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經濟結構變動與未來中國能源需求走勢
2021年07月23日 14:36 來源:中國社會科學網 作者:鄭新業 吳施美 李芳華 字號
2021年07月23日 14:36
來源:中國社會科學網 作者:鄭新業 吳施美 李芳華

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  目前中國去產能進程不斷加快,經濟發展模式逐漸發生轉變,“兩高一低”的高耗能行業增速逐步放緩。產業結構轉型對我國未來能源需求走勢的影響,已成為決策者、學者和公眾乃至全球共同關注的焦點。

  本文重點關注在產業結構轉型、經濟發展從量到質的轉變過程中,中國能源需求的走向問題。如何科學地評估未來能源需求是一個極其困難的工作。國內外相關研究從不同的角度,用不同的方法和數據,產生了大量有價值的學術成果。

  一、文獻綜述與研究創新

  (一)評估未來能源需求:總量法和結構法

  從現有文獻來看,最常見的能源需求預測方法主要有三種:自回歸分析法、彈性系數法和部門分析法。我們將前兩種方法概括為總量預測法,將部門分析法定義為結構預測法。總量預測法的特點主要是,根據歷史能源需求總量或者歷史經濟總量,對未來能源進行趨勢外推。總量預測方法早年對我國能源需求的預測作出了重大貢獻,但總量預測法往往假定經濟和社會環境會遵循一定趨勢變動,而這類假定往往忽略了經濟社會發展的結構性變化,這在一定程度上與中國的實際情況相違背,從而導致預測失靈。我國能源消費彈性的變化,說明能源總量與經濟總量已經開始逐漸脫鉤。

  總量預測法的失靈,使學者關注經濟結構調整對能源需求產生的深刻影響。部門分析法就是基于產業部門的差異進行預測的方法之一。但這種方法的適用性對部門劃分程度有很強的要求,部門的細分程度會直接影響預測結果。從現有文獻來看,學者普遍認同產業結構會對能源需求產生影響,認為產業性質的不同導致對能源消費需求產生差異。對于中國的能源消費變化來說,工業部門內部產業結構的變動對能源消費的影響更為明顯。眾多研究認為,重工業尤其高耗能產業的擴張是造成中國能源消費急劇攀升的重要因素。因此,討論產業內部結構尤其是高耗能行業發展,對把握未來能源需求走勢十分必要。

  從目前經濟結構與能源需求的研究來看,在指標選取上,對產業結構的度量通常利用國民經濟三個行業大類所占比重作為解釋變量進行分析。這直接影響了部門分析法對部門的劃分,進而會對估計結果產生影響。在計量方法上,目前的研究多以分解技術和時間序列為主,利用面板數據進行的分析和估計較少。但時間序列這類方法無法控制各省之間的省份異質性。最為關鍵的是,以往研究的分析視角著重產業結構對能源需求的影響,未從動態層面考察產業結構變化會如何影響未來能源需求走勢。

  (二)高耗能行業與中國能源需求

  高耗能行業的發展,已成為導致中國能源需求持續上升的根源所在。總體而言:(1)總量預測法的文獻對早年能源需求的預測,多是基于歷史總量數據進行趨勢外推,忽略了經濟總量變化背后的影響因素,未能進一步對結構轉型情況下經濟增長與能源消費的關系進行分析,因此無法解釋能源消費的拐點。(2)結構預測法的文獻大多采用“三部門”宏觀產業結構,其結構調整為漸進過程,其變化緣自各具體行業的發展,對第一、二、三產業結構變化的分析,不足以涵蓋高耗能行業變化所帶來的影響。本文從以上兩個方面對已有文獻進行補充,將經濟結構、經濟總量和能源需求置于統一的分析框架,在考察經濟結構尤其是高耗能行業發展變化的情況下,厘清經濟發展影響能源消費的機制渠道,考量經濟總量對能源消費產生的直接與間接影響,進而對我國未來能源需求走勢作出預判。

  二、高耗能行業份額演化與經濟發展程度

  用“庫茲涅茨曲線”這個概念,討論高耗能行業發展與經濟發展程度的關系。在“庫茲涅茨曲線”這個框架下,一國高耗能產品的產量會隨人均GDP的增加而增加,并在到達頂峰后開始減少。在經濟發展初期階段,生活與生產都還處于較低水平,對高耗能產品需求很低。由于高耗能產品通常作為原材料投入,隨著經濟的不斷發展,高耗能產品需求大幅度上升,這時的規模效應遠大于技術效應與結構效應。這一階段的主要特點在于,產業結構由輕工業占主導地位逐漸轉向以重工業與基礎工業為主導。高耗能產品產量會向拋物線的頂端靠近。當工業化與城市化逐漸發展到一定階段后,工業比重逐漸減小而第三產業迅速發展,加之技術進步,對高耗能產品的需求逐漸降低。于是,高耗能產品產量開始下降,因而呈現先上升、后下降的倒U型變化趨勢。

  現利用1995—2015年省級(不包括海南、西藏和港澳臺地區)面板數據,分別對我國粗鋼產量與人均GDP的關系,以及水泥產量與人均GDP的關系作初步分析。結果顯示,在粗鋼產量模型中,除西部地區人均GDP的二次項系數不顯著外,東部和中部地區人均GDP平方系數均為負且顯著。在水泥產量模型中,三個地區的水泥產量都與人均GDP呈倒U型關系。這在一定程度上說明,隨著我國經濟發展水平的不斷提高,高耗能產品產量可能存在拐點,驗證了前述論點。

  在高投資率的背景下,我國資本回報率呈現緩慢下降的長期趨勢。隨著資本回報率的下降,全社會投資將收緊,經濟發展速度逐漸減緩,經濟發展穩態出現,進而高耗能行業這類依靠投資生存的行業發展速度開始放慢。加之政府去產能政策實施的不斷深化,我們預判高耗能產品生產增速將放緩,高耗能產品產量會出現拐點,或者出現增長平臺期。當然,在高耗能產品產量拐點過后,也可能只是進入平臺期,并不一定會迅速出現下降趨勢。

  我們認為,高耗能行業會隨著人均GDP的增長出現先上升后下降(或者進入平臺期)的趨勢,這說明經濟發展的水平,會直接影響高耗能行業的發展速度。就本文而言,能源需求會與經濟總量脫鉤,而且隨著經濟規模的不斷擴大,高耗能行業份額演化過程會對未來能源需求走勢產生影響。

  三、實證分析

  (一)模型設定與數據來源

  根據能源需求模型的一般設定,現構建關于人均能源消費與人均GDP的簡化函數模型。能源消費量為人均產出和能源價格以及技術的函數。根據居民效用最大化的比較靜態分析和廠商利潤最大化的分析,預期能源需求與人均產出呈正相關關系,與能源價格和技術都呈負相關關系。

  既然經濟增長對能源需求的拉動的實質是高耗能行業的發展,下面對這一間接拉動效應進行量化分析。鑒于高耗能行業本身就是經濟體的重要組成部分,為強調產業結構變化對能源消費的影響,并說明GDP衡量的經濟總量指標不能完全解釋中國能源消費的增長,現于模型中逐步加入各高耗能行業產品產量。若在逐漸加入高耗能行業變量后,人均GDP的系數逐漸變小,則說明經濟增長對能源消費的影響,確有一部分是通過高耗能行業的發展產生。為完整刻畫中國能源消費需求的全貌,本文加入第三產業所占比重作為控制變量。

  考慮到數據的可得性,現基于中國29個省份1995—2015年面板數據進行分析。所有數據均為公開數據。被解釋變量為能源需求水平,以人均能源消費量來衡量。主要解釋變量為經濟發展水平,以人均實際GDP 來刻畫。核心解釋變量為六大高耗能行業代表性產品的人均產量,包括粗鋼產量(steel)、水泥產量(cement)、火力發電量(power)、十種有色金屬產量(metal)、焦炭產量(coke)以及燒堿產量(soda)。這六種產品均屬于國家規定的22項高耗能產品。控制變量為第三產業所占比重(tertiary)、能源價格水平(price)和技術變量(tec)。

  能源數據來自歷年《中國能源統計年鑒》;人均GDP數據以1995年為基年進行平減,來自歷年《中國統計年鑒》;其他高耗能數據來自各省統計年鑒和國家統計局社會科技和文化產業統計司、科學技術部創新發展司編《中國科技統計年鑒》(北京:中國統計出版社)。

  (二)經濟增長對能源消費的直接影響

  盡管多數學者均認為,經濟增長與能源需求之間存在協整關系,但就中國各省份具體情況而言,經濟增長與能源消費也并不呈現必然的雙向因果關系。林伯強等認為,將GDP作為解釋變量具有合理性。

  估計結果顯示,只考慮經濟增長和控制變量對能源需求影響的模型,0.733為人均能源消費的收入彈性,即人均GDP每增長1%,能源需求將增加0.733%。此時的能源價格、第三產業比重和技術水平,對能源需求的影響均為負,與預期相符。逐漸加入六大高耗能行業代表性產品產量的估計結果,可以看到人均GDP系數逐漸下降,從0.733下降至0.439。即考慮高耗能行業發展的影響,人均GDP每增長1%,能源需求的增加幅度從0.733%下降到0.439%。這說明經濟增長對能源消費的影響,確實有一部分是通過高耗能行業間接引致的。另外,結果還顯示,六類工業產品對能源消費的影響均為正,但粗鋼對能源需求的影響并不顯著。這可能是由于模型中包含焦炭變量,而焦炭是粗鋼生產的重要原材料,粗鋼對能源需求的影響可能部分由焦炭來體現。

  (三)高耗能行業的傳導效應

  經濟增長會通過影響高耗能行業的發展,間接影響能源需求。為量化經濟增長通過高耗能行業對能源需求產生間接影響的程度,現考察人均GDP對高耗能行業的影響,即以高耗能行業作為被解釋變量進行估計。

  估計結果顯示,人均GDP對六種高耗能產品具有顯著的正向影響,說明人均GDP的增加的確會促進高耗能行業的發展,但人均GDP對焦炭的影響并不顯著。從結果來看,人均GDP對粗鋼和水泥產量的影響最大;其次分別為十種有色金屬、燒堿、火力發電量和焦炭。可見,經濟增長與高耗能行業產量呈正相關,經濟增長對能源消費的影響,確實可以從高耗能行業的角度進行解釋。由于人均GDP對能源需求的影響可部分地由高耗能行業的產量來解釋,因而可進一步估計經濟發展作用于高耗能行業對能源需求產生的效應。

  四、高耗能行業份額演化與未來能源需求走勢

  工信部《工業綠色發展規劃(2016—2020年)》明確指出,到2020年六大高耗能行業占工業增加值的比重要繼續下降。鑒于高耗能行業發展受年度政策和經濟形勢影響較大,現利用Li等在2011年提出的面板固定效應模型下時變系數的非參數估計方法對未來能源需求走勢進行考察。

  對2016—2035年能源需求走勢的評估,將采用未考慮高耗能行業變化的彈性系數方法,以及考慮高耗能行業發展變化的時變系數非參估計方法。

  首先,對模型涉及各項變量在2016—2035年的增速進行情景設定。其中,人口增長率來自International Futures,該機構分別設定每年人口增長率,2016—2035年的年均增長率約為0.09%。本文設定2016—2020年GDP年均增速為6.50%,2021—2035年間年均增速為5%。根據GDP增速與人口增速的關系,可以得到人均GDP的增速。

  其次,對未來高耗能行業的發展進行情景假設。隨著經濟結構的演進,經濟發展各方面對高耗能行業物質支撐的需求開始減弱。同時隨著供給側結構性改革去產能政策的貫徹,高耗能行業發展趨勢開始放慢。國際能源署(IEA)預測,中國化工行業及有色金屬行業的增長將會持續到2040年,但中國鋼鐵和水泥產量會持續下降30%—40%。對于技術變量、價格變量和第三產業比重變量,選取各省樣本內年份的年均增長率進行情景分析。當然,在這種情況下的估計結果必然會存在一定的偏差,但不影響趨勢分析。

  由于未來經濟發展過程存在不確定性,需要對未來經濟發展狀態作出假設。現據估計所得的2015年時變系數,設定2016—2035年各變量的系數,對2016—2035年能源需求走勢進行分析,結果顯示,考慮高耗能行業發展與否,對2016—2035年的能源需求走勢影響十分明顯,彈性系數法預測結果顯著高于考慮高耗能行業發展的預測結果,兩者差異最大時高達一倍以上。根據該結果,若考慮高耗能行業發展速度的減緩,我國未來能源需求將維持在一個相對穩定的水平。但不容忽視該論斷的前提在于,部分高耗能行業在未來年份呈現負增長。這給出的結果驗證了本文的核心觀點——控制高耗能行業發展將是抑制我國能源需求擴張的關鍵。林伯強等在對煤炭需求的分析中也得到類似的結論,認為工業結構的微調會對煤炭需求起到很大的抑制作用。分析結果明確揭示,僅考慮經濟增長單一維度對能源需求進行研究,會出現對未來能源需求走勢的誤判。

  結論

  首先,從工業內部結構的角度,分析發現,經濟增長對能源需求的直接影響程度為55.89%,另外44.11%的影響是通過高耗能行業的發展引致的。其次,基于上述分析,評估未來中國的能源需求走勢,發現若不考慮產業結構優化(即高耗能行業所占比重不斷下降),中國能源需求會被高估;若將高耗能行業的比重變化考慮到對能源需求走勢的評估之中,我國能源需求在未來年份將維持在一個較為穩定的水平。因此,控制產業結構內部的高耗能行業發展才是抑制能源需求擴張的關鍵。

  (作者單位:鄭新業,中國人民大學應用經濟學院;吳施美,中國人民大學;李芳華,澳大利亞新南威爾士大學經濟系。《中國社會科學》2019年第2期,中國社會科學網 閆琪/摘)

作者簡介

姓名:鄭新業 吳施美 李芳華 工作單位:

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