摘要:隨著中國經(jīng)濟的迅速崛起，能源消費量不斷增長，能源環(huán)境和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展十分重要。本文在1980-2006年統(tǒng)計數(shù)據(jù)的基礎上，運用協(xié)整理論，誤差修正模型和Granger因果關系檢驗理論，從不同的時間序列對中國石油消費和經(jīng)濟增長之間的關系進行了實證研究。結(jié)論表明，中國石油消費與經(jīng)濟增長之間存在長期均衡的正相關關系、短期動態(tài)關系和單向因果關系，并就相關問題得出了相應的結(jié)論。

關鍵詞:能源消費，經(jīng)濟增長，協(xié)整，格蘭杰因果，誤差修正模型

引言

一直以來， 關于能源消費與經(jīng)濟增長之間的關系的研究層出不窮。有的基于不同國家，不同歷史時間段， 有的引入不同變量。所得出的結(jié)論也不盡相同。本文采用協(xié)整方法分析了我國1980~2006年的有關數(shù)據(jù)， 進行協(xié)整分析依據(jù)格蘭杰表示定理建立了誤差修正模型， 在此基礎上進行格蘭杰因果關系檢驗，最后得出結(jié)論， 二者之間是從經(jīng)濟增長到能源消費的單向格蘭杰因果關系， 具有短期動態(tài)關系與長期關系。

一、變量和方法說明

(一)變量說明

本文采用雙變量模型，即能源消費量(用E表示) 與經(jīng)濟增長(實際GDP 表示)，為了降低變量中存在的異方差，我們對這兩個變量作對數(shù)化處理，分別記為㏒E和㏒GDP。

(二)方法說明

本文采用擴充迪基-福勒檢驗考察了㏒GDP 與㏒E 的平穩(wěn)性，在得到二者為同階單整后采用E-G兩步法進行協(xié)整檢驗，并在Granger表示定理的基礎上建立了誤差修正模型。這一表述定理所陳述的是在協(xié)整成立的條件下，VAR 類模型可由對應的誤差修正模型(ECM) 表示，這就使協(xié)整模型與時間序列的主要內(nèi)容相聯(lián)系，從而在協(xié)整成立的條件下，對VAR類模型的研究就轉(zhuǎn)化為對協(xié)整及其所對應的ECM模型的研究。在此基礎上進行格蘭杰因果關系檢驗。

1、時間序列變量的平穩(wěn)性檢驗

本文運用擴充迪基-福勒檢驗(ADF) ，模型:

其中，εi為白噪聲，表示對變量進行一階差分。本文的檢驗采用麥金農(nóng)(Mackinnon) 臨界值，比較檢驗的ADF值和臨界值， △yt的最優(yōu)滯后期使用赤池(Akaike) 的AIC 準則決定。

2、時間序列變量的格蘭杰因果關系檢驗

格蘭杰因果關系可以用F統(tǒng)計量來進行，如果F統(tǒng)計量大于相應顯著性水平下的臨界值，則拒絕原假設，得到結(jié)論xt對yt存在格蘭杰因果關系。檢驗方法是:對兩變量的回歸模型中的進行檢驗，這個假設實際上等同于“X不是引起Y 變化的原因”。如果拒絕了的原假設， 就可以拒絕“X 不是引起Y 變化的原因”的假設， 從而得出結(jié)論: X對Y存在Granger因果關系。同樣，可以對 進行檢驗，從而判斷Y對X是否存在Granger 因果關系。

3、時間序列變量的協(xié)整檢驗和誤差修正模型

對于單方程系統(tǒng)，Engle - Granger 兩步法通常檢驗兩變量間的協(xié)整關系比較準確和方便，Johansen and Juselius 估計是基于向量自回歸模型誤差修正的表達式法，適用于在多元變量協(xié)整關系的檢驗與估計。

最常用的ECM模型的估計方法是Engle和Granger(1981)兩步法，誤差修正模型中，從短期看，被解釋變量的變動是由較穩(wěn)定的長期趨勢和短期波動所決定的，短期內(nèi)系統(tǒng)對于均衡狀態(tài)的偏離程度的大小直接導致波動振幅的大小。從長期看，協(xié)整關系式起到引力線的作用，將非均衡狀態(tài)拉回到均衡狀態(tài)。

二、數(shù)據(jù)實證結(jié)果

(一)數(shù)據(jù)說明

本文數(shù)據(jù)取自2007年中國統(tǒng)計年鑒和國研網(wǎng)上的數(shù)據(jù)整理得到。研究樣本包括1980-2006年的能源消費量和GDP。能源消費量的單位是萬噸標準煤，GDP 的單位是億元人民幣。

(二)單位根檢驗

為了檢驗變量之間的協(xié)整關系，我們首先對能源消費量和GDP序列進行單位根檢驗，判斷每個序列是否為I(1) 過程。本文采用ADF 檢驗法分別對各序列進行單位根檢驗。在對序列的一階差分做單位根檢驗時，由于一階差分序列已經(jīng)消除時間趨勢，所以檢驗時不包含時間趨勢項。滯后期的選擇根據(jù)AIC 準則來確定。

說明:顯著水平均為5 %;帶*號的表示檢驗包含趨勢項。

(三) 估計模型

既然確定了logE和logGDP序列都是I (1) ，下一步的任務是:

1、首先建立dlogE和dlogGDP之間的回歸方程

由OLS 估計我們得到下面的方程: (方程下面小括號內(nèi)為t統(tǒng)計量，n 為觀測次數(shù)，R2 為相關系數(shù)的平方，下同)

(5.76778651339)(2.20320654329)

N=26 R2=0.168229674945DW=0.568649019736

由于0

2、廣義差分法重新估計模型:

(2.89)(2.22)(4.59)

N=26R2=0.572209477717F=14.7135196481DW=1.54225886786

模型已消除自相關性，將方程式兩邊對時間求導數(shù)可以得到，我國能源消費增長率每提高1%， 其GDP的增長率平均提高0.7%。這說明，我國的能源消費量增加與GDP擴大之間關系較緊密。

3、Chow檢驗

為了檢驗時間序列數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，進行Chow分割點檢驗，基于比較利用整個樣本估計方程獲得的殘差平方和及利用每一子區(qū)間樣本估計方程獲得的殘差平方和之間的差別。檢驗結(jié)構(gòu)如下:

F=2.375003<5.72，該結(jié)果不拒絕假設，則不存在結(jié)構(gòu)變化。

(四)協(xié)整檢驗

本文采用Engle - Granger 兩步法。

估計模型:

得:

其殘差項為:

對回歸殘差序列的單位根檢驗，得到的結(jié)果為:

說明:顯著性水平為5 %;滯后期由AIC 準則確定。

確定了 是I(0)序列，和 為I(1)，則說明從檢驗結(jié)果中可以得出:在5 %的顯著性水平下，和 之間存在協(xié)整關系，即這兩個變量之間存在長期的均衡關系。即是我國國內(nèi)生產(chǎn)總值和能源消費之間存在長期的均衡關系。

(四)誤差修正模型

根據(jù)格蘭杰表示定理， 我們建立如下誤差修正模型:

第一步，建立如下回歸方程:

由OLS估計，得:

t=59.56194366R2 =0.472

第二步，令，建立下面的誤差修正模型

得到誤差修正方程如下:

的系數(shù)為0.706顯著異于零， 表明能源消費與經(jīng)濟增長之間存在長期均衡關系。從誤差修正項的系數(shù)為-0.018為負值，可知， 當上一期國內(nèi)生產(chǎn)總值水平高于均衡值時， 本期國內(nèi)生產(chǎn)總值漲幅就會下降， 反之， 則上升。誤差修正項的系數(shù)同時還表明1.8%的偏離均衡部分會在短期內(nèi)得到調(diào)整， 于是國內(nèi)生產(chǎn)總值水平不會偏離均衡太遠。

(五)格蘭杰因果檢驗

以上確定了 和 均為I (1) 過程而且存在協(xié)整關系。協(xié)整只是表明了能源消費與經(jīng)濟增長之間存在因果關系，但沒有指明這種因果關系的方向，下面對 和 之間進行格蘭杰因果關系檢驗，結(jié)果如表4所示。

由于在 不是 的格蘭杰原因的假設下，

表明 不是 的格蘭杰原因的概率很小，拒絕原假設， 是 的格蘭杰原因第二個假設相伴的表明在10%置信水平下，接受假設，可以認為 不是 的格蘭杰原因。能源消費是經(jīng)濟增長的“格蘭杰原因”，經(jīng)濟增長對于能源消費的影響并不顯著，也即經(jīng)濟增長不是能源消費的“格蘭杰原因”。

三、結(jié)論

從以上的計量模型分析結(jié)果不難得出以下結(jié)論:我國能源消費和經(jīng)濟增長之間是單向的從經(jīng)濟增長到能源消費的因果關系，而且這種長期關系是穩(wěn)定的，并沒有隨時間而發(fā)生結(jié)構(gòu)性變化。由于能源消費與經(jīng)濟增長之間的這種內(nèi)在關系的作用，使得盡管能源消費會有時偏離均衡，但是經(jīng)濟自身的力量將會使其重新回到均衡狀態(tài)，也就是無論在短期它如何變化，在長期仍趨于均衡，這也正是本文誤差修正模型所描述的能源消費與經(jīng)濟增長之間的關系。

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(作者單位:青島大學經(jīng)濟學院)