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[中图分类号] F224[文献标识码] A[文章编号] 1008―1763（2016）02―0081―06
Abstract：This paper， which uses super efficiency DEA method to calculate the energy efficiency， empirically researches the relationship between energy efficiency and economic growth during 2000-2013 by using the panel smooth transition regression model. The empirical results show that there is mechanism conversion effect between economic growth and energy efficiency. When the economic development is in the low income levels， the relationship between energy efficiency and economic growth is linear. While the economic development is in the higher income levels， the relationship between energy efficiency and economic growth turns nonlinear. And the relationship will smooth the conversion among different mechanisms which is bounded by the threshold of per capita GDP.
Key words：super efficiency DEA； energy efficiency； panel smooth transition regression； economic growth
一引言
中国是一个能源消费大国，资源相对缺乏，能源人均占有量不及世界平均水平的一半，如何提高能源利用效率、实现经济社会可持续发展，已成为当前亟待解决的问题。2014年5月，在河南考察时首次提及了“新常态”，经济新常态的第一个特征即是经济增长速度从高速增长转为中高速增长。那么经济增长速度的降低是否会降低能源的利用效率呢？现在国内一般都是采用数据包络分析（DEA）方法来计算全要素能源效率，其中期望产出选取的指标为国内生产总值（GDP），因此，如果降低经济增速会直接影响能源效率。然而，中国的能源效率与世界主要工业化国家相比，仍然处于较低水平，如果能源利用效率再持续下降，那么势必会进一步恶化中国能源问题，进而影响经济社会的可持续发展。因此，通过对能源效率与经济增长的关系研究，发现经济增长与能源效率的内在联系，对于转变经济发展方式、适应经济新常态有着很强的指导作用。
针对能源效率与经济增长之间的关系，XingPing Zhang等人运用DEA Window Analysis探究了23个发展中国家在1980-2005年的全要素能源效率和变化趋势，并且通过Tobit回归证明，人均收入和能源效率之间存在U型曲线关系[1]。国外很多学者研究了能源强度与经济增长的关系，以Putnam（1953） 、Clark（1960） 、 Percebois（1979） 以及Martin（1988） 为代表的很多学者研究证明了能源强度与经济增长之间存在倒U的关系，即在一国或者某一个地区的经济发展初始阶段，随着经济的快速增长能源强度会逐渐上升，当经济增长到某一个点后随着经济的增长能源强度下降。
国内不少学者也研究了能源效率与经济增长之间的关系。李建中、武铁梅、谢威运用Granger因果检验表明能源效率与经济增长之间存在显著的双向因果关系，并且建立了一元线性回归模型对能源效率与经济增长做了定量分析[2]。汪克亮、杨力等利用环境库兹涅茨曲线（EKC）理论定量分析了中国能源经济效率和区域经济增长之间的关系，结果表明能源经济效率和能源环境绩效及其分解指数与经济增长之间存在倒U 形或U 形曲线关系[3]。余华银、韩璐、宋马林运用数据包络分析法中的超效率SBM模型测算了1992-2010年我国29个省区的能源效率，并且运用门限面板回归模型估计了在不同的能源效率区间下，能源效率与经济增长的关系[4]。
湖南大学学报（ 社 会 科 学 版 ）2016年第2期周四军，封黎：我国能源效率与经济增长关系研究基于PSTR模型的实证
本文采用超效率DEA方法计算能源效率，建立面板平滑转换回归（PSTR）模型，对能源效率与经济增长的关系进行省际比较分析，研究在经济新常态下怎样才能提高能源利用效率，使中国走上一条经济增长与能源利用相互协调的可持续发展道路。
二超效率DEA模型的构建及
我国能源效率的测度
（一）超效率DEA模型
数据包络分析方法是基于线性规划方法来评价多投入、多产出的决策单元是否相对有效的一种非参数统计方法。DEA方法的适用对象是一组同类型的决策单元，它要求每个决策单元的效率值不能超过1，这就无法判断效率值为1的决策单元的优劣。为了有效辨别每个决策单元的相对有效性，Andersen和Petersen提出了超效率DEA模型，决策单元的效率值不再需要满足不能超过1的约束条件，解决了有效决策单元的效率比较问题。
超效率DEA可分为投入导向型和产出导向型两种模式，由于经济新常态下，追求经济高速增长不再是首要目的，因此本文选取以投入为导向的超效率DEA模型，即在产出不变的条件下以减少投入来实现能源利用效率最大化，具体模型形式如下所示：
分别表示第j个决策单元的第i种投入和产出的值，λj是使投入和产出的样本值形成一个凸性组合的权重，θ是第j0决策单元的效率评价指数，m和s分别表示投入和产出指标的个数，s-i和s+r为松弛变量，ε为非阿基米德无穷小量，在计算中取正无穷小。
（二）变量选择与数据来源
基于全要素能源效率的多投入产出的基本框架，本文选取了能源消费总量、资本存量、劳动力作为投入指标，GDP作为经济产出指标进行分析。基于统计数据的可得性，本文主要选取了2000-2013年30个省市的面板数据，及港澳台不在研究范围之内。
1.投入指标
本文主要从资本投入、劳动投入、能源投入三个方面来考虑投入指标的选取。
①资本投入
以资本存量作为资本投入指标。资本存量的计算方法是根据张军（2004）的计算结果，取其2000年现值作为本文的计算基准，采用永续盘存法永续盘存法的计算公式为
②劳动投入
选取各省每年个体就业人数作为劳动投入，数据来源是国家统计年鉴，单位为万人。
③能源投入
以各省能源消费总量作为能源投入，数据来源为国家统计年鉴及各省统计年鉴，单位为万吨标准煤。
2.产出指标
用固定资产投资价格指数平减后以2000年为基期生成实际GDP作为经济产出，数据来源为国家统计年鉴，单位为亿元。
（三）能源效率的测算
基于上述模型及样本数据，运用软件EMS1.3进行测算，从结果可以看出：首先，从全国来看，我国能源效率的总体趋势是上升的。其次，从测算结果可以看出，各省市能源效率差异性较大。从平均全要素能源效率来看，各省市均未达到效率前沿面，广东省平均能源效率最高为0.9809，青海最低为0.4818。东部各省市经济比较发达，能源利用效率相对较高，如广东、上海、北京、福建、天津。而中西部一些地区虽然具有资源优势，能源效率却比较低，如青海、宁夏、新疆、贵州和陕西。总体来看，北京、上海能源效率基本处于稳定上升趋势，至2013年已经超过1。其他地区总体来说能源效率下降，尤其是湖北省和甘肃省，2000年能源效率位于前沿面上，2013年能源效率只有0.6435（湖北）和0.5891（甘肃）。
综上所述，我国各省市的能源效率参差不齐且差距较大，中西部一些地区能源资源禀赋较高但其低效的利用率，与东部各省份能源高效利用但资源匮乏形成了强烈的反差。新疆、云南等地区虽然资源较为丰富，但是由于经济规模和生产技术的限制造成了资源的巨大浪费，导致期望产出不高使得能源利用效率较低。而东部省份生产技术水平高、经济较为发达使得资源得到有效配置，能源利用效率较高。
三能源效率与经济增长关系的理论研究
（一）能源效率与经济增长的现状分析
改革开放以来，我国经济发展迅猛，2014年国内生产总值达到了636463亿元，较2013年增长了7.4%。1978-2013年，中国的国民经济一直保持着高速增长，虽然2014年增速有所放缓，创新世纪以来中国年度GDP增速的新低，但是我国国内生产总值的年增长率在全球仍属于中高速增长范围。然而，随着经济的快速发展，我国能源需求日益扩大，能源问题日益突出。
一方面，我国能源消费总量高于生产总量，能源供不应求，需要大量依靠进口。从1992年起，中国能源消费总量超过了能源生产总量，至2011年，我国一次能源消费总量已超过美国，成为世界第一大能源消费国。另一方面，目前，煤仍然是我国的主要能源，煤炭的严重浪费及其造成的环境问题大大降低了能源利用效率。相较于发达国家，我国生产技术水平较低、能源设备较落后，也导致了能源浪费、利用效率不高。2015年4月2日，全国区域能源专业委员会理事长许文发在中国分布式能源发展与余热利用论坛上表示，我国能源效率仅为36.81%，世界能源平均利用效率为50.32%，比发达国家低约10个百分点，产品能耗与国际先进水平有较大差距，能源消费总量大、能效极低。另外，我国还存在能源只有一次性利用，而没有二、三次有效利用的严重浪费情形，也大大降低了能源利用效率。
（二）能源效率与经济增长的关系
在经济以较高的速度增长的同时，必然引起能源消费总量也大幅度的增加。在片面强调GDP的导向下，中国的能源利用效率不高、能源消耗总量过大的问题日益凸显。从经济学角度分析，能源效率与经济增长的关系主要体现在两个方面。
一方面，能源是经济增长的主要动力，能源的有效利用能够促进经济增长。首先，能源是经济增长的推动力量，在任何社会生产中，没有能源的投入就无法形成现实的生产力。其次，提高能源利用效率，不仅能够降低能源供应的压力、节约资源，而且还能促进生产发展、扩大经济规模。由于我国人口基数大，能源资源短缺，能源的有效利用对于保证我国经济可持续发展的长期能源供应有着十分重要的意义。
另一方面，经济增长带来了能源的合理开发和利用。首先，经济增长扩大了能源需求，同时也为整个社会和国家带来了资金和设备，促进了能源的合理开发。其次，经济增长能够促进生产技术水平的提高，引进国外先进能源开发利用技术，提高能源利用效率。一个国家经济的适当增长对于提高能源利用效率是毋庸置疑的，但是，如果过分注重经济增长而忽视能源资源有限、环境污染等其它问题，最后将会导致本国能源枯竭、能源需求大量依靠进口，使得经济无法持续发展。
四我国能源效率与经济
增长关系的实证分析
近年来，随着中国经济的不断发展，能源问题日渐突现出来，越来越多的学者关注能源效率与经济增长之间的关系。学者们对中国省际或区域能源效率与经济增长关系的实证研究模型主要集中在面板固定效应模型、面板随机效应模型、面板门限回归模型、EKC模型，那么是否可以考虑存在一个面板模型能够通过一个阈值和平滑转换建立一条平滑的曲线来刻画二者之间的非线性关系呢？
面板平滑转换回归（PSTR）模型是对面板门限回归模型和平滑转换自回归模型的发展与扩充。该模型很好地描述了面板数据的个体异质性特征，应用一个在（0，1）区间内变化的转换函数代替面板门限回归模型中的分段示性函数，使得模型随着转换函数值的变化在不同机制间平滑转换，有效避免了机制转换的突变性。
（一）面板平滑转换回归（PSTR）模型
根据研究目的，建立能源效率与经济增长的两体制的PSTR模型，模型形式如下：
1.变量选取及样本数据来源
被解释变量（yit）能源效率是由文章第二部分计算而得，以人均GDP代表经济增长，作为解释变量（xit），单位为万元/人，数据来源是国家统计年鉴，以人均GDP作为转换变量（qit）。
2.单位根检验
在构建PSTR模型之前，为了避免伪回归的出现，需要对两个变量进行单位根检验。本文采用LLC检验、IPS检验、Madwu检验、Hadri检验四种面板单位根检验方法对变量的平稳性进行检验。检验结果如表1所示：
由表1可知，上述四种检验方法的检验统计量在5%的置信水平上都拒绝原假设，即两个变量都不存在单位根，因此可以认为能源效率和人均GDP两个指标是序列平稳的，二者可以构建面板回归模型。
3.面板数据的固定效应检验
PSTR模型是一个具有转换变量的固定效应模型，对于能源效率为被解释变量、人均GDP为解释变量的面板数据，首先要分析面板数据是否为简单的固定效应模型。
通过表2可以看出，F检验和Hausman检验的统计量在5%的置信水平下都拒绝原假设，表明应该建立固定效应模型。
4.参数的确定及模型的构建
只有模型存在异质性才能构建PSTR模型，首先运用LM检验方法对模型进行同质性检验及位置参数的确定。通过R3.1.2软件进行LM检验，得到检验结果如表3所示：
1.从PSTR模型的参数估计结果可以看出，t检验与F检验的精确p值都为0.000，说明模型（4）是统计显著的，该模型的拟合效果较好。
2.模型（4）存在两个驻点，分别为4.645876和14.57321。当人均GDP在区间（0，4.645876）和（14.57321，+∞）内时，人均GDP对能源效率表现为负影响；当人均GDP在区间（4.645876，14.57321）内时，其对能源效率的影响是正向的。
3.能源效率与人均GDP的关系在线性与非线性关系之间平滑转换。当人均GDP趋近于0或者正无穷大时，转换函数变为常数，模型（4）变为线性模型。当人均GDP处于中间水平时，能源效率与人均GDP表现为非线性关系。
4.图1比较清晰地显示出能源效率的斜率在一个较高收入水平上由负转正，能源效率达到最低值后转而上升，使经济增长与能源效率之间呈现显著的U型关系。而当人均GDP达到一个更高水平时，能源效率达到一个峰值后转而下降，此时能源效率与经济增长之间呈现倒U关系。由于当前我国各地区的人均GDP还比较低，因此能源效率与经济增长之间的关系还处于第一阶段，即U型关系。
五 结论与建议
（一）主要结论
通过PSTR模型的构建和实证分析，主要得到以下结论：
1.我国能源效率与经济增长之间存在机制转换效应。在经济发展处于低收入水平时，能源效率与经济增长表现为线性关系；在经济发展处于中等或较高收入水平时，能源效率与经济增长之间则表现为非线性关系，并以人均GDP的阈值为界，在不同机制之间进行平滑转换。
2.我国能源效率与经济增长之间的关系存在阶段性特征。第一阶段，在经济增长初期，由于技术落后，主导产业多为第一产业或者劳动密集型的制造业，一国或者某一地区只注重经济发展，几乎忽视了能源利用效率，随着经济的增长能源效率不断下降。第二阶段，当人均GDP达到46458.76元时，此时为经济增长与能源效率关系的第一个转折点，能源效率随着经济增长逐渐上升，政府应该加速经济增长以提高能源利用效率。第三阶段，当人均GDP达到145732.1元时，经济增长与能源效率的第二个转折点出现，经济已发展到较为成熟的阶段，能源效率与经济增长成反比，政府不应该只注重经济增长速度，而是放缓经济增长速度，提高能源效率。
3.目前我国能源效率与经济增长的关系表现为U型关系。至2013年，天津人均GDP最高为100105元，低于145732.1元，即我国各省市的人均GDP均未达到第二个转折点，能源效率与经济增长关系处于前两个阶段，表现为U型关系。东部地区除河北和海南之外，经济发展水平较高，人均GDP已经超过46458.76元，能源利用效率随着经济增长而不断提高。中西部地区除内蒙古和吉林外，经济发展水平较为落后，人均GDP均低于46458.76元，能源效率与经济增长之间表现为反向变化关系。
（二）政策建议
为了能够更好地适应“中国经济新常态”，促进我国能源效率的提高，实现我国社会经济的可持续发展，使我国人民达到优质的生活水平，应该合理有效地提高经济增长速度，使各个省市达到能源效率最优化。由于我国各省市资源禀赋条件和经济发展水平之间存在较大的差异，因此要根据各地实际情况，有效地处理能源效率与经济增长之间的关系。
1.东部大部分地区经济相对发达，但是能源短缺问题严重，能源供应大多依靠进口或我国其他资源丰富地区的输送，因此，对于东部经济发达地区，积极探索能源的高效开发使用技术，节约资源，在提高能源效率的同时发展经济。
2.中西部地区经济普遍较为落后，但是我国能源资源主要集中在中西部地区，因此，对于中西部经济较为落后的地区，要加快转变经济增长方式，调整产业结构，引进新的技术设备，提高能源资源的加工利用率，促进经济效益。
[参考文献]
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[3]汪克亮，杨力，杨宝臣，程云鹤.能源经济效率、能源环境绩效与区域经济增长[J].管理科学，2013，（3）：86-99.
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我国能源消费总量从1978年的5.7亿吨标煤上升到2010年的32. 5亿吨标煤，33年增长了5.7倍，年均增长8.1%。1992年，我国成为能源净进口国，能源消费量开始高于能源产量，基于此，本文对能源消费结构与经济增长的关系进行尝试性的深度剖析，以期通过分解能源消费结构来研究其对经济增长的重度影响。在这种背景下研究经济增长与能源消费结构之间的关系，有利于我国能源发展战略政策的制定，确保我国经济健康、稳定、持续地发展。
国内外研究现状
从20世纪80年代开始，国外学者开始普遍采用协整和Granger因果关系理论分析方法进行能源消费与经济增长之间关系的实证研究。1978年，Kraft在对能源经济的研究中首次发现了美国GNP对能源消费的因果关系。随后韩国、新加坡、法国、德国、加拿大等国家也开始对两者之间因果关系的研究。Yu和Choi对韩国GDP和能源消费的因果关系进行了实证研究，结果发现，两者之间存在双向的因果关系；Glasure和Leep研究了新加坡的能源消费对GDP的单向因果关系； Asafu-Adjayer针对菲律宾和泰国两个国家进行研究，最终发现了这两个国家能源消费总量与国内生产总值之间有双向因果关系。
我国从2004年开始对两者间的关系进行研究，但是应用协整理论和Granger因果关系方法研究两者之间关系的成果较少，而且结论不太一致。马超群等（2004）运用协整理论研究了我国从1954-2003年的国内生产总值与能源消费总量及能源消费结构（包括煤、石油、天然气和电力等）之间存在着长期均衡关系，但这种协整关系与能源的种类有关，其中GDP分别与能源总消费、煤炭消费总量之间有长期协整关系，但与石油、天然气和水电之间没有这种协整关系。贲兴振等（2005）检验我国的能源消费总量以及各构成部分的消费量和GDP之间的关系，实证表明我国的能源消费总量与GDP之间存在协整关系，能源消费促进经济增长，但需要改善我国的能源消费结构。
王风云等（2008）运用Granger非因果关系检验、协整检验分析和误差修正模型分析，研究了1978-2000年的我国实际GDP与能源消费总量的关系。最后得出结论，即这些年间我国能源消费与国内生产总值之间存在着双向的Granger因果关系，但是不存在协整关系。王昱（2009）构建了能源消费总量与国内生产总值的误差修正模型，并测算了能源与经济增长在外部因素冲击下的动态响应函数。
综上所述，国内外学者对能源消费与经济增长的基本研究方法比较单一，具体到各能源消费结构的研究还不充分，并且由于数据处理不当和没有严格遵守“协整理论”应用的前提条件等原因，导致研究结论不够一致。本文重点对我国能源消费和经济增长的关系进行研究，并试图揭示这两者之间的动态关系，以期对政府制定相关政策提供理论支持。
实证分析
本文运用协整理论、格兰杰（Granger）因果关系检验和误差修正模型来研究我国能源消费和经济增长的长期均衡关系以及动态调整关系，两个理论的前提都是要求数据是平稳的。协整理论反映的是自变量和因变量之间长期的稳定关系，回归所得的残差序列因为不能被自变量所解释，因此是平稳的，从而确定两者之间的协整关系。格兰杰（Granger）因果关系检验考察两个平稳的自变量、因变量序列之间的因果关系，其原理是根据如果自变量的过去值对因变量的预测有帮助，则说明自变量是因变量的Granger原因，反之也成立。
（一）变量、数据与模型
本文选取年度GDP作为因变量，样本区间为1978-2011年的实际GDP数据（1978=100），并对实际GDP数据取对数（InGDP），数据来自《中国统计年鉴2011》。选取四种主要的能源（煤炭、电力、天然气、石油）作为代表能源消费情况的自变量，数据来自于《中国统计年鉴2011》、《中国能源统计年鉴》公布的年度煤炭（COAL）、电力（主要是水电）（ELEC）、天然气（GAS）、石油（OIL）消费量，并对这些消费量取对数。
（二）单位根检验
由于本文使用的是时间序列数据，时间序列数据一般都是非平稳的，此时如果直接利用非平稳的数据进行回归分析，会产生严重的错误。为了避免出现伪回归现象，进行回归分析之前首先必须进行变量的平稳性检验。本文应用扩展的Dickey-Fuller（ADF）检验，运用Eviews6.0软件对上述变量进行了平稳性检验，检验结果显示lnOIL为平稳序列，其它变量的水平序列都是非平稳的，但是经过一阶差分后均可以变为平稳序列，即InGDP、InCOAL、In.ELEC、InGAS为一阶单整序列，使用一阶差分后的变量构建模型。
（三）格兰杰因果检验
通过格兰杰因果检验能够确定能源消费和经济增长之间的因果关系方向。运用Eviews6.0软件得出检验结果：整体上看，当显著性水平为8%时，能源消费和经济增长之间具有一定的相关性，但不是双向的因果关系，而是能源消费对经济增长的单向影响，这也验证了我国能源拉动型经济的增长模式；从能源消费结构来看，存在国民生产总值（GDP）分别与煤炭和石油消费的单向因果关系，以及电力消费与GDP的单向因果关系，但是有的能源与GDP之间不存在因果关系，比如天然气消费与GDP之间，进一步说明了能源消费结构的不平衡使得能源消费与经济增长之间因果关系的结论不一致性，因此我国应该平衡能源消费结构，以促进经济的不断发展。
（四）协整关系检验
本文以国民生产总值（GDP）为因变量，四种主要的能源（煤炭、电力、天然气、石油）的消费量作为自变量，通过E-G两步法进行协整关系研究。最终协整检验的结果表明，我国GDP与四种能源消费量之间尽管短期内有波动，但长期上存在均衡关系，总体来看，GDP每增长1个单位，能源消费增长0.5571个单位，能源消费弹性相对比较高，分别来看，除天然气消费外系数符号都为正，说明煤炭、电力、石油这三种能源消费对GDP有正向的促进关系，与经济理论和现实相符。同时，检验结果还显示，煤炭、水电和石油消费每增加1%，我国GDP分别增加2.23%、0.81%和0.7349%，但是天然气系数符号都为负，天然气消费增加l%，GDP减少1.23%，说明了该种能源消费对GDP影响不显著，究其原因，可能是天然气是一种比较清洁的能源，它的消费占总能源消费的比重偏小，在发展阶段，资金投入较多，但还未收到明显的成效，因此对经济发展的贡献也偏小，同时说明我国应进一步加大对天然气资源的开发与利用，模型的拟合优度比较高，都在90%以上，说明计量经济模型拟合效果比较好。
（五）误差修正模型
如果自变量和因变量之间存在协整关系，则这些变量之间必然存在有误差修正模型（ECM）表达式，反之也成立。一般的计量分析方法都是在检验数据的平稳性后建立协整分析模型，如果变量间存在协整关系，再利用误差修正模型进一步分析变量间的短期动态调整关系。其中误差修正项的系数反映了一种调整速度，是指当变量之间的均衡关系偏离长期均衡状态时，将其调整到均衡状态的调整速度，一般都为负值，系数的绝对值越大，说明调整速度越快。误差修正模型的结果表明，能源消费是GDP短期波动的决定因素，误差修正系数为-0.39，并在5%显著性水平下显著，这表明通过能源消费平均每年GDP对上年GDP偏离长期均衡水平的短期调整幅度为39%，同时说明了我国GDP能源消费之间存在双向影响关系。
（六）VAR模型
本文不考虑其他外生变量影响，可以将模型设定为：
yt=A1yt-1+…Apyt-p+εt （t=1，2，3…） （1）
其中yt是五维内生变量向量，即yt=（DInGDP，DInCOAL，DlnELEC，DlnGAS，DInOIL）T。通过信息准则（AIC、LR、HQ等）来确定滞后阶数P，最终得出结果p=1，可以建立VAR（1）模型，并估计了模型参数，验证了模型的稳定性高，且拟合优度为96.7%，也较高，说明该模型能较好地反映现实的状况。
结论及建议
能源在国民经济发展中扮演着重要角色，然而在经济不断发展的背景下，全球能源却在与日剧减，因此正确剖析能源消费结构与经济增长的关系非常关键，基于此，本文对能源消费结构与经济增长的关系进行尝试性的深度剖析，以期通过分解能源消费结构来研究其对经济增长的重度影响。本文利用1978-2011年数据，通过单位根检验验证数据的平稳性之后，通过格兰杰因果检验验证了能源消费与经济增长的因果关系，然后进行协整关系检验，构建误差修正模型和向量自回归模型，分析了我国能源消费与经济增长的动态关系。最后研究得出了以下结论：一定的能源消费支持度是可以积极地拉动经济的快速而稳定增长，部分能源消费支持则正好相反，而另外一部分能源消费支持度是可以随着经济的不断增长对经济增长产生促进作用的积极影响。比如由于天然气消费占总能源消费的比重偏小，天然气消费对经济增长作用存在波动，但影响不大，说明我国天然气资源的开发与利用还有很大的潜力；石油消费对经济具有正向影响，但存在一定的波动性。
因此，针对本文的研究结果提出以下建议：首先，从国内来看，我国应该进一步提高能源利用效率，降低单位GDP能源的耗费量，优化以煤为主的能源消费结构，大力发展天然气、水电、太阳能等新能源，提高能源优化意识和环境保护意识；其次，从国际上看，调整贸易结构，通过限制产能，使国内高污染行业以及产能过剩企业减少产量，在保证国内需要的前提下，尽量避免出口，从而避免存留在国内的能源消费和污染排放；增大进口，特别是初级产品（比如成品油、钢材等）以及“两高一资”产品的进口，更多地引进国外先进的技术和产品，由以出口为导向的外贸策略转向靠进口替代和内需拉动来刺激经济的政策，减少相应产品出口。最后，政府需要不断调整和制定相关政策和措施以逐渐实现节能减排的目标，如限制“两高一资”产品的出口，鼓励高附加值、低能耗、低污染产品的出口，建立完善的法律和政策等有效控制能源消费给经济发展带来的负面影响，进一步促进我国能源和环境的可持续发展。
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一、导言
“可持续发展”是一个当前世界都很关注的焦点问题。如何实现社会发展与资源和环境的和谐不仅是当前我们面临的问题也是未来几代人需要考虑的方向。中国，作为最大的发展中国家，向来不仅注意经济的发展更注重环境的保护。近年来，中国逐步加大研发投入，引进国外先进技术，同事调整国内产业结构，提高能源利用效率以及环境保护力度。但是，目前中国的经济发展方式其实依然以粗放型为主；经济结构的不平等已经成为经济可持续发展的主要障碍，而且这种情况变得越来越严重。以山东省为例，由于经济增长速度和规模的空前提升，资源消耗急剧增加，且劳动力成本低，资本投入极大。第二产业，特别是建筑业已成为全省大部分地区的主导产业，产业结构不平等，能源消费行业比重较大，服务业发展相对缓慢。同时，还存在着资源不足、排污量大、环境污染严重等现象。据山东省科技部的数据，山东省二氧化硫的排放量，化学需氧量、烟尘和工业粉尘排放量分别在中国地方排名中排到第一，第六，第七和第十。山东省作为中国改革开放的前沿，是中国在转型过程中的典型例子。因此，山东省经济发展中的一些问题有助于对中国未来的改革发展进行有效的分析。
二、山东省能源利用、环境质量与经济增长的现状
从1978在中国实施改革开放以来，山东省在社会和经济发明经历了迅速的发展。2015，山东国内生产总值（GDP）达到63002.30亿元。和之前一年相比，增长明显。伴随着经济的不断快速增长，不可避免的能源需求量也有了非常明显的增加。目前来看，山东省的主要能源依然是各类化石燃料能源，资源短缺已经逐渐成为其发展的一个大问题。从能源生产和消费总量方面来看，总能源消耗量的增长率远远大于总能源生产量。
举个例子，煤炭消费量自1990以来急剧上升，但煤炭生产量已不能满足消费需求。特别是近几年，差距越来越大，煤炭消费量是煤炭生产总量的两倍多。山东省2003年前的原油生产能力始终大于消费量，而2003至2008的原油产量低于消费量，这与全国其他地方的情况相似。自2003以来，煤炭生产量占全能源生产总量的比重超过70%，而且比重随着时间的推移逐渐上升。在山东省，煤炭消费比重为70%至80%，原油消费比重为20%至30%，水电比例只有1%。在经历了30年高速发展后的今天，中国面对着一个全新的环境。固守原有的增长模式的弊端日益突显，转变经济增长模式的要求日益迫切。中国粗放型经济发展模式日益面临着国内资源制约和经济全球化的双重约束。
同时，作为山东省政府关注的人口与资源和环境的问题，一些措施正在积极展开。比如关于节能重点行业的推广和重点大型企业的减排，以及关闭一些小造纸厂，小水泥厂等。二十世纪90年代末，山东省的垃圾和污染物的排放量达到高峰，然后逐渐下降。例如，二氧化硫的排放量，空气污染水平评价指标以及化学需氧量都随时间有了显著的降低。
三、能源利用、环境质量与经济增长关系分析
经济可持续发展主要是协调好能源、经济与环境的关系。其中，能源是非常重要的因素，是经济增长的主要依靠；而经济增长又是能源发展的前提，随着经济的快速发展使得前所未有的大规模开发和利用能源成为可能。同时，在经济增长过程中，资源不断的过度使用又导致了大量的污染物，当排放量超过一定的自然能虺惺艿南薅仁保就会发生严重的环境污染.。因此，保持经济发展的可持续性就不应该以环境污染作为代价，同时资源的利用效率也需要不断的提高。
在本文中，我们研究的是资源和经济增长的利用效率，以及经济增长与能源使用总量之间的关系。它们关系的散点图（见图1和图2）如下所示：
从图可以看出，自1990以来，山东省的经济增长率和能源消费量一直在上升。变量X的系数（能源利用率）是0.96，接近1，表明每增加1亿元GDP约需要增加10000吨标准煤。根据其他研究，中国的能源消耗量为美国的11.5倍，日本7.7倍，德国的4倍以上。因此，山东省与发达国家之间的能源消费率仍有较大差距。由于经济增长严重依赖于山东省的能源而能源生产量不能满足经济发展的需要，因此把更多的能源需求量转移到其他省份。据报道，山东省的许多煤炭企业获得了外省的探矿权，在中国其他地方开采煤炭。随着经济的发展，能源消耗量只会不断的增加，而单位的能源消耗量几乎保持不变这是不理性的。
相关的理论研究表明，一个国家的整体环境质量会先随着经济的发展而下降，然后不断的持续上升。在经济发展的初期，环境恶化是经济发展的必要代价，但是经过一定的时期后，经济的发展将会有利于改善环境质量。在经济发展初期，资源消耗率大于资源循环利用率，导致污染物不断增加。达到一定的时候，先进的工业和服务业有助于改善经济结构。随着人们环保意识的增强，有效管理措施的实施，先进技术的采用，以及环保开支的增加，使得环境问题逐步解决。当收入水平超过库兹涅茨曲线的转折点时，环境质量开始改善。对此，本文在分析山东经济增长与环境质量之间的关系时，基于格罗斯曼和克鲁格的模型如下：
其中Et是环境污染的水平，Xt包含其他相关变量，像产业结构、贸易额等等。在本文中，我们还使用了四个指标衡量Et，这其中包括废水排放量（E1），二氧化硫的排放量（E2），烟尘排放量（E3）和工业固体废物排放量（E4）。
图2中每个模型系数呈现一阶序列相关。考虑到序列相关系数，在基于温斯滕估算提供的估计结果下可得，人均GDP与环境污染总体水平是非线性的关系，而且它们的关系也不遵循倒U型曲线的库兹涅茨理论。这和人均GDP与废水排放量（E1）之间的相关性是相似的。这意味着，如果其他因素是不变的，随着经济的发展废水排放量将先下降，换句话说，环境质量随着经济的发展先提高后降低。当使用其他三个指标进行估计时，结果表明，人均国内生产总值和人均排放量之间的关系是与库兹涅茨倒U型曲线相一致的。换言之，随着人均收入的增加，烟尘排放量将稳步增长，而工业固体废物排放量也会呈“S”型增长。
在我们的研究中，产业结构是由工业增加值与GDP之间的比率来表示的。估计结果在表2中，产业结构的变化是负相关的，而与E1、E2和E3确实呈正相关。这意味着，随着工业增加值占国内生产总值比重的不断上升，废水排放负荷逐渐下降，而二氧化硫和烟尘总量稳步上升.。以下可能是导致这样的结果的潜在原因：首先，包括工业废水和城市污水的废水得到处理，然后，随着节能技术的广泛使用，工业废水总量稳步下降。其次，工业增加值与排放量二氧化硫和工业粉尘之间是一个不平等的能源消费结构，产业的结构不合理造成如上的结果。例如，山东省的主要能源是煤炭，50%以上的煤直接燃烧，而二氧化硫和粉尘的排放主要来源于煤的直接燃烧，所以煤能源的消费结构加剧了大气污染状况。
到目前为止，有对于自由贸易和环境的之间的影响有三种不同的观点。有些人认为，自由贸易会导致负面的环境影响尤其是在发展中国家；而其他人认为自由贸易造成的负面环境效只会存在于短期之内，长期来看它对环境的影是积极的。另外有人认为自由贸易和环境之间没有密切的关系。国际贸易对环境质量的影响很小，贸易政策的变化对环境政策的福利影响也不大。在本文中，我们发现，尽管国际贸易对整体环境质量的影响不大，但它仍呈现正相关性，与总排放的污水和二氧化硫和烟尘排放量呈现负相关性。
此外，我们还估计了环境污染与人均收入之间的关系。结果表明，人均GDP与环境污染的总体水平存在显著的线性关系，这是符合库兹涅茨的倒U曲线的。随着经济的发展，废弃物的排放总量稳步增长，当名义人均国内生产总值达到某一数值时，排放总量达到高峰，之后逐渐减少。目前，山东省人均GDP为64358.13元，如果全省继续保持现有经济增长率。10年后，排放总量将缓慢下降，环境质量将逐步改善。当然，对于山东省来说，为了提高环境质量，政府应该更加重视产业结构调整，鼓励使用保护环境的新技术，在经济发展的过程中改变原有的环境牺牲型增长模式。
四、结论和建议
本文考察了山东省能源利用、环境质量与经济发展的关系。研究结果表明。首先，名义人均收入与环境质量之间的关系呈现倒U型的库兹涅茨曲线。烟尘和固体工业废物的排放量与实际人均收入呈现线性和非线性的关系。其次，山东省的经济增长是高度依赖自然资源。近年来，尽管能源利用效率稳步提高，但与发达国家相比，粗放型的经济发展模式并没有改变。第三，产业结构不合理，不平等的能源消费结构和环境质量下降一直存在，因此，产业结构的优化将直接对经济可持续发展造成影响。此外，工业废物和污染物排放量也随着经济的快速发展和产业结构的不断调整逐步下降。然而，仍有一些污染物随着经济增长而增加，在可预见的未来污染物总量将达到一个高点，环境压力也将达到顶峰。
基于上述结论，我们认为山东省经济改革应强调以下几点。首先，提高公众的环保意识，这是改善环境质量的关键。我们必须先提高人们的环保意识，找到合适的方法来平衡环境保护与经济发展之间的关系。同时不算调整当前的产业结构。由于山东省经济依然在不断的快速发展，政府应适时的调整经济政策，鼓励发展资源消耗低的高新技术产业，以及可以减少污染和环境压力的服务性行业。最后，营造良好的制度环境。例如，政府可以实行必要的减免税收以及贴息政策，鼓励企业采用节能、节水技术，完善法律法规，逐步降低环境污染。
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作者简介：孟 军（1978-），男，内蒙古鄂尔多斯人，博士研究生，讲师，主要从事数量经济与能源经济研究。Email：13634712008@163com
王维国（1963-），男，吉林白城人，教授，博士生导师，主要从事经济计量和管理决策方法研究 。
摘 要：本文从我国未来2015年和2020年能源强度目标出发，首先，通过构建能源需求的影响因素模型，将具有阶段性特征的工业化程度、城市化率等因素纳入到了模型当中。其次，通过合理的能源影响因素未来值的设定，预测出未来即2015年和2020年的人均能源消费量，进而得到了预测能源强度值，其略高于政府计划值，说明我国未来能源节约的压力还较大。再次，考虑到影响因素未来值设定的偏差，通过微调这些因素，进行单变量敏感性分析，我们发现产业结构的调整和技术进步将成为实现我国未来能源强度目标或资源节约的首选。最后，能源的相对价格和贸易结构的改变。据此，我们提出能源节约的政策建议，必须实施能源的强制节约。
关键词：经济增长；能源强度；强制节约
中图分类号：F752 文献标识码：A
文章编号：1000176X（2013）03003608
本文基于全国的视角，通过构造人均能源需求的影响因素模型，在假定各个影响因素未来时期特定合理值的情况下，即可预测出我国特定时期的人均单位GDP能耗，从而可以与我国政府制定的未来能源强度目标相比较。通过比较，在保证我国经济持续增长和要实现的能源节约目标的情况下，应用敏感性分析，即可得出其他因素变化对我国能源节约的效果，进而得出最优的我国能源节约对策。
一、能源需求影响因素分析
对于能源需求影响因素的分析已经很深入，也很广泛了。关于能源需求的影响因素，学者们主要从经济增长、产业结构或工业化程度、城市化率、能源利用效率或技术进步、能源价格、人口、贸易结构等方面或部分方面进行了研究。林伯强[1]利用协整与误差修正模型对我国的能源需求的决定因素进行了研究。实证结果表明：（1）能源总消费、GDP、能源价格及结构变化之间存在长期均衡关系。（2）不仅价格和收入是能源需求的重要决定因素，而且，用来反映结构变化的GDP中的重工业份额也是一个显著的需求决定因素。林伯强等[2]采用协整技术研究了中国煤炭需求的长期均衡关系，估计出中国煤炭需求的长期收入弹性、价格弹性、结构弹性以及运输成本弹性，模拟解释变量不同增长率下煤炭需求的演变并给出政策选择。何晓萍等[3]利用面板数据非线性模型和协整模型从两个侧面对中国电力需求做了对比研究，发现两个模型所得到的结果基本一致而且数值非常接近，两种模型的结果都表明现阶段电力需求与城市化高度相关。中国城市化进程以及城市化发展阶段所表现出的工业化特征，推动了电力需求快速增长。另外，国外一些学者，如Kraft等[4]对美国GNP与电力消费关系的研究，Silk和Joutz[5]对美国居民电力消费所进行的研究。
本文中能源需求（E）的影响因素在采用林伯强2001年中国能源需求的经济计量分析的基础上进行了扩展，并以人均形式表示（PE）。以人均总产出（PY）、产业结构或工业化程度（S）、能源利用效率或技术进步（T）和城市化率（U）、能源价格（P）和贸易结构（O）做为能源需求的影响因素。把人均总产出（PY）、产业结构或工业化程度（S）、城市化率（U）、能源利用效率或技术进步（T）、能源价格（P）和贸易结构（O）纳入模型是基于这样的原因：（1）经济增长是国内外文献当中最早和最常见的能源影响因素，能源要素是经济增长的必要条件。众多的国内外经验研究表明经济增长与能源需求存在着稳定的正向相关关系。考虑到人口对能源的重要影响，所以本节采用人均形式。（2）众所周知，产业结构或工业化也是能源需求的重要影响因素之一。如果第二产业或重工业在GDP中的比重越大，能源需求一般也较大，因为第二产业对能源需求最直接，除非能够突破技术的瓶颈，即能源需求与工业化也成显著的正向相关关系。（3）对于城市化而言，随着城市化的不断推进，大量农村人口涌入城市而导致城市人口的不断增加，而城市人口的增加需要大量配套的基础设施、住房等方面的建设，其又会带动相关产业尤其是第二产业的发展，所以城市化率和能源需求也成显著正向相关关系。（4）前面已阐明了技术进步是克服其他因素，如经济增长、工业化和城市化等因素对能源需求增加的主要因素之一，即技术进步与能源需求成反向相关关系。（5）依据经济学中的需求规律，价格和需求呈反向关系，即需求会随着价格的上升而下降，随着价格下降而上升，能源需求也不例外。（6）贸易结构在一定程度上决定着一国的能源消费结构，若一国以高耗能的低端工业品出口为主，则出口的拉动一定会导致其能源消费的上升，即高耗能的低端出口与能源消费成反向的相关关系。
所有数据均来自中经网统计数据库（1978—2011）。人均能源消费（PE）由能源消费总量除以年底人口总数得到；人均总产出（PY）由人均GDP表示，并以人均GDP价格指数以2000年为基期进行了平减。产业结构或工业化程度（S）由工业增加值与GDP相除得到，工业增加值和GDP按各自的平减指数换算为2000年的不变价；能源利用效率或技术进步（T）由单位工业产出的能耗来表示，由工业能耗和GDP相比而得到，GDP按其平减指数折算为以2000年的不变价；城市化率（U）由城镇人口和全国总人口相比得到；能源价格（P）以工业品出厂价格指数和燃料零售价格指数的相对数来表示，并都折算为2000年的不变价；贸易结构（O）由初级产品的出口额占工业品出口额的比例表示。
本文采用固定参数和时变参数两种回归估计方法。采用此两种方法是基于这样的考虑：其一，这两种方法都是建立在协整理论的框架下。
传统的计量经济模型以时间序列平稳性为假设前提，当遇到非平稳性的时间序列时，模型估计得出的残差过程可能也是一个非平稳过程，从而与残差序列相关的检验统计量就会发生偏倚，使相关的检验失去原有的功效，即可能出现线性回归无意义的“伪回归”问题。
而协整方法认为非平稳时间序列变量之间的线性组合可能是平稳的，它反映的是变量之间一种长期均衡关系，并可以通过构建误差修正模型（ECM）将变量变化分解为一个对长期均衡的偏离和短期的动态调整过程，使研究者能够更加充分和准确地把握变量之间的关系。因此，协整和误差修正模型被广泛用于拟合各国的能源需求。其二，比较固定参数和时变参数两种回归估计方法哪个更优。因为不同学者对参数估计值（设定值）认识不一致，考虑到我国在全球化背景下的环境政策、制度等因素，影响能源需求的因素与能源需求之间的参数关系也可能会随之变化。而固定参数回归法一般只能表现出静态或者平均的变化规律，无法表现出不同时期由于不可观测原因而产生的变量之间的动态变化关系。
为了消除异方差的影响，所有数据均取对数。扩展后的人均能源需求影响因素对数模型设定为：
其中括号内为t统计量的值。
由协整方程（2）可以看出，1978—2011年间，我国能源需求与经济增长、产业结构或工业化程度、城市化率、能源利用效率或技术进步、能源价格和贸易结构存在着稳定的长期均衡关系。不仅所有变量的系数符号均符合如前所述的经济意义，而且在5%的显著性水平下（其中贸易结构在10%的显著性水平下显著），各个系数均通过了t检验。其中，正向相关关系中影响最显著的是人均GDP，系数为066，即在1978—2008年间，人均GDP每增加1个百分点，会带动能源消费平均上涨066个百分点；产业结构或工业化程度和城市化率次之，系数分别为040和042，即工业化程度和城市化率每增加1个百分点，会平均带动能源需求增加040和042个百分点。在负向相关关系中，影响最显著的是能源利用效率或技术进步。对于技术进步来讲，因为这里的技术进步用单位GDP 的工业能耗表示的，所以其下降代表着技术的进步，即方程中的符号为正，且技术进步每提升1个百分点，能源需求平均下降069个百分点。能源价格和贸易结构影响相对较小，分别为009和006，即能源价格和贸易结构每上升1个百分点会带动能源消费下降009和006个百分点。这一结论与何晓萍等[3]得到的结论基本一致，只不过其是对电力需求的预测。
在有关中国能源需求或电力需求影响因素的研究中，都采用的是固定参数的估计方法，这样得到的系数，也只是在样本区间上的一个平均或静态变化过程，不能适时刻画不同发展阶段不同影响因素的动态影响过程。设想，
我国在进入改革开放以来，随着国家制度、国家宏观经济政策以及国内外经济环境的变化，在不同的发展阶段，我国能源需求影响因素的贡献也会随之变化。为了比较揭示变量之间的这种变化关系，我们在本节进一步采用可变参数模型，利用卡尔曼（Kalman）滤波方法，基于状态空间模型（State Space Model）对我国能源消费影响因素的时变情况进行动态研究。
我们将模型（1）改写，构建我国能源需求动因分析的时变参数模型。其中测量方程为：
参数sv1 、sv2 、sv3、 sv4、sv5、sv6随时间的变化而变化，可以表现出人均GDP、产业结构或工业化、城市化率、能源利用效率或技术进步、能源相对价格和贸易结构对人均能源需求的影响随着时间变迁的动态变化过程。
状态方程均为一阶自回归过程，对于超越参数c（1）和c（2）设定为由固定参数估计出的结果，估计结果见图1—图6所示。
图1是人均能源需求的人均GDP弹性。从图1可以看出人均能源需求的人均GDP弹性具有较大的波动性。1986年左右达到最大值，之后开始缓慢下降，在2000年左右小幅波动后，逐渐趋于平稳。改革开放之前，处于计划经济下的能源需求主要由国家统筹分配，所以在改革开放后，处于市场经济下的能源需求价格弹性开始显现。随着能源价格的改革，能源利用效率的提高，能源密度开始下降。因此改革开放以后，伴随着煤炭价格、电力价格的逐步放开，人均能源需求的人均收入弹性开始缓慢下降，这与林伯强[1]得到的结论基本一致。
图2是人均能源需求的产业结构或工业化程度弹性。从图2可以看出人均能源需求的产业结构或工业化弹性也具有较大的波动性。在1996年之前波动上升，之后波动下降，基本成倒U型。说明我国的产业结构调整已初见成效。改革开放以来，随着我国工业化程度的不断推进，由此而拉动了能源需求的不断提升。这一期间主要以高耗能、高污染的粗放式经济增长方式为主。此后，随着产业结构转变力度的加大，一些高耗能、高污染企业的关停并转，我国经济开始走上一条可持续发展的道路。因此，产业结构对能源需求的拉动逐渐减弱，但较发达国家依然较高。2001年后出现反复现象，是由于受道路、桥梁、厂房等基本建设投资的高速增长，以及国外对我国高耗能产品需求的增长而导致能源需求的增长。
图3是人均能源需求的城市化率弹性。从图3可以看出人均能源需求的城市化率弹性波动性也较大。在1986年左右进入低谷，并在20世纪80年代初期到90年代初期一直为负值，说明这一时期城市化进程较慢，由城市化而引起的能源消费还没有凸显出来。之后以较大振幅波动上升，在1995年左右达到最大值后略有下降，但总体趋势是上升的。说明随着我国城市化进程的不断推进，由城市化而引起的基础设施建设进而影响能源需求的不断提升，中国能源需求总量仍将经历一段刚性的高增长过程。
图4是人均能源需求的能源利用效率或技术进步弹性。从图6可以看出人均能源需求的技术进步弹性较其他弹性波动性较小。说明技术进步一直是节约能源的有效手段。
图5是人均能源需求的能源价格弹性。从图5可以看出人均能源需求的能源价格弹性也是在1985年前后发生了剧烈的波动后，开始缓慢下降并渐趋稳定。而且在1985年前后出现能源价格上升，能源需求不减反增的现象，这是由于能源价格的变动对能源需求的影响未能达到预期的效果，能源价格未能反应能源的真实成本，从而导致这一时期能源价格改革无法抑制较快的能源需求。1990年以后，随着能源价格的改革，能源价格和能源需求关系趋于正常，并且逐渐显示出能源价格在节约能源中的重要作用。
图6是人均能源需求的贸易结构弹性。从图6可以看出其波动特征与人均能源需求的能源价格弹性的波动相似，即人均能源需求的贸易结构弹性在1985年前夕发生了剧烈的波动后，开始缓慢下降并渐趋稳定。因为贸易结构的作用与能源价格市场化作用是一致的。
综合时变参数分析的结果，改革开放以来，人均GDP、产业结构或工业化程度、城市化率、能源利用效率或技术进步、能源价格以及贸易结构对人均能源需求的弹性均存在着较明显的变化。其中人均GDP和工业化程度基本呈现先上升后下降的趋势，城市化率和技术进步总体呈逐步上升的趋势，能源相对价格和贸易结构呈反向上升趋势。从这些因素的弹性变化趋势可以看出，城市化进程的推进增加了能源需求，产业结构的调整、技术的进步、能源相对价格的变化以及贸易程度的扩大均有利于能源需求的降低。
但是，所有变量均在1985年前后出现了异常，笔者认为这是由于改革开放以来，由于外资的冲击，对我国经济结构产生的影响在这一时期凸显出来，而且这一时期出现了一些主要以低耗能为主的轻工业。同时，这一时期的突变中，能源价格和贸易结构总是先行与其他影响因素，这也说明在所有影响能源需求的因素中，能源价格和贸易结构的敏感性。
二、能源需求预测
关于能源需求的预测有多种方法，包括回归分析法、投入产出法、灰色系统理论、神经网络模型、弹性系数法等。尤其是回归分析法，目前比较成熟，应用也比较广泛。主要有自回归（AR）、移动平均（MR）、自回归移动平均（ARMA）、自回归整体移动平均（ARIMA）、向量自回归（VAR）以及协整和误差修正模型（ECM）等。邢璐等[6]运用混合能源投入产出模型，预测我国在2020年全面实现小康社会条件下，由居民最终消费引起的能源直接和间接需求。结果表明，2020年我国由居民衣食住行等基本生活需求所产生的一次能源总需求将在2002年的基础上增加14.20亿吨标煤，其中间接需求占86.00%。等[7]利用BP神经网络与灰色GM的优化组合模型，对江苏省未来十五年煤炭和石油的需求量进行预测。结果表明：随着经济的发展，未来江苏省对煤炭和石油的需求量逐渐增加，其中煤炭从2008年的19 601.39万吨标准煤增加到2020年的25 615.26万吨标准煤，年均增长率为1.81%；石油从2008年的2 628.64万吨标准煤增加到2020年的3 532.60万吨标准煤，年均增长率为1.36%。王妍和李京文[8]利用能源弹性系数法预测未来我国能源需求，然后采用相关部门对除煤炭以外的其他一次能源需求的预测，间接求得我国2010、2020年煤炭需求。韩君和梁亚民[9]运用趋势外推与ARMA组合模型对趋势外推模型中的非趋势分量即残差序列进行分析，得到了趋势外推与ARMA模型，对我国的能源需求进行了很好的预测。何晓萍等[3]在利用面板数据非线性模型和协整模型从两个侧面对中国电力需求做了对比研究的基础上对电力需求进行了预测，预计2020年中国人均电力需求将达到5 000千瓦时左右。
本节应用上节得到的固定参数和时变参数模型对我国能源需求进行预测。
预测之前先要对解释变量即人均GDP、产业结构或工业化程度、城市化率、能源利用效率或技术进步、能源价格和贸易结构的基本情形进行设定。
人均GDP：林伯强和孙传旺[10]对我国十二五和十三五期间的经济增长率按高速、基准和低速三种情形进行了预测，十二五期间分别为9.10%、8.40%和7.50%，十三五期间分别为8.00%、7.00%和6.00%。另外，按照十二五人口规划，十二五期间，人口年均自然增长率控制在7.20‰以内，我们把政府的这个目标作为人口增长率。由此可以得到2015年人均GDP的三种情形分别为30 077元、29 312元和28 351元，到2020年人均GDP的三种情形分别为42 438元 、39 663元和36 603元，以上均为2000年的不变价。
产业结构或工业化程度：在本节当中产业结构或工业化程度是由工业增加值在GDP中的比重表示的。依据何晓萍等[3]按照中国宏观经济信息网2001年8月25日的《中国宏观经济形势报告（2001年第8期）》：第二产业在GDP中的比重在2010年和2020年分别为51.50%和50.00%，而样本区间内工业在第二产业所占的比重均值为88.64%之数据推算出工业产值GDP中所占的比重在2010年和2020年分别为45.30%和44.32%。即工业产值在GDP中的变化不大，而能源消耗主要是由工业生产引起，因此我们认为2015年和2020年我国的工业增加值能耗变化不大，即稳定在当前水平。因此假定其在2015年和2020年的工业化程度基本和当前保持一致，即为44.00%。
城市化率：2011年我国的城市化率为51.30%，距离中等收入国家61.00%、高收入国家78.00%的平均水平差距较大。假定2020年我国的城市化水平能达到中等收入国家水平即61.00%，则我们可以推算出2015年的城市化水平为55.60%。
能源利用效率或技术进步：2004年以来，我国单位工业增加值能耗成逐年平稳下降趋势，因此本节中2015年和2020年单位工业产出能耗表示的能源利用效率或技术进步由2004年以来的指数平滑得到。即分别为1.75吨标准煤/万元和1.52吨标准煤/万元。
价格水平：改革开放以来，我国不断深化能源价格的改革。尤其是2004年以来，以电煤价格的完全市场化，标志着我国能源价格改革完全市场化的深化。假定未来我国政府进一步促进能源价格的改革，使得其与国际市场进一步接轨。据此，设定燃料零售价格与工业品出厂价格的相对价格按照2004年以来以指数平滑而得到，则2015年为0.48，2020年为0.39。
贸易结构：随着我国国民经济实力的不断增强，产业结构的不断优化以及科学技术等的不断推进，我国在未来国际产业链的分工也将不断改变，由生产低端初级的耗能或高耗能产品向具有低耗能高附加值的高科技工业品转变。同样，按照价格水平的设定方法，设定2015年和2020年的贸易结构指数分别为0.04和0.03。
按照基准情形的设定和估计出的方程（2）和（3）很容易得出在固定参数模型和时变参数模型下的我国人均能源需求2015年和2020年分别为3.11吨标准煤和3.72吨标准煤。在一般的研究中，都假定能源需求和能源消费相等，因此核算成2000年不变价的单位GDP能耗2015年和2020年分别为1.06吨标准煤和0.94吨标准煤。
针对我国在2009年气候谈判中对国际社会承诺，“十二五”规划要求，在此期间非化石能源占一次能源消费比重提高到11.40%，单位GDP能耗降低16.00%。按照这一目标，我们可以核算出以2000年为不变价的单位GDP能耗2015年和2020年分别约为1.01吨标准煤和0.85吨标准煤。由此我们可以得出，在保持我国GDP 8.40%—7.00%的发展速度以及实现工业化和城市化目标的前提下，十二五规划要求的单位GDP能耗的实现还面临艰巨的任务。我国正处于工业化和城市化的关键时期，工业化和城市化的主要特征是能源的阶段性刚性需求使得未来较长时期内，随着经济增长，能源消费将继续扩大，这必将会给我国的节能带来更大的压力。因此如何在保持经济一定发展速度的前提下实现能源的节约成为学术界和政策制定者关心的核心问题。
三、如何在保持经济增长下实现能源节约
考虑到一方面上述情形设定与未来现实的情况可能存在差异，另一方面政策的调整可能会对某些变量产生影响，从而影响对2015年和2020年能源消费的预测。因此我们就GDP平均增速、产业结构或工业化、城市化率、能源利用效率或技术进步、能源价格以及贸易结构进行敏感性分析，研究这些变量略微调整对能源节约产生的影响。
根据基准情形的设定，2011—2015年和2016—2020年GDP年均增速分别为8.40%和7.00%，2011—2020年产业结构即工业增加值在GDP中的比重为44.00%， 2015年和2020年城市化率分别为55.60%和61.00%，2011—2020年的能源利用效率技术进步、能源价格以及贸易程度均以2004年以来的平均增速增长。我们在此情形设定的基础上，假设其他变量保持不变的情况下，略微调整以上某个变量，进行单变量的敏感性分析，重新预测2015年和2020年的人均能源消费量（如图7—图8所示）。
通过能源消费量对GDP增速的敏感性分析，可以看出2011—2020年GDP的平均增速从8.00%下降至7.90%，对能源节约将产生正面的影响，2015年人均能源消费可以节约为0.007万吨标准煤左右，2020年能源消费可以节约0.021万吨标准煤。而经济增长速度的提高则将导致能源消费的增加，若增速达到8.10%，2015年和2020年人均能源消费将增加0.008万吨标准煤和0.021万吨标准煤；产业结构或工业化程度的变化对能源消费也将造成重要的影响，2015年和2020年产业比重从44.00%下降到43.00%，可以节约能源人均0.029万吨标准煤和0.034万吨标准煤，如果上升到45.00%，2015年和2020年将增长能源消费人均约0.028万吨标准煤和0.034万吨标准煤。若结构调整的力度较大，使得产业结构的比重下降到40.00%，那么2015年和2020年的人均能源消费量可以节约0.317万吨标准煤和0.139万吨标准煤；城市化率的变化对能源消费的变化也会产生重要影响。若2015年和2020年的城市化率在基准情形的55.60%和61.00%基础上下降1个百分点，将分别节约能源0.024万吨标准煤和0.025万吨标准煤，若上升1个百分点将分别增加能源消费0.023万吨标准煤和0.026万吨标准煤；能源利用效率即单位工业增加值能耗在2015年和2020年的1.75吨标准煤/万元和1.52吨标准煤/万元的基础上每降低0.05个百分点，人均能源消费将节约0.062万吨标准煤和0.086万吨标准煤，若增加0.05个百分点，将增加能源消费0.061万吨标准煤和0.085万吨标准煤；能源相对价格与上述因素影响结果相反，即能源相对价格在2015年和2020年基准情形48.00%和39.00%下，每增加1个百分点，将节约能源0.006万吨标准煤和0.009万吨标准煤，每减少1个百分点，将增加0.006万吨标准煤和0.008万吨标准煤；贸易结果与能源相对价格一样，在2015年和2020年42.00%和31.00%的基础上每上升1个百分点，将节约能源0.004万吨标准煤和0.006万吨标准煤，若下降1个百分点，则将增加0.004万吨标准煤和0.007万吨标准煤。综合比较以上敏感性分析结果可以发现，大部分优化影响因素导致的能源消费量下降幅度往往要略大于反向变化时的能源消费增加量。
通过基准情形下的人均能源消费量预测（进而得到预测能源强度）以及敏感性分析我们发现，经济增长速度越快，能源消费量就越大。也即要想实现资源的节约，首先要降低经济的发展速度。但是为了实现工业化和城市化，还必须保持一定的经济发展速度，而且我国当前的现实情况也会导致我国经济仍将保持较快增长速度， 2005—2020年GDP的平均增长率为8.30%[10]。如果将经济增长的重心放在考虑增长速度的时候，就很难兼顾效率，导致增长方式往往会偏向于粗放，而忽视对经济结构的调整以及能源效率等方面的重视。这也表明，增长方式的选择会决定能源强度的实现，进而决定能源的节约。也即只有是一种有约束、有目标的增长才能实现我国2015年和2020年的能源强度目标。因此，要想实现我国未来的能源强度目标或者说是能源的节约必须另谋出路。敏感性分析告诉我们，产业结构的调整和技术进步将成为我国能源节约的首选，其次是能源价格的调整以及贸易结构的改变。
四、结论与政策建议
为实现2009年我国在气候谈判中对国际社会承诺，即到2020年我国的单位GDP二氧化碳排放（GDP碳排放强度）比2005年下降40.00%—45.00%，非化石能源占一次能源消费比重达到 15.00%左右的目标。 “十二五”规划要求，在此期间非化石能源占一次能源消费比重提高到11.40%，单位GDP能耗降低16.00%。本文系统全面地研究了我国能源需求（消费）的影响因素，并在此基础上提出了保持经济持续增长下的能源节约对策。
本文首先通过构建能源需求的影响因素模型，将具有阶段性特征的如工业化程度、城市化率等因素纳入到了模型当中，使得能源需求影响因素更全面、更准确。其次，通过合理的能源影响因素未来值的设定，预测出未来即2015年和2020年的人均能源消费量，进而得到了预测能源强度值，其略高于政府计划值，说明我国未来能源节约的压力还较大。最后，考虑到影响因素未来值设定的偏差，通过微调这些因素，进行单变量敏感性分析，并结合2011年林伯强和孙传旺研究的结论——我国经济未来平均增长为8.30%，我们发现产业结构的调整和技术进步将成为实现我国未来能源强度目标或资源节约的首选，其次是能源价格和贸易结构的改变。据此，我们提出能源节约的政策建议：
第一，客观认识我国现阶段经济增长的现状。为了实现我国的城市化和工业化，未来
我国的经济增长速度不会很低，平均为8.30%。城市化和工业化的显著特点是能源需求刚性。我国现阶段经济发展需要兼顾和平衡这两个方面。因此政府可以利用政策去引导产业结构的优化和合理的城市低碳生活来实现能源的节约。
第二，客观认识我国现阶段能源消费现状。我国现阶段的能源消费主要是以煤炭为主的能源消费方式。因此提高煤炭的利用率和效率，将成为我国现阶段能源节约的另一重要手段。
第三，利用市场化手段实现能源节约。提高能源价格，使能源价格更反映能源的稀缺性
和环境成本，使得企业积极进行技术研发，实现能源的节约。
第四，积极进行自主创新，彻底改变我国在国际贸易分工所处的低端地位。
总之，鉴于我国目前所处的特殊历史阶段，我们在积极倡导能源节约的过程中，还应当按照“十一五”能源强度指标的处理方式，把能源强度约束指标分配到各个省，实施强制节能。
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[中图分类号]N94512[文献标识码]A[文章编号] 1673-5595（2013）02-0005-05
自改革开放以来，山东省经济取得了长足的发展，2012年，全省GDP突破5万亿美元。但是，经济的高速增长极大地提高了能源需求，并对自然环境带来了极其深远的影响，GDP“含金量”仅列全国第26位。谋求能源-经济-环境复合系统的协调发展已经成为实现山东省经济、社会可持续发展，构建和谐社会的瓶颈。要解决上述问题，首先就需要对当前山东省能源-经济-环境复合系统协调发展情况开展系统评价。
一、研究的必要性
区域能源-经济-环境复合系统是一个不断动态演化的开放的复杂巨系统，该复合系统的演化有多种宏观表现特征，从发展的层面可以分为演进与退化两个方向，从协调的层面可以分为协调演化和非协调演化两种方式[1]。协调发展方式是指从无序走向有序、从简单走向复杂、从低级走向高级的有效演化方式，但是事实上该复合系统的演化并不能保证一直延续协调发展的路径。开展复合系统协调发展评价就是要把握该复合系统的演化现状，明确当前复合系统的演化是处在一个什么样的路径上。众多学者对经济-环境复合系统、经济-环境-社会复合系统的协调发展问题进行了深入研究，但是研究成果还存在以下不足：（1）能源系统作为区域经济发展动力和环境变化的重要因素，在能源-经济-环境复合系统协调发展过程中扮演着越来越重要的角色，但是当前对该复合系统的研究较少[2-4]；（2）当前对复合系统协调发展评价的研究，更多的学者关注对复合系统当前发展状况的评估，而对复合系统未来协调发展的评估研究不足[5-7]。
基于此，本文以能源-经济-环境复合系统为研究对象，根据评估现状预测未来的研究思路，构建能源-经济-环境复合系统协调发展评价模型，并以山东省能源-经济-环境复合系统协调发展评价问题为例，验证模型的适用性，为山东省能源-经济-环境复合系统协调发展提供理论基础。
二、研究设计
能源-经济-环境（3E）是一个有机的整体。能源是经济发展所必需的生产要素，一方面经济增长对能源有依赖性，另一方面，能源的发展要以经济增长为前提。环境污染与能源消费呈高度正相关关系，能源的逐渐耗竭及带来的生态、环境问题，都将阻碍经济的发展。环境也是经济发展的基础，为经济发展提供物质条件，既可以直接促进经济的发展，也会阻碍经济的发展。经济是环境的主导，通过经济与环境的协调发展，使环境得到保护，不恰当的经济发展，将导致能源耗竭和环境破坏[8]。能源、经济、环境三大子系统之间存在复杂的非线性关系，因此，探究三大系统之间的关系，构建能源-经济-环境复合系统动力学模型，可以准确地仿真3E复合系统，评估3E系统协调发展现状，而且能够对3E系统未来协调发展进行预测[911]。
（一）复合系统因果关系分析
本文应用VensimPLE构建山东省能源-经济-环境复合系统SD模型，根据数据的可得性，应用山东省2000―2010年的数据进行分析。能源子系统主要对一次能源生产、能源调出、能源调入、能源消费这几个指标进行研究，探讨能源供给与能源消费之间的协调关系，以及能源状况对环境和经济的影响；环境子系统主要对工业污染进行研究，研究工业污染排放、工业污染治理、工业污染治理投资等指标，探讨经济与环境之间的内在联系；经济子系统主要对资本形成总额、最终消费支出、货物与服务净流出、通货膨胀等因素进行研究，探讨经济增长对环境、能源系统的影响。
中国石油大学学报（社会科学版）2013年4月第29卷第2期张海云：山东省能源-经济-环境协调发展SD建模与仿真研究在对山东省2000―2010年的数据进行分析的基础上，建立如图1所示的能源、经济、环境复合系统因果关系模型。由图1可以看出：（1）随着区域GDP的增长，环境污染治理投资量不断增加。污染治理投资量不断增加可以不断降低环境污染程度，环境污染程度的降低使得区域GDP损失减少。（2）区域GDP增长可以带动能源生产能力增强，进而使得能源生产力增加，能源供给增加。能源供给可以保障区域GDP增长。（3）随着区域GDP的增长，能源消费量不断增加，能源消费增加导致能源短缺状况恶化，能源短缺导致区域GDP损失。（4）区域GDP增加带动最终消费支出、资本投资、货物和服务进出口能力增加，从而带动区域GDP增长。（5）科技水平的提高可以降低单位GDP能耗，减少能源消费，改善能源短缺状况，减少因能源短缺带来的GDP损失。同时随着科技水平的提高，单位投资污染治理能力不断提高，环境污染程度不断降低，因环境污染带来的GDP损失不断降低。
图1山东省能源-经济-环境因果关系模型（二）复合系统流图分析
因果关系模型反映各种变量之问的逻辑关系以及描述系统的反馈结构，但并不能反映不同性质变量之间的区别。在上述分析的基础上，构建了能源-环境-经济系统模型流图，见图2。图2山东省能源-环境-经济系统模型（三）模型主要反馈回路
根据前文对能源-经济-环境复合系统因果关系及流图的分析，模型主要反馈回路有：
1.区域GDP环境污染治理投资量环境污染程度区域GDP
区域GDP的增加，政府对环境污染治理投资力度会加大，投资额增加。环境污染治理力度加大，环境污染程度会降低，而环境的改善能够促进经济的更好发展。因此该反馈回路是正反馈回路。
2.区域GDP污染排放量污染程度区域GDP
区域GDP的增加使得污染排放量增加，从而污染程度加剧。污染程度的加剧导致环境破坏严重，从而影响了GDP的更好发展。因此该反馈回路是负反馈回路。
3.区域GDP能源生产能力能源生产量能源供给量能源充足程度区域GDP
区域GDP的增加使得能源生产能力得到提升，生产能力提升使得能源生产量增加，进而能源供给量增加。能源供给增加使得能源充足程度提高，能源充足从而带动区域GDP的更好发展。因此该反馈回路是正反馈回路。
4.区域GDP能源消费量能源充足程度区域GDP
区域GDP的增加导致能源消费量增加，能源消费增加造成能源充足程度降低，从而影响GDP的增长。因此该反馈回路是负反馈回路。
5.区域GDP能源消费量污染排放量污染程度区域GDP
区域GDP增加导致能源消费量增加，能源消费增加带来污染排放的增加，从而使得污染程度增加，环境状况恶化，最终导致GDP发展受到限制。因此该反馈回路是负反馈回路。
6.区域GDP资本形成总额、最终消费支出、货物和服务净流出区域GDP
区域GDP增加带动区域GDP各分量的提高，从而直接带动区域GDP的良性发展。因此，该反馈回路是正反馈回路。
7.区域GDP能源消费量最终消费支出区域GDP
区域GDP的增加导致能源消费增加，能源消费是最终消费的一部分，从而最终消费支出增加，区域GDP增加。因此该反馈回路是正反馈回路。
能源、环境、经济各子系统之间物质信息流通循环都受到区域GDP的影响，而区域GDP又受到能源总消耗量、环境污染程度影响。因此本文研究的主要指标围绕区域GDP、区域GDP各分量、能源供给、能源消费、工业污染排放、工业污染治理投资等指标展开。
（四）模型有效性检验
本文选取三个核心指标（能源消费量、年污染排放量、名义GDP）进行模型检验，在仿真时，通货膨胀率和实际GDP增长率预期值均采用历史真实值。结果发现，三个核心指标2001―2009年实际值与仿真值误差均在5%以内，2010年实际值与仿真值误差为503%。由此可以发现，本文构建的能源-经济-环境复合系统SD模型具有较好的拟合能力，可以用于该系统的仿真预测。
三、山东省能源-经济-环境复合系统协调发展仿真预测
在应用上述SD模型对山东省能源-环境-经济系统的基本行为模拟时，选择的参数基本与目前的政策保持一致，下面分别对能源系统、环境系统、经济系统的基本仿真模拟数据进行说明。
（一）能源系统仿真预测
根据上述模型，山东省2011―2020年能源供给、消费、调入、调出及单位GDP能耗指标如表1所示。
由表1可见，2011―2016年，山东省能源供给基本能够满足能源消费需求，并未出现严重的能源短缺现象；2017―2020年，能源消费量呈现平稳运行态势，能源消费量逐年增加；2019年能源消费量将达到最大值531686万吨标煤。能源对外依赖度（能源调入/能源消费）将持续提高，2011年能源对外依赖程度为576%，2020年将达到8768%。因此，当前的经济发展模式在未来对能源依赖的压力将日趋严峻。
（二）经济系统仿真预测
在一定通货膨胀率和GDP增速下，山东省经济系统未来发展如表2所示。
由表2可见，山东省未来资本形成总额的增长率较大，平均为1495%，最终消费支出在2011―2016年出现平稳增长的态势，2016年之后增长率逐年减小，至2020年，最终消费支出的增长率仅为187%，货物和服务净流出增长率呈现逐年下降的趋势。在经济快速发展的同时，山东省经济增长结构出现不协调的态势。资本形成总额占GDP的比重保持在50%以上，且呈逐年增长的趋势；货物和服务净流出所占比重呈现逐年降低态势；最终消费支出所占比重也呈现逐年下降的趋势。由此可见，在当前经济发展模式下，未来山东省经济增长仍旧主要依靠投资形式拉动，最终消费支出、货物和服务净流出增长动力不足，经济增长结构趋向不合理。
（三）环境系统仿真预测
伴随山东省经济的增长和能源系统的不断演化，环境系统的发展如表3所示。
由表3可见，山东省2011―2020年工业污染排放量呈逐年增加趋势，年均增长率约为371%，工业污染治理压力将逐年增大。与此同时，工业污染治理投资也将呈现逐年增加的趋势，增长率约为864%。在假设万元投资工业污染治理量为2001―2010年均值的前提下，由于通货膨胀因素的影响，万元投资工业污染治理量在2011―2020年呈现逐年下降的趋势。因此，未来几年山东省工业污染治理效率有待进一步提高，工业污染治理领域的科技水平和科技成果转化能力需要进一步加强。
四、结论
本文通过系统分析山东省能源-经济-环境复合系统因果关系，构建并验证了该复合系统的SD模型，进而对该复合系统未来协调发展情况进行了预测分析，研究发现：
其一，在当前的经济发展方式下，在经济高速增长的牵引下，未来山东省能源对外依存度将非常严峻，通过有效的方式改变“以煤为主”的单调的能源供给，增加其他种类能源的供给，尤其是应当大力开发、使用绿色能源，这是缓解山东省能源困境的重要途径之一。
其二，以GDP为代表的经济快速增长评价方式，将引发严重的经济结构失衡问题；当前以投资为主的经济发展动力将在一定程度上诱导资源转向政府投资方向，而消费增长将日趋乏力。
其三，经济的快速增长和能源供给、需求的增长，将进一步恶化当前业已脆弱的生态环境，未来山东省的污染治理压力将进一步加大，先污染后治理的环境保护模式将引发严重的生态问题。从源头上监控环境污染、环境破坏问题已成当务之急。
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自从Kraft[1]探索了美国经济增长与能源消费之间的因果关系后，能源消费与经济增长关系的实证研究便迅速扩展到了英、法、德、意大利等发达国家。对于亚洲国家，Glasure[2]利用Granger检验方法发现了新加坡能源对经济增长的因果关系。Yu[3]利用Granger检验方法得到了韩国经济增长对能源消费的因果关系。目前，国内对中国经济增长与能源消费的关系也进行了一些研究。马超群[4]的研究表明，我国经济增长分别与能源总消费、煤炭消费之间存在协整关系，而与石油、天然气和水电之间不存在协整关系。韩智勇等[5]的研究表明，我国能源消费与经济增长之间存在双向因果关系，但不具有长期的协整性。赵进文[6]利用STR模型对我国的能源消费与经济增长之间的内在依从关系进行了研究，认为我国经济增长对能源消费的影响具有明显的阶段性特征。国内学者对能源需求的预测方法有很多种。隗斌贤[7]采用能源消费弹性系数法、能源强度法和部门平衡预测法对浙江省的能源需求进行了预测。刘勇等[8]采用ARIMA模型对我国的能源消费进行了预测。熊国强等[9]采用灰色系统和神经网络组合预测模型对我国未来的能源消费进行了预测。宋雅晴等[10]采用三次多项式、回归分析和时间序列组合模型对我国未来的能源消费进行了预测。
从目前的文献看，这些研究成果大部分都以全国作为研究对象，而由于资源禀赋、地理环境和经济结构的不同，各地区的能源消费与经济增长之间的关系可能会呈现出不同的特征，所需要采用的预测方法也有较大差异。河南省是全国第一人口大省，也是重要的能源和资源大省，2011年中原经济区规划被正式纳入国家国土规划。因此，本文在对河南省的具体情况进行分析的基础上，找出河南省经济增长与能源消费之间的关系，并采用ARMA时间序列模型对河南省未来能源需求进行预测，为河南省能源发展和经济发展政策的制定提供科学的决策依据。
二、经济增长与能源消费关系的实证分析
（一）数据来源与处理
本文选取1978-2010年河南省能源消费总量（EC）与国内生产总值（GDP）的数据作为基本变量来研究河南省能源消费与经济增长之间的关系，所有数据均来自《河南统计年鉴2011》。能源消费总量的量纲为万吨标准煤，国内生产总值的量纲是亿元人民币，为了剔除物价变动的影响，以1978年价格为基期对GDP序列进行折算，得到各年实际GDP。为了消除可能存在的异方差问题，避免数据间较大波动的影响，对能源消费总量和实际GDP序列取对数，分别用ln EC和ln G表示，其相应的一阶差分序列分别用D ln EC和D ln G表示。
（二）序列平稳性检验
为了避免非平稳时间序列在进行普通最小二乘估计时可能遭遇的虚假回归问题，在对模型进行估计前，必须对序列进行平稳性检验。这里采用ADF单位根检验法对序列进行平稳性检验，由于ln EC和ln G都呈现出明显的线性增长特征，因而使用包含常数项和时间趋势项的检验模型进行检验。使用Eviews5.1软件对序列进行检验，结果见表1。
从表1可以看出，变量 ln EC和 ln G的ADF检验值在5%的显著性水平下均大于其所对应的临界值，不能拒绝单位根的零假设，说明存在单位根，是非平稳的；而其一阶差分后的序列D ln EC和D ln G的ADF 检验值均小于其所对应的临界值，都是平稳的，说明ln EC和ln G均为一阶单整序列，可进行下一步检验。
（三）协整检验和误差修正模型
协整是对非平稳经济变量之间长期均衡关系的统计描述，非平稳经济变量之间存在的长期稳定的均衡关系就被称作协整关系。由于ln EC和ln G均为一阶单整序列，因此可进行协整性检验。本文使用Johansen协整检验法，运用Eviews5.1软件得到检验结果，见表2。
表2 能源消费和经济增长的Johansen协整检验
原假设特征值迹统计量5%临界值p值
None*0.523 714.763 212.3210.010 5
At most 10.097 51.572 44.121 10.367 1
注：p为接受原假设的概率；*表示在5%显著水平下显著。
由检验结果看，在5%检验水平下，迹统计量值14.763 2大于临界值12.321 6，而迹统计量值1.572 4小于临界值4.121 1，说明在变量ln EC和ln G之间存在协整关系。基于表2中的协整检验结果，对两变量之间的协整关系进行估计，得到协整方程如下：
ln G=-8.711+1.748 3ln EC+et
（-16.26） （28.92）
R2=0.964 3，DW=1.614 9，F=836.84
括号内为对应系数的t统计量值，从回归结果来看，R2、DW值和F值均可通过显著性检验，方程拟合优度良好，统计变量显著。回归方程表明：河南省能源消费每增加1个百分点，可以使经济增长增加1.748 3个百分点，能源消费带动了河南省地方经济的发展，而且能源消费弹性系数大于1，说明长期来看能源消费对经济增长的制约和促进作用较强。
建立描述经济增长和能源消费短期波动的误差修正模型，这里采用滞后一阶的形式：
从估计结果来看，模型的各项检验均可通过，经济增长的波动受到能源消费波动和误差修正项的影响。在短期内，如果经济增长和能源消费的均衡关系偏离了长期均衡关系，下一期将以-0.136 1的调整力度进行反向修正，以使其向长期均衡方向移动。
（四） Granger因果性检验
协整检验结果说明河南省能源消费与经济增长之间存在着长期均衡关系，但是这种均衡关系是否构成因果关系，即是由能源消费的增加促进了经济的增长还是由经济增长拉动了能源消费的增加，这就要进行Granger因果性检验。Granger因果性检验对滞后期的选择非常敏感，滞后期不同，检验结果可能有较大差异。本文采用 AIC 准则确定最优滞后期数为1阶，利用 Eviews5.1软件进行检验，检验结果见表3。
由表3可知，在10%检验水平下，“ln EC不是ln G的原因”被拒绝，也就是说能源消费是促进河南省经济增长的原因，而“ln G不是ln EC 的原因”的假设被接受，经济增长不是能源消费增加的原因，ln EC与ln G之间存在由能源消费到经济增长的单向因果关系。这在一定程度上表明，河南省实施节能降耗措施，依靠科技进步提高能源利用效率以及转变经济增长方式的举措取得了一定成效，在保持经济增长的同时，能源消耗逐步下降。
三、河南省未来能源需求预测
从以上分析可知，能源消费是促进河南省经济增长的重要原因，为了促进经济持续、快速、稳定的发展，有必要对河南省未来的能源需求进行预测，为河南省未来能源规划以及能源生产企业制定发展战略提供决策依据。
（一）能源需求预测方法的选择
进行能源需求预测的方法有很多，大体上可以分为两类。一类是相关关系预测法，即根据经济现象与能源需求之间的因果关系或结构比例关系来预测未来能源需求量，如回归模型、能源消费弹性系数法、部门预测法等。另一类是时间序列分析预测法，如协整和误差修正模型[11]、ARMA模型等。由于未来能源消费需求会受到很多因素的制约，而且这些因素之间往往又存在着错综复杂的关系，因此采用相关关系预测法进行预测一般比较困难，再加上相关解释变量未来取值的不确定，会对预测结果精确度产生较大影响，因此本文采用时间序列模型中的ARMA模型来对河南省未来能源需求进行短期预测，以避免解释变量取值不确定所带来的诸多问题，从而实现最小方差意义下的最优预测。
（二）构建能源需求预测模型
表1中单位根检验表明，河南省能源消费总量的对数序列是非平稳的，而其进行一阶差分序列是平稳的，因此这里先对序列进行一阶差分，而后建立ARMA模型，实际上就是对其增长率建立预测模型。为了选取合适的模型形式，先对一阶差分后的序列D ln EC进行自相关和偏自相关分析，见图1。
根据D ln EC的自相关系数和偏自相关系数图可以看出，二者均是拖尾，于是可以选用ARMA模型结构。通过对模型的残差白噪声检验和参数显著性检验，并结合AIC和SC准则确定模型形式，利用Eviews5.1软件，可以得到河南省能源需求预测的模型形式如下：
这里参数估计值下括号内的值为t统计量值。由于是对差分序列建模，可决系数R2不高，但如果将模型转化为对原始序列的预测模型，则可决系数为0.974 5，非常接近于1。Q统计量用于检验残差的白噪声性质，其后括号内为对应的p值，根据这些p值可以看出河南省能源需求预测模型中残差具有良好的白噪声性质，从而可以保证短期预测的相对精确性。
（三）河南省能源需求预测结果
利用1978-2010年的数据建立的预测模型计算出能源消费的增长趋势，然后结合基期值计算河南省2008-2015年的能源需求水平，到2015年，河南省能源消费总量将达到27 636万吨标准煤。从2008年、2009年、2010年的预测结果与实际值的比较可以看出，各年预测误差百分比均小于3%，平均绝对预测误差1.51%，一般认为平均绝对误差的值低于10%时预测精度较高[12]，所以模型拟合效果较好，预测精度较高，见表4。
四、结论与建议
利用河南省1978-2010年的能源消费和经济增长数据进行实证分析，结果表明：河南省能源消费与经济增长之间存在长期均衡关系，能源消费对经济增长有着明显的促进作用，而经济增长则不成为拉动能源消费增加的原因。从长期来看，能源消费每增加1%，就可以使经济增长1.748 3个百分点，能源消费对经济增长的刺激作用较强；而在短期动态调整中，如果经济增长和能源消费的均衡关系偏离了长期均衡关系，下一期将以-0.136 1的调整力度进行反向修正，以使其向长期均衡方向移动。这说明河南省目前的节能降耗工作取得了一定成效，能源利用效率有所提高，但经济增长方式仍以粗放型为主，经济增长对能源的依赖程度仍比较强。
采用ARMA模型的预测结果表明，到2015年河南省能源需求总量将达到27 636万吨标准煤。然而目前河南省的能源供给却日益紧张，在一次性能源消费结构中，煤炭消费所占比重虽然都在85%以上，虽然河南省煤炭资源丰富，但按照目前的开采水平和速度，仍存在一定供需缺口；石油和天然气消费在能源消费结构中所占比重一直不足20%，但河南省原油和天然气储量严重不足，按照目前的开采速度，原油开采寿命不到10年，而天然气仅仅能持续到2015年左右，而且这种开采速度所能保证的原油供应尚不及需求量的1/5，天然气供应也不到需求量的1/5。因此，我们在充分利用省内能源资源的同时，必须加强与省外、国外的能源战略合作与交流，尽快制定相关的能源政策措施，以完善能源保障体系。
第一，建立科学的能源供应体系，合理开发利用河南省能源资源。积极推进煤炭资源整合与战略重组，培育大型煤炭生产集团，建设全国重要的煤炭生产基地；依托西气东输等国家骨干天然气管道，完善支线管网，提高燃气覆盖率；规划和建设外电入豫通道，加快智能电网建设。
第二，优化能源结构体系，减少对传统能源的依赖，大力发展新能源。一方面要加大能源开发利用方面的科技投入，探讨煤炭和煤层气综合开发利用技术。另一方面要减少一次性能源在能源消费中的比例，积极开发利用核能、太阳能、地热能、生物质能等新能源和清洁能源。加快规划建设南阳核电项目和南阳新能源国家高新技术产业基地，依托骨干企业和有条件的地区，建设多晶硅及太阳能电池、风电装备等特色产业园区。
第三，加大节能降耗方面的科研体系建设，倡导全社会厉行节能的良好风尚。建立科研院校、科研院所和企业相结合的节能降耗科研体系，尽快将科研成果应用在生产中，淘汰耗能大的旧设备，引进能耗小、资源利用率高的新设备，引进新技术和新方法。
第四，加强国际国内能源合作，积极实施“引进来”和“走出去”战略。要充分利用内外两个资源和两个市场，积极与能源资源储量丰富的国家和地区开展合作，重点加强在能源开发利用以及节能降耗等方面的研究与合作，建立能源合作长效机制，实现共同开发，互惠互利。
第五，加强能源战略储备体系建设。在保障中原经济区基本建设发展需要的同时，要对煤炭（煤层气）、天然气等实施保护性开采和战略储备，以确保能源结构安全。必须提高对煤炭资源的利用效率，推进濮阳、平顶山等地建设天然气储备基地和煤炭（煤层气）战略储备基地。
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中图分类号：F426.2;F205 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）027-000-01
前言
能源是人们生活的基础，也是社会发展的先决条件。它决定了一个国家的具体经济方式，也代表了社会的生产途径。能源经历了几个主要阶段，从过去的粗放型经济能源，到集约性的经济能源再到当今的低碳式经济。它的这种转变也体现了人们先进理念的变化，是社会不断进步的结果。
一、低碳经济概述
低碳经济是目前社会的一种新型发展理念，它是在科学化指导下产生的，以技术创新作为主要手段，以制度和产业的变革作为主要目的的能源开发方式。在低碳经济的理念下，我们力求生产效益与能源消耗的协调，将利益获取与环境保护放在同等的位置上，以达到二者的双赢。另外，低碳经济可以减少温室气体的排放数量，以新能源替代传统能源，将“清洁性”放在一切发展的首位，以打造绿色化的核心技术为宗旨，在不断创新的基础上转变人类的相关理念。低碳经济的提出背景是在资源日益变少，甚至已经不能满足人们实际需求的前提下进行的。如今温室气体的排放量逐渐在增加，全球也在不断的回暖，人们的生活环境已经受到了很大的挑战。例如：冰川融化、海平面上升、雾霾现象的出现等等。这些自然灾害已经达到了不可忽视的地步，它甚至威胁到了我们每一个的生命。前苏联的核泄漏事件就是环境对人类最大的警示，为了使这种现象消失，低碳经济势在必行。这一理念也在我国范围内进行了阐述与推广，为了构建和谐社会，转变当前的经济发展方式，我国十七大会议中指出，要将低碳经济摆在首要位置，将此理论渗透到人们的生产与生活当中，构建和谐化、节约化社会。
二、低碳经济是社会发展的必然选择
（一）发展低碳经济是人类社会的必经之路
发展低碳经济的意义非常重大，它是社会进步的必要途径，也是人类生活中的必经之路。根据世界能源的数据统计，各国的有效资源都在不断的下降，利用率也远远不如从前。其中以煤炭资源的破坏最为严重，实际的预估条件下，煤炭资源仅仅足够未来一百年内开采。其次是石油资源，它也仅仅在能够保障人们四十年的消费水平。由此我们可以看到，各国的开采使用量都大大超出了预期的范围，我们每一天都在超支和透支。在这种发展的前提下，人类别无选择，我们只能致力于新能源的开采，挖掘能够替代传统能源，使社会长期发展的途径[1]。
（二）低碳经济是可持续发展的要求
各个国家在当前都倡导可持续发展，全球变暖也导致生态退化，人类赖以生存的环境受到危险。其实，我们大部分人都意识到了这一点，但还是无法做到将责任落实到我们每个人的身上。这种浪费不仅体现在一系列的有效资源上。例如：水资源、电能源、煤气资源等等。浪费的现状到处可见。试问这样的行为，如何会使经济得到持续性的发展呢？在近几年来，我国的温度也在持续性的上升，每年都在二到三度的涨幅之间进行变化。并且有专家预测，至少在以后的二十年内，还会继续增加。这种气候的不稳定使粮食作物的生产受到了严重的阻碍。灾害天气不断增加，河南一些地区农民的生活基础已经受到了危害。另外，中国天气的两级分化也很明显，可能某一个冬天会产生极其暖和的情况，也可能在某个夏天产生温度骤降的现象。这些问题都无法令国家、令人民的生活得到可持续性的发展。所以，低碳经济迫在眉睫[2]。
三、清洁能源在低碳经济背景下面临的机遇与挑战
（一）我国清洁能源的机遇
清洁能源包括很多种，它是指气体排放量小、对环境有利无害的物质。我国现代最常用的清洁能源有核能、潮汐能、太阳能以及生物能源。这几种能源也是当前利用途径最多的应用方式。在我国，国土面积的辽阔决定了清洁能源的储备也是非常多的。清洁能源遍布了我国的各个省市，有着非常可观的挖掘性。例如：
风能主要集中在东北的沿海地区一带，总数可达到8亿千瓦以上。这个数字是非常可观的。另外，青海的一些岛屿上也有着丰富的电伏能源。我们也可以将一些农业生产中的秸秆变成资源进行利用，既优化了环境，又使经济效益得到了提升[3]。
（二）我国清洁能源面临的挑战
西部地区是我国清洁能源主要的存在场所，在西部以南，水电的应用量非常广泛。在甘肃、新藏、内蒙古地区，风能都呈现出区域性集中的发展规律。但我们也知道，西部的路途比较遥远，其中以山地为主，走势也不是那么的平坦。所以，对于国家来说，是很难将清洁能源运输出去的。运输条件的阻碍使能源的依托性变少。所以，国家要对运输的路径进行改善，建立统一的运输系统，使清洁能源得到更好的利用[4]。
四、结论
综上所述，低碳经济背景下，我国新型能源的利用与开发仍然受到了一些阻碍。我们要在精神上对低碳经济进行大力的弘扬，运用合理的开发手段，加强与别国的合作，根据我国的实际国情进行阶段性调整，对新型能源进行深入挖掘，提高能源的利用效率，为促进我国经济的可持续发展奠定良好基础。
参考文献：
[1]李钦军.基于低碳经济背景下广州市新能源汽车产业发展政策研究[D].华南理工大学，2012.
[2]马继民.低碳经济背景下甘肃新能源发展战略思考[J].甘肃社会科学，2010，05：189-192.
传统能源的资源消耗和新能源的发展研究一直是我国各界人士关注的焦点。近几年来，由于我国经济发展的巨大需求和传统产业的生产结构，造成了大量传统能源的开采与消耗。与此同时，也导致了很多的环境问题，不仅破坏了我国可持续发展的根基，还降低了人们生活环境的质量。在这种发展背景下，新能源的发展就显得尤为重要。加强新能源的研究力度，促进新能源的发展建设，不仅可以满足经济发展对新能源的需要，也可以改善我国的产业发展结构，促进我国经济的可持续发展，为我国经济增长提供强大的能源支持。
一、相关概念认知
（一）新能源
新能源是相对于传统能源来说的，是可以进行再生产的能源，它主要包括太阳能、地热能、风能、生物质能、核聚变能、海洋能等。新能源在世界上的总量非常丰富，而且都具有可再生能力。随着传统能源的总量减少和环境问题的日益突出，我国更加注重新能源的发展。从根本上来说，新能源具有传统能源不可比拟的发展优势，第一，新能源的分布较广泛，且具有可再生性，可以基本满足产业的能源需求，供人类长期使用；第二，新能源的开采与利用对环境的影响非常小，不会导致环境质量的下降；第三，新能源的开采和利用可以弥补我国能源供应不足的问题，降低我国对国际能源的进口依赖，在一定程度上提高我国能源和经济的安全性。
（二）能源强度
能源强度就是指所消耗的能源总量，它在一定程度上反映了一个国家资源消耗总量与经济生产总值之间的关系。一般来说，在经济生产总值不变的情况下，能源消耗总量与能源强度成正相关关系，即能源消耗总量越大，能源强度就越大。但是，它们两者始终是与经济生产相联系的，能源开采与消耗的最终目的都是为了促进经济总值的增加。由于我国的能源消耗总量较大，能源强度较高，因此，我们应该更加注重新能源的生产与发展，在一定程度上降低我国传统能源的能源强度，促进我国经济健康持续的增长。
二、当前我国能源结构的调整要点
就我国以前的发展状况来看，我国的能源结构基本是以传统能源为主体，通过对传统能源的开采与利用来获取经济效益。近几年来，我国的环境问题日益突出，空气污染加重、气候极端变化，导致人们生活环境质量的下降。在这种时代背景下，国家和社会要求调整经济发展结构，降低传统能源在能源结构中的比重，根据社会发展要求和产业发展现状调整能源结构，增强我国的可持续发展能力，提高我国的经济增长速度。
（一）降低对传统能源的依赖
一直以来，我国的产业发展都依赖着传统能源的供给，例如：石油、煤炭、天然气和核能等。大量传统能源的消耗与浪费，导致了众多的环境问题，主要包括：温室效应、酸雨、雾霾等。中国资源分布不均，大部分传统能源都聚集在西部地区。由于我国经济发展结构布局的影响，大量传统能源必须经过长途的运输到达东部发展区，才能实现传统能源的存在价值。可是，长时间的运输需要消耗大量的人力物力，在一定程度上增加了我国产业发展的成本。随着经济发展的持续需求，生态环境已经承受不住传统能源的频繁开采，传统的能源结构已经不能满足新的发展要求的需要。
（二）大力发展新能源，改善我国的能源结构
随着环境问题的突出和传统能源的减少，水电、太阳能、风能、海洋能等新能源受到了极大的关注。中国作为能源消耗大国，必然需要能源的大量供给。由于中国的能源的稀缺，很多传统能源只能进口。在这种情况下，中国应该跟紧时展趋势，重视新能源的发展建设，在未来的发展期间，着重建立健全新能源和可再生能源的发展体系，促进我国新能源的发展建设。在此过程中，我国的各个产业要看到新能源的发展前景和建设优势，将新能源发展特点和已建立的能源结构和经济发展现况相结合，尽可能为新能源的发展建设提供政策支持，从制度规范等方面改善我国的能源发展结构，促进新能源在能源结构中的比例发展，满足我国巨大的能源需求。
三、新能源发展对能源强度和经济增长的影响
新能源发展在我国的发展结构中起着重要作用，它不仅可以减少国家产业发展对传统能源的需求，在一定程度上保护生态环境的健康发展，还可以促进我国经济的发展建设，提高我国经济增长的速度，增强我国发展的可持续性。了解和明确新能源发展对能源强度和经济增长的影响，可以为我国调整能源结构提供重要依据，促进我国能源结构的合理化、科学化、时代化。
（一）新能源发展对能源强度的影响
能源强度是指一个国家、区域、行业在固定的时间内所消耗的能源总量，在这段时期内，能源的使用和经济发展的水平密切相关，因此，能源强度在一定程度上可以反映此地区、国家或者产业对能源的需求量和依赖性。新能源的发展对能源强度具有重要影响，第一，新能源的发展，可以减少产业发展对传统能源的需要，在一定程度上降低我国产业发展对传统能源的依赖性。第二、新能源的建设发展还可以缓解我国因传统能源开采和生产而造成的环境压力，保护我国的生态环境，改善我国的环境现状，提高人们的生活环境质量。由此可以看出，新能源的开采和利用减少了我国传统能源的消耗与浪费，在一定程度上降低了我国的能源强度，促进了我国能源结构的改善。
（二）新能源发展对经济增长的影响
新能源的发展建设是一个长期的过程，需要国家、社会、产业之间的共同努力与扶持。在新能源发展的初期，因新能源发展技术的限制和知识的匮乏，导致我国的经济增长速度在一定的时间内呈下降趋势。随着经济社会的快速发展，传统能源已经无法再长久的满足经济发展的需要，这就促进了新能源的发展速度增快。新能源发展技术的成熟，在一定程度上降低我国产业发展的成本，从而增加了我国的经济收入，而新能源产业也成为了我国济发展进程中不可或缺的部分。但是，由于经济发展的阶段性和历史性，在不同的社会发展阶段，新能源对经济增长的影响力和影响作用是不同的。
四、结语
在未来的能源发展进程中，我国致力于提高能源的使用效率，尽可能地调整和改善能源建设结构，在一定程度上增强能源的可持续发展水平，促进新能源的健康发展。我国是能源消耗大国，同时也是能源的生产大国，因此，我国要更加注重新能源在我国能源结构中的地位，明确新能源发展建设对我国经济发展的重要意义，增加新能源的研究投入，提高我国的新能源发展技术，培养新能源建设人才，科学有效的开发和利用新能源和可再生能源，推动我国的产业发展，提高我国的经济建设水平。
（作者单位为中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司）
参考文献
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能源是人类生存和发展的重要物质基础，是维系中国经济社会持续快速发展的重要保障。正确认识能源供给与经济发展之间的内在关系，对于深入把握当前我国能源供给现状、科学规划能源发展战略都具有十分重要的意义。
一、数据协整分析
本文采用协整分析方法，就宏观经济运行与能源产量、各类能源产量以及能源缺口量之间的关系，进行量化评价。所涉及数据为：①国内生产总值（LGDP1）、能源生产总量（LE），时间跨度为1978年至2005年；②国内生产总值（LGDP2）、煤炭产量（LC）、石油产量（LO）、天然气产量（LN）、水电产量（LH），时间跨度为1978年至2004年；③国内生产总值增长率（LRGDP）、能源缺口量占能源总产量比重（LEG），时间跨度为1992年至2005年。（以上数据均选取对数值）。
1.ADF检验
根据数据处理需要，采用ADF检验，对所涉及数据进行平稳性检验，并做相应处理，以消除虚假回归。经检验（见表1），所有数据均满足协整分析要求。
表1 ADF检验结果
数据说明：***代表1％的显著水平，**代表5％的显著水平，下表同。
2.Granger检验
根据数据处理需要，采用Granger检验，对以上三类变量内部的相互影响关系进行分析。根据检验结果（见表2），LGDP1变动会引起LE变动，LGDP2变动会分别引起LC、LO、LN变动，LRGDP变动会引起LEG变动，但LGDP2却与LH之间不存在这一关系。
表2 Granger检验结果
3.协整检验
在ADF检验、Granger检验的基础上，采用EG检验进行协整分析，以进一步明确变量之间的因果关系及其长期稳定性（见表3）。
表3 协整方程系数估计结果
同时，再次采用ADF检验，对协整方程（1）至（5）残差的平稳性进行检验。经检验（见表4），除方程（4）外，其余4个方程均为平稳序列。即，LGDP1与LE，LGDP2分别与LC、LO，以及LRGDP与LEG之间的因果关系，具备长期稳定性。
表4 协整方程系数估计结果
分析表3中的DW值可以发现，协整方程（1）至（3）的误差项存在正自相关。这主要是由于我国能源产业经济影响具有一定滞后性，致使协整方程中部分重要解释变量有所忽略造成的。这里引入广义最小二乘法，在协整方程中加入自回归项AR（1）、AR（2），对这一影响进行滤除。表5表明，通过添加自回归项，协整方程误差项的自相关问题得以解决，同时，经调整后的协整方程的拟合优度有所提高，标准误差有所下降。
表5 广义最小二乘法估计结果
二、基本分析结论
依据协整分析结果，我国能源供给的宏观经济影响主要呈现出以下特点：
首先，从长期看，国内生产总值变化会引发能源生产总量,以及各类能源产量的变化，且其变化方向是一致的。同时，受我国能源结构比例影响，GDP对于煤炭产量的影响要高于对石油的影响。
其次，从短期看，能源生产总量、煤炭产量、石油产量均会受到自回归项影响，其中滞后一期的AR（1）对能源生产存在正向影响，而滞后二期的AR（2）则对能源生产存在反向影响，且滞后二期系数的绝对值小于滞后一期的系数，这说明我国能源生产具有很大的惯性。因此，在经济增长和能源生产惯性的双重作用下，我国年能源生产总量、煤炭产量和石油产量都将会持续增加。
再次，我国现阶段能源生产缺口对经济发展影响不大，且随着经济增长率的提升，缺口会逐渐缩小。通过能源进口，可以弥补由于能源生产不足造成的缺口。
2002年以来，随着我国经济的迅速增长，能源需求呈现出大幅攀升态势，能源缺口量不断提升（见表6）。造成这一现实情况与以上协整分析存在较大差异的主要原因在于：本文仅是从宏观经济角度考察能源供求情况，而未涉及价格因素，但在现实中，由于我国能源价格形成机制还不能实现完全市场化配置，扭曲的能源价格不能直接反映能源供求情况，致使能够被经济增长弱化的能源缺口不降反升，从而抑制了能源供给的提升，造成现实数据与协整分析的不一致。以石油价格为例，目前我国原油价格已与国际市场价格接轨，而国内成品油价格却仍由国家发改委调控，中石油、中石化等企业的价格自主调控范围很小。因此当国际油价上涨时，国内原油价格随之调整，但成品油价格却滞后于这一调整，造成原油和成品油价格“倒挂”，严重影响了国内企业成品油的生产能力。
表6 2005年至2006年我国主要一次能源缺口情况统计表
资料来源：根据《BP世界能源统计2007》有关数据整理，省略。
三、主要政策建议
随着未来中国经济的持续高速发展，对能源供给的拉动作用将逐步加大，能源消费需求将不断提高。为此，迫切需要从宏观层面，统筹协调经济发展与能源供给的关系，逐步建立起适应我国国情的能源供求保障机制。
1.完善能源供给结构
只有充分利用各种可以规模利用的能源资源，才能优化能源结构，满足未来能源需求。发达国家已经完成了化石能源的优质化，现在又开始大力发展低碳能源，向更高层次的能源优质化推进。我国能源也需要走多元发展的道路，加快能源结构调整，增加石油供应，显著提高天然气、核能、可再生能源在能源生产和消费中的比重，努力做到新增能源供应以高效能源、清洁能源、新能源和可再生能源等低碳或无碳优质能源为主。
2.理顺能源价格机制
各种常规能源特别是化石能源，大都是不可再生资源。能源价格应当充分反映资源稀缺程度，反映市场供需状况，反映生态保护和环境治理成本，这样才能向各类市场主体传递正确信号，从根本上促进能源节约和合理利用。应完善能源产品价格形成机制，逐步与国际能源市场互接互补；还应完善资源有偿使用制度、生态环境补偿机制，体现资源所有者、使用者和公共环境保护者的权利与义务，促进能源资源利用效率的提高，弥补能源资源开发带来的生态环境损失。
随着全球经济的快速发展，人类对能源的需求量越来越大，但这些自然能源并非取之不尽，用之不竭，许多自然资源都是不可再生资源，不久的将来世界各国都将发生能源危机。国际相关组织预测当前地球自然资源可供全世界一百七十二年，随后各国都将面临能源危机。在这种情况下，各国纷纷采取相应措施，开发新能源，风能是理想能源之一。目前我国电力工业结构中，火力发电占百分之七十左右，水利发电占百分之二十三左右，其他发电方式占百分之七。火力发电巨大的煤炭消耗量，进一步扩大了我国能源缺口。并且煤炭燃烧对环境危害非常大，排入大气的二氧化碳、烟尘占我国污染物总量的百分之七十，这十分不利于我国的长期发展。我国应积极革新发电技术，加强对风力发电的开发和应用。
1我国风力发电的发展现状
我国是目前少数仍以煤炭为主要能源的国家之一，火力发电主要燃料就是煤炭，这不仅加快了我国煤炭消耗，更造成了巨大污染，城市雾霾的日益严重和火力发电污染物排放有着很大关系。虽然近些年，我国在火力发电节能减排技术方面取得了一定成绩。但火力发电过程中产生的废水、烟尘、污染物、二氧化碳，依然是我国主要污染物。相关调查数据显示，我国烟尘和二氧化碳污染物百分之八十五来自煤炭燃烧[1]。为了缓解能源紧张问题，降低污染物排放，我国新能源战略开始把大力发展风力发电设为重点，风力发电发展前景十分广阔，未来十五年内我国将加大对风力发电的投资，进行风力发电建设。风力发电技术早在二十世纪三十年代就已有国家进行了尝试，丹麦、瑞典、美国是最早一批进行风力发电建设的国家。我国具有丰富的风能资源，开发潜力巨大，可开发风能资源约十亿千瓦，如新疆、内蒙古、宁夏等地区都有许多大风口，十分适合建设大型风力发电厂[2]。自二零零六年后，我国风力发电技术得到了空前发展，累计装机容量已达二百六十万千瓦。二零零七年，更是翻了一倍达到了六百万千瓦。二零零八年，我国再次加大投资力度，新增风电机组一万零一百二十九台，占中国发电总装机容量的百分之一。近些年，我国风力发电利润总额一直保持着持续增长，年均增长速度达到了百分之六十，可见风力发电的发展前景。风电优势是，清洁环保，建设周期短，风能可再生，装机规模灵活。但由于目前我国风力发电技术仍处于初级阶段，成本高问题一直没有得到很好的解决。保障风电经济性是风电持续发展的前提条件，研究风力发电经济性具有重要意义。
2基于能源经济模型的风力发电经济性分析
能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质技术，能源在开发和使用过程中，存在着如市场、价格、供求关系等各种各样的经济现象，能源与经济发展密切相关。自然风力发电也不例外，基于能源经济模型来研究风力发电经济性，不难发现，实际上我国目前风力发电并不经济，一直存在着发电成本高等问题，能源增长并不能满足我国经济发展需求，其经济回报率也并不理想，这严重制约了我国风电发展。由于我国风电行业起步较晚，不论技术水平，还是理论方面都与国际先进水平有着一定差距。目前我国主要风力发电设备仍然依靠进口，且对外技术依赖性较强。虽然近些年，我国不断研发风力发电技术，成本也有了明显下降，但比火电成本的优势仍不突出[3]。风电成本高，直接导致了电价上涨，这是制约风电商业化的主要原因。风电成本高于火电近百分之六十，电价高于火电百分之九十。另一方，目前我国风电相关法律政策也并不完善，缺乏税收政策扶持，加之国内风机研发能力不足，所以风力发电始终无法实际经济性运营。想要提高风力发电经济性，首先必须降低风电厂造价，降低建设成本是减少短期发电成本的主要途径之一。风力发电厂造价主要包括：机组购置费用、设备安装费用、设施费用、运行所需费用等等。由于我国主要风力设备依靠进口，设备成本较高，所以建设中应尽量控制好建设规模，合理规划，科学安装机组。此外，联网和道路交通设施也是风电厂建设成本高的原因之一，已经占到了建设成本的百分之四十。控制建设规模，加强规划是降低建设成本的有效手段。另外，为了降低设备费用和技术费用，我国应加大投资力度，加强技术研发，开发国产化机组，只有这样才能真正降低风力发电成本，加快机组国产化进程势在必行。此外，我国应鼓励合资、合作等多种方式引进技术，以促进我国风力发电技术发展，加快机组过程化进程。相关研究表明，若国内所有风力发电机组国产化，成本预计下降百分之三十到四十左右。另一方面，为了促进风电持续发展，我国应尽快出台扶持政策，减免增值税，从而降低税务对成本的影响。只有使风电实现经济性运行才能达到风电建设目的，加强风电建设对于节能环保，解决能源危机有着重要意义。
3结语
想要实现风电运行经济性，必须控制发电成本，科学规划，降低建设费用，加快机组国产化进程，降低设备费用。风能洁净、无成本、可再生，是理想的发电能源，加速风电开发对于促进我国经济持续发展有着重要意义。
参考文献：
一、引言
能源-经济-环境协调研究主要是指为实现社会发展系统中能源、经济、环境三个子系统之间综合平衡与协调发展,对各子系统之间交互作用程度测算方法和模型的研究。
近年来,河北省经济社会有了很大的发展,但是随着经济的迅速发展,能源、环境的瓶颈制约矛盾也越来越突出。河北省的能源消费量逐年递增,并呈加快趋势,但河北省能源利用效率则相对较低;同时,由于经济增长方式粗放,环境污染在某些地方和领域还比较普遍。因此,探讨一条既保证河北能源供应、生态平衡以支撑经济发展,又保证河北经济持续、稳定、快速发展的道路,是河北面临的迫切问题。
目前国内对河北省能源-经济-环境协调评价研究还比较少,而且大多只是从某个角度为切入点来分析,并没有系统的分析河北省能源-经济-环境协调度评价。
二、DEA评价方法
数据包络分析(Data Envelopment Analysis,DEA),是1978年美国著名运筹学家查恩斯(A.Charnes)、库伯(W.Cooper)等人创建的一种进行多目标决策的系统分析方法,此方法特别适用于多输入多输出的复杂系统分析。
设有n个部门或决策单元(DMU),每个决策单元DMUj(j=1,2,…,m)使用m种输入Xij(i=1,2,…,m)得到s种输出Ykj(k=1,2,…,s),某一决策单元的效率用(1)式决定:
(1)
为第j个评价单元DMUj的相对有效性指数。式中,
vi(i=1,2,…,m)和uk(k=1,2,…,s)分别是对第i种类型输入的权重和对第k种类型输出的权重。
对DMUj0进行评估,就可以构造所谓C2R模型。C2R模型以将要评价的决策单元DMUj0的效率指数hj为目标,以所有决策单元的效率指数hj≤1为约束,构成最优化模型(P),如式(2):
(P) (2)
模型(P)是一个分式规划问题,通过Charnes Cooper变换可以把式(P)转变为线性规划模型,并根据线性规划对偶理论求出它的对偶规划模型,式(3)是引入松弛变量以及非阿基米德无穷小后的对偶规划模型 (Di)。
(3)
其中,松弛变量 。
。
定理1:设ε为非阿基米德无穷小,规划问题(Di)的最优解为:
(1)若:,则DMUj0为弱DEA有效,表明非同时技术效率最佳和规模效益不变;,则DMUj0为DEA有效,表明同时技术效率最佳和规模效益不变;,也表明DMU的生产活动非同时技术效率最佳和规模效益不变。
(2)若:,则DMUj0为规模收益递增,即规模经济; ,则DMUj0为规模收益不变,即规模经济不变;若,则DMUj0为规模收益递减,即规模不经济。
三、 河北省能源-经济-环境协调评价指标体系的确定
根据数据口径的统一性、可比性原则,同时考虑可得性,并结合河北省的实际情况,设置输人输出指标和决策单元。其中,输入指标为:地区生产总值GDP、能源消费总量;输出指标为:废水排放总量、工业烟尘排放总量。
本文选取河北省2000年～2008年九年为决策单元,数据均来源于2001-2009年的《河北省经济年鉴》和《中国统计年鉴》。
四、河北省能源-经济-环境协调评价实证分析
根据DEA方法的C2R模型模型,运用DEA-SOLVE-LV软件进行运算,得出河北省2000年～2008年的能源-经济-环境投入产出效率技术有效性和规模有效性评价结果,见表。
表 2001-2008年河北省能源-经济-环境投入产出效率DEA有效性评价结果
年份 评价值 技术有效性 规模有效性
2000 1 有效 -
2001 1 有效 -
2002 0.9715705 无效
2003 0.9307389 无效
2004 1 有效
2005 0.9750732 无效
2006 1 有效
2007 0.9160121 无效
2008 1 有效
由以上的计算结果可以看出,河北省能源-经济-环境投入产出效率技术有效的年份是2000年、2001年、2004年、2006年、2008年,其它年份投入产出效率技术无效,因此河北省能源-经济-环境投入产出效率有明显的波动性,但总体评价值都比较高,这表明河北省份能源、环境和经济的协调发展状况很好,经济生产方式正积极由以投入为主的规模型向高效集约型转变,逐步转变以资源消耗、环境污染为代价而换取经济增长的传统非协调发展观。即使它们的能源投入和经济投入大的情况下,仍能使得对环境造成的污染控制到尽量小。但是规模报酬除了2000年跟2001年是不变的,其他年份都是递减的,因此,河北省份今后需要进一步加强能源基础设施建设,提高综合能源的利用率。
五、总结
通过上面的实证分析表明,本文采用DEA综合评价方法能有效地解决区域能源-经济-环境协调度的定量化评价问题,为评估多层次复杂系统提供了一种新的思路和方法。评价结果可以反映能源-经济-环境系统协调发展的状况,并找出河北省能源-经济-环境系统发展过程中存在的主要问题,为河北省能源、经济、环境协调发展机制的建设提供数据支持与决策依据。
