程穎慧，王 健

（河北金融學(xué)院經(jīng)濟(jì)貿(mào)易系，河北 保定 071051）

能源消費(fèi)、技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)效應(yīng)
——基于脈沖響應(yīng)函數(shù)和方差分解的分析

程穎慧，王 健

（河北金融學(xué)院經(jīng)濟(jì)貿(mào)易系，河北 保定 071051）

本文根據(jù)我國(guó)1979-2010年的樣本，建立能源消費(fèi)、技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的向量自回歸模型。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，從長(zhǎng)期來(lái)看，我國(guó)能源消費(fèi)狀況與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而技術(shù)進(jìn)步對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有顯著的正向效應(yīng)；從短期來(lái)看，技術(shù)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是能源消費(fèi)的Granger原因，能源強(qiáng)度對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脈沖響應(yīng)是先正向后負(fù)向，而技術(shù)進(jìn)步對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的沖擊表現(xiàn)為正向效應(yīng)，技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源強(qiáng)度的脈沖響應(yīng)是負(fù)向效應(yīng)，對(duì)能源消費(fèi)起到抑制作用。

能源消費(fèi)；技術(shù)進(jìn)步；經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)效應(yīng)

一、引 言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源消耗量剛性增長(zhǎng)，未來(lái)的能源消費(fèi)面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年我國(guó)能源消耗總量占全球比重的21.3%，GDP總量占全球的10.5%，屬于明顯的粗放型經(jīng)濟(jì)。因此，能源的生產(chǎn)和消費(fèi)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展至關(guān)重要。如何提高能源利用效率、保障經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展已成為近年來(lái)學(xué)者和政策制定者研究的重要課題。

能源的消耗、經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)在很大程度上與技術(shù)水平有關(guān)，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者從不同的角度分析了技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源消耗與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模型的基礎(chǔ)上，引入能源因子和技術(shù)進(jìn)步因素，探究能源對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響。Nordhaus（1992）在資源約束的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模型中考慮了技術(shù)進(jìn)步因素對(duì)資源約束的反作用［1］。Zon和Hakan（2003）在擴(kuò)展Romer模型上加入節(jié)能技術(shù)進(jìn)步的因素，發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)仍能達(dá)到穩(wěn)態(tài)［2］。Valente（2005）將可再生資源、外生技術(shù)進(jìn)步、人口增長(zhǎng)等納入最優(yōu)增長(zhǎng)模型中，分析能源、技術(shù)與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展之間的關(guān)系［3］。郭曄（2007）引入能源因子，將技術(shù)因子考慮在能源和勞動(dòng)力因素中，對(duì)中國(guó)和印度1965-2004年間的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，比較分析了兩國(guó)的能源及技術(shù)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的長(zhǎng)期和短期動(dòng)態(tài)關(guān)系［4］。劉源遠(yuǎn)和劉鳳朝（2008）在新古典三要素生產(chǎn)函數(shù)的基礎(chǔ)上，利用我國(guó)1985-2005年28個(gè)省份的面板數(shù)據(jù)，計(jì)算了考察期間中國(guó)不同地區(qū)的技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)率，研究顯示我國(guó)能源消費(fèi)的反彈效應(yīng)存在下降趨勢(shì)［5］。KraftJ.和KraftA.（1978）在對(duì)能源經(jīng)濟(jì)的研究中首次發(fā)現(xiàn)美國(guó)GDP對(duì)能源消費(fèi)的因果關(guān)系［6］。李金鎧（2005）分析了我國(guó)能源消費(fèi)中存在的問(wèn)題及對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響，進(jìn)而呼吁推進(jìn)資源節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)［7］。Chien-ChiangLee（2006）運(yùn)用Granger因果檢驗(yàn)，對(duì)11個(gè)主要工業(yè)化國(guó)家的能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系進(jìn)行分析［8］。張明慧和李永峰（2005）通過(guò)分析我國(guó)技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源消費(fèi)總量及能源消費(fèi)密度的影響，認(rèn)為依靠技術(shù)進(jìn)步可以減少能源的相對(duì)消費(fèi)，但不會(huì)降低能源消費(fèi)總量，相反還會(huì)帶動(dòng)能源消費(fèi)總量的增加［9］。鄒艷芳（2010）運(yùn)用非參數(shù)的DEA-Malmquist生產(chǎn)率方法對(duì)廣義技術(shù)進(jìn)步進(jìn)行分解研究，發(fā)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步能降低能源生態(tài)足跡［10］。

既有研究對(duì)能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系進(jìn)行了深入的研究，但隨著節(jié)能減排任務(wù)日益嚴(yán)峻，有必要將能源消費(fèi)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響效果做進(jìn)一步量化研究。本文將能源、技術(shù)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)三者結(jié)合起來(lái)，運(yùn)用協(xié)整檢驗(yàn)、格蘭杰因果檢驗(yàn)、脈沖響應(yīng)函數(shù)和方差分解等方法，對(duì)1979-2010年我國(guó)能源消費(fèi)、技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)關(guān)系進(jìn)行分析，以期為我國(guó)制定和實(shí)施合適的能源政策、緩解能源供需矛盾、建設(shè)節(jié)約型社會(huì)提供有益的參考依據(jù)。

二、研究變量的協(xié)整檢驗(yàn)分析

（一）研究變量和數(shù)據(jù)收集

本文通過(guò)建立VAR模型，運(yùn)用協(xié)整檢驗(yàn)、格蘭杰因果檢驗(yàn)、脈沖響應(yīng)函數(shù)和方差分解來(lái)分析能源消耗、技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)關(guān)系。VAR模型的優(yōu)勢(shì)在于可以較為合理地描述變量間的互動(dòng)關(guān)系，而無(wú)需事先對(duì)變量的外生性和內(nèi)生性進(jìn)行區(qū)分。

在能源消費(fèi)指標(biāo)的選定上，我們選取能源強(qiáng)度（EI）來(lái)表示，即我國(guó)每年的能源消費(fèi)總量與同期國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）總量的比重。研究與實(shí)驗(yàn)發(fā)展經(jīng)費(fèi)（R&D）是促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的最直接因素。尹宗成等用R&D經(jīng)費(fèi)投入［11］，孫順成等用R&D技術(shù)知識(shí)存量［12］，本文選取 R&D經(jīng)費(fèi)支出占GDP的比重作為反映技術(shù)進(jìn)步的指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的衡量指標(biāo)是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率，以1978年為基年，將GDP的當(dāng)年數(shù)據(jù)利用消費(fèi)者零售物價(jià)指數(shù)折算成實(shí)際值，以剔除價(jià)格因素影響。

數(shù)據(jù)來(lái)源于 《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒（2011）》、 《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒（2010）》 和 《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒（2010）》，樣本區(qū)間為1979-2010年。為了消除異方差的影響，我們對(duì)能源消費(fèi)、技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)數(shù)化處理，即LnEI、LnRD及LnGDP。

（二）研究變量的平穩(wěn)性檢驗(yàn)

為了避免時(shí)間序列數(shù)據(jù)產(chǎn)生的偽回歸，我們首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)（結(jié)果見(jiàn)表1所示）。

表1 指標(biāo)數(shù)據(jù)的單位根檢驗(yàn)結(jié)果

由表1可得，△LnGDP、△LnEI和△LnRD在1%的顯著性水平下是平穩(wěn)的時(shí)間序列，因此LnGDP、LnEI和LnRD均為I（l）過(guò)程，它們滿(mǎn)足構(gòu)造VAR模型的必要條件。

（三）研究變量的協(xié)整檢驗(yàn)

本文根據(jù)無(wú)約束水平VAR模型確定協(xié)整階數(shù)L=2。由Johansen協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果可以看出（見(jiàn)表2所示），擬檢驗(yàn)的3個(gè)變量之間在5%的顯著性水平下存在1個(gè)協(xié)整關(guān)系。

表2 協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果

變量系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)整向量為（1.0000，1.2805， -0.1031），對(duì)應(yīng)的協(xié)整方程為：

根據(jù)協(xié)整方程，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)（LnGDP）、能源強(qiáng)度（LnEI）和技術(shù)進(jìn)步（LnRD）之間存在長(zhǎng)期協(xié)整關(guān)系。從協(xié)整關(guān)系的方向來(lái)看，LnGDP與LnEI呈負(fù)向關(guān)系，LnGDP與LnRD呈正向關(guān)系。由此可見(jiàn)，從長(zhǎng)期的角度看，能源強(qiáng)度越大，能源消耗越多，并不能帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，這與我國(guó)仍屬于粗放型經(jīng)濟(jì)有關(guān)；而R&D經(jīng)費(fèi)支出比重的提高，使得更多的有效研發(fā)勞動(dòng)出現(xiàn)，促進(jìn)知識(shí)和技術(shù)的外溢，從而長(zhǎng)期促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。

（四）研究變量的格蘭杰因果檢驗(yàn)

經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)（LnGDP）、能源強(qiáng)度（LnEI）和技術(shù)進(jìn)步（LnRD）之間是否存在因果關(guān)系尚不能從它們的協(xié)整關(guān)系中判斷得到，我們將采用Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)做進(jìn)一步分析（見(jiàn)表3所示）。

表3 Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)結(jié)果

由檢驗(yàn)結(jié)果可以看出，在1%的顯著性水平下，從1979-2010年期間，我國(guó)能源消費(fèi)不是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的Granger原因，而經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)能源消費(fèi)具有顯著的Granger影響；技術(shù)進(jìn)步是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的Granger原因，而經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)不是技術(shù)進(jìn)步的Granger原因。在5%的顯著性水平下，技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源消費(fèi)具有顯著的Granger影響，而能源消費(fèi)不是技術(shù)進(jìn)步的Granger原因。這說(shuō)明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的源動(dòng)力來(lái)自技術(shù)進(jìn)步，而不是能源消費(fèi)，經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)促進(jìn)了能源消費(fèi)，而技術(shù)進(jìn)步對(duì)降低能源強(qiáng)度產(chǎn)生顯著影響。因此，技術(shù)進(jìn)步對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和能源的節(jié)約起到了積極作用。

三、研究變量的脈沖響應(yīng)函數(shù)和方差分解分析

（一）研究變量的脈沖響應(yīng)函數(shù)

脈沖響應(yīng)函數(shù)用于衡量來(lái)自隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差沖擊對(duì)內(nèi)生變量當(dāng)前和未來(lái)取值的影響［13］。本文將響應(yīng)的時(shí)間長(zhǎng)度設(shè)定為10年。以圖中橫軸表示沖擊作用的滯后期長(zhǎng)度，縱軸表示內(nèi)生變量對(duì)沖擊的響應(yīng)程度。

由圖1可以看出，在本期給GDP增速一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差擾動(dòng)沖擊之后，第一期最高達(dá)到了0.27，隨后迅速下降，于第5年達(dá)到了反向沖擊的最大值，之后沖擊力度再次回升。這說(shuō)明GDP增長(zhǎng)率對(duì)自身沖擊的反應(yīng)比較敏感。但從整體上來(lái)看，對(duì)其自身的沖擊影響仍可以保證GDP在一定期間內(nèi)的穩(wěn)定增長(zhǎng)。在圖1中，能源強(qiáng)度給經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率一個(gè)單位的沖擊后開(kāi)始上升，該影響在第2期最顯著（達(dá)到0.062），隨后逐漸下降，第3期之后影響均為負(fù)數(shù)。當(dāng)給技術(shù)進(jìn)步一個(gè)百分點(diǎn)的沖擊后，GDP增速?gòu)牡?期開(kāi)始上升，第2期達(dá)到最大值0.12，之后增速緩慢下降，從第6期又開(kāi)始有所上升，其值均為正值。因此，總體來(lái)說(shuō)，能源強(qiáng)度對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脈沖響應(yīng)是先正向后負(fù)向，而技術(shù)進(jìn)步對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的沖擊表現(xiàn)為正向效應(yīng)。

圖1 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的沖擊反應(yīng)曲線(xiàn)

由圖2可見(jiàn)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)能源強(qiáng)度第1期的影響為負(fù)，到第3期時(shí)達(dá)到負(fù)向最大（-0.029），其后出現(xiàn)波動(dòng)，增長(zhǎng)幅度不大，依然是負(fù)向作用。這說(shuō)明隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，能源的利用率提高，能耗逐漸減少。圖2還顯示能源強(qiáng)度對(duì)自身的沖擊有正向促進(jìn)作用，第1期達(dá)到0.03，隨后還有所上升，這表明能源強(qiáng)度對(duì)自身增速有一定的促進(jìn)作用。當(dāng)在本期給技術(shù)進(jìn)步以沖擊后，第1期從零開(kāi)始，其后逐漸下降，影響均為負(fù)數(shù)，這表明技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源強(qiáng)度的脈沖響應(yīng)是負(fù)向效應(yīng)，技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源消耗起到抑制作用。

圖2 能源消費(fèi)的沖擊反應(yīng)曲線(xiàn)

由圖3可知，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)技術(shù)進(jìn)步的影響為負(fù)，從第3期開(kāi)始逐漸減弱。這說(shuō)明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度要大于R&D經(jīng)費(fèi)的增長(zhǎng)速度，使得經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率提高，而R&D經(jīng)費(fèi)所占比重的增速下降。圖3顯示，當(dāng)給能源強(qiáng)度一個(gè)正向沖擊后，對(duì)技術(shù)進(jìn)步的影響第1期為正，其后迅速下降，第2期之后均為負(fù)值。圖3還顯示技術(shù)進(jìn)步在較大程度上受到了自身影響，這對(duì)其自身增速有顯著的促進(jìn)作用。第1期的影響最大（0.07），從第2期開(kāi)始下降，但仍保持在0.05左右。

圖3 技術(shù)進(jìn)步的沖擊反應(yīng)曲線(xiàn)

（二）研究變量的方差分解

方差分解的目的在于分析每一個(gè)結(jié)構(gòu)沖擊對(duì)內(nèi)生變量變化的貢獻(xiàn)度，以評(píng)價(jià)不同結(jié)構(gòu)沖擊的重要程度［14］。通過(guò)它們重點(diǎn)研究VAR模型的動(dòng)態(tài)特征，我們通過(guò)表4來(lái)分析我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的方差分解結(jié)果。

表4 我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的方差分解結(jié)果

由表4可以看出，影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)最大的因素是其自身，在滯后 10期方差解釋率仍為71.95%，這表明在沒(méi)有受到任何其他外界沖擊的情況下，我國(guó)經(jīng)濟(jì)將會(huì)按其自身規(guī)律發(fā)展，增長(zhǎng)幅度相對(duì)平穩(wěn)。因此，政策的穩(wěn)定性和連續(xù)性十分必要。技術(shù)進(jìn)步對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的方差貢獻(xiàn)率相對(duì)較大，在第2期以后效果更加明顯，且保持比較穩(wěn)定，基本維持在14%左右。能源強(qiáng)度的貢獻(xiàn)率開(kāi)始較小，后來(lái)貢獻(xiàn)率逐漸增加。這一分析與前文的脈沖響應(yīng)函數(shù)得出的結(jié)論基本一致。

四、結(jié) 語(yǔ)

第一，我國(guó)能源消費(fèi)、技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)存在長(zhǎng)期均衡的協(xié)整關(guān)系。能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而技術(shù)進(jìn)步對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有顯著的正向效應(yīng)。從長(zhǎng)期的角度看，并不是能源消耗越多，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)越快，而是向技術(shù)進(jìn)步型的內(nèi)涵式增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變，走 “資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”的可持續(xù)發(fā)展路線(xiàn)。

第二，我國(guó)的技術(shù)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是能源消費(fèi)的Granger原因，技術(shù)進(jìn)步對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有顯著的Granger影響，它們之間并不存在互為因果的反饋性因果關(guān)系。這說(shuō)明我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的根本動(dòng)力是技術(shù)進(jìn)步而不是能源消費(fèi)，因此提高技術(shù)水平是降低能源消耗的關(guān)鍵。

第三，根據(jù)脈沖響應(yīng)函數(shù)的分析結(jié)果，能源強(qiáng)度對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的的脈沖響應(yīng)是先正向后負(fù)向，而技術(shù)進(jìn)步對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的沖擊表現(xiàn)為正向效應(yīng)，對(duì)能源強(qiáng)度的脈沖響應(yīng)是負(fù)向效應(yīng)，對(duì)能源消耗起到抑制作用。因此，要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)高能耗、高污染的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，通過(guò)技術(shù)進(jìn)步發(fā)展以低能耗、低排放為核心的低碳經(jīng)濟(jì)，提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

［1］William D.Nordhaus.Managing the Global Commons：the Economies of Climate Change［M］.MIT Press，Cambridge，1994.

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Energy Consumption，Technical Progress and Economic Growth Effect——Based on Impulse Response Function and Variance Decomposition

CHENG Ying-hui，WANG Jian
（Department of Economics and Trade，Hebei Finance University，Baoding 071051，China）

Based on the sample of 1979-2010 years，a vector auto regression model of energy consumption，technological Progress and economic growth is established and the dynamic relationships between them are empirically analyzed with the econometric method of the cointegration test，Granger causality test，impulse response function and variance decomposition. Conclusions are obtained as follows：In the long term，there is a negative correlation between energy consumption and economic growth in China，and technological Progress has a significant Positive effect on economic growth.In the short term，technological Progress and economic growth are the Granger causality of energy consumption.Impulse response of economic growth to energy intensity is initially Positive and later negative.The impact of technological Progress on economic growth is Positive，which has an inhibitory effect on energy consumption.

energy consumption；technological Progress；economic growth effect

F205

：A

：1004-4892（2014）02-0010-06

（責(zé)任編輯：化 木）

2013-11-01

河北省保定市科技局軟科學(xué)研究基金資助項(xiàng)目（13ZR020）

程穎慧（1978-），女，天津市人，河北金融學(xué)院經(jīng)濟(jì)貿(mào)易系副教授；王?。?981-），女，河北定興人，河北金融學(xué)院經(jīng)濟(jì)貿(mào)易系講師， 博士。