張 兵 陳文林

(1.安徽大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，安徽合肥 230039;2.安徽大學(xué)歷史系，安徽合肥 230039)

［經(jīng)濟(jì)管理］

發(fā)電量與經(jīng)濟(jì)增長的相關(guān)性研究
——基于發(fā)電量的時間序列

張 兵1陳文林2

(1.安徽大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，安徽合肥 230039;2.安徽大學(xué)歷史系，安徽合肥 230039)

利用工業(yè)增加值為考察經(jīng)濟(jì)增長的指標(biāo)，詳細(xì)分析了發(fā)電量月度數(shù)據(jù)增長走勢，并對比考察了月度數(shù)據(jù)、工業(yè)增加經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)及鋼、生鐵等產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，說明了發(fā)電量和經(jīng)濟(jì)增長確實存在正相關(guān)關(guān)系。通過擬合發(fā)電量數(shù)據(jù)，建立了ARIMA模型，以便更好地把握經(jīng)濟(jì)動態(tài)。

發(fā)電量;工業(yè)增加值;鋼產(chǎn)量;時間序列;ARMA模型

一、序言

電力工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中具有很高的重要性。20世紀(jì)70年代末以來學(xué)術(shù)界對能源消費與經(jīng)濟(jì)增長之間因果關(guān)系進(jìn)行了大量的實證研究。1978年Kraft研究電力與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系，對美國的GNP與電力消費的關(guān)系進(jìn)行了研究，該類研究后來也在英國、德國、意大利、加拿大、法國、日本等工業(yè)國家進(jìn)行。最近幾年的實驗研究主要集中在亞洲，包括中國的電力與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系研究上。

我國近期對電力消費與經(jīng)濟(jì)增長之間的相關(guān)性研究主要是定量和定性二者相結(jié)合的思路。曲德巍、孫琳(2007)從索洛模型的視角研究了電力消費對經(jīng)濟(jì)增長的影響，通過研究發(fā)現(xiàn)電力消費對經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)率接近64%。林伯強(qiáng)(2003)在宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)中的生產(chǎn)函數(shù)模型的基礎(chǔ)上運用協(xié)整分析和誤差修正模型研究中國電力消費與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系，其實證結(jié)果表明GDP、資本、人力資本以及電力消費存在長期均衡關(guān)系。吳和成、伊金秀(2007)基于效率視角分析了我國地域電力投入對經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出量的影響，通過建立指標(biāo)體系研究了我國30個自治區(qū)、直轄市，對電力消耗在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的效率進(jìn)行了評價。

二、關(guān)于發(fā)電量數(shù)據(jù)的分析

1.發(fā)電量月度數(shù)據(jù)分析

發(fā)電量數(shù)據(jù)由電網(wǎng)調(diào)度中心根據(jù)每天的調(diào)度數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，電即發(fā)即用，從一個時間段到另一個時間段的數(shù)據(jù)都很準(zhǔn)確，精度比較高。

從發(fā)電量月度數(shù)據(jù)的大致走勢看，發(fā)電量值呈震蕩上升趨勢，而自從2009年開始由于受國際金融危機(jī)的影響，無論是從絕對值上還是同比增幅都出現(xiàn)了明顯下滑。2009年10月份，我國月度發(fā)電量同比下滑約4個百分點，這是我國月度發(fā)電量自2005年2月以來首次出現(xiàn)同比負(fù)增長，而從2009年4月份以來，我國月度發(fā)電量同比增速已連續(xù)6個月回落，10月份開始出現(xiàn)的負(fù)增長是這一發(fā)展趨勢的自然延續(xù)。

圖1 1995—2009年我國發(fā)電量月度數(shù)據(jù)走勢

2.發(fā)電量與工業(yè)增加的關(guān)系

工業(yè)發(fā)展一直是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重中之重，在三大產(chǎn)業(yè)中穩(wěn)居首位，在以第二產(chǎn)業(yè)為主的我國，工業(yè)增加值直接決定了我國經(jīng)濟(jì)增長的水平。因此，由于缺乏GDP的月度數(shù)據(jù)，在考察經(jīng)濟(jì)的月增長的時候，經(jīng)常通過對工業(yè)增加值的分析間接測評經(jīng)濟(jì)增長情況。而工業(yè)的發(fā)展離不開能源的支持，特別是電力的支持。工業(yè)生產(chǎn)繁榮則意味著發(fā)電量相對較高，而工業(yè)經(jīng)濟(jì)蕭條、開工率不足，則意味著發(fā)電量減少。因此，發(fā)電量在一定程度上反映了工業(yè)生產(chǎn)的態(tài)勢。不少學(xué)者和市場投資人士都認(rèn)為發(fā)電量是工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況的真實反映，但對于具體的數(shù)據(jù)尚需具體分析，方能準(zhǔn)確解讀其含義。

當(dāng)發(fā)電量有較大降幅時，工業(yè)增加值也會急劇下降;如果發(fā)電量明顯上升，工業(yè)增加值便會緊跟其上，兩者具有很強(qiáng)的同步性。根據(jù)以往的研究，工業(yè)增加值往往領(lǐng)先于GDP發(fā)展，按照這種邏輯關(guān)系來看，用電量在我國基本上是GDP的領(lǐng)先指標(biāo)，用電量的高低對于預(yù)測和把握經(jīng)濟(jì)走勢有重要意義。

通過對1997—2009年工業(yè)增加值和發(fā)電量月同比數(shù)據(jù)做回歸分析可以發(fā)現(xiàn)，工業(yè)增加值和發(fā)電量同比增加值的數(shù)列均是非平穩(wěn)的，但通過對所得方程的殘差作ADF檢驗，可以得出為平穩(wěn)序列的結(jié)論，所以兩者可能存在協(xié)整關(guān)系，可以建立回歸方程，所得方程為:

經(jīng)過調(diào)整后擬合優(yōu)度為0.70，在現(xiàn)實的統(tǒng)計數(shù)據(jù)中，這個數(shù)值還是可以接受的，F(xiàn)統(tǒng)計量為351.95，通過置信度為1%的檢驗，所得參數(shù)也通過各自的t檢驗，其他各種檢驗大致都能通過，說明發(fā)電量同比增加值每變動1個單位，工業(yè)增加值月同比值就增加1.23個單位。

3.發(fā)電量與經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的背離

發(fā)電量與工業(yè)增加值的累積同比增速的差異在擴(kuò)大，自2009年3月這種趨勢越來越明顯。4月份全社會用電量同比降幅為3.63%，而全國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)增加值仍同比增7.3%。5月份工業(yè)增加值增長8.9%，發(fā)電量下降了3.55%。

同是對經(jīng)濟(jì)狀態(tài)的反映，兩個數(shù)據(jù)卻一升一降。面對這兩個矛盾的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，許多經(jīng)濟(jì)學(xué)家表示難以置信，通過統(tǒng)計數(shù)字來看，造成發(fā)電量與工業(yè)增加值發(fā)生背離的原因比較復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變化和節(jié)能減排都是其中重要的原因。如果統(tǒng)計數(shù)字可靠，可以認(rèn)為我國工業(yè)自2009年以來在節(jié)能減排上取得了較大突破。

4.發(fā)電量與鋼、生鐵、鋼材產(chǎn)量的數(shù)據(jù)分析

鋼鐵工業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)重要的原材料工業(yè)，一方面經(jīng)濟(jì)的增長帶動鋼鐵工業(yè)的增長;另一方面，鋼鐵工業(yè)的增長又對經(jīng)濟(jì)增長有極大的推動作用。

鋼材主要用于建筑、交通、機(jī)械、輕工、化工、冶金、電力、煤炭、石油、水利等各個行業(yè)。在我國，工業(yè)用鋼材占鋼材總消費量的35%～40%，建筑業(yè)用鋼材約占鋼材消費量的50%～55%，兩者用鋼總和占我國鋼材消耗總量的90%左右，因此，由工業(yè)和建筑業(yè)組成的第二產(chǎn)業(yè)是最主要的鋼材用戶。所以，可以通過分析發(fā)電量與鋼鐵產(chǎn)量的關(guān)系，來觀察其與第二產(chǎn)業(yè)增減之間的聯(lián)系。

我國發(fā)電量與鋼、生鐵以及鋼材產(chǎn)量有明顯的正相關(guān)關(guān)系，即鋼鐵產(chǎn)量增加，發(fā)電量也相應(yīng)增加，反之亦然。2009年鋼、生鐵以及鋼材產(chǎn)量的回升主要反映了固定資產(chǎn)投資的反彈，而發(fā)電量更側(cè)重于經(jīng)濟(jì)整體。

三、發(fā)電量月度數(shù)據(jù)時間序列的分析

本文的數(shù)據(jù)來源是由中電聯(lián)發(fā)布的1995年1月—2009年8月發(fā)電量月度數(shù)據(jù)，留出2009年3—8月的數(shù)據(jù)以便檢驗預(yù)測結(jié)果。另一方面，由于缺乏2007和2008年1月份的數(shù)據(jù)，采用了隨機(jī)生成的方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行了補充，考慮到采用了大量數(shù)據(jù)，即便隨機(jī)生成的數(shù)據(jù)和實際數(shù)值有較大偏差，也不影響擬合的結(jié)果。所用軟件為Eviews5.1。

由圖1可知，發(fā)電量有一個明顯向上的趨勢，并且為非平穩(wěn)序列，因此對原數(shù)據(jù)作對數(shù)處理并進(jìn)行差分，經(jīng)單位根檢驗認(rèn)為非平穩(wěn)數(shù)列，第二次差分所得數(shù)列平穩(wěn)，序列趨勢項已經(jīng)基本消失，但滯后期k=12，k=24時序列的相關(guān)系數(shù)仍然很大，超出了隨機(jī)區(qū)間的范圍，與0有明顯差異，表明序列有周期為12個月的季節(jié)波動，于是進(jìn)行季節(jié)差分，經(jīng)兩次滯后期為12的季節(jié)差分后，季節(jié)波動仍然存在，這里只進(jìn)行一次滯后期為12的季節(jié)差分。

為了更準(zhǔn)確驗證，進(jìn)行單位根檢驗，用包含常數(shù)項滯后期為0的ADF檢驗。在1%的顯著性水平下，ADF統(tǒng)計量小于臨界值，F(xiàn)統(tǒng)計量的P值、AIC、SC檢驗原則下都很小，序列通過單位根檢驗。

為便于預(yù)測，這里采用命令 ls d(log(x)，2，12)，ar(1)，ar(2)，ar(3)，ma(1)，ma(2)，sar(12)，sma(12)估計參數(shù)，其含義是對原數(shù)列X取自然對數(shù)，進(jìn)行兩次一階差分后再進(jìn)行12階差分，建立包含3階自回歸，1階移動平均，1階季節(jié)自回歸和1階季節(jié)移動平均的ARIMA模型，所得結(jié)果為:

其中b為差分算子。從上圖可以看出模型很好地擬合了該時間序列，并且自回歸和移動平均多項式的根均在單位圓內(nèi)，分別滿足平穩(wěn)性和可逆條件，所得殘差序列滿足平穩(wěn)性要求，故認(rèn)定該模型設(shè)定合適。對2009年3—8月份預(yù)測為(見表1):

表1 2009年3—8月發(fā)電量預(yù)測

盡管預(yù)測值與真實值之間有一定差距，但大致趨勢判斷還是一致的，說明經(jīng)濟(jì)狀況好于預(yù)期。

另外該模型還存在著明顯的季節(jié)因素沒有提出，這可能是由于原始數(shù)據(jù)中還存在波動較大的月份，說明即使采取對數(shù)化形式只能降低部分不規(guī)則變動，季節(jié)差分對較大的波動影響甚微。

四、結(jié)論:

根據(jù)以往數(shù)據(jù)顯示，20世紀(jì)90年代以后，發(fā)電量的增長速度與GDP增長速度表現(xiàn)出較明顯正相關(guān)關(guān)系，即經(jīng)濟(jì)增長速度快，用電量增長速度也快，反之亦然。雖然發(fā)電量和經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)間存在一定的偏離，但總體趨勢還是一致的。本文以15年作為一個觀察期，大體上能反映出電力與經(jīng)濟(jì)增長速度規(guī)律性的關(guān)系，由以上分析可知，發(fā)電量與經(jīng)濟(jì)增長具有內(nèi)在相關(guān)性。

［1］蔣金荷，姚愉芳．中國經(jīng)濟(jì)增長與電力發(fā)展關(guān)系的定量分析研究［J］．?dāng)?shù)量經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究，2009(10)．

［2］曲德巍，孫琳．從索洛模型看中國電力消費對經(jīng)濟(jì)增長的影響［J］．統(tǒng)計觀察，2007(241)．

［3］林伯強(qiáng)．電力消費與中國經(jīng)濟(jì)增長:基于生產(chǎn)函數(shù)的研究［J］．管理世界，2003(4)．

［4］林伯強(qiáng)．結(jié)構(gòu)變化、效率改進(jìn)和能源需求預(yù)測——以中國電力行業(yè)為例［J］．經(jīng)濟(jì)研究，2003(5)．

［5］袁家海，丁偉，胡兆光．電力消費與中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)整與波動分析［J］．電網(wǎng)技術(shù)，2006(9)．

［6］林伯強(qiáng)．電力短缺，短期措施與長期戰(zhàn)略［J］．經(jīng)濟(jì)研究，2004(3)．

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1002－2880(2010)12－0083－02

(責(zé)任編輯:張彤彤)