能源消費與經濟增長關系研究
——以安徽省為例

武 迪，濮明月

（安徽新華學院財會與金融學院，安徽合肥 230088）

一、研究背景

能源消費與經濟增長之間的關系一直是經濟學領域的研究熱點之一。隨著全球經濟的快速發展和能源需求的不斷增長，能源消費對經濟增長的影響已經成為一個重要的問題。同時，能源消費也對環境產生了嚴重的影響，如空氣污染、溫室氣體排放等，因此探究能源消費與經濟增長的關系對于實現可持續發展具有重要意義。安徽省作為中國東部地區的一個重要經濟區域，經濟發展迅速，能源消費量不斷增加，但同時也面臨著能源供給壓力和環境污染問題。因此，深入研究安徽省能源消費與經濟增長的關系具有重要的現實意義，可以為政府制定能源政策和經濟發展戰略提供科學依據。

關于能源消費與經濟增長的研究，早期主要關注能源消費對經濟增長的影響。索洛（Robert Solow）1956 年提出了著名的索洛增長模型，認為能源消費是經濟增長的重要驅動因素。之后，學者們通過引入其他變量，如資本和勞動力等，進一步探討了能源消費對經濟增長的影響機制。而有研究也發現，能源消費與經濟增長之間存在著顯著的非線性關系[1]。這一研究結果對后續的研究產生了重要影響。隨著中國經濟的快速發展，學者們開始關注中國能源消費與經濟增長之間的關系，研究主要集中在描述中國能源消費與經濟增長的現狀和趨勢，并通過計量分析探討其關系。例如，鐘海等[2]發現中國能源消費對經濟增長具有非線性影響。

然而伴隨經濟增長而來的還有能源消耗及環境污染等問題。因此，一味追求經濟增長，忽視其負面影響已不能適應當下經濟發展的需求。在此背景下，武紅等[3]研究發現技術進步、產業結構等是驅動國家經濟增長和能源消耗實現脫鉤關系的一個主要因素。目前，國內外有很多關于能源消費和經濟增長關系方面有價值的研究。例如，利用美國1947—1974年間所有的樣本數據，J.Kraft 等[4]和Akarca 等[5]分別研究了這段經濟周期內美國與其他國家的GNP 之間的因果關系以及美國能源消費與GNP 之間的因果關系。汪瀟等[6]運用VAR 向量自回歸模型研究證明能源消費與經濟增長存在長期協整關系，能源消費是經濟增長的格蘭杰原因。E.S.H.Yu 等[7]采用常規的Granger 因果檢驗證實了菲律賓能源消費和GNP 之間的因果關系。Hwang 等[8]在統計并觀察了中國臺灣地區能源消費和經濟增長歷年的數據后，得出臺灣地區能源消費與經濟增長之間存在雙向因果關系的結論。Masih 等[9]和Ugur 等[10]則重點研究了歐洲和亞洲眾多國家能源消費和GDP 之間的長期均衡關系和因果關系。

總體而言，國內外學者對能源消費與經濟增長關系的研究已經取得了一定的進展，但仍然存在一些爭議和不足之處，如研究方法的選擇、數據的可靠性等。因此，本文旨在通過對安徽省的實證分析，探究能源消費與經濟增長之間的關系，并分析其影響因素和機制。

二、研究假設與理論模型設定

在能源消費與經濟增長關系的研究中，理論分析是建立研究假設和模型設定的基礎。本文將從IPAT 方程和脫鉤指數模型以及C-D 生產函數三個方面進行理論分析。

首先，IPAT 方程是衡量能源消費與經濟增長關系的重要工具。根據IPAT 方程，能源消費與經濟增長呈正相關關系，即隨著人口規模的增大和經濟發展水平的提高，能源消費也相應增加。因此，提出以下研究假設：

H1：在安徽省的經濟增長過程中，能源消費與經濟增長呈正相關關系。

其次，脫鉤指數模型是衡量經濟增長與能源消費脫鉤程度的指標。脫鉤指數模型將經濟增長速度（G）與能源消費增長速度（E）進行比較，通過計算兩者的比值來評估經濟增長與能源消費的關系。如果比值小于1，則表示經濟增長與能源消費實現了脫鉤，即經濟增長不再依賴于能源消費的增加。因此，提出以下研究假設：

H2：在安徽省的經濟增長過程中，存在一定程度的經濟增長與能源消費的脫鉤現象。

最后，C-D 生產函數是描述能源消費與經濟增長關系的重要工具。C-D 生產函數將經濟增長（Y）視為勞動力（L）、資本（K）和能源消費（E）的函數關系。通過分析C-D 生產函數的參數估計值，可以得出能源消費對經濟增長的彈性系數，即能源消費對經濟增長的貢獻程度。因此，提出以下研究假設：

H3：在安徽省的經濟增長過程中，能源消費對經濟增長具有一定的正向影響。

三、基于安徽省行業統計數據的實證分析

本文在以往學者研究理論的基礎上進行了一些數據上的更新和方法上的改進：（1）采用永續盤存法通過往年數據推導了安徽省1978—2021 年的固定資本存量數據, 以代替傳統的基本流量數據，保證了數據的穩定性。（2）本文實證部分的Granger因果檢驗是建立在誤差修正模型基礎上的Wald檢驗，以此減少誤差，并對影響因素間的相關關系具體研判。

（一）數據來源及變量說明

為了確保研究結果的準確性和可靠性，本文收集了《安徽省統計年鑒》中1978—2021 年的行業統計數據，時間跨度44 年，根據數據的可獲取性和數據質量進行篩選，以充分反映能源消費與經濟增長之間的關系。

本文選擇了安徽省的總能源消費量、GDP 和其他相關變量作為關鍵變量。其中，總能源消費量反映了安徽省在特定時期內所消耗的各種能源，包括煤炭、石油、天然氣等；GDP 是衡量經濟增長的指標，它反映了一個地區在特定時期內的經濟總量；其他相關變量包括人口數量、工業結構等，它們在能源消費與經濟增長之間可能存在潛在的關聯。

本文通過計算和分析這些變量的均值、標準差、最小值、最大值以及相關系數等統計指標來描述各變量的分布情況、變異程度以及變量之間的關系。

（二）實證分析結果

1.IPAT 方程

埃里奇（Ehrlich）等[11]在20 世紀70 年代初基于對當時資源環境面臨社會發展沖擊的思考，提出了IPAT 方程，用以評價環境壓力，闡釋環境、人口、經濟和技術四者之間的關系，表達式為：

式中：I 表示環境指標，可特指能源消費、資源消費等；A 為富裕指數，采用歷年人均GDP 表示，即A=GDP/P；T 為技術，表示單位GDP 形成的環境指標，即T=I/GDP。P 為一定范圍內的總人口，用人口數量表示。在處理能源消費問題時，可將該公式轉換為[12-15]：

該等式中的3 個可變量I、GDP、P 中，財富指數的變化趨勢和總人口的增長趨勢是不可避免的，那么剩下的要素里就只有環境的負荷度（能源消費）相對可控。因而，爭取降低環境的負荷度，才是可持續發展的科學之道[16]。

2.脫鉤指數模型

對公式（2）進行變換，其中T=I/GDP，因此上式也可寫成：

若基準年（此處為1978 年）的能源消費為I0=GDP0×T0，則第n 年后的能源消費為In=GDPn×Tn，令g 為GDP 的年增長率，t 為單位GDP 能源消費量的年降低率，即：

聯立方程組后可求得：

由于I 的范圍是（1，+∞），則關系結構如表1：

表1 IPAT 脫鉤模型關系結構

表2 為安徽省1978—2021 年GDP、能源消費等數據。2021 年安徽省的生產總值為41 959.2 億元，較2020 年的31 061.51 億元增加了12.87%，能源消費在上升，但是其增速卻有小幅度的下降。2021年萬噸標煤的增幅為11 342.63 萬t，單位GDP 能耗下降了0.03%。

表2 安徽省1978—2021 年（部分）生產和能耗數據小計

在此基礎上，計算出g，t，tk，t-tk的值，結果如表3 所示。由表3 可知，安徽省實際的單位GDP 能耗的年降低率均大于臨界值，即t>tk，表明安徽省能耗狀況正逐年好轉。

表3 g、t 相關數據值（部分）

基于上述結論，通過陸鐘武等[17]推導出的關于能源消費和經濟增長間的脫鉤指數模型，對比1978—2021 年間安徽省能源消費與經濟增長之間的脫鉤情況，公式表達為：

式中：Dn為第n 年的脫鉤指數；g 為GDP 的年增長率；t 為單位GDP 能源消費量的年降低率。

脫鉤指數主要用于表達資源消費與經濟增長間的脫鉤關系，而脫鉤關系劃分的主要依據是Dn值，詳見表4。

表4 關于脫鉤指數的分類標準

因此，通過表2 中的數據，最終得出安徽省能源消費脫鉤數據，詳見表5。

表5 安徽省1978—2021 年（部分）能源消費脫鉤數據

由表5 可見，在1979—2021 年間，安徽省能源消費與GDP 的脫鉤情況如下：

（1）1979—2021 年間，絕大多數年份中Dn值處于-1 到0 之間，表明在這些年份并未脫鉤。具體來說，2013 年至今，隨著安徽省經濟的有序增長，同時伴隨著單位能源消費降低20%這一約束性指標的實行，各項節能政策大幅降低了t 值，保障了Dn值基本處于上升階段。而其余年份，Dn基本處于-1 到0 間的小幅波動狀態，但g 較大，意味著這些年份里，安徽省經濟增長迅速，在此期間有舊城改造等項目的實施，但也意味著對能源的消費很大，Dn值下降迅速，基本處于未脫鉤狀態。

（2）僅在1990 年、1991 年、2020 年，Dn值均處于0~1 之間，實現了能源消費與GDP 的相對脫鉤，意味著僅這幾年，安徽省能源利用率相對有效。

3.C-D 生產函數

C-D 生產函數是一種常用的經濟增長模型，被廣泛應用于研究能源消費與經濟增長之間的關系。該模型是基于科布-道格拉斯生產函數的改進，將能源消耗納入考慮，從而更準確地描述了能源消費對經濟增長的影響。通過引入能源消耗量，C-D 生產函數可以更好地解釋能源消費與經濟增長的關系。當能源消耗量增加時，產出也會相應增加。

安徽省經濟增長與能源消費的脫鉤關系受多種因素影響。大量研究表明，社會勞動人口、環境資源、科技發展水平、固定資本存量等都是影響地區經濟增長的重要因素[18，19]。一般來說，GDP 是衡量一個地區經濟發展變化的重要指標，相關因素包括勞動投入（L）、資本投入（K）、能源消費（E）以及其他內外部環境要素。而國內學者將能源消費作為解釋變量改進了C-D 函數，得出了新的理論模型：

式中：Yt、Kt、Lt、Et分別為經濟增長總量、資本、勞動力和綜合能耗指標；A0、α、β、γ 為模型參數。同時由于C-D 函數為非線性的，公式兩邊取對數后得出：

將上式兩邊對時間t 求一階導，其中A0為常數，代表了一定的技術進步因素，其一階導為0，最終得到公式：

式中：系數α、β、γ 分別代表了資金投入、勞動投入以及能源消費對經濟增長的彈性，即代表資金投入、勞動投入及能源消費每增加1 個百分點，經濟分別增長α%、β%、γ%。

公式（10）中的相關指標均來自歷年《安徽省統計年鑒》。其中，Y（t）采用1978—2021 年安徽省歷年GDP 相關數據，為了消除價格因素影響，本文直接折合為1978 年的不變價格。L（t）采用歷年的社會勞動就業人數。K（t）采用固定資本存量代替資本流量，本文采用張軍等[20]的永續盤存法測算固定資本存量，公式為Kt=（1-δ）Kt-1+It，其中Kt是t 期期末的固定資本存量，取安徽省1978 年的固定資本形成總額除以10%作為安徽省的初始資本存量，其中折舊率取9.6%。E（t）采用歷年能源消費總量，其中《安徽統計年鑒》中1991—2021年的能源消費總量可以直接得到，而1978—1990 年的能源消費需要用歷年能源生產總量代替，統一折合成萬噸標準煤，各統計數據如表6 所示。

表6 安徽省1978—2021 年統計年鑒相關數據統計

通過ADF 檢驗法測算變量Y、K、L、E 的平穩性，對變量進行對數變換lnY、lnK、lnL、lnE 和一階差分運算D（lnY）、D（lnK）、D（lnL）、D（lnE），進行單位根檢驗，滯后階數k 由SIC 準則確定后取9，結果如表7 所示。

表7 單位根檢驗

為了防止上述變量間的偽回歸現象，同時本文測度的是多變量間的協整關系，因而采用Johansen基于VAR 模型的協整系統的檢驗方法。首先構建四個序列lnY、lnK、lnL、lnE 的VAR 模型。文章通過Eviews10 軟件操作確定了模型的最優滯后期2，檢驗結果如下表8 所示。

表8 VAR 模型滯后階數選取

而經由Eviews10 軟件測算后的協整關系檢驗結果則如表9 所示。

表9 協整關系檢驗結果

由表9 可以看出，通過協整關系檢驗，在5%顯著性水平上，均支持存在兩個協整方程的假設，即lnY、lnK、lnL、lnE 間存在長期均衡關系。因此基于上述數據的Jonhansen 協整方程（實驗結果中包含2個協整關系）為：

同時，VECM（向量誤差修正模型）實驗結果如下：

從檢驗結果可知，上述四項數據在其對數形式下為非平穩序列，而序列lnY、lnK、lnL、lnE 一階差分下的ADF 檢驗值分別小于1%、1%、5%、1%下的臨界值，拒絕原假設，不存在單位根，即D（lnY）-I（1）、D（lnK）-I（1）、D（lnL）-I（1）、D（lnY）-I（1），因而該四個變量皆為一階單整。

以上Jonhansen 協整方程和VECM 模型實驗結果代表了每個內生變量對其他內生變量以及其自身的二階滯后項的回歸，其中包含了短期以及長期的影響；通過協整方程（11）可以看出能源消費變動與經濟增長的變動是同向的，說明安徽省經濟增長中能源消費對其貢獻率仍比較顯著，這與前面安徽省經濟增長與能源消費的脫鉤情況也相吻合。在誤差修正模型建立的基礎上，進一步通過Granger 因果檢驗判斷是否能用固定資本存量、從業人數以及能源消費等歷史信息來解釋安徽省未來的經濟增長，結果如表10。

表10 檢驗結果

結果表明：D（lnL）是D（lnY）的Granger 原因，反之則并不成立；D（lnK）與D（lnY）間可以相互解釋；D（lnY）是D（lnE）的Granger 原因，反之也不成立。意即短期的Granger 因果關系中，勞動就業人員是安徽省經濟增長的單向Granger 因果關系，作為勞動人口大省，安徽省近幾年通過完善人才引進政策，依托省內高水平大學，為安徽省經濟發展吸引了各層次的勞動就業人員；固定資本存量與安徽省經濟增長間存在雙向的Granger 因果關系，伴隨著長三角經濟帶、皖江城市帶等一系列戰略方針的提出，安徽省借助政策以及地理上的優勢，不斷優化產業，更新產業結構，促進經濟持續綠色增長；能源消費作為安徽省經濟增長的單向Granger 因果關系，說明能源消費仍然是安徽省經濟增長的一個影響因素，但伴隨著資源節約型和環境友好型社會的提出，安徽省各資源型城市正逐步優化產業結構，努力轉變經濟增長方式。

四、結論與建議

（一）結論

能源消費問題是影響安徽省傳統資源型城市轉型的重要問題?；?978—2021 年安徽省能源行業相關統計數據，通過基于IPAT 方程的脫鉤指數模型驗證了能源消費與安徽省經濟增長間的脫鉤關系，結果說明二者基本上處于未脫鉤狀態，同時通過C-D 生產函數更為細化地研究了影響二者間脫鉤關系的相關因素，證明固定資本存量、勞動就業人數以及能源消費仍是安徽省經濟增長的主要因素，本次研究為證實安徽省能源消費與經濟增長間仍存在未脫勾關系提供了科學依據。

安徽省經濟增長與能源消費間仍處于未脫鉤狀態，說明安徽省經濟增長仍與能源消費有關聯。而由Granger 因果關系可知，安徽省經濟增長與能源消費間存在單向因果關系，說明隨著能源消費的上漲，安徽省經濟有一定的增長；但是能源消費不是經濟增長的單向Granger 因果關系，說明安徽省不再是依賴消費能源來實現經濟增長。

（二）建議

在宏觀層面上，安徽省仍需在現有的基礎上尋求經濟增長的新出路。充分發揮長江經濟帶、長江三角洲城市群、中部崛起等國家宏觀層面戰略政策優勢，以促進省內皖江城市帶、蕪湖江北產業集中區、池州江南產業集中區、合肥都市圈、淮河生態經濟帶等發展為導向，改變過去傳統的高能耗、粗放式的增長模式，發展結構優化、技術先進、清潔安全、附加值高、吸納就業能力強的現代產業體系。

在中觀層面上，整合省內外資源，優化能源結構。在發展綠色可持續經濟的大背景下，安徽省可依托省內各大高校資源，努力發展新能源產業、高新產業，完善相關的產業鏈，并建立起政府、企業、金融機構等部門的網絡化管理，從金融、政策、法律等層面給予全面的支持，以此逐步推進產業結構調整，優化能源結構，實現節能減耗式的發展。

在微觀層面上，發展綠色經濟，形成合理的能源消費結構。認識到安徽省煤炭等能源消費與經濟增長間仍存在為脫鉤關系的同時，更要重視新能源、新材料等的研究。要防微杜漸，形成全民節能減排的意識，提倡節約、科學的生活方式。