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[摘要]通过构建VAR模型对我国农业能源利用效率及能源价格、技术进步之间的关系展开实证分析,运用协整理论、脉冲响应函数及方差分解分析了农业能源效率的主要影响因素,并提出了相关政策建议。
[关键词]农业;能源效率;能源价格;技术进步
[中图分类号] F323 [文献标识码] A [文章编号]1673-0461(2012)09-0007-04
一、 引言
能源问题已成为影响我国经济社会发展全局的重大战略问题,主要表现在能源供给存在巨大缺口、能源利用效率低下、环境污染严重等诸多方面。目前,我国的能源消费还处于快速增长状态,经济增长对能源消费的依赖不断增加,相应的环境污染问题也日益严重,使我国面临着能源短缺和环境约束的双重压力。因此努力提高能源利用效率就显得十分重要。虽然近些年来我国能源利用效率得到了提升,单位GDP能耗由1990年的15.6吨标准煤/万元下降到2010年的0.82吨标准煤/万元。但与其它国家相比,我国的能源利用效率尚有很大差距。据2009年BP能源统计,2008年我国的单位GDP能耗是美国的3.0倍,欧盟的5.2倍,日本的4.5倍,印度的1.4倍。因此研究如何有效地推进节能降耗工作,促进经济社会的可持续发展,具有重大的现实意义。本文主要针对研究关注较少的农业能源利用效率问题展开实证分析,通过构建VAR模型对我国农业能源利用效率及其影响因素进行分析,以期为农业能源策略的制定提供政策建议和改进措施。
二、 文献综述
Birol & Keppler(2000)利用经济学的相关理论分析得出,能源价格和技术进步是影响能源利用效率的两个主要变量,通过积极手段提高能源价格或引进新技术可以提高单位能源的生产力。Fisher & Vanden(2004)证实了能源生产力(energy productivity)的提高对能源效率的提高起到了关键作用,企业能源生产力的提高要归功于能源价格和企业内部的产品和技术的研发活动,其中能源价格的作用最大[1]。杭雷鸣和屠梅曾(2006)证明能源价格的上升对提高能源效率具有积极的贡献,提高能源价格是改善能源效率的一个有效政策工具[2]。Hang(2007)分析了中国在1985年~2004年之间对能源价格撤销管制引起的能源价格变化对总能源效率和煤、石油、电力这三类能源利用效率的影响,发现各类能源的高价格都会导致能源利用效率的提高。杨洋(2008)等运用最小二乘法证明了技术进步和能源价格的提高对能源效率的提高起到了主要作用[3]。胡宗义等(2009)等通过建立中国CGE模型,论证了高能源价格在短期和长期均能显著提高中国的能源强度,其原因是能源价格提高优化了中国经济的产业结构,第二产业尤其是重工业在GDP中所占比重的下降,减少了总体的能源消费[4] 。
以上的研究视角均将整个经济体的子部门(产业、行业或区域)视为具有相同结构和特征的个体,忽略了子部门之间的异质性,得出的结论以及政策建议都是针对整个国家层面而言的。实际上,不同的产业部门在能源消耗及其效率变动方面具有不同的特征,相同的政策调整会对不同的产业及不同的地区产生截然不同的效果,因此本文从农业部门(这里指广义农业)的角度展开研究,以对能源效率问题获取更深入的认识。另外,为综合考察农业能源利用效率、能源价格及技术进步的复杂关系和相互影响,采用了构造VAR模型,并利用脉冲响应函数和方差分解进行综合分析的方法。
三、实证分析
本文主要选取了农业能源效率、能源价格及技术进步1981年~2009年的时间序列数据,农业能源效率选取的量化指标是能源强度,即能源强度=能源消费量/不变价国内生产总值,能源价格主要采用了燃料、动力类价格指数,技术进步用农业劳动生产率数据反映,各期数据来源于历年的《中国统计年鉴》,文中的NRE、NP、NT分别表示农业能源效率、能源价格和农业技术进步。
首先采用格兰杰(Granger)因果关系检验法反映三个变量之间的基本关系,Eviews软件可直接计算出用于检验的F统计量及相伴概率。
从上表我们可以看到,在10%的显著性水平下,NRE和NT之间存在着双向因果关系。即农业能源效率与技术进步互为促进因素,而技术进步只在单方面促使了能源价格的降低。
接着对以上三个变量NRE、NP、NT进行单位根检验,结果如下:
从表2中我们可以看出,在5%的显著性水平下,所有变量都不能拒绝有单位根,而一阶差分后,所有变量都拒绝有单位根。因此,我们可以认为时间序列变量NRE、 NP、 NT不但都是非平稳的随机变量,而且都是一阶单整的(即是I(1)的)。
向量自回归(VAR:Vector Autoregression)模型通常用于相关时间序列系统的预测和分析随机扰动对变量系统的动态影响[5]。要建立具有协整关系的向量自回归模型,首先要确定模型中变量滞后的阶数。经过多次试验,AIC当滞后期为2时最小(-3.53),而SC则在滞后期为1时最小(-3.21),难以确定。此时考虑使用LR检验法进行取舍。检验的原假设是模型最大滞后期为1,即p=1,检验统计由以上协整关系式可以看出,各协整系数均符合经济意义,即技术进步对农业能源效率具有正效应,而能源效率对能源价格具有负效应,说明农业能源效率、能源价格及技术进步具备长期稳定的协整关系。模型估计的整体效果较好,AIC,SC值均较小,模型的内涵可以通过系统的脉冲响应函数来反映。
利用Eviews软件分别计算农业能源效率和农业能源价格的脉冲响应曲线,农业能源效率(NRE)对各变量的脉冲响应曲线见下图1,能源价格(NP)对各变量的脉冲响应曲线见下图2。
图2为NRE对各变量冲击的脉冲响应函数图。由图1我们可以看出,当在本期给NRE一个冲击后,NRE自身存在惯性下降的内力,在第3期以后有恢复性增长的调节机制,在第5期后将保持低水平稳定性增长;当在本期给NP一个冲击后,NRE当期就有一定程度的下降,但在第2期以后有恢复性增长,在第3期后持续下降,到第5期达到最低值,第6期后又保持低水平稳定性增长,同时可以发现NRE长期来看没有趋于零的迹象,表明来自能源价格的冲击对农业能源效率有着长期影响;当在本期给NT一个冲击后,NRE呈现出低缓的增长,在第4期以后保持在较为固定的水平。 为NP对各变量冲击的脉冲响应函数图。由图2我们可以看出,当在本期给NP一个冲击后,NP自身在5期内有着惯性上升的内力,在5期之后有恢复性下降的调节机制,并保持在较高水平;当期给NRE一个冲击后,NP有缓慢增长,但幅度一直较小,在第3期后渐渐趋近于零值,说明来自能源效率的冲击对能源价格的影响较微弱;当期给NT一个冲击后,NP在第5期前有较为明显的下降,但在5期之后变化较为平缓,说明来自技术进步的冲击对能源价格在长期内都有影响,但影响的力度较为有限。
下面采用方差分解的方法分别计算NRE、NP对各变量的方差分解表和方差分解图,NRE对各变量的方差分解表和方差分解图见表4,图3,NP对各变量的方差分解表和方差分解图见表5,图4。
从表4、图3中我们不难发现:从短期看,农业能源效率的均方误差主要是由能源效率的过去值、技术进步以及能源价格贡献的。农业能源效率的过去值贡献度最大,从长期看呈现下降趋势。技术进步、能源价格对能源效率的贡献呈上升趋势,技术进步较能源价格的贡献要稍大一些。
从表5、图4中我们可以发现:对于能源价格的均方误差,从长期来看,影响最大的是能源价格自身的过去值。农业能源效率和技术进步对能源价格的贡献呈现微弱的上升态势,但影响非常小。
四、结论及建议
上述实证分析结果表明:
①通过格兰杰因果关系检验证明:农业能源效率与技术进步互为因果关系,技术进步对于农业能源效率的提高起到了关键性作用。而能源价格对农业能源效率提高的作用非常有限,并未形成影响能源效率变化的主要原因。技术进步单方面促使了能源价格的降低,这可能与其作用能源效率进而间接影响能源价格有关。
②基于VAR模型的实证分析说明:农业能源效率、技术进步、能源价格均为一阶单整序列,并存在长期稳定的协整关系。从协整关系式可以发现:技术进步对农业能源效率具有显著的正效应,而能源效率对能源价格具有显著的负效应。
③由脉冲响应函数的分析结果可以发现:来自能源价格的冲击对农业能源效率短期内的影响较小,但从长期来看,影响较为持续。来自技术进步的冲击也对农业能源效率具有较为长远的影响。而对于来自农业能源效率的冲击,能源价格的变化却很不明显。来自技术进步的冲击,对能源价格的影响较为持续,但影响力度不大。
④由方差分解的结果来看,农业能源效率的变化主要由自身的过去值、技术进步以及能源价格贡献,自身过去值的贡献度最大,技术进步、能源价格对农业能源效率的贡献虽然影响微弱但随时间呈上升趋势。能源价格的变化主要由其自身的过去值、能源效率和技术进步解释,影响最大的是其自身的过去值,能源效率、技术进步的贡献非常微弱。
通过以上实证分析结论可以得出以下建议:为提高我国农业整体的能源利用效率,农业先进能源技术的研发和推广应是工作的重点,应通过优惠贷款、财政补贴和减免税收等多种手段促进节能技术的开发和利用。另外,由于农业自身的发展特征,能源利用总量非常有限,能源价格体系也尚不完善,很大部分能源价格并不能完全反映能源的生产成本、使用者成本和环境成本等,这些都是可能导致能源价格变化对能源效率影响有限的原因,因此在目前的情况下,依靠能源价格调控手段影响农业能源效率并不适合[7]。总之,农业能源效率的提高,除了重点依靠技术进步外,观念的改变也非常重要,应在农村中加强节约资源、环境保护的宣传教育工作,提高环保意识,增强全民生态环境保护的责任感,相关有效利用能源的行政管理规定也亟待建立和完善。
[关键词]农业;能源效率;能源价格;技术进步
[中图分类号] F323 [文献标识码] A [文章编号]1673-0461(2012)09-0007-04
一、 引言
能源问题已成为影响我国经济社会发展全局的重大战略问题,主要表现在能源供给存在巨大缺口、能源利用效率低下、环境污染严重等诸多方面。目前,我国的能源消费还处于快速增长状态,经济增长对能源消费的依赖不断增加,相应的环境污染问题也日益严重,使我国面临着能源短缺和环境约束的双重压力。因此努力提高能源利用效率就显得十分重要。虽然近些年来我国能源利用效率得到了提升,单位GDP能耗由1990年的15.6吨标准煤/万元下降到2010年的0.82吨标准煤/万元。但与其它国家相比,我国的能源利用效率尚有很大差距。据2009年BP能源统计,2008年我国的单位GDP能耗是美国的3.0倍,欧盟的5.2倍,日本的4.5倍,印度的1.4倍。因此研究如何有效地推进节能降耗工作,促进经济社会的可持续发展,具有重大的现实意义。本文主要针对研究关注较少的农业能源利用效率问题展开实证分析,通过构建VAR模型对我国农业能源利用效率及其影响因素进行分析,以期为农业能源策略的制定提供政策建议和改进措施。
二、 文献综述
Birol & Keppler(2000)利用经济学的相关理论分析得出,能源价格和技术进步是影响能源利用效率的两个主要变量,通过积极手段提高能源价格或引进新技术可以提高单位能源的生产力。Fisher & Vanden(2004)证实了能源生产力(energy productivity)的提高对能源效率的提高起到了关键作用,企业能源生产力的提高要归功于能源价格和企业内部的产品和技术的研发活动,其中能源价格的作用最大[1]。杭雷鸣和屠梅曾(2006)证明能源价格的上升对提高能源效率具有积极的贡献,提高能源价格是改善能源效率的一个有效政策工具[2]。Hang(2007)分析了中国在1985年~2004年之间对能源价格撤销管制引起的能源价格变化对总能源效率和煤、石油、电力这三类能源利用效率的影响,发现各类能源的高价格都会导致能源利用效率的提高。杨洋(2008)等运用最小二乘法证明了技术进步和能源价格的提高对能源效率的提高起到了主要作用[3]。胡宗义等(2009)等通过建立中国CGE模型,论证了高能源价格在短期和长期均能显著提高中国的能源强度,其原因是能源价格提高优化了中国经济的产业结构,第二产业尤其是重工业在GDP中所占比重的下降,减少了总体的能源消费[4] 。
以上的研究视角均将整个经济体的子部门(产业、行业或区域)视为具有相同结构和特征的个体,忽略了子部门之间的异质性,得出的结论以及政策建议都是针对整个国家层面而言的。实际上,不同的产业部门在能源消耗及其效率变动方面具有不同的特征,相同的政策调整会对不同的产业及不同的地区产生截然不同的效果,因此本文从农业部门(这里指广义农业)的角度展开研究,以对能源效率问题获取更深入的认识。另外,为综合考察农业能源利用效率、能源价格及技术进步的复杂关系和相互影响,采用了构造VAR模型,并利用脉冲响应函数和方差分解进行综合分析的方法。
三、实证分析
本文主要选取了农业能源效率、能源价格及技术进步1981年~2009年的时间序列数据,农业能源效率选取的量化指标是能源强度,即能源强度=能源消费量/不变价国内生产总值,能源价格主要采用了燃料、动力类价格指数,技术进步用农业劳动生产率数据反映,各期数据来源于历年的《中国统计年鉴》,文中的NRE、NP、NT分别表示农业能源效率、能源价格和农业技术进步。
首先采用格兰杰(Granger)因果关系检验法反映三个变量之间的基本关系,Eviews软件可直接计算出用于检验的F统计量及相伴概率。
从上表我们可以看到,在10%的显著性水平下,NRE和NT之间存在着双向因果关系。即农业能源效率与技术进步互为促进因素,而技术进步只在单方面促使了能源价格的降低。
接着对以上三个变量NRE、NP、NT进行单位根检验,结果如下:
从表2中我们可以看出,在5%的显著性水平下,所有变量都不能拒绝有单位根,而一阶差分后,所有变量都拒绝有单位根。因此,我们可以认为时间序列变量NRE、 NP、 NT不但都是非平稳的随机变量,而且都是一阶单整的(即是I(1)的)。
向量自回归(VAR:Vector Autoregression)模型通常用于相关时间序列系统的预测和分析随机扰动对变量系统的动态影响[5]。要建立具有协整关系的向量自回归模型,首先要确定模型中变量滞后的阶数。经过多次试验,AIC当滞后期为2时最小(-3.53),而SC则在滞后期为1时最小(-3.21),难以确定。此时考虑使用LR检验法进行取舍。检验的原假设是模型最大滞后期为1,即p=1,检验统计由以上协整关系式可以看出,各协整系数均符合经济意义,即技术进步对农业能源效率具有正效应,而能源效率对能源价格具有负效应,说明农业能源效率、能源价格及技术进步具备长期稳定的协整关系。模型估计的整体效果较好,AIC,SC值均较小,模型的内涵可以通过系统的脉冲响应函数来反映。
利用Eviews软件分别计算农业能源效率和农业能源价格的脉冲响应曲线,农业能源效率(NRE)对各变量的脉冲响应曲线见下图1,能源价格(NP)对各变量的脉冲响应曲线见下图2。
图2为NRE对各变量冲击的脉冲响应函数图。由图1我们可以看出,当在本期给NRE一个冲击后,NRE自身存在惯性下降的内力,在第3期以后有恢复性增长的调节机制,在第5期后将保持低水平稳定性增长;当在本期给NP一个冲击后,NRE当期就有一定程度的下降,但在第2期以后有恢复性增长,在第3期后持续下降,到第5期达到最低值,第6期后又保持低水平稳定性增长,同时可以发现NRE长期来看没有趋于零的迹象,表明来自能源价格的冲击对农业能源效率有着长期影响;当在本期给NT一个冲击后,NRE呈现出低缓的增长,在第4期以后保持在较为固定的水平。 为NP对各变量冲击的脉冲响应函数图。由图2我们可以看出,当在本期给NP一个冲击后,NP自身在5期内有着惯性上升的内力,在5期之后有恢复性下降的调节机制,并保持在较高水平;当期给NRE一个冲击后,NP有缓慢增长,但幅度一直较小,在第3期后渐渐趋近于零值,说明来自能源效率的冲击对能源价格的影响较微弱;当期给NT一个冲击后,NP在第5期前有较为明显的下降,但在5期之后变化较为平缓,说明来自技术进步的冲击对能源价格在长期内都有影响,但影响的力度较为有限。
下面采用方差分解的方法分别计算NRE、NP对各变量的方差分解表和方差分解图,NRE对各变量的方差分解表和方差分解图见表4,图3,NP对各变量的方差分解表和方差分解图见表5,图4。
从表4、图3中我们不难发现:从短期看,农业能源效率的均方误差主要是由能源效率的过去值、技术进步以及能源价格贡献的。农业能源效率的过去值贡献度最大,从长期看呈现下降趋势。技术进步、能源价格对能源效率的贡献呈上升趋势,技术进步较能源价格的贡献要稍大一些。
从表5、图4中我们可以发现:对于能源价格的均方误差,从长期来看,影响最大的是能源价格自身的过去值。农业能源效率和技术进步对能源价格的贡献呈现微弱的上升态势,但影响非常小。
四、结论及建议
上述实证分析结果表明:
①通过格兰杰因果关系检验证明:农业能源效率与技术进步互为因果关系,技术进步对于农业能源效率的提高起到了关键性作用。而能源价格对农业能源效率提高的作用非常有限,并未形成影响能源效率变化的主要原因。技术进步单方面促使了能源价格的降低,这可能与其作用能源效率进而间接影响能源价格有关。
②基于VAR模型的实证分析说明:农业能源效率、技术进步、能源价格均为一阶单整序列,并存在长期稳定的协整关系。从协整关系式可以发现:技术进步对农业能源效率具有显著的正效应,而能源效率对能源价格具有显著的负效应。
③由脉冲响应函数的分析结果可以发现:来自能源价格的冲击对农业能源效率短期内的影响较小,但从长期来看,影响较为持续。来自技术进步的冲击也对农业能源效率具有较为长远的影响。而对于来自农业能源效率的冲击,能源价格的变化却很不明显。来自技术进步的冲击,对能源价格的影响较为持续,但影响力度不大。
④由方差分解的结果来看,农业能源效率的变化主要由自身的过去值、技术进步以及能源价格贡献,自身过去值的贡献度最大,技术进步、能源价格对农业能源效率的贡献虽然影响微弱但随时间呈上升趋势。能源价格的变化主要由其自身的过去值、能源效率和技术进步解释,影响最大的是其自身的过去值,能源效率、技术进步的贡献非常微弱。
通过以上实证分析结论可以得出以下建议:为提高我国农业整体的能源利用效率,农业先进能源技术的研发和推广应是工作的重点,应通过优惠贷款、财政补贴和减免税收等多种手段促进节能技术的开发和利用。另外,由于农业自身的发展特征,能源利用总量非常有限,能源价格体系也尚不完善,很大部分能源价格并不能完全反映能源的生产成本、使用者成本和环境成本等,这些都是可能导致能源价格变化对能源效率影响有限的原因,因此在目前的情况下,依靠能源价格调控手段影响农业能源效率并不适合[7]。总之,农业能源效率的提高,除了重点依靠技术进步外,观念的改变也非常重要,应在农村中加强节约资源、环境保护的宣传教育工作,提高环保意识,增强全民生态环境保护的责任感,相关有效利用能源的行政管理规定也亟待建立和完善。