第29卷第7期水電能源科學VoL. 29 No. 72011年7月Water Resources and PowerJul.2011文章編號: 1000-7709(2011)07-0188-04河南省能源消費與經(jīng)濟增長關(guān)系研究王艷青,陳書章,朱琰潔,馬恒運(河南農(nóng)業(yè)大學經(jīng)濟與管理學院，河南鄭州450002)摘要:以河南省為例,基于能源、資本、勞動力三要素的CD生產(chǎn)函敷構(gòu)建了能源消費與經(jīng)濟增長間關(guān)系模型.并采用協(xié)整分析和格蘭杰因果關(guān)系檢驗方法。分析了能源消費對GDP的影響。結(jié)果表明.河南省的能源消費與經(jīng)濟增長之間存在長期均衡關(guān)系。且存在單向格蘭杰因果關(guān)系。即能源消費導致經(jīng)濟增長.但對經(jīng)濟增長影響最大的是勞動力水平的提高。關(guān)鍵詞:能源消費;經(jīng)濟增長;協(xié)整分析;格蘭杰因果檢驗; C-D生產(chǎn)函敏中圖分類號: F062. 1; F224.9文獻標志碼: A能源作為當代經(jīng)濟社會發(fā)展的重要物質(zhì)基律,又不是協(xié)整的,則它們之間就不會存在長期穩(wěn)礎(chǔ),是經(jīng)濟增長不可或缺的要素之- -. 20 世紀90定的關(guān)系,這樣對變量做出的回歸可能導致虛假年代以來,河南省經(jīng)濟快速穩(wěn)步增長,能源消費增回歸現(xiàn)象。協(xié)整檢驗的步驟如下。長甚至更快，能源消費強度明顯高于全國平均水步驟1單位根檢驗。 檢查序列平穩(wěn)性的標.平,甚至較北京市和廣東省等地的能源消費強度準方法為單位根檢驗。單位根檢驗的方法有多約高50%。尤其當前河南省處于工業(yè)化中期種,如DF檢驗、ADF檢驗、PP檢驗。其中ADF發(fā)展階段,化石能源不僅占據(jù)主體地位,且以高碳檢驗最常用,在ADF檢驗中假定序列Y,服從性煤炭資源為主,且在可預見的未來不可逆轉(zhuǎn)2。AR(p)過程。檢驗方程為:因此,正確認識和處理能源消費和經(jīng)濟增長的因OY,=中Y-1+ $pOY-z +...+中p-+OY-mi+e,果關(guān)系,對構(gòu)建中原經(jīng)濟區(qū)、協(xié)調(diào)經(jīng)濟增長和環(huán)境(1保護關(guān)系具有重要的理論和現(xiàn)實意義。自Kraft-式中,內(nèi)為判斷是否存在的依據(jù);*r,.,o-為衡Kraft基于美國1947~1974年間的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)從量相對應變量對因變量的依據(jù);e,為白噪聲序列;國民生產(chǎn)總值與能源消費的單向因果關(guān)系以來，t為樣本量;p為回歸階數(shù)。分析研究能源消費和經(jīng)濟增長間的關(guān)系并建立了在進行ADF檢驗時有三個選擇:①回歸中多個模型4~5]。本文基于前人研究成果,采用計是否包括一個常數(shù)項;②回歸中是否包括一個線量經(jīng)濟學中C-D函數(shù)構(gòu)建了GDP與資本、勞動性時間趨勢;③在每種情況下回歸中應包括多少力及能源之間關(guān)系的模型,運用協(xié)整分析和格蘭個滯后差分項,單位根檢驗均是對回歸式中Y,-1杰(Granger)因果檢驗方法分析了河南省1990~的 系數(shù)進行檢驗(0]。ADF 檢驗的輸出結(jié)果包括2009年間能源消費和經(jīng)濟增長的關(guān)系,為河南省經(jīng)檢驗滯后變量系數(shù)的ADF統(tǒng)計量和檢驗所需的濟增長與能源消費之間的均衡發(fā)展提供理論依據(jù)。臨界值。若系數(shù)顯著不為零,實為小于零,則Y,包含單位根的假設(shè)將被拒絕,從而接受備擇假設(shè)1理論基礎(chǔ)Y,平穩(wěn)。若得出序列可能是非平穩(wěn)的結(jié)論,則還需檢驗這個序列是一階單整(1I(1))還是更高階單1.1 協(xié)整檢驗整。若序列的- -階差分不包含單位根,則為一階協(xié)整檢驗是考察非平穩(wěn)變量之間是否具有長單整1(1),即需對序列的一階差分重新進行ADF期穩(wěn)定關(guān)系。若兩個變量具有各自長期波動規(guī)檢驗 ,以驗中國煤化蘭整 的假設(shè).收稿日期: 2011-02-19.修回日期: 201 1-03-24THCNMHG基金項目:河南省科技廳軟科學計劃基金資助項目(102400450278);河南省哲學社會科學規(guī)劃基金資助項目(20BJJ013)作者筒介:王艷青(1985-).女.碩士研究生.研究方向為農(nóng)業(yè)資源環(huán)境與政策. E-mail: wangyanqing4701@163. com通訊作者:馬恒運(1960-),男.教授、博導,研究方向為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟和能源經(jīng)濟.E-mail:h. y. ma@163. com第29卷第7期王艷青等:河南省能源消費與經(jīng)濟增長關(guān)系研究.步驟2 EG 檢驗與協(xié)整檢驗。EG檢驗[”]用a、β.8分別為資本、勞動.能源的產(chǎn)出彈性。于檢驗兩個變量是否存在協(xié)整關(guān)系,也稱EG兩對式(6)兩邊取對數(shù)，并添加誤差項e,得到步法。設(shè)兩個序列變量X;~I(d),Y,~I(d).若經(jīng)改進的包含能源消費在內(nèi)的三要素生產(chǎn)函數(shù)對用一個變量對另一個變量回歸則得回歸方程:數(shù)模型方程:Y, =a+ X,十μ(2)InY = lnA +alnK + pInL + 8lnE+e (7)式中,a、β均為待估參數(shù);μn為隨機千擾項。2.2數(shù)據(jù)來源和預處理對模型進行OLSI"估計,得到a、β的一致估本文選取1990~2009年年度數(shù)據(jù)進行實證計量a、b和估計殘差:分析。數(shù)據(jù)來源于2010年《河南統(tǒng)計年鑒》州。μ= Y,-a- bX,(3選取國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP).能源消費總量(E)、固若殘差估計i~I(0),則X,.Y,具有協(xié)整關(guān)定資產(chǎn)投資(K)及全社會職工平均工資(L)四個系;反之,則不存在協(xié)整關(guān)系。變量。為剔除價格變動對GDP.K、L的影響,分若變量間存在多個協(xié)整關(guān)系時,EG兩步檢別以1990年為基期的GDP指數(shù)、固定資產(chǎn)投資驗法有一定的局限性,因此采用最大似然估計方價格指數(shù)及職工平均工資指數(shù),計算得到相應的法[8對系統(tǒng)中所有獨立的協(xié)整關(guān)系進行總體分實際值,單位均為億元人民幣;E為實物指標,單析,判定系統(tǒng)中的協(xié)整關(guān)系的個數(shù),也無須對變量位為萬噸標準煤。選取全社會職工平均工資而非進行規(guī)范。對協(xié)整關(guān)系個數(shù)r可構(gòu)造跡統(tǒng)計量和全社會從業(yè)人員總數(shù),原因為人數(shù)變化僅能反映最大特征統(tǒng)計量。勞動力數(shù)量的變化而不能反映勞動力質(zhì)量的變.2 Granger因果檢驗化,而近年來影響經(jīng)濟增長的一個重要因素是勞Granger因果檢驗°]的基本依據(jù)為:將來不動力質(zhì)量的提高,采用工資額可更明確地反映勞能預測過去,若Y的變化是由X引起，則X的變動力水平變化帶來的影響。實證分析中回歸及檢化應發(fā)生于Y的變化前。若X是引起Y變化的驗過程借助于計量經(jīng)濟學軟件Eviews5. 0完原因,則X應有助于預測Y,即在關(guān)于Y的過去成(0]。為消除數(shù)據(jù)間較大的波動和克服異方差,值的回歸中,添加X的過去值,可顯著增加回歸對GDP、E、K、L四個變量進行對數(shù)變換,對數(shù)序的解釋能力。此時,稱X為Y的Granger原因;列樣本曲線見圖1。由圖可看出:①InGDP、InE、反之,則X不為Y的Granger原因。構(gòu)造無條件InK、InL序列隨時間變化趨勢非常類似,均呈現(xiàn)限制,有條件限制模型分別為:平緩增長的趨勢,由此可看出四個變量間表現(xiàn)出Y,=a+ 2a;OY_1+ 2R,OX-,十e, (4)-定的非平穩(wěn)特征。②根據(jù)InGDP與InE、InK、InL之間表現(xiàn)出較為明顯的同趨勢性,可預測河南省的GDP與能源消費、勞動力及資本投人要素Y,=a+ 2aQY_ +e,具有協(xié)整關(guān)系。式中,m、k分別為Y,.X,變量的滯后階數(shù)。記式(4)、(5)的殘差平方和分別為Es,.10f 士laP=址Es.其中原假設(shè)為Ho:B, =0、備擇假設(shè)為H:y9β,≠0(j=1,2...,k).構(gòu)造F統(tǒng)計量,若F檢驗值大于標準F分布的臨界值,則拒絕原假設(shè),表明X的變化為Y變化的Granger原因;同理,可199019921994199619982000200200420062008求Y的變化是否為X變化的Granger原因。時間(年份)圈1 GDP、E、K、L的對數(shù)序列趨勢2實例.Fig.1 Log series' trend of GDP. E, K and L2.3單位根檢驗2.1 模型構(gòu)建在進行協(xié)整分析前,必須對所有的序列進行在二要素生產(chǎn)函數(shù)模型Y=AK°I#的基礎(chǔ)單位根檢驗,用中國煤化工本文采用上引進能源要素,形成三要素生產(chǎn)函數(shù)模型,即:ADF檢驗方法CNMH G及其差分Y = AK"L'E°(6)序列進行單位根檢驗,檢驗中的方程取含有常數(shù)式中,A為效率系數(shù),是廣義技術(shù)進步水平的反項和時間趨勢項的限制回歸方程的形式。滯后期映;K為資本;L為勞動力E為能源消費;參數(shù)根據(jù)AIC準則”選擇。各序列的單位根檢驗結(jié)●190●2011年果見表1。由表可看出, InGDP.InE、InK.InL的表2殘差序列的單 位根檢驗原序列及其一階差分序列不平穩(wěn)，而其各自二階Tab.2 Unit root test of residual series差分序列在5%的顯著性水平下均檢驗通過,均臨界值平穩(wěn),表明序列InGDP .InE、InK、InL均滿足1(2)ADF值a=1%a=5%a= 10%過程,屬二階單整序列,滿足進行協(xié)整檢驗和因果-3.46-3.8-3.03 .-2.66關(guān)系檢驗的條件。2.5Granger因果關(guān)系檢驗.表1GDP、E、K和L的單位根檢驗Tab.1 Root tests of GDP, E, KandL協(xié)整檢驗確定了InGDP與InE之間存在協(xié)序列 檢驗類型ADF檢驗值 5%臨界值 結(jié)論整關(guān)系，即河南省的能源消費和經(jīng)濟增長存在lnGDP (c,t,0) - 1.065 249 - -3.673 616 不平穩(wěn)長期的均衡關(guān)系,但這兩個變量間是否構(gòu)成因lnE(c,l,0) - -1.274 654 -3.673616 不平穩(wěn) .果關(guān)系及因果關(guān)系的方向如何,還需作進一步InK(crt.0)0.162038 . -3.673616不平穩(wěn)分析。分別選取滯后期從1~4對InGDP和lnEInL(c,t,0)-1.898 095 - 3.673 616不平穩(wěn)DInGDP (c,t,0)- 2.847 505 - 3.690814 不平穩(wěn)進行Granger因果關(guān)系檢驗,檢驗結(jié)果見表3.DInE (c,t,0)- 1. 895876 - -3.690814不平穩(wěn)由表可看出:①在滯后1~4期情況下，原假設(shè)DInK (c,t,0) -2.315327 -3.690814 不平穩(wěn)InGDP不是InE的Granger原因發(fā)生的概率均DInL(c,1,0) -3.645 284 -3.690814 不平穩(wěn)非常大,不能拒絕原假設(shè),這表明經(jīng)濟增長不是能D(InGDP.2) (c,0,0)- 5. 750 499 - 3. 052 169平穩(wěn)源消費的Granger原因。②在滯后1期情況下，D(InE,2) (c,0,0) -4.585 544 -3.052 169平穩(wěn)D(InK,2) (ce,0.0)- -4. 607 002 - 3.052 169平穩(wěn)原假設(shè)lnE不是InGDP的Granger原因在5%的D(InL,2) (e,0,0) 一 6.009293 -3. 052169平穩(wěn)顯著性水平下被接受,而在10%的水平下被拒注(c.1.k)中c.t分別為常數(shù)項時間趨勢項ik為滯后階數(shù)。絕;但在滯后3、4期情況下，原假設(shè)lnE不是2.4協(xié)整檢驗InGDP的Granger原因在1%的顯著性水平下被圖1中,InGDP與InE、InK、InL的變化趨勢拒絕。這表明從短期來看,能源消費不是經(jīng)濟增大致相同,四者之間存在協(xié)整關(guān)系的可能性非常長的Granger原因,從長期來看能源消費是帶動高,則進行InGDP與InE、InK、InL序列協(xié)整關(guān)系經(jīng)濟增長的Granger原因。③InGDP和lnE存檢驗的靜態(tài)回歸方程為:在單向Granger因果關(guān)系,其原因在于經(jīng)濟水平InGDP=-1.62+0.46InE+0.03InK+0.51InL的提高必然帶動科技進步、勞動力素質(zhì)的綜合提高,通過多元化綜合利用能源，提高了能源利(t) (-1.71) (3.40) (0. 30)(6.03)用效率,使河南省在確保GDP高速增長的同時，其中R = 0.996;R2 =0.995;F= 1 407 ;D. W=能耗穩(wěn)步下降。0.898表3InGDP和InE的Granger因果關(guān)系檢驗結(jié)果由此可知,式(8)的擬合度較優(yōu),顯著性很高，Tab.3 Results of causality tests對經(jīng)濟增長具有全局的解釋作用?；貧w結(jié)果顯betwoen InGDP and InE示:①在影響經(jīng)濟增長的三個主要因素中,勞動力原假設(shè)滯后期樣本敷 F統(tǒng)計量相伴慨率.質(zhì)量對經(jīng)濟增長的解釋力最強,其次為能源消費。InGDP不是InE的Granger原因0. 792lnE不是loGDP的Crnger頤因9 4.043 0.061②資本要素對經(jīng)濟增長并無顯著影響,其原因可InGDP不是InE的Granger 原因81.015.0.389能在于投資已逐漸達到飽和狀態(tài),更多的資本投lnE不是InGDP的Granger原因10. 402人不能引起規(guī)模效應,從而對經(jīng)濟增長不構(gòu)成顯InGDP不是lnE的Granger原因0.7430.551著影響。③D. W值偏小。為避免式(8)出現(xiàn)謬lnE不是InGDP的Gronger原因10. 1850.002loGDP不是lnE的Granger原因0. 7220.604誤,對其所產(chǎn)生的殘差序列e進行單位根檢驗,殘16 16. 5060. 001差序列e可表示為:e = InGDP- 0.46InE - 0.03lnK -綜上可知:①能源消費和國內(nèi)生產(chǎn)總值間存0.51InL+1.62.(9)在協(xié)整關(guān)系中國煤化工能源消費與檢驗結(jié)果見表2。由表可看出,殘差e為零國內(nèi)生產(chǎn)總:[HCNMHG,二者間存階單整序列,可在5%的顯著性水平下通過ADF在波動關(guān)系●,但從長期來看,能源消費與經(jīng)濟增長檢驗,殘差序列平穩(wěn)。由此可知InGDP與lInE、間構(gòu)成長期穩(wěn)定的均衡關(guān)系?；貧w結(jié)果表明能源lnK、InL之間具有長期穩(wěn)定的均衡關(guān)系。消費每增加1%,帶動經(jīng)濟增長0. 46%.②河南第29卷第7期王艷青等:河南省能源消費與經(jīng)濟增長關(guān)系研究省的能源消費和國內(nèi)生產(chǎn)總值存在因果關(guān)系,且參考文獻:能源消費變化在一定程度上引起國內(nèi)生產(chǎn)總值變1] 河南省統(tǒng)計局,國家統(tǒng)計局.河南統(tǒng)計年鑒2010化.而這種影響為正方向,即河南省經(jīng)濟的持續(xù)增[M].北京:中國統(tǒng)計出版社.2010.長對能源消費具有較強的依賴性(勞動力影響力[2] 郭曉昱.河南省推廣、利用新能源的可行性及對策最強),能源作為必須的生產(chǎn)要素對河南省的經(jīng)濟研究[D].鄭州:鄭州大學.2005.發(fā)展產(chǎn)生重大的影響,能源投人的增加會帶來經(jīng)[3]馬超群.儲慧斌.李科.等. 中國能源消費與經(jīng)濟增濟產(chǎn)出的增加,反之則不然。長的協(xié)整與誤差校正模型研究[J].系統(tǒng)工程.2004,22(10):47-50.3結(jié)語[4] 黃敏.赫英.中國能源消費與經(jīng)濟增長關(guān)系的模型與實證[J].統(tǒng)計與決策2006(11);69-71.a.在傳統(tǒng)生產(chǎn)函數(shù)的基礎(chǔ)上,將能源作為其[5]昊玉鳴,李建霞.中國省域能源消費的空間計量經(jīng)濟分析[J].中國人口●資源與環(huán)境.2008,18(3) :94-98.中一個生產(chǎn)投入要素,研究其與經(jīng)濟增長之間的[6]張曉蝴. Eviews使用指南與案例[M].北京:機械工關(guān)系,并以河南省為例,分析了能源消費與GDP業(yè)出版社.2007.的單方向的因果關(guān)系。.[7] 李子奈.潘文卿.計量經(jīng)濟學(第二版)[M].北京:高b.從長期來看,能源消費量領(lǐng)先于整體經(jīng)濟等教育出版社.2005.的發(fā)展,是經(jīng)濟增長的原因;從短期來看,能源消[8]高鐵梅.計量經(jīng)濟分析方法與建模-Eviews應用及費并非引起經(jīng)濟增長的直接原因,影響經(jīng)濟增長實例[M].北京:清華大學出版社.2006.的因素除基本投人要素外,能源消費的結(jié)果及經(jīng)[9] 朱啟榮.能源消費與出口貿(mào)易的協(xié)整及Granger因濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也很重要,這將在今后的研究中需進果關(guān)系檢驗一-以山東 省為例[J].國際經(jīng)貿(mào)探索，-步論證。2007 ,23(4):9-12.Relationship between Energy Consumption and Economic Growth in Henan ProvinceW ANG Yanqing,CHEN Shuzhang, ZHU Yanjie , MA Hengyun(College of Economics and Management, Henan Agricultural University. Zhengzhou 450002. China)Abstract: Taking Henan Province for an example. a relationship model between energy consumption and economicgrowth is established in terms of C-D production function including capital, labor and energy. Then the effect of energyconsumption on GDP is analyzed by using cointegration and Granger causality test. The results indicate that there existslong-term equilibrium relationship between energy consumption and economic growth and there is only unidirectionalGranger causality relations running from energy consumption to economic growth; however, the improvement of laborlevel is the most influential one among those factors affecting economic growth.Key words; energy consumption; economic growth; cointegration analysis; Granger causality test; C-D productionfunction(上接第138頁)[9] 潘永平,王欽若.變論域自適應模糊PID控制器設(shè)計[8] 黃守道.王毅.王耀南.等.無刷雙饋電機風力發(fā)電控[J].電氣自動化.2007.29(3) ;9-11.25.制系統(tǒng)與仿真研究[J].湖南大學學報(自然科學[10]王碩.基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無刷雙饋電機調(diào)速系統(tǒng)版) .2004.31(1):37-40.的研究[D].天津;天津大學,2006.Simulation of Speed Control Systems of Brushless Double-Fed WindGenerators Based on V ariable Domain Fuzzy ControlHUANG Yuehua,XU Yang,ZHOU Xingchen, W ANG Hairong(College of Electrical Engincering and Renewable Energy. China Three Gorges University. Yichang 443002. China)Abstract: The brushless double-fed motor ( BDF M) has adventages of simple structures and small frequency convert-er required. According to the mathematical modcl of BDFG under the d~q rotor reference 0rdinate avatems. the simula-tion model of BDFG is presented by using Simulink module in Matlab software.中國煤化Iable domainfuzzy controller to realize rotational speed regulation of BDFG. The simulation 1fYHCNMHGmethodcanimprove the regulation time of speed control systems and enhance the system robustness.Key words ; brushless doublefed generatori d-q rotor model; variable domain fuzzy control; frequency converter ca-pacity1 simulation