李咸勇,郭　軍,黃　逸

(1.新疆油田分公司 采油一廠,新疆 克拉瑪依　834000;2.中國(guó)石油大學(xué)(華東) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,山東 青島　266580;3.新疆油田分公司 規(guī)劃計(jì)劃處,新疆 克拉瑪依　834000)

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我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與石油、天然氣消費(fèi)關(guān)系實(shí)證研究
——基于協(xié)整分析及Granger因果檢驗(yàn)

李咸勇1,2,郭軍2,3,黃逸1

(1.新疆油田分公司 采油一廠,新疆 克拉瑪依834000;2.中國(guó)石油大學(xué)(華東) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,山東 青島266580;3.新疆油田分公司 規(guī)劃計(jì)劃處,新疆 克拉瑪依834000)

摘要為研究我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與石油、天然氣消費(fèi)之間的具體影響效應(yīng),在對(duì)1996—2013年我國(guó)GDP 和石油、天然氣消費(fèi)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上,利用協(xié)整檢驗(yàn)和誤差修正模型以及Granger因果關(guān)系對(duì)其作了系統(tǒng)分析。檢驗(yàn)結(jié)果表明,我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與石油、天然氣消費(fèi)存在長(zhǎng)期均衡性,但經(jīng)濟(jì)的短期波動(dòng)是造成石油、天然氣消費(fèi)短期波動(dòng)的一個(gè)重要因素,且經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)天然氣消費(fèi)的影響力度比石油大,Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)表明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是引起石油、天然氣消費(fèi)的單向原因。為此,在今后經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中要重點(diǎn)關(guān)注經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)天然氣消費(fèi)造成的影響,石油公司也可據(jù)此制定相應(yīng)的對(duì)應(yīng)措施,以避免經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)資源造成不必要的浪費(fèi)。

關(guān)鍵詞經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng);石油、天然氣消費(fèi);Granger因果檢驗(yàn);協(xié)整分析

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和居民生活水平的不斷提高,我國(guó)的能源消費(fèi)量一直持續(xù)增加。2013年,我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值為56.9萬(wàn)億元,同比增長(zhǎng)9.5%,我國(guó)能源消費(fèi)總量達(dá)到37.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,同比增長(zhǎng)3.6%,我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源的依賴度還比較大[1]。在快速增長(zhǎng)的能源消費(fèi)中,值得注意的是石油消費(fèi)在一次能源消費(fèi)中的比重基本保持在18.5%左右,而天然氣的消費(fèi)比例卻在一直增加,從2006年的2.9%上升到2013年的5.8%,說(shuō)明目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)越來(lái)越重視對(duì)天然氣資源的利用。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)之間一直保持著密切聯(lián)系,因此,研究彼此之間的關(guān)系可為制定我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源消費(fèi)政策提供參考依據(jù),具有實(shí)際意義。

目前,國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)之間的關(guān)系作過(guò)研究,如Lee[2]利用面板數(shù)據(jù)模型對(duì)18個(gè)發(fā)展中國(guó)家的能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)進(jìn)行了協(xié)整分析,指出經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)能源消費(fèi)的長(zhǎng)期和短期效應(yīng);Apergis等[3]對(duì)獨(dú)聯(lián)體國(guó)家研究發(fā)現(xiàn),就長(zhǎng)期來(lái)看經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)之間存在雙向因果關(guān)系;但John[4]對(duì)此產(chǎn)生質(zhì)疑,他利用協(xié)整檢驗(yàn)和誤差修正模型研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是引起能源消費(fèi)的單向因果關(guān)系。我國(guó)學(xué)者也對(duì)二者之間的關(guān)系做過(guò)研究,如何立華等[5]利用協(xié)整檢驗(yàn)和誤差修正模型對(duì)山東省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)關(guān)系進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)彼此間存在長(zhǎng)期協(xié)整性;王鐿潼等[6]利用面板數(shù)據(jù)模型對(duì)天然氣消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系進(jìn)行研究,指出經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)可刺激天然氣消費(fèi);李宏勛等[7]利用灰色關(guān)聯(lián)理論對(duì)化石能源與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系做過(guò)模糊分析,指出我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與三大化石能源的消費(fèi)關(guān)系密切。

鑒于以上研究可以發(fā)現(xiàn),國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)的研究都主要集中在兩者之間的關(guān)系上,為后期研究提供了借鑒意義。但通過(guò)綜述也可以發(fā)現(xiàn)目前研究主要是對(duì)整個(gè)能源體系進(jìn)行,針對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與某種能源消費(fèi)關(guān)系的研究目前還較少。研究在借鑒前者研究的基礎(chǔ)上對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與石油、天然氣消費(fèi)之間的關(guān)系進(jìn)行了具體研究,以探究其對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的實(shí)際影響作用,以期為其他能源消費(fèi)研究提供參考。

1研究方法理論概述

1.1單位根檢驗(yàn)

在一般情況下直接取得的數(shù)據(jù)序列大都是不平穩(wěn)的,對(duì)不平穩(wěn)序列直接進(jìn)行計(jì)量計(jì)算會(huì)出現(xiàn)“偽回歸”現(xiàn)象,因此,在進(jìn)行具體計(jì)算前需要進(jìn)行序列平穩(wěn)性檢驗(yàn)。單位根檢驗(yàn)是對(duì)序列是否平穩(wěn)進(jìn)行檢驗(yàn)的一種方法,Eviews 6.0提供了多種單位根檢驗(yàn)方法,其中最常用的是ADF檢驗(yàn),有三種模式,對(duì)應(yīng)三種假設(shè)檢驗(yàn)回歸方程[8]:

(1)

(2)

(3)

其中:a代表常數(shù)截距項(xiàng);δt為時(shí)間趨勢(shì)項(xiàng);εt為獨(dú)立同分布。式(1)～式(3)分別為無(wú)截距項(xiàng)無(wú)時(shí)間趨勢(shì)項(xiàng)、有截距項(xiàng)無(wú)時(shí)間趨勢(shì)項(xiàng)、有截距項(xiàng)有時(shí)間趨勢(shì)項(xiàng)模型。ADF采用的是T統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行檢驗(yàn),原假設(shè)是“序列存在單位根,非平穩(wěn)”,若T統(tǒng)計(jì)量的值小于臨界值,則拒絕原假設(shè),反之接受原假設(shè)。

1.2協(xié)整檢驗(yàn)及誤差修正模型

協(xié)整檢驗(yàn)是檢驗(yàn)不同變量之間是否存在長(zhǎng)期均衡效應(yīng)的檢驗(yàn)方法。在實(shí)際應(yīng)用中,雖然單個(gè)變量序列并不平穩(wěn),但它們的線性組合往往是平穩(wěn)的,這說(shuō)明變量之間存在協(xié)整性。對(duì)于協(xié)整檢驗(yàn),主要有兩種方法:Johansen協(xié)整檢驗(yàn)和基于模型回歸殘差協(xié)整檢驗(yàn)。研究采用Johansen協(xié)整檢驗(yàn),其原假設(shè)是“變量之間不存在協(xié)整關(guān)系”,通過(guò)比較T統(tǒng)計(jì)量的絕對(duì)值和臨界值來(lái)肯定或否定原假設(shè),其標(biāo)準(zhǔn)是小于臨界值,接受原假設(shè);大于臨界值,拒絕原假設(shè)[9]。

協(xié)整檢驗(yàn)只能分析各變量之間存在的一種長(zhǎng)期均衡關(guān)系,現(xiàn)實(shí)是各變量之間以及變量自身之間卻會(huì)存在短期波動(dòng)效應(yīng),短期波動(dòng)一般會(huì)受到自變量和因變量雙重影響,為研究變量之間的這種短期波動(dòng)性,需要構(gòu)造誤差修正模型,其檢驗(yàn)回歸方程為

dln yt=c+ωdln xt+σecmt+εt,

(4)

其中:ecmt是誤差修正項(xiàng);系數(shù)ω反映了解釋變量對(duì)因變量的短期波動(dòng)效應(yīng);σ反映了對(duì)偏離長(zhǎng)期均衡的調(diào)整力度;εt為隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)。

1.3Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)

通過(guò)協(xié)整檢驗(yàn)可以知道變量間是否存在一種長(zhǎng)期均衡關(guān)系,但要具體研究是哪個(gè)變量是因哪個(gè)變量是果,還是各變量彼此間都互通,還需通過(guò)Granger因果關(guān)系進(jìn)行具體驗(yàn)證[10],對(duì)變量進(jìn)行Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)需構(gòu)建以下回歸方程:

(5)

(6)

假定隨機(jī)誤差項(xiàng)ut和νt是互不相關(guān)的,Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)的原假設(shè)是“X或Y不是引起Y或X變化的Granger原因”,利用F檢驗(yàn),若F檢驗(yàn)P概率值小于規(guī)定的顯著性水平,則否定原假設(shè),否則肯定。

2實(shí)證定量分析

為了使研究結(jié)果更加準(zhǔn)確和具有實(shí)際意義,研究采用長(zhǎng)時(shí)間序列進(jìn)行研究,所選取的數(shù)據(jù)是我國(guó)1996—2013年的GDP、石油消費(fèi)量和天然氣消費(fèi)量數(shù)據(jù),其數(shù)據(jù)來(lái)源于相關(guān)年份的《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》,同時(shí)因?yàn)楦髦笜?biāo)的量綱不同,將各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行直接分析缺乏實(shí)際性,為消除數(shù)據(jù)間較大的波動(dòng)和克服異方差,需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行取對(duì)數(shù)變換,分別用lngdp(GDP,單位:億元)、lnshy(石油消費(fèi)量,單位:萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤)、lntrq(天然氣消費(fèi)量,單位:萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤)表示。

2.1單位根檢驗(yàn)

研究采用Eviews6.0對(duì)各指標(biāo)的數(shù)據(jù)序列進(jìn)行ADF單位根檢驗(yàn),具體的檢驗(yàn)結(jié)果見表1。

通過(guò)單位根檢驗(yàn)結(jié)果可以看出,GDP、石油消費(fèi)量和天然氣消費(fèi)量的原始序列在5%的顯著性水平下都是非平穩(wěn)的,但其一階差分序列都是平穩(wěn)的,各變量屬于一階平穩(wěn)。而同階單整的序列之間可能存在一種長(zhǎng)期協(xié)整關(guān)系,為進(jìn)一步確定需作相關(guān)協(xié)整分析。

2.2協(xié)整檢驗(yàn)及誤差修正

通過(guò)表1中的檢驗(yàn)結(jié)果可以知道,GDP、石油消費(fèi)和天然氣消費(fèi)取對(duì)數(shù)后的一階差分都是平穩(wěn),為此可以采用Johansen協(xié)整檢驗(yàn)對(duì)三個(gè)變量之間的協(xié)整性進(jìn)行分析,其具體分析結(jié)果見表2。

通過(guò)Johansen協(xié)整檢驗(yàn)得出經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與石油消費(fèi)和天然氣消費(fèi)之間存在協(xié)整性,變量彼此之間存在一種長(zhǎng)期均衡關(guān)系,為此可對(duì)(lngdp為自變量,lnshy為因變量)、(lngdp為自變量,lntrq為因變量)兩組序列數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,具體分析結(jié)果見表3。

在以上方程回歸分析中,R2的值分別為0.973和0.998,可以看出方程的模擬效果較好。從回歸分析結(jié)果看,就長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)而言,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)會(huì)以46.9%的比例帶動(dòng)石油消費(fèi)均衡增長(zhǎng),而以超過(guò)100%的比例帶動(dòng)天然氣消費(fèi)增長(zhǎng),說(shuō)明我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)天然氣消費(fèi)的影響要比對(duì)石油消費(fèi)的影響大,且天然氣的消費(fèi)增長(zhǎng)速度比經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度要快。

在得到長(zhǎng)期均衡效應(yīng)的基礎(chǔ)下,還應(yīng)對(duì)短期波動(dòng)效應(yīng)進(jìn)行分析。因此利用公式(4)誤差修正模型對(duì)誤差修正分析,結(jié)果見表4。

從誤差修正模型分析的結(jié)果可以看出,兩個(gè)方程中ecm的系數(shù)值都為負(fù),符合反向修正原理,說(shuō)明石油、天然氣的上一年消費(fèi)偏離了長(zhǎng)期均衡消費(fèi)關(guān)系影響。為了維護(hù)石油、天然氣消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的長(zhǎng)期均衡關(guān)系,當(dāng)年的石油、天然氣的消費(fèi)將以-0.341和-1.107的速度對(duì)前一年的不均衡狀況進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)從自變量的系數(shù)還可以看出經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的短期變動(dòng)對(duì)天然氣的短期消費(fèi)波動(dòng)影響比較大,其影響力度超過(guò)了石油。通過(guò)以上分析發(fā)現(xiàn)無(wú)論是長(zhǎng)期還是短期,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)天然氣消費(fèi)的影響要比石油大,這可能與當(dāng)前大力實(shí)施低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展,各國(guó)普遍加大了對(duì)低碳能源的利用力度有關(guān),而這也符合我國(guó)當(dāng)前大力開發(fā)天然氣的實(shí)際現(xiàn)狀。

2.3Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)

協(xié)整檢驗(yàn)和誤差修正模型只能分析經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與石油、天然氣消費(fèi)之間的一種長(zhǎng)期、短期相關(guān)性,但具體到何為因何為果還是各自都可為因?yàn)楣€需通過(guò)Granger因果關(guān)系作進(jìn)一步檢驗(yàn)。其Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)結(jié)果見表5。

通過(guò)Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)得出拒絕“GDP不是石油消費(fèi)和天然氣消費(fèi)”的原假設(shè),卻不能拒絕其他兩個(gè)原假設(shè),即經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是引起石油消費(fèi)和天然氣消費(fèi)變化的因,但石油消費(fèi)和天然氣消費(fèi)發(fā)生變化卻不一定能引起經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的變化,說(shuō)明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)石油、天然氣消費(fèi)具有明顯的單向因果關(guān)系。

3結(jié)論

為了具體研究我國(guó)石油、天然氣消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系,在對(duì)我國(guó)1996—2013年的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集整理的基礎(chǔ)上,利用協(xié)整檢驗(yàn)及誤差修正模型對(duì)彼此之間的長(zhǎng)期均衡效應(yīng)和短期波動(dòng)效應(yīng)作了分析,并采用Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)對(duì)彼此之間的因果性作了系統(tǒng)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),每增加1單位的GDP會(huì)對(duì)應(yīng)增加0.467單位的石油消費(fèi)和1.082單位的天然氣消費(fèi),而從誤差修正模型可以看出,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)石油消費(fèi)的短期波動(dòng)效應(yīng)指數(shù)為0.542,而對(duì)天然氣的短期波動(dòng)效應(yīng)指數(shù)為1.285,說(shuō)明經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)天然氣的短期波動(dòng)效應(yīng)明顯,這與未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展向低碳化推進(jìn),天然氣是低碳、高效、清潔的能源有關(guān)。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)天然氣消費(fèi)的長(zhǎng)期和短期效應(yīng)都比石油消費(fèi)的影響效應(yīng)要大,同時(shí),經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是引起石油、天然氣消費(fèi)變化的單向Granger因。為此,在今后經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中要重點(diǎn)關(guān)注經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)天然氣消費(fèi)造成的影響,石油公司也可據(jù)此制定相應(yīng)的對(duì)應(yīng)措施,以避免經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)資源造成不必要的浪費(fèi)。

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Empirical Research on Relations Between China Economic Growthand Consumption of Petroleum and Natural Gas——Based on Co-integration Analysis and Granger Causality Test

Li Xianyong1,2,Guo Jun2,3,Huang Yi1

(1.No.1 Oil Production Apartment of Xinjiang Oilfield,Karamay 834000,China;2.College of Economics and Management,China University of Petroleum,Qingdao 266580,China;3.The Planning Department of Xinjiang Oilfield,Karamay 834000,China)

Key wordsEconomic growth;Consumption of petroleum and natural gas;Granger causality test;Co-integration analysis

AbstractIn order to study the specific influential effect between China economic growth and consumption of petroleum and natural gas,a system analysis is conducted based on a classified statistic of China GDP and consumption data of petroleum and natural gas from 1996 to 2013 by using co-integration test,error correction model and Granger causality. The test results show that there is a long-term balance between China economic growth and consumption of petroleum and natural gas. However,the rapid fluctuation of economy is a key factor which causes rapid fluctuation in the consumption of petroleum and natural gas. Besides,the influence degree of economic growth on consumption of natural gas is bigger than on consumption of petroleum. Granger causality test indicates that economic growth is a single-track reason for consumption of petroleum and natural gas. Therefore,a special attention on the influence caused by economic growth on consumption of natural gas is needed on the further economic development process. Petroleum company shall formulate corresponding measures based on this to avoid unnecessary waste of economic growth on resources.

doi:10.16468/j.cnki.issn1004-0366.2016.03.026.

收稿日期:2015-05-25;修回日期:2015-07-06.

作者簡(jiǎn)介:李咸勇(1968-),男,山東章丘人,碩士研究生,研究方向?yàn)轫?xiàng)目管理.E-mail:lixianyong1234@126.com.

中圖分類號(hào):F224.7

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):1004-0366(2016)03-0125-05

引用格式:Li Xianyong,Guo Jun,Huang Yi.Empirical Research on Relations Between China Economic Growth and Consumption of Petroleum and Natural Gas——Based on Co-integration Analysis and Granger Causality Test[J].Journal of Gansu Sciences,2016,28(3):125-129.[李咸勇,郭軍,黃逸.我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與石油、天然氣消費(fèi)關(guān)系實(shí)證研究——基于協(xié)整分析及Granger因果檢驗(yàn)[J].甘肅科學(xué)學(xué)報(bào),2016,28(3):125-129.]