王云平

(東北財(cái)經(jīng)大學(xué)數(shù)學(xué)與數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)院，遼寧 大連 116023)

弱技術(shù)進(jìn)步條件假設(shè)下的能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系研究
——基于對(duì)美國(guó)與中國(guó)的實(shí)證分析

王云平

(東北財(cái)經(jīng)大學(xué)數(shù)學(xué)與數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)院，遼寧 大連 116023)

依據(jù)索洛模型的分析框架，假設(shè)經(jīng)濟(jì)、政治、科技水平處在可預(yù)期的正常范圍內(nèi)變動(dòng)的正常經(jīng)濟(jì)秩序下，研究能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系，然后同其他回歸變量一起檢驗(yàn)變量間的關(guān)系，進(jìn)而建立計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)模型并對(duì)參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。結(jié)果表明，能源在生產(chǎn)函數(shù)中存在不完全替代性，對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有著很強(qiáng)的影響。由此提出，政府在制定經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略時(shí)，能源是必要的考慮因素。片面強(qiáng)調(diào)“節(jié)能減排”切不可取，而如何實(shí)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(wèn)題。

能源消費(fèi)；經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)；弱技術(shù)進(jìn)步條件假設(shè)

在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程中，能源是最基本、最重要的驅(qū)動(dòng)力之一。能源作為國(guó)家發(fā)展的基礎(chǔ)，從經(jīng)濟(jì)學(xué)發(fā)展的早期開(kāi)始，就一直為經(jīng)濟(jì)學(xué)者們所研究。早在20世紀(jì)70年代早期，丹尼斯·米都斯[1]所著《增長(zhǎng)的極限》一書(shū)給人類(lèi)社會(huì)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(hù)熱潮。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，能源與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的矛盾日趨突出，國(guó)外許多學(xué)者[2-12]從不同角度對(duì)能源經(jīng)濟(jì)問(wèn)題進(jìn)行了研究，但這些研究較多涉及到的是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)等因素之間的關(guān)系。

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)了持續(xù)快速發(fā)展，與此同時(shí)對(duì)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(fèi)大國(guó)之一[13]。為保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，研究能源與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系，制定切實(shí)可行的能源政策具有非常重要的意義。為此，國(guó)內(nèi)不少學(xué)者[14-22]對(duì)我國(guó)的能源問(wèn)題展開(kāi)了研究。如張雷[14]提出了礦產(chǎn)資源消費(fèi)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(dòng)的關(guān)系，證明了經(jīng)濟(jì)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(guò)對(duì)能源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行長(zhǎng)期研究，認(rèn)為影響我國(guó)能源消費(fèi)需求變化的根本原因是結(jié)構(gòu)變動(dòng)；吳巧生等[19]對(duì)中國(guó)、美國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)的協(xié)整關(guān)系分別進(jìn)行了檢驗(yàn)，得出從長(zhǎng)期來(lái)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(fèi)彈性系數(shù)、節(jié)能率等方面分析了低能源消費(fèi)依然能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的現(xiàn)象。但這些研究文獻(xiàn)并不能提供充分的證據(jù)表明能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系。中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展所帶來(lái)的能源問(wèn)題同樣引起了許多國(guó)外學(xué)者的關(guān)注。Byrne等[23]對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中的能源消費(fèi)所帶來(lái)的問(wèn)題進(jìn)行了研究；Sinton等[24]從能源利用率、工業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面研究了1996～1999年間中國(guó)能源消費(fèi)總量不斷下降的原因； Larson等[25]對(duì)中國(guó)未來(lái)能源技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并討論了要使中國(guó)在未來(lái)50年社會(huì)、經(jīng)濟(jì)保持持續(xù)發(fā)展應(yīng)如何解決能源安全與環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題；Yemane[26]分析了上海的能源消費(fèi)問(wèn)題。這些研究成果為進(jìn)一步研究中國(guó)能源與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系問(wèn)題提供了很好的分析方法，值得借鑒。

本研究假設(shè)經(jīng)濟(jì)處在正常秩序下，探討能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、工業(yè)化進(jìn)程的關(guān)系；假設(shè)國(guó)際經(jīng)濟(jì)、政治、科技水平在可預(yù)期的正常范圍內(nèi)變動(dòng)，短期不會(huì)有革命性的變革；假設(shè)能源的主體為煤炭、石油、天然氣、風(fēng)電水電核電等傳統(tǒng)能源，其他能源不予考慮?；谝陨蠋c(diǎn)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(jìn)步假設(shè)，進(jìn)而推導(dǎo)出能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的制約關(guān)系以及能源承載閾值對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、工業(yè)化進(jìn)程的限制，分析了在能源承載閾值下的能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的最優(yōu)路徑。此外，為進(jìn)一步說(shuō)明能源消費(fèi)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的制約作用，利用美國(guó)與中國(guó)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了實(shí)證分析。

1 模型的構(gòu)建

索洛模型是在新古典經(jīng)濟(jì)學(xué)框架內(nèi)研究經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的模型，于1956年首次由Solow創(chuàng)立，以研究經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與儲(chǔ)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(diǎn)，將自然資源投入引入到模型中，同時(shí)在放松對(duì)技術(shù)進(jìn)步假設(shè)的前提下，提出了一個(gè)基礎(chǔ)模型用來(lái)解釋古典增長(zhǎng)理論，即能源承載閾值如何成為經(jīng)濟(jì)的瓶頸并最終導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)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(dòng)和能源3種要素的增長(zhǎng)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(dòng)和能源；變量上方加點(diǎn)符號(hào)表示該變量的增量，亦即變量對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)；資本、勞動(dòng)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(zhǎng)率、折舊率、能源投入增長(zhǎng)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(fèi)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程示意圖

2 樣本選取與處理

首先，本研究通過(guò)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》和中國(guó)自然資源數(shù)據(jù)庫(kù)選擇了我國(guó)1985～2007年每年的GDP總量、人口總量和能源消費(fèi)總量等指標(biāo)并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)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(cè)算1985～2007年的人均能源消費(fèi)平均值的統(tǒng)計(jì)特征值。

其次，本研究通過(guò)美國(guó)能源部網(wǎng)站和美國(guó)普查網(wǎng)站選取了美國(guó)1945～2007年每年的GDP總量、人口總量和能源消費(fèi)總量并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)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(cè)算1945～2007年的人均能源消費(fèi)平均值的統(tǒng)計(jì)特征值。

本研究選取的是世界上最大的發(fā)展中國(guó)家中國(guó)和世界上最大的發(fā)達(dá)國(guó)家美國(guó)，這2個(gè)國(guó)家是世界經(jīng)濟(jì)的典型代表，因此用這2個(gè)國(guó)家的數(shù)據(jù)做研究其結(jié)論也有很強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)，由于部分?jǐn)?shù)據(jù)的變動(dòng)對(duì)中位數(shù)沒(méi)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(gè)別數(shù)據(jù)變動(dòng)較大時(shí)描述這組數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì)，具有比較好的代表性，擴(kuò)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(xiàn)的不同的研究視角。

其他指標(biāo)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(dòng)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(jì)方法，對(duì)上述理論模型進(jìn)行實(shí)證檢驗(yàn)。

3 實(shí)證分析

對(duì)于中國(guó)的數(shù)據(jù)，首先判定人均能源消費(fèi)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(guò)分別測(cè)算1985～2007年的人均能源消費(fèi)平均值的統(tǒng)計(jì)特征值，發(fā)現(xiàn)大于中位數(shù)的前11個(gè)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(fèi)最高，1985年人均能源消費(fèi)最低。其結(jié)果與中國(guó)實(shí)際情況相符，人均能源消費(fèi)量隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)而不斷增加。

對(duì)于美國(guó)的數(shù)據(jù)，首先判定人均能源消費(fèi)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(guò)分別測(cè)算1945～2007年的人均能源消費(fèi)平均值的統(tǒng)計(jì)特征值，發(fā)現(xiàn)大于中位數(shù)的前30個(gè)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(fèi)最高，1945年人均能源消費(fèi)最低。其結(jié)果與美國(guó)實(shí)際情況相符，人均能源消費(fèi)量隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)而呈現(xiàn)“～”狀態(tài)。

中美兩國(guó)各年人均能源消耗統(tǒng)計(jì)特征見(jiàn)表1。

表1 中美兩國(guó)各年人均能源消耗統(tǒng)計(jì)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(duì)非平穩(wěn)變量進(jìn)行平穩(wěn)化處理。本研究采用差分法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平穩(wěn)化處理。通過(guò)反復(fù)測(cè)試，當(dāng)差分的滯后階數(shù)為2時(shí)，所有變量都是平穩(wěn)變量。

在進(jìn)行回歸分析前，需要對(duì)模型進(jìn)行線性化處理，對(duì)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(xiàng)，d表示2階差分。利用美國(guó)和中國(guó)的數(shù)據(jù)，對(duì)二階滯后的對(duì)數(shù)線性模型分別進(jìn)行回歸得到中國(guó)和美國(guó)的回歸方程：

D.W=2.38，R2=0.9987

對(duì)美國(guó)： 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(guó)還是美國(guó)的數(shù)據(jù)，資本、勞動(dòng)、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(duì)經(jīng)濟(jì)起著約束作用。

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

4 討論與建議

為解決日益嚴(yán)峻的能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題，人類(lèi)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(wèn)題其是否是唯一路徑？技術(shù)改造和產(chǎn)業(yè)升級(jí)依賴(lài)其拉動(dòng)是否是一個(gè)好的方法？與此相關(guān)聯(lián)的是，什么是促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的動(dòng)力源泉？它是一個(gè)自然發(fā)展的過(guò)程呢，還是需要人為加以調(diào)整的？這應(yīng)該都是值得深入思考的問(wèn)題。

生產(chǎn)的最終目的是消費(fèi)，因此生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的變遷是由消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變遷引導(dǎo)的，而不是相反。進(jìn)一步地講，伴隨著人類(lèi)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(guó)民經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)地位，無(wú)需人為調(diào)整。據(jù)此，我國(guó)就不能參照發(fā)達(dá)國(guó)家當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得出我國(guó)目前應(yīng)該大幅提高服務(wù)業(yè)比重的結(jié)論，因?yàn)楫?dāng)前我國(guó)的需求層次較低，而以工業(yè)為主導(dǎo)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)才是最契合我國(guó)現(xiàn)階段國(guó)情的。然而，現(xiàn)實(shí)是我國(guó)已經(jīng)意識(shí)到能耗問(wèn)題日益嚴(yán)重，但浪費(fèi)行為仍然相當(dāng)普遍。這其中很重要的一點(diǎn)原因就是我國(guó)的資源定價(jià)對(duì)其真實(shí)的成本反映是不準(zhǔn)確的。因此，應(yīng)該采取一些措施來(lái)更加真實(shí)地反映資源的成本價(jià)值，比如，征收過(guò)度污染環(huán)境所造成的成本費(fèi)用，過(guò)度開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源對(duì)子孫后代帶來(lái)的影響應(yīng)該征稅，或者嚴(yán)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(shí)現(xiàn)這些措施的一個(gè)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(jí)，就是一個(gè)再工業(yè)化的過(guò)程，是一個(gè)由勞動(dòng)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(jí)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(guò)程。但是這個(gè)過(guò)程應(yīng)該以企業(yè)為主體，遵循市場(chǎng)運(yùn)行規(guī)律，政府及相關(guān)部門(mén)切不可揠苗助長(zhǎng)。改革開(kāi)放前，在高度集中的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下，我國(guó)曾經(jīng)實(shí)行過(guò)重工業(yè)超前發(fā)展的戰(zhàn)略，最終導(dǎo)致重工業(yè)發(fā)展畸型，輕工業(yè)嚴(yán)重滯后，農(nóng)業(yè)發(fā)展幾乎停滯，人民生活處在高增長(zhǎng)的短缺經(jīng)濟(jì)環(huán)境中。所以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的高級(jí)化，首先要以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化為前提，應(yīng)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(guó)正處于工業(yè)化進(jìn)程中的中后期階段，可以說(shuō)在今后一個(gè)不會(huì)短暫的時(shí)間內(nèi)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)依然會(huì)依托能源的投入。即使能源承載閾值真的將要阻礙經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，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(shí)現(xiàn)能源的多元化、高效化和清潔化，但這需要各級(jí)政府和科技工作者乃至全社會(huì)共同努力才能做到。

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2012-10-20

王云平(1953-)，女，吉林長(zhǎng)春人，教授，主要研究方向?yàn)閿?shù)量與經(jīng)濟(jì)應(yīng)用。

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

F061.3

A

1673-1409(2012)11-S050-05