總體來看,國內學者“尾效”效應研究主要是對水土資源的分析,對於能源的“尾效”分析相對較少。同時,對能源“尾效”分析大多是進行數值模擬,很少運用嚴謹的計量工具分析。本課題將運用計量回歸分析方法,實證測算各類能源的“尾效”大小,同時,在之前研究基礎上本課題充分考慮教育對勞動者邊際產出的影響,用“有效勞動”數據表示人力資本存量,結論更加嚴謹科學。
三、中國經濟增長中能源“尾效效應”的實證分析
(一)方法與模型
本文分析對象為1978年(2009年期間中國經濟增長的能源“尾效效應”,生產函數為Cobb-Douglas函數的改進形式:
其中,Y為國內生產總值,K,A,L,E分別代表資本存量、技術、勞動和能源消耗四個投入要素,本文中能源消耗E分為綜合能源、煤炭、石油、天然氣和清潔能源五類,在模型中分別用E、C、P、NG和HP表示,t為時間趨勢變量(t=1,2,…,32),簡化起見下文中將t省略。
模型滿足投入要素邊際產出為正且遞減的基本假定:
本文在滿足上述假設的基礎上,采用柯布-道格拉斯(Cobb-Douglas)生產函數。C-D函數的具體形式為:
琢,茁,酌分別代表四種要素的產出彈性,A代表希克斯中性技術進步係數。根據Solow(1957)的方法,對(4)式兩端全微分並除以Y,可以得到全要素生產率(TotalFactorProductivity,TFP),又稱Solow殘差:
其中,變量標注上端點表示變量對時間的導數,代表增長率。在新古典假定下,琢,茁,酌分別代表資本、勞動和能源的產出彈性也即產出份額,全要素生產率則近似等於技術進步率。
本文在借鑒Romer(2001)資源約束經濟增長模型的基礎上,對Romer(2001)的分析進行了簡化,根據不同能源種類建立模型如下:
根據Solow經濟增長模型的基本假設,有:
(二)實證回歸結果
1.變量統計特征描述。本課題模型中,被解釋變量為國內生產總值,解釋變量為資本存量、有效人力資本和能源消費量,根據能源種類不同分為五個模型,分別對應綜合能源、煤炭、石油、天然氣和清潔能源五類能源消費的時間係列。各變量數據均為典型的時間係列,具有顯著的趨勢和非平穩特征。
2.單位根檢驗與協整檢驗。為避免偽回歸問題,首先對各變量時間序列數據進行單位根檢驗來消除不穩定性。單位根檢驗顯示變量lnY、lnK、lnAL、lnE、lnC、lnP、lnNG、lnHP是不平穩的時間序列,但各變量的一階差分均是平穩的,且實際檢驗過程DW值均在2左右,表明變量無明顯的自相關傾向。
上述檢驗結果說明原時間序列是一階單整,存在協整關係。
本課題采用Johansen極大似然估計法對變量進行協整檢驗。協整檢驗結果顯示,跡統計量和最大特征根檢驗均在5%的顯著性水平上拒絕了原假設,表明各組變量之間存在協整關係,可以進行計量回歸分析。
(三)數據的計量分析
根據數據平穩性及協整檢驗的結果可以證明lnY、lnK、lnAL分別與lnE、lnC、lnP、lnNG、lnHP這5組變量均是不平穩的時間序列,但一階差分後平穩,所以是一階單整I(1)過程且存在協整關係,可以進行回歸分析,回歸結果如表2所示。
四、基於Laspeyres指數的能源消耗強度變動及因素分解
(一)Laspeyres指數分解模型
設經濟體基年第一、二、三產業的能源消耗總量為Ei(oi=1,2,3),經濟總產出為Gio,則基年產業能源消耗強度計算公式為eio=Eio/Gio。t年後經濟體能源消費總量記為E(iti=1,2,3),經濟總產出為Git,則t年產業能源消耗強度為eit=Eit/Git。經濟體中總的能源消耗強度為:
(二)樣本的數據特性
1.基本特征。本研究采用的均為年度數據,樣本區間為1980(2009年。國內產生總值(GDP)與綜合能源消耗量時間序列數據來自《中國統計年鑒》,以1978年不變價格計算。分產業國內產生總值(GDP)數據根據各產業產值占比間接計算獲得,產業能源消耗數據從統計年鑒獲得。產值和能耗單位分別為億元人民幣和萬噸標準煤。
2.能源消耗強度的變化趨勢。根據式(20)計算總體能源消耗強度和第一、二、三產業能源消耗強度具體數值和變動趨勢分別如表6和圖1所示。
從表6可以產出,總體能源消耗強度和三次產業各自的能源消耗強度在1980-2009年間穩步下降,年均下降率分別達4.02%、2.96%、4.99%和3.41%,第二產業能耗強度下降速度最快。