我国经济增长对电力消费的阈值效应分析

　　摘要:本文运用阈值协整模型揭示了我国电力消费与经济增长、产业结构、电力使用效率、电力价格因经济周期性波动而具有的长期非线性关系，主要结论为:(1)我国经济增长对电力消费的阈值效应的机制转移发生在人均GDP增长率等于7.479%和9.184%处;(2)整个样本期间，经济增长显著推动了电力消费增长，电力使用效率的提高则是抑制电力消费增长的主要因素，以“退二进三”为主导的产业结构调整表现出了对电力消费的“节电红利”现象，但在不同的经济增长阶段其效应值存在显著差异;(3)当经济增长处于7．479～9．184%的适度增长区间时，产业结构的调整和优化具有最大的“节电红利”效应;(4)电价的扭曲削弱了价格机制对电力消费的引导和配置作用。。

　　关键词:电力消费;经济周期;电力使用效率;阈值协整

　　一、引言

　　改革开放以来，我国人均国内生产总值(GDP)保持了年均近9%的高速增长，作为经济发展的同步指标人均电力消费(以下简称为电力消费)也迅猛增长，且两者表现出相似的周期性波动特征。但在不同的经济增长阶段，两者的变化特点存在显著差异。例如，1999年至2007年人均GDP的增速(简称经济增速)提高了6.9%，而电力消费增速上升幅度比经济增速高1.8个百分点，达到了8.7%;2008年，受国际金融危机等因素影响，经济增速下降了4.5%，电力消费的增速则下降了8.8%，电力消费的降幅比经济增速高4.3个百分点。这一组数据表明电力消费的波动幅度一般要大于经济增长的波动幅度。进一步，经济的周期性波动往往伴随着产业结构的演变。以1999年至2007年为例，经济扩张带动了工业，尤其是重工业的加速发展，重工业占GDP的比重从1999年的20.3%猛增至2007年的29.3%，工业占GDP的比重也提高了1.6个百分点。上述结构性变化使电力消费保持了11.5%的快速增长，并直接导致了2003－2005年的电力供应紧张。2008年，在国际经济危机的宏观背景下，经济增速放缓，国内外对工业品需求不足，降低了工业增幅并致使工业占GDP的比重回落至41.5%。这一结构变动直接导致了工业企业用电需求增速的回落，尤其是钢铁、化工、有色、建材等高耗电行业的用电增速仅为3.9%，骤降了16.3%，比全国平均水平低1.3个百分点，在全社会用电量中的比重也下降了0.8%。上述分析意味着，在不同的经济增长阶段，产业结构所表现出的不同波动特征可能导致电力消费与经济增长的数量关系产生显著差异。

　　由此提出的问题是，我国不同时期的经济增长是否对电力消费产生了不同的效应?进一步地，由于第三产业相对第二产业(尤其是工业)而言能耗低而产出较高，因此这成为各地政府通过“退二进三”政策来进行“节能降耗”的主要手段，但以此为主导的产业结构调整对电力消费的作用效果是否受制于经济增长的速度?相伴随的问题是，我国的电力使用效率是否显著而有效地抑制了电力消费的增长，从而表现出“技术节电”效应?考察这些问题即为本文的研究动因。

　　电力对国民经济的基础性作用及电力商品本身所具有的特殊属性引起了学术界的长期关注。ShiuandLam(2004)运用误差修正模型对中国1971－2000年的数据进行实证分析发现，实际GDP与电力消费之间存在协整关系。Yuan(2007)运用频域格兰杰因检验理论检验了中国电力消费的波动与经济周期之间的关系，结果表明尽管经济波动在主周期上的成分对电力波动的影响是显著的，但电力增长的波动并不总是由经济增长的波动所引起。林伯强(2003)将经济结构变化和生产效率提高对电力需求的影响纳入到长期电力需求函数中，利用协整和误差修正模型对我国电力需求的波动进行了实证分析，结果表明我国GDP的高速增长并不总是伴随着高的电力需求。国家能源局(2009)认为在我国经济快速增长过程中，短期内经济运行的大幅波动是可能伴随电力消费与GDP增速变化的不一致的。这些研究表明电力消费的变化作为经济增长变化的一种结果，其原因并非是唯一的或者是一一对应的，其他变量如产业结构变动、电力使用效率的波动等也会对电力消费产生重要影响。Fergusonetal.(2000)认为，由于工业化的作用，中国的电力消费与经济发展的相关性要显著高于总能源消费与经济发展之间的关系。LeeandChang(2005)对台湾地区的电力消费与经济增长的数量关系进行了Hansen参数稳定性检验，结果表明两者的数量关系因产业结构和电源结构的变化在1985年前后存在显著的差异。韩金山和谭忠富(2008)构建了电力产业链与GDP增长率序列的差分VAR模型，协整检验表明电力产业链与宏观经济波动存在逆向长期均衡，它们分别对均衡偏离进行同进同退的短期调整。国家统计局(2009)的研究报告则指出，各次产业、工业内部各行业的结构变化会对全社会用电量产生强烈影响，这种影响导致了电力消费增长与经济增长数据的不同步现象，这意味着经济增长可能通过影响产业结构而影响电力消费。从我国的实际情况看，伴随着我国经济的周期性波动产业结构发生着明显的变化，工业占GDP的比重大致经历了1980年代的下滑、1990年代的回升到2000年以来的基本稳定三个阶段;而第三产业占GDP的比重则一直在稳步提高。这一现象是否表明我国产业结构因经济增长阶段的不同而对电力消费产生了不同的效应?进一步地，由于各产业能源消耗密度的不同，产业结构的变动对单位GDP电耗也会具有重要影响(史丹，2002)。如此，电力使用效率的变化对电力消费是否也会因经济增长的不同阶段而产生不同的效应?

　　以上电力消费与经济增长关系的研究表明，在不同的发展阶段，由于不同的能源政策和经济政策，电力消费与经济增长的内在依从关系不尽相同。事实上，正是经济的周期性变动引发了产业结构、电力使用效率等的变化，进而使得电力需求与经济发展表现出非对称性的波动特征。对上述问题的分析对准确把握引发电力需求周期波动的深层次原因及电力需求周期与宏观经济周期的相互关系是十分有益的。

　　本文将针对我国电力消费与经济增长的演变特征构建电力消费的阈值协整模型，使之能体现我国电力经济关系在不同经济发展阶段的变化特征，进而使用完全修正的最小二乘法(FMOLS)和仿真实验实现阈值协整模型的估计，并基于FMOLS的残差实现阈值协整检验，由此揭示我国电力消费与其影响因素因经济周期性波动而具有的长期非线性关系。

　　二、模型设定与变量选取

　　(一)我国经济增长与电力消费的演变特征

　　经济增长是拉动电力消费增长最重要的决定因素，使用总量GDP度量经济增长可能会忽视我国庞大的人口基数以及在此基础上的人口增长与生活水平的提高所带动的工业、商贸等用电量的增加，因此，本文选取人均GDP作为对经济增长的度量。与之相对应，以人均电力消费量来度量电力消费并研究其波动特征。

　　人均GDP增长率与人均电力消费增长率的动态变化路径。如图可见，整体上看我国电力消费的波动与人均GDP增长率的波动趋势基本一致，两者的同期相关系数达到了0.54，这表明两者间存在较强的关联性。同时，也表明我国电力消费与经济增长具有明显的周期性变化特征。1993年以前人均GDP的波动性较强，振幅较大，而电力消费的波动幅度较小;1993年以后人均GDP的波动幅度明显减弱，并在九十年代后期趋于平稳，而电力消费的波动幅度则显著增大。这与同期我国经济的“软着陆”和电力投资的高速增长密切相关。2000年以来，电力消费始终以高于经济增长率的速度增长，尤以2003年最为明显。这与我国重化工业加速发展、电力短缺重现的经济事实相符合。2003年，重工业增速高出轻工业增速4个百分点，其占工业总产值的比重也由2002年的60.86%提高到2003年的64.51%，也推高了工业占GDP的比重;相应的，重工业用电增速比轻工业用电增速高出0.56个百分点。钢铁、冶金、建材、化工等高耗能工业的快速发展是当年工业用电量高速增长的主要推动力。与此同时，电力短缺再度困扰电力工业。2003年全国21个省份遭遇了电力短缺，到了2004年，缺电省份扩大到了24个。

　　此外，还可以看到，我国人均GDP增长率大致可划分为两个阶段。1993年以前，它大致呈“W”型波动，局部最低点出现在1981年和1990年，人均GDP增长率仅为3.90%和2.33%。1993年后，人均GDP增长率则呈明显的“V”型变化，最低点为1999年的6.69%。与之相对应，电力消费增长率的变化也呈类似的特征。1993年以前呈典型“W”型波动，局部最低点同样出现在1981年和1990年，分别为1.66%和4.68%;而1993年后则表现出“V”型变化，最低点出现在1998年，仅为1.80%。

　　进一步地，还表明，经济增长对电力消费的影响存在显著差异。比如1990年到1992年，经济增长率由2.33%上升至12.85%，电力消费增长率则由4.68%上升到10.18%，上升幅度远小于前者;而2001年到2003年，情况则刚好相反，经济增长率由2001年的7.52%上涨至2003年的9.34%，涨幅为1.83个百分点，同期电力消费增长率却上扬了6.37%，升幅远大于前者。2008年人均GDP增长率由上年的13.58%回落到9.07%，而人均电力消费增长率则由上年的13.83%回落到5.05%，回落幅度大于GDP，增幅则已明显低于GDP。

　　以上的变化特征意味着我国经济周期对电力消费的影响可能存在阈值效应，该效应可能通过影响相关经济变量和电力消费模式对电力消费产生影响。因此，本文以经济增长作为阈值变量，通过构建电力消费与其影响因素的阈值协整模型以揭示相关经济变量对电力消费的效应因经济周期性波动而发生机制转移的非线性关系。

　　(二)我国经济周期中电力消费的阈值协整模型

　　由前述，经济周期对电力消费的阈值效应通过影响相关经济变量而产生作用，而林伯强(2003)从电力需求函数的角度出发为解释电力需求波动提供了一个基本的分析框架。借鉴这一思路，设电力消费函数的理论模型为:EL=f(GDP，INS，EF，P)上式中，EL为人均电力消费量(单位:千瓦时);GDP是人均实际GDP(1980年价格，单位为元，下同)。为考察以“退二进三”为主导的产业结构调整对电力消费的影响，而第二产业又以工业为主，因此本文定义INS为工业与第三产业产值之比;EF为电力使用效率;P是电力价格，以电力工业出厂价格指数来表示。