三部分：第一是由本期lnGDP变动的影响，第二是前一期能源消耗（lnECTt-1）变动的影响，第三是前一期能源消耗偏离长期均衡关系（即ecmt-1）的影响。误差修正系数为-0.7357，调整的方向符合误差修正机制， 反映了能源消耗偏离长期均衡关系的调整力度。为了维持实际的能源消耗与国民经济的长期均衡关系，当期将以-0.7357的速度对前一期能源消耗与国民经济非均衡状态进行调整，将其拉回到长期均衡状态。
我国经济增长受到诸多因素的影响，可将其看作一个灰色系统。而能源消耗与经济增长数量不仅存在长期的均衡关系，也存在短期动态关系，因此可考虑用灰色GM（1，1）模型依据能源消耗量来预测未来几年我国的经济增长数量。此模型不仅可以弥补由于数据不足及个人主观臆断的缺陷，且能通过较少的数据把握整个系统的演变趋势，也可对我国经济政策做出指导，使我国经济发展更加迅猛。
（四）灰色 GM（1，1）模型的建立及檢验
1. 灰色 GM（1，1）模型的建立
根据我国1999～2013年的国内生产总值数据预测2015～2025年的国内生产总值。
2. GM（1，1）模型的检验
依据精度检验等级参照表进行如下四项指标的检验。
（2）X2和X^2的灰色绝对关联度ε=0.9991<0.90，所以关联度为一级。
（3）均方差比C=0.0617<0.35，因此，均方差比值为一级。
（4）最小误差概率（0.6745S2=8.089）。计算得：P（|ε（1）-ε^|<0.6745S1）=1>0.95，小误差概率为一级。
故可用（5）式来对我国未来国民经济总量进行预测。得出我国2015～2025近11年的预测值见表1。
总结如今能源已成为一国经济发展的关键，国民经济的增长对能源的依赖逐渐增强。主要因为它能够为人类的生产发展提供动力，为整个经济的发展提供保障，同时为经济增长的高质量提供了可能。经济的不断增长为能源产业发展提供了充分的资金，科技的不断进步为能源的多元化发展提供了可能，也为更有效地开发和利用能源提供了坚实的技术基础。由此可知：能源消耗与经济增长是相互依赖的。经济的增长离不开能源的支持，能源的开发和利用也需要以经济增长作保障。同时能源消耗与经济增长又密切关系到经济增长质量，因此提高经济增长质量可以此为突破口。通过灰色GM（1，1）模型预测的近几年的国民生产总值可以对我国今后经济发展提供指导。
（注：能源消费与国内生产总值数据来自2014 年《中国统计年鉴》）
参考文献：
[1]赵爱文.中国碳排放、能源消费与经济增长关系[Z].南京航空航天大学， 2012.
[2]黄宝敏.能源效率、环境约束与我国经济增长质量研究[Z].吉林大学，2015.
[3]孙玉刚.灰色关联分析及其应用的研究[Z].南京航空航天大学，2007.
[4]Dickey D A， Fuller W A. The Likelihood Ratio Statistics For Autoregressive Time Series With a Unit Root [J]. Econometrica.1981（04）.
[5]Engle R F， Yoo B S. Forecasting and testing in co-integrated systems [J]. Journal of Econometrics.1987（01）.
[6]杨宜勇，池振合.中国能源消费与经济增长关系研究——基于误差修正模型[J].经济与管理研究.2009（09）.
[7]樊欢欢.EViews统计分析与应用[Z].机械工业出版社，2014.
[8]傅立.灰色系统理论及其应用[Z]. 科学技术文献出版社，1992.
【作者单位：韩凤歌、王杨，中国地质大学（武汉）数学与物理学院；陈加杰，中国地质大学（武汉）资源学院】