弱技術(shù)進步條件假設(shè)下的能源消費與經(jīng)濟增長關(guān)系研究
——基于對美國與中國的實證分析

王云平

(東北財經(jīng)大學數(shù)學與數(shù)量經(jīng)濟學院，遼寧 大連 116023)

弱技術(shù)進步條件假設(shè)下的能源消費與經(jīng)濟增長關(guān)系研究
——基于對美國與中國的實證分析

王云平

(東北財經(jīng)大學數(shù)學與數(shù)量經(jīng)濟學院，遼寧 大連 116023)

依據(jù)索洛模型的分析框架，假設(shè)經(jīng)濟、政治、科技水平處在可預期的正常范圍內(nèi)變動的正常經(jīng)濟秩序下，研究能源消費與經(jīng)濟增長的關(guān)系，然后同其他回歸變量一起檢驗變量間的關(guān)系，進而建立計量經(jīng)濟學模型并對參數(shù)進行估計。結(jié)果表明，能源在生產(chǎn)函數(shù)中存在不完全替代性，對經(jīng)濟增長有著很強的影響。由此提出，政府在制定經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略時，能源是必要的考慮因素。片面強調(diào)“節(jié)能減排”切不可取，而如何實現(xiàn)能源使用的高效化、清潔化、多元化是目前亟需解決的問題。

能源消費；經(jīng)濟增長；弱技術(shù)進步條件假設(shè)

在經(jīng)濟增長和社會發(fā)展的進程中，能源是最基本、最重要的驅(qū)動力之一。能源作為國家發(fā)展的基礎(chǔ)，從經(jīng)濟學發(fā)展的早期開始，就一直為經(jīng)濟學者們所研究。早在20世紀70年代早期，丹尼斯·米都斯[1]所著《增長的極限》一書給人類社會的傳統(tǒng)發(fā)展模式敲響了第一聲警鐘，從而掀起了世界性的環(huán)境保護熱潮。進入20世紀80年代，能源與經(jīng)濟增長的矛盾日趨突出，國外許多學者[2-12]從不同角度對能源經(jīng)濟問題進行了研究，但這些研究較多涉及到的是經(jīng)濟增長與能源消費等因素之間的關(guān)系。

自20世紀80年代以來，我國國民經(jīng)濟實現(xiàn)了持續(xù)快速發(fā)展，與此同時對能源的需求日漸增加，目前已經(jīng)成為世界上最主要的能源消費大國之一[13]。為保障我國經(jīng)濟的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，研究能源與經(jīng)濟增長的關(guān)系，制定切實可行的能源政策具有非常重要的意義。為此，國內(nèi)不少學者[14-22]對我國的能源問題展開了研究。如張雷[14]提出了礦產(chǎn)資源消費的生命周期理論；夏明等[15]利用2000年投入產(chǎn)出表研究了能源需求與產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)變動的關(guān)系，證明了經(jīng)濟發(fā)展與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化可以作為解釋能源需求變化的重要變量；史丹等[16-18]通過對能源與經(jīng)濟發(fā)展進行長期研究，認為影響我國能源消費需求變化的根本原因是結(jié)構(gòu)變動；吳巧生等[19]對中國、美國經(jīng)濟增長與能源消費的協(xié)整關(guān)系分別進行了檢驗，得出從長期來看工業(yè)化水平的提高有利于提高能源利用效率的結(jié)論；張宗成等[20]從能源消費彈性系數(shù)、節(jié)能率等方面分析了低能源消費依然能夠促進經(jīng)濟增長的現(xiàn)象。但這些研究文獻并不能提供充分的證據(jù)表明能源消費與經(jīng)濟增長的關(guān)系。中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展所帶來的能源問題同樣引起了許多國外學者的關(guān)注。Byrne等[23]對中國經(jīng)濟發(fā)展過程中的能源消費所帶來的問題進行了研究；Sinton等[24]從能源利用率、工業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟發(fā)展等方面研究了1996～1999年間中國能源消費總量不斷下降的原因； Larson等[25]對中國未來能源技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略進行了評價，并討論了要使中國在未來50年社會、經(jīng)濟保持持續(xù)發(fā)展應如何解決能源安全與環(huán)境保護的問題；Yemane[26]分析了上海的能源消費問題。這些研究成果為進一步研究中國能源與經(jīng)濟增長的關(guān)系問題提供了很好的分析方法，值得借鑒。

本研究假設(shè)經(jīng)濟處在正常秩序下，探討能源消費與經(jīng)濟增長、工業(yè)化進程的關(guān)系；假設(shè)國際經(jīng)濟、政治、科技水平在可預期的正常范圍內(nèi)變動，短期不會有革命性的變革；假設(shè)能源的主體為煤炭、石油、天然氣、風電水電核電等傳統(tǒng)能源，其他能源不予考慮。基于以上幾點假設(shè)，在采用傳統(tǒng)的索洛模型的基礎(chǔ)上引入弱技術(shù)進步假設(shè)，進而推導出能源消費與經(jīng)濟增長之間的制約關(guān)系以及能源承載閾值對經(jīng)濟增長、工業(yè)化進程的限制，分析了在能源承載閾值下的能源消費與經(jīng)濟增長的最優(yōu)路徑。此外，為進一步說明能源消費對經(jīng)濟增長的制約作用，利用美國與中國的數(shù)據(jù)進行了實證分析。

1 模型的構(gòu)建

索洛模型是在新古典經(jīng)濟學框架內(nèi)研究經(jīng)濟增長的模型，于1956年首次由Solow創(chuàng)立，以研究經(jīng)濟增長與儲蓄、資本積累之間的關(guān)系為主要理論框架。本研究將索洛模型作為分析起點，將自然資源投入引入到模型中，同時在放松對技術(shù)進步假設(shè)的前提下，提出了一個基礎(chǔ)模型用來解釋古典增長理論，即能源承載閾值如何成為經(jīng)濟的瓶頸并最終導致經(jīng)濟增長的停滯。設(shè)生產(chǎn)函數(shù)形式為柯布-道格拉斯型：

Y=KαLβR1-α-β

(1)

資本、勞動和能源3種要素的增長模式如下：

(2)

(3)

(4)

式中，Y表示總產(chǎn)出，K、L、R分別表示資本、勞動和能源；變量上方加點符號表示該變量的增量，亦即變量對時間的導數(shù)；資本、勞動和自然資源的產(chǎn)出彈性用參數(shù)α、β和1-α-β分別表示；i、n、δ、a分別表示能源投入轉(zhuǎn)化率、人口增長率、折舊率、能源投入增長率，這里均假定為外生變量，值為給定的常數(shù)。

Y=CRγ(Lφ)1-γ

(5)

(6)

(7)

(8)

圖1 人均能源消費的動態(tài)轉(zhuǎn)移過程示意圖

2 樣本選取與處理

首先，本研究通過《中國統(tǒng)計年鑒》和中國自然資源數(shù)據(jù)庫選擇了我國1985～2007年每年的GDP總量、人口總量和能源消費總量等指標并對這些數(shù)據(jù)進行以下處理：先判定此組數(shù)據(jù)中位數(shù)，再以1999年為基期，分別測算1985～2007年的人均能源消費平均值的統(tǒng)計特征值。

其次，本研究通過美國能源部網(wǎng)站和美國普查網(wǎng)站選取了美國1945～2007年每年的GDP總量、人口總量和能源消費總量并對這些數(shù)據(jù)進行以下處理：先判定此組數(shù)據(jù)中位數(shù)，再以1975年為基期，分別測算1945～2007年的人均能源消費平均值的統(tǒng)計特征值。

本研究選取的是世界上最大的發(fā)展中國家中國和世界上最大的發(fā)達國家美國，這2個國家是世界經(jīng)濟的典型代表，因此用這2個國家的數(shù)據(jù)做研究其結(jié)論也有很強的代表性。數(shù)據(jù)處理上以中位數(shù)而不是均值作為劃分標準，由于部分數(shù)據(jù)的變動對中位數(shù)沒有影響，不受極端數(shù)值的影響，所以中位數(shù)適用于數(shù)據(jù)中的個別數(shù)據(jù)變動較大時描述這組數(shù)據(jù)的集中趨勢，具有比較好的代表性，擴大了人均能源消耗的取值的范圍 ，這是本研究區(qū)別于其他研究文獻的不同的研究視角。

其他指標依次為：產(chǎn)出用GDP代替；資本用“歷年資本形成總額”代替；勞動用就業(yè)人口代替。最后，在以上數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上，采用普通最小二乘的估計方法，對上述理論模型進行實證檢驗。

3 實證分析

對于中國的數(shù)據(jù)，首先判定人均能源消費平均值的數(shù)據(jù)中位數(shù)為1.064(1999年)，再以1999年為基期，通過分別測算1985～2007年的人均能源消費平均值的統(tǒng)計特征值，發(fā)現(xiàn)大于中位數(shù)的前11個年份數(shù)據(jù)大部分在1995年以前，依次是1985～1994年、1998年，而中位數(shù)以下大部分都集中在1995年之后(含1995年，除1998年)；2007年人均能源消費最高，1985年人均能源消費最低。其結(jié)果與中國實際情況相符，人均能源消費量隨著我國經(jīng)濟增長而不斷增加。

對于美國的數(shù)據(jù)，首先判定人均能源消費平均值的數(shù)據(jù)中位數(shù)為9.261(1975年)，再以1975年為基期，通過分別測算1945～2007年的人均能源消費平均值的統(tǒng)計特征值，發(fā)現(xiàn)大于中位數(shù)的前30個年份數(shù)據(jù)大部分在1970年以前，而中位數(shù)以下大部分都集中在1970年之后(1981～1987年除外)；1978年人均能源消費最高，1945年人均能源消費最低。其結(jié)果與美國實際情況相符，人均能源消費量隨著經(jīng)濟增長而呈現(xiàn)“～”狀態(tài)。

中美兩國各年人均能源消耗統(tǒng)計特征見表1。

表1 中美兩國各年人均能源消耗統(tǒng)計特征

由于所有的變量都是非平穩(wěn)變量，為避免虛假回歸，需要對非平穩(wěn)變量進行平穩(wěn)化處理。本研究采用差分法對數(shù)據(jù)進行平穩(wěn)化處理。通過反復測試，當差分的滯后階數(shù)為2時，所有變量都是平穩(wěn)變量。

在進行回歸分析前，需要對模型進行線性化處理，對數(shù)線性化是柯布-道格拉斯型生產(chǎn)函數(shù)線性化的常用方式。據(jù)此，本研究將回歸模型設(shè)定為如下形式：

lndGDPt=α+β1lndKt+β2lndLt+β3lndRt+μt

其中，α為控制變量，μt為殘項，d表示2階差分。利用美國和中國的數(shù)據(jù)，對二階滯后的對數(shù)線性模型分別進行回歸得到中國和美國的回歸方程：

D.W=2.38，R2=0.9987

對美國： lndGDPt=0.5273+0.3208lndKt+0.1324lndLt+0.8976lndRt

(-3.02) (0.073) (0.198) (0.325)

P= (0.24) (0.022) (0.081) (0.0198)

D.W=2.03，R2=0.9807

由回歸結(jié)果可以看出，不論中國還是美國的數(shù)據(jù)，資本、勞動、能源3要素的系數(shù)在10%的顯著性水平下都是顯著的，能源在生產(chǎn)函數(shù)中存在不完全替代性，對經(jīng)濟起著約束作用。

比較中美兩國的回歸系數(shù)，相對于中國而言，美國經(jīng)濟的產(chǎn)出受資本與能源的影響較大，這與美國經(jīng)濟的資本密集型性質(zhì)有關(guān)。而中國還處于勞動密集型經(jīng)濟階段，經(jīng)濟產(chǎn)出與勞動力的相關(guān)性較大。這表明大力發(fā)展科學技術(shù)，提高經(jīng)濟的科技含量，提高資源的利用效率是縮小我國與美國經(jīng)濟發(fā)展水平的重要途徑。

4 討論與建議

為解決日益嚴峻的能源問題和環(huán)境問題，人類提出了“節(jié)能減排”的措施。但“節(jié)能減排”的真正意義在哪里，治理環(huán)境污染問題其是否是唯一路徑？技術(shù)改造和產(chǎn)業(yè)升級依賴其拉動是否是一個好的方法？與此相關(guān)聯(lián)的是，什么是促進技術(shù)進步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的動力源泉？它是一個自然發(fā)展的過程呢，還是需要人為加以調(diào)整的？這應該都是值得深入思考的問題。

生產(chǎn)的最終目的是消費，因此生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的變遷是由消費結(jié)構(gòu)的變遷引導的，而不是相反。進一步地講，伴隨著人類需求層次的提升，第一、二、三產(chǎn)業(yè)將自然而然地依次占據(jù)國民經(jīng)濟的主導地位，無需人為調(diào)整。據(jù)此，我國就不能參照發(fā)達國家當前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得出我國目前應該大幅提高服務(wù)業(yè)比重的結(jié)論，因為當前我國的需求層次較低，而以工業(yè)為主導的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)才是最契合我國現(xiàn)階段國情的。然而，現(xiàn)實是我國已經(jīng)意識到能耗問題日益嚴重，但浪費行為仍然相當普遍。這其中很重要的一點原因就是我國的資源定價對其真實的成本反映是不準確的。因此，應該采取一些措施來更加真實地反映資源的成本價值，比如，征收過度污染環(huán)境所造成的成本費用，過度開發(fā)礦產(chǎn)資源對子孫后代帶來的影響應該征稅，或者嚴格意義上的特許權(quán)稅(目前企業(yè)并不需要支付)。然而要實現(xiàn)這些措施的一個重要前提是資源產(chǎn)權(quán)界定清晰。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，就是一個再工業(yè)化的過程，是一個由勞動密集型向資本密集、技術(shù)密集轉(zhuǎn)變，從以生產(chǎn)制造初級產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)為主走向以生產(chǎn)制造中間產(chǎn)品、最終產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)為主的過程。但是這個過程應該以企業(yè)為主體，遵循市場運行規(guī)律，政府及相關(guān)部門切不可揠苗助長。改革開放前，在高度集中的計劃經(jīng)濟體制下，我國曾經(jīng)實行過重工業(yè)超前發(fā)展的戰(zhàn)略，最終導致重工業(yè)發(fā)展畸型，輕工業(yè)嚴重滯后，農(nóng)業(yè)發(fā)展幾乎停滯，人民生活處在高增長的短缺經(jīng)濟環(huán)境中。所以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的高級化，首先要以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化為前提，應符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)律，并保證各產(chǎn)業(yè)自身及產(chǎn)業(yè)之間協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。此外，還必須厘清，我國正處于工業(yè)化進程中的中后期階段，可以說在今后一個不會短暫的時間內(nèi)，經(jīng)濟增長依然會依托能源的投入。即使能源承載閾值真的將要阻礙經(jīng)濟增長，片面苛求“節(jié)能減排”也并不可取。真正需要思考的是如何實現(xiàn)能源的多元化、高效化和清潔化，但這需要各級政府和科技工作者乃至全社會共同努力才能做到。

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2012-10-20

王云平(1953-)，女，吉林長春人，教授，主要研究方向為數(shù)量與經(jīng)濟應用。

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.11.011

F061.3

A

1673-1409(2012)11-S050-05