第 1 章 绪 论
1.1 研究背景与意义
能源是经济发展的重要物质投入，是经济增长的推动力，能源的使用会直接影响着经济增长的规模和速度。近年来，我国经济的增长离不开对能源的高消耗，世界银行统计发布的世界发展指标数据显示，2013 年，我国的国内生产总值大约为世界的 12.8%，但是能源消耗量约占世界的 26%。2016 年，中国的经济的增长速度达到 6.7%，在世界总体经济增长中占33.2%，居于世界第一。高速增长的经济严重依赖能源的使用，《BP 世界能源统计年鉴 2016》显示，中国的能源消费量是世界最多，2016 年我国能源消费总量约为 43.6 亿吨标准煤，同比增长 1.4%左右，单位产值的能耗约为世界平均值的四倍以上。能源消费与经济增长之间的关系较为复杂，基于二者间存在的线性关系展开的研究不够充分，已经有学者关注到二者之间可能存在的非线性的关系，赵进文和范继涛（2007）[1]指出我国经济增长对能源消费的影响具有非线性特征。Karanfil 和 Halicioglu[2,3]都曾指出，被忽视的潜在的变量可能影响得到的研究的结论，而多数已有研究对能源消费对经济增长的影响的分析忽视汇率这一潜变量的作用。高速增长的经济需要大量的能源消费需求，但是经济中我国的能源供给短缺，从 1992 年起我国能源生产总量就开始难以满足能源消费的需求，能源的进口逐年增长，《BP 世界能源统计年鉴 2016》指出中国石油净进口增长 9.6%至 737 万桶/日，创历史新高。能源消费较高的依赖进口使汇率波动产生的影响显著，Karanfil 和 Ozturk[3]指出，汇率在研究能源消费中是非常重要的。汇率会通过影响能源、原材料进口以及产品出口等影响我国经济增长。我国的人民币汇率形成机制自 1994 年以来不断的进行改革，为了完善的机制形成，汇率形成机制得到完善将会对实现我国的进出口平衡的更加有利，以及贸易条件的改善，有利于经济可持续发展战略的实施，优化资源配置[4]。
.........
1.2 国内外研究现状及评述
大多数的新古典学派的经济学家在研究决定经济增长的要素时，都不把能源视为生产中较重要的要素，而是假设它是由资本、劳动和土地这些主要的生产要素所产生的一个中间变量。Rashe和 Tatom（1977）[5]最早在Cobb-Douglas生产函数中将能源消费变量作为生产要素考量，用以解释能源消费和经济增长之间可能存在的关系。J Kraft 和 A Kraft（1978）[6]最早采用实证方法分析能源消费与经济增长之间的关系，他们的样本为 1947~1974 年的美国数据，研究结果证明 GNP 是能源消费的原因。随后关注能源消费与经济增长的关系的研究越来越多。Stern（1993）[7]基于美国 1947~1990 年的数据，构建了包含GDP、劳动力投入、资本投入和能源消费变量的向量自回归（VAR）模型，实证结果是不存在能源消费到经济增长的 Granger 因果关系。计量经济学的发展为学术研究提供了更多更适用的研究方法，协整和误差修正模型以及因果关系检验方法在实证分析能源消费与经济增长关系的研究中得到普及。Stern（2000）[8]在其 1993 年研究基础上，使用单方程静态协整分析法及多元动态协整分析法拓展了他之前的分析结果，发现能源显著影响 GDP 变动，GDP、资本、劳动力和能源四个变量之间存在协整关系。George Hondroyiannis等（2002）[9]利用希腊 1960~1996 年的数据，通过建立包含能源消费、实际GDP 和价格变量的向量误差修正模型，检验发现三者之间存在长期关系。USoytas 和 R Sari（2003）[10]采用协整和误差修正模型分别检验新兴市场国家的能源消费与经济增长之间的因果关系以及和“七国集团”的情况，利用阿根廷的数据实证结论是两者之间具有双向因果关系，而意大利和韩国的数据分析结果表明 GDP 是能源消费的原因，在土耳其、法国、德国和日本能源消费是GDP 的原因。Hamilton(2003)[11]对石油能源价格与经济增长之间的关系进行了检验，发现二者间存在非线性的关系，石油价格上升对经济增长的影响较石油价格下降有更大的影响。Henryk Gurgul 和 Lukasz Lach（2012）[12]以波兰2000~2009 年的季度数据为样本，分析能源消费总量与经济增长之间的关系，发现能源消费影响经济增长。Bwo-Nung Huang 等（2014）[13]利用 82 个国家1972~2002 年的能源消费和 GDP 面板数据，采用 GMM-SYS 方法研究二者之间的因果关系，将样本按照收入水平分为三个部分进行分别验证，结果为在低收入组中能源消费和经济增长之间不存在因果关系，经济增长对能源消费有正向影响出现在中等收入组，高收入组经济增长反作用于能源消费。
.........
第 2 章 能源消费与经济增长相关基础理论
本章主要讨论中国能源消费对经济增长非线性影响研究的相关理论基础：新经济增长理念、能源经济增长理论、汇率传递理论。将经济增长及其与能源消费的关系、汇率对二者的传递效应的基础理论较为完整的进行论述。
2.1 内生经济增长理论
内生增长模型是指经济增长由模型内部变量决定的模型，不同于新古典模型的观点，即经济增长来源于外生的技术进步率。内生增长理论（也称新增长理论）产生于上世纪 80 年代，通过对新古典增长理论的某些观点的批判而获得发展。新古典增长模型的观点是经济增长是外生技术进步率和劳动增长率决定的，随着经济学的发展，这样的结论受到批评，被认为没有真正解释经济增长的根源。内生增长理论通过把技术进步内生化来试图克服新古典增长模型的这一不足[37]。内生增长理论的不同观点采用不同的方式将技术进步内生化。Arrow（1962）的“干中学”模型，认为人们在传统经济活动中积累的经验和能力也是技术进步，知识积累依靠新技术的产生。Romer（1986）创建了将技术进步内生化的完全竞争均衡模型。Robert Lucas（1988）引入了专业化人力资本生产的教育部门，提出了一个以人力资本的外在效应为核心的内生增长模型。Grossman 和 Helpman（1991）以及 Aghion 和 Howitt（1992）对 Romer 模型的发展，形成了研究与开发增长模型（Research and Development Model）。该模型的观点认为研究与开发（R&D）是由经济增长刺激产生的，通过 R&D 活动生产出来的知识和技术推动经济的增长[38]。内生经济增长模型以将技术的进步内生于模型中的方式不同，可主要概括为以下几种：AK 模型，即假设不变的外生储蓄率和固定的技术水平 A，如果不考虑人口因素，则广义资本（物质资本和人力资本之和）是决定生产的唯一要素；研究与开发（R&D）模型，主张经济的增长决定于知识的积累；干中学模型，认为知识 积累是经验的积累的结果；人力资本模型，将人力资本的积累视为是增长的关键；扩展模型，将内生的储蓄与上述的模型的结合。内生增长理论从被提出以来就不断地丰富和发展，逐步变成最为主流的研究宏观经济状况的模型，是在分析经济增长情况时的重要的理论。
.........
2.2 能源消费与经济增长关系理论
对能源经济学理论的系统性研究始于 20 世纪 70 年代的石油冲击。在此之前，人们认为生产要素投入只是劳动力、土地和资本，而忽视对能源经济的研究。1973 年出现的石油危机，导致能源消费增长率下降，进而引起了经济增长率的大幅下降，这一现象促使经济学家们开始关注能源经济的研究，能源消费与经济的关系以及能源价格变动对经济增长率的作用，成为主要的研究内容[39]。能源是经济发展中不可忽视的要素，能源与经济增长的关系，一方面表现为增加的能源的投入会促进经济的增长；另一方面，经济的增长会促使能源得到可持续性的发展。能源投入量和利用率决定了经济增长的规模和速度，能源投入增加则产出增加。此外，能源的投入为其他行业的发展的提供动力，间接促进 GDP 增长。如果没有能源产业的发展，其他行业的用能需求就得不到保障，从而导致国民经济的发展受到阻滞。
.........
第 3 章 能源消费对经济增长非线性影响的模型构建.....16
3.1 模型构建背景.......... 16
3.2 包含汇率因素的内生经济增长模型............ 17
3.2.1 模型的基本框架.........17
3.2.2 均衡增长路径分析.....18
3.2.3 模型中技术进步率的测算............21
3.2.4 模型结果分析.............22
3.3 能源消费对经济增长非线性影响的阈值协整模型.......23
3.4 本章小结.........24
第 4 章 中国能源消费对经济增长非线性影响的实证分析.......25
4.1 中国能源消费的基本情况.........25
4.2 阈值协整检验.......... 29
4.2.1 指标选取与数据来源.......... 29
4.2.2 基于能源消费总量的实证分析....30
4.2.3 基于能源消费结构的实证分析....35
4.3 政策建议.........47
4.3.1 基于能源发展的建议.......... 47
4.3.2 基于汇率政策的建议.......... 48
4.4 本章小结.........49
第 4 章 中国能源消费对经济增长非线性影响的实证分析
本章主要对内生经济增长模型中揭示的能源消费与经济增长之间的关系进行实证检验，基于现实宏观经济数据，从能源消费总量和能源消费结构两个角度出发，采用阈值协整模型方法来验证能源消费对经济增长非线性影响的存在性以及汇率在能源消费对经济增长的非线性影响中发挥的作用。在实证分析之前，首先对我国的能源消费情况进行简单的分析，初步了解我国能源消费的现状。
4.1 中国能源消费的基本情况
我国经济的高速增长是增加要素投入的结果，为了实现经济又好又快的发展，转变经济发展方式成为我国经济发展的新方向，但是我国经济发展对能源消费的依赖性仍然较大，这可以通过统计数据分析清晰的展现出来。我国的经济发展方式虽然在向集约型转变，但是目前生产要素投入量仍然较大，而且随着经济的增长，能源消费量也在不断增长，2015 年我国能源消费总量是 1980 年的 7 倍多。在不断增长的能源消费量中，煤炭和石油的消费量占据大部分比例，是我国经济发展的主要依赖能源。从表 4-1 可以看出，我国的能源消费结构中，以煤炭和石油消费为主，其中煤炭占比达到能源消费总量的一半以上，石油占比其次，天然气等其他能源占比虽然在增加，但是比例仍然较小。如图 4-1 所示，人均能源消费量也呈增长态势，2015 年人均能源消费量较 1980 年增长了 412%，但是增长率有所波动，增长较快的年份是2003~2004 年，增长率达到 15%以上。
.........
结 论
本文依据能源消费与经济增长的理论基础，构建包含能源要素的内生经济增长模型，在模型中考虑汇率这一制度因素的作用，通过对理论模型的数理推导得到实证模型，利用 1980~2015 年的宏观经济变量年度数据从能源消费总量和能源消费结构两个角度对实证模型进行阈值协整检验，得到如下结论：
（1）能源消费与经济增长之间存在长期稳定的关系，能源是经济增长过程中重要的投入要素。能源消费总量和能源消费结构中的各类能源消费分别对经济增长的影响都呈现出非线性特征，这种非线性关系由人民币汇率变动的阈值效应所致，人民币汇率变动引起能源消费对经济增长的影响发生机制转换的速度较快，但是阈值变量发生机制转换的位置不同，其中，石油能源消费的模型设定检验显示阈值变量为滞后 1 期的汇率变动率，基于能源消费总量以及煤炭和天然气能源消费量数据的模型显示发生机制转换的位置参数为d 4，即阈值变量为滞后 4 期的汇率变动率，这说明汇率变动发挥作用存在时滞性。
（2）基于能源消费总量数据构建的阈值协整检验结论表明，当滞后 4 期的汇率变动率超过-0.1 时，经济增长与能源消费之间的关系式为负斜率，而当汇率变动率由大于-0.1 转变为小于-0.1 时，经济增长与能源消费关系式由负斜率转变为正斜率。说明人民币升值有利于能源消费对经济增长发挥促进作用，人民币贬值可能导致能源消费的增加抑制经济增长。
（3）从能源消费结构角度对各类能源消费对经济增长的非线性影响进行阈值协整检验结果发现，只有当阈值变量（滞后 1 期的汇率变动率）大于 0.224时，石油能源消费对经济增长的影响为正；煤炭和天然气能源消费对经济增长的影响发生机制转换出现在汇率变动率的滞后 4 期，即汇率变动对煤炭和天然气能源消费的影响传导较慢，当滞后 4 期的汇率变动率小于-0.087 时，煤炭能源消费量变动对经济增长有促进作用，当滞后 4 期的汇率变动率小于-0.06 时，天然气能源消费对经济增长有正向影响。为了使各类能源消费对经济增长发挥促进作用，要对人民币汇率的变动范围进行合理控制。
（4）根据对能源消费结构中各类能源消费对经济增长的影响分析可知，石油能源消费对汇率变动较为敏感，当期汇率发生变动通过传导机制在下期对石油能源消费产生影响，进而引起石油能源消费对经济增长的影响发生机制转换，转换函数为指数形式，这是由于我国石油能源消费对进口依赖度高的原因所致，因此对石油能源消费的调控要密切关注人民币汇率变动情况。
..........
参考文献（略）