能源经济研究范文

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一、引言

2014年11月12日，中美两能源消费巨头再次发出了《中美气候变化联合声明》，美国计划于2025年实现在2005年基础上减排26%-28%的全经济范围减排目标，并将努力减排28%；中国计划2030年左右C02排放达到峰值且将努力早日达峰，并计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。

该联合声明充分体现了两国要向能源合理利用、低碳经济转型、全球2℃温升目标作出长期努力的决心。能源不仅是国民经济发展的动力，而且是衡量综合国力和人民生活水平以及国家文明发达程度的指标。尤其是化石能源的供给不足、能源结构偏差、能源效率低下、破坏生态修复系统、环境压力增加等问题已经成为世界各国经济发展的瓶颈。能源消费促进了经济的增长，经济增长也推动着能源的大规模开发利用，同时随着经济的快速发展，必然面临不断增长的能源需求和能源稀缺的矛盾问题。

随着我国社会财富的不断增加，合理利用能源，保证经济的稳步发展，促进绿色GDP增长是当务之急。无论是发达国家或是发展中国家，能源消费和经济增长之间的关系都成为各国制定经济可持续发展战略的重要依据，正确认识并处理好二者之间的关系对于缓解或是解决能源瓶颈和生态压力问题，保持经济的持续稳步增长具有显著的重要意义。

一、能源消费与经济增长相关理论研究

关于能源消费与经济增长关系的理论分析，国内外学者主要基于经济可持续发展理论从技术进步、产业结构调整、外商投资、家庭消费等方面进行分析，讨论如何改变能源消费与经济发展现状，以实现经济平稳持续增长。

比如，在技术进步方面，李廉水等（2006）将技术进步分解为科技进步、纯技术效率和规模效率三个部分，发现技术效率是能源效率提高的主要原因，科技进步的贡献相对低些，但随着时间推移，科技进步的作用逐渐增强，技术效率的作用慢慢减弱。何小钢等（2012）延续了李廉水等（2006）的研究，发现到2012年为止，科技进步对能效提高的贡献超过了技术效率。

在产业结构调整方面，王强等（2011）针对产业结构对能源效率的影响进行了研究，发现中国第三产业较第二产业发展对能源效率提高具有更大推动作用，根据发达国家发展经验，中国第二产业发展对能源效率提高的抑制效应尚未显现，经济发展仍需粗放、耗能工业拉动，且中国能源消费过度集中于煤炭能源的结构特征会抑制能源效率的提高。McDermott，Rocha （2010）强调政府应充当科研机构与技术人才的沟通桥梁，企业在产业升级中拥有足够的知识实现产业升级转型，进而实现经济发展中能源的合理利用。Kohpaiboon， Jongwanich（2013）强调了产业升级对经济持续发展的重要性，认为产业集群是产业升级发展的结果，而非技术升级的前提条件，政府应该为前沿产业发展创造机会。

从外商投资角度，Pavlinek，Domanski等（2009）认为外商在资本和技术上的双方面投入为中欧汽车制造产业升级发挥了重要作用，FDI的引入要确保不以牺牲当地资源环境为代价，要确保实现资本和技术的双效吸收。

从家庭消费理论出发，Schubert Johannes等（2013）研究发现德国近50%的碳排放是由于私人交通造成的，这与城市和农村的不同的基础设施建设和职能分工有关，因此政府在制定降低碳排放政策时要考虑家庭结构的因素。

总体来说，国内外学者对于能源消费与经济增长关系的理论分析主要是基于循环经济理论，从促进两者和谐发展的因素入手分析的，这些理论分析从不同侧面对能源经济问题进行了分析，对日后的研究起到了携领启发的作用。

二、能源消费与经济增长关系研究的不同方法选择

纵观国内外学者对能源消费与经济增长关系的研究，主要采用计量模型分析、灰色关联度分析、脱钩系数法以及投入产出模型分析等方法，阅读相关文献发现，对于研究能源消费与经济发展关系这一课题基于不同理论、方法的论述对应着该课题研究的不同角度，从研究效果上来说各有千秋。具体来看有以下评述。

（一）基于计量模型的研究

Granger因果关系检验目的是要确定一个变量的滞后项是否包含在另一个变量的方程中，是检验经济变量间因果关系常用的一种计量经济学方法，其本质是用条件概率来定义因果关系。该检验方法为2003年诺贝尔经济学奖得主克莱夫格兰杰（Clive W.J.Granger）所开创，进行Granger因果关系检验的一个前提条件是时间序列必须具有平稳性，否则可能会出现虚假回归问题，因此在进行Granger因果关系检验之前首先应对各指标时间序列的平稳性进行单位根检验。

有许多学者建立计量模型对能源消费与经济增长的关系进行了Granger因果检验，但是对于我国整体能源消费与GDP两对时间序列的因果关系研究上有不同的结论产生，杨宜勇等（2009）.王鉴雪等（2011）、戴新颖（2014）利用协整理论和误差修正模型ECM分析了我国能源消费与国内生产总值的数据，发现中国的能源消费与经济增长在长期内保持均衡状态且两者互为因果关系。然而，汪旭晖等（2007）、鄢琼伟等（2011）、张宝山等（2012）、王秀丽（2014）的Granger因果检验结果为能源消费对经济增长的单向Granger原因。马宏伟等（2012）以1978年-2008年样本区间数据为基础，利用Johansen协整检验法和基于向量误差修正模型的短期、长期Granger因果关系检验，发现我国经济增长、能源消费之间存在单向Granger因果关系，经济增长是能源消费的Granger原因。在短期内，以上学者普遍认为我国能源消费与GDP之间存在波动关系，不具有Granger因果关系。对于这种研究同一地区却得到不同甚至截然相反的结果的现象，很可能与学者选择不同时间跨度、不同时间间隔的数据有关，当然模型变量的不同选择同样也会造成对实证分析结果造成影响，但是由于Granger因果检验务必要求所检验的序列平稳，对于协整序列不可直接进行该检验，因此也不排除模型中存在错误的可能。

（三）脱钩系数法分析

脱钩理论简单来说就是原本具有依赖关系的两种事物随着时间的推移不再具有相依关系而实现独立发展，即实现了脱钩。基于这一理论对于能源消费与经济增长关系的研究，主要集中于如何选择和计算脱钩系数，何时或者说发展到何种程度即视为真正实现能源消费与经济增长的脱钩化等问题，就此，国内外也有不少学者基于不同时间范围、针对不同地域进行了相关研究。

针对如何选择和计算脱钩系数，判断脱钩状态或测度脱钩程度，当前所采取的方法主要有OECD开发的脱钩指数法以及Ta pio提出的弹性分析法，其中王远等（2010）.郭岩等（2013）、何剑等（2014）运用脱钩指数法计算了脱钩系数，但是由于脱钩指数法只能分辨出脱钩与非脱钩，无法准确判定脱钩的程度和类别而使其应用受到一定的局限，因此多数学者对Ta pio模型更为青睐，比如武红等（2011）、吴振信等（2013）、张小平等（2013）、盖美等（2014）均使用Ta pio弹性分析法来计算脱钩系数。

从能源消费与经济增长的脱钩分析成果上来看，脱钩指数越大，也就意味着经济增长相对于能源消费的效率越高，也就是实现了脱钩，反之，则定义为复钩，也就是说经济增长与能源消费依然存在依赖关系。王远等（2010）发现1990-2005年间江苏省能源消费与地区生产总值处于弱“脱钩”状态，进入2000年后，二者呈现出扩张性“复钩”趋势。武红等（ 2011）利用河北省1980年-2009年数据分析得出，1980年-2009年，河北省能源消费总量与碳排放总量的变动趋势近似，能源强度与碳排放强度的变动趋势近似，1980年-2009年期间，碳排放与经济增长的脱钩弹性指数类型、能源消费与经济增长的脱钩弹性指数类型在同年份表现完全一致，且在大部分年份指向弱脱钩状态。吴振信等（2013）、张小平等（2013）、郭岩（2013）、盖美等（2014）分别对北京市、甘肃省、青海省、辽宁省做了类似分析。

在国外学者的相关研究中，De Freitas， Luciano Charlita等（2011）探讨巴西从2004年到2009年经济增长率和C02排放之间的脱钩关系，2009年以后两者间脱钩显著。Baranzini， Andrea等（2013）研究了瑞士从1950-2010年期间能源消费与经济增长之间的关系，以1970年为界，能源消耗对经济增长贡献逐渐减弱，这意味着GDP增长与能源消耗之间可能趋向脱钩，节能减排的政策不一定对瑞士经济增长造成负面影响。

（四）投入产出分析

投入产出分析的理论基础是瓦尔拉的一般均衡理论，是通过编制投入产出表来实现的分析方法，投入表反映各种产品的生产投入情况，包括中间投入、最初投入等，支出表反映各种产品的使用去向情况，包括中间使用去向和最终使用去向。就能源消费与经济发展的研究来说，不少学者选取了经济发展中的某种环境、某个行业、某一因素来研究其对能源消费的影响，基于此建立数学模型，进行经济分析、政策模拟、经济预测等。

比如郎春雷（ 2012）就基于技术创新这一因素作为经济发展投入对能源消费影响因素进行了实证分析，发现技术创新对于能源消费弹性的确具有反弹效应，但由于目前中国整体的技术创新水平还未达到限值的阶段，因此加快技术创新水平是降低能源消费强度的重要手段。乌力吉图（ 2012）则从能源消费部门人手，编制各年间能源投入产出表，分析了我国各产业部门能源消费的结构、变化、效率、完全能源强度等，量化分析了能源消费型部门的生产用能源转变。陈琳（2013）从产业关联的角度出发，采用结构分解分析法（SDA）给出了中国1997年、2002年、2005年、2007年能源消费碳排放的投入产出分析模型。吴开尧等（ 2014）使用价值型能源强度作为中国经济产业能源制约程度指标，按照SEEA核算方法编制1997-2002-2007-2010年混合型能源投入产出可比价序列表。由以上文献可以看出，使用投入产出模型分析能源消费与经济增长关系的好处在于可以针对某一要素进行该要素对两者影响的特定分析，但是投入表产出表的编制方法很多，在选择上具有一定的自主性，这一点对研究结果的客观真实性会产生或多或少的影响。

同时，正由于投入产出方法的自主因素，利用这种模型进行针对某一变量变化途径的情景分析是不错的选择，比如曹俊文等（2012）就基于该方法对中国能源消费碳排放进行了情景分析，模拟了在不同经济增长方式情景下中国2020年能源消耗及碳排放情况，并由此对我国减排影响因素进行分析。

四、研究评述与未来研究趋势

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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。

参考文献：

1.Kraft，J.，Kraft，A.The relationship between energy and GNP[J].Journal of Energy Development，1978（3）

2.韩智勇，魏一呜，焦建玲等.中国能源消费与经济增长的协整性与因果关系分析[J].系统工程，2004，22（12）

3.CutlerJ.Cleveland，Robert Costanza.Char-lesA.S.Hall.Robert Kaufmann，Energy and the U.S.Economy：A Biophysical perspective[J].Science，1984（225）

4.Chang，B.L，Ijai，T.W.，Aninvestingation for Cointegration and Causacity between Energy Consumption and Economic Activity in Taiwan[J].Energy Economics，1997（19）

5.Yu，E.S.H，Jin，J.C，Cointegration Test of energy Consumption，Income，and Employment[J].Resourcesand Energy，1992（14）

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近些年以来，随着我国国家经济的不断向前发展，生态环境建设也逐渐受到重视。特别是可持续发展和循环经济也越来越受到重视，这给煤炭企业的发展造成一定的影响。而煤炭作为一种重要的能源资源，对于环境污染形成一定的破坏，而随着煤炭企业的循环经济的绿色发展的提出对煤炭企业的经济效益造成很大的影响，那么，在循环经济的绿色发展过程中，如何做好相关煤炭企业绿色发展渠道，这就成为当前急需要面临的问题之一。所以，要想建设资源节约型和环境友好型的社会，就必须要能够对煤炭企业的发展模式进行创新和改革，实现经济和社会的绿色发展。

一、煤炭企业实现绿色发展的必要性探讨

（一）绿色、低碳经济时代的道路成为煤炭企业绿色发展的关键

在对传统的经济学企业而言，就仅仅是针对企业的经济系统进行选择，不涉及相关的生态环境发展和企业的经济发展系统和生态环境之间的关系。要从绿色经济的角度出发，对煤炭企业的运营模式提出新的质疑，要想克服煤炭企业生产过程中产生的高污染，就必须要能够加强对绿色发展战略的研究。这就需要涉及整个煤炭企业的“生态、经济、社会”之间的系统的健康运行和可持续发展。

现在很多的煤炭企业都是属于高污染企业，都是一些非可持续发展的运营发展模式，在绿色环保的大背景下，企业要从实现经济效益和社会效益以及环境效益的统一出发，另外一方面，要能够从煤炭工业的绿色发展角度出发，以绿色发展经济理论为主要依据，从而实现我国煤炭企业的绿色发展。

（二）绿色发展战略是实现煤炭企业可持续发展的重要依据

在煤炭的开发历史和经济体制等一些方面，我国煤炭企业至今还是沿袭着传统的粗放型经营模式，特别是“三废”排放量大，对煤炭开采区的生态环境的破坏极其严重，从而使得企业和整个的国民经济付出很大的生态环境代价和社会成本管理，在新时期下，这就需要企业能够转变传统的发展战略思维，实行绿色发展战略。从某个角度上说，实施绿色发展在一定程度上不但可以实现企业集约型经济增长，还能够实现企业的生态环境和科技型的发展，从而能够极大提高现代企业发展的生态科技文化含量，能够有效构建煤炭企业的经济、文化和资源之间的绿色发展新模式。

（三）煤炭能源节约发展的需要

煤炭能源是现代社会运行所必要的动力，没有煤炭能源，我国的社会经济发展将会停滞不前。这里笔者所提到的煤炭能源，煤炭资源国家的工程建设来说，都是不可或缺的，而特别是和煤炭能源消耗相关的生产利益链息息相关的产业，如果对煤炭能源的消耗量太大，这就很容易造成能源危机，尤其是这其中煤炭资源是属于不可再生能源，如果没有对煤炭资源进行合理利用，这样很容易造成能源危机，因此，我们要对煤炭能源的进行节约，也是绿色建设的一部分。首先，要减少浪费，优化各项煤矿开采环节，减少不必要的能源消耗，为煤炭能源的节约打下基础。其次，要更新设备，研发新的技术，利用新型的设备和技术，提高煤炭能源的利用率，从而促进能源的节约。最后，国家也应重视能源的问题，对能源的消耗，不断加大科研投入，对能源进行深加工、不断提高能源利用率、立法保护能源。另外，还应不断进行新能源的开发，缓解我国当前遇到的能源紧张的问题，为我国煤炭能源企业寻求一条可持续发展的道路。

二、煤炭企业实现绿色发展道路研究

生态环境的破坏已经成为我国煤炭行业不可避开的问题，煤炭行业不仅仅占用大量的耕地，而且对环境的破坏也相对大，所以煤炭资源的开采过程对环境的改造较大，这更加重了我国煤炭绿色发展道路上造成一定的阻碍。绿色发展理念要求我们的发展和建设，都要与环境相适应，避免环境、生态等问题的出现，以环境为代价，换取发展的高速度，无疑是饮鸩止渴，是不符合可持续原则的，因此我国煤炭企业的绿色发展，还要注重环境的保护，推进煤炭开采施工的环境友好型发展。笔者调查发现，我国当前的技术已经有能力支持这一发展模式，因而当前煤炭开采工程的绿色发展迫在眉睫，对于环境友好型的煤炭工程建设，笔者认为应当从以下几个方面入手：

（一）加强对企业内部人员的思想转变

煤炭企业的绿色发展一定要有核心思想进行指导，这就需要在煤炭企业内部进行思想统一，转变原有的生产经营理念，充分认识到只有实施绿色发展战略才能实现企业的健康发展，为此，就必须要煤炭企业内部宣传有关企业绿色发展战略的转型策略，从而能够使得全体煤炭企业员工对绿色发展战略的发展思路和发展方向有一个清晰、准确地定位，让企业员工尽快转变自身的定位和角色，更方便煤炭企业开展绿色发展战略的行动。

（二）在煤矿矿区上因地制宜，科学发展

煤炭开采是属于一种长期的施工过程，煤炭开采时间较长，所以煤炭企业的开采本身对环境的要求较高，对于一些煤炭开采过程中，已经出现了不少改变当地环境的例子，对当地的环境造成了长期的困扰。因此，笔者认为煤炭开采应当尽量因地制宜，尽量避免对当地环境进行大规模的改造，在不破坏当地环境平衡的基础上，进行煤炭开采的相关工作发展。首先煤炭能源企业就应当对当地环境进行充分的调查，根据环境的不同，制定出不同的开采实施方案。其次，使开采实施方案能够适应当地的环境，不至于对当地生态环境造成过大的影响。其次，煤炭开采过程中或多或少都会进行环境的改造，而这种改造应当是温和型的，改变过去“一刀切”的手段，保证煤炭开采地区发展的可持续。最后，我们应当建立责任负责制度，实现煤炭开采区责任的分区责任制。煤炭企业要能够对当前的煤炭开采过程中造成的生态环境问题负责，从而促使煤炭开采过程与环境相友好。

（三）从煤炭企业自身的实际情况出发，制定相应的绿色发展战略

为了能够让我国煤炭企业的发展步入一个绿色发展的时代，要能够针对我国煤炭企业发展的实际情况进行具有针对性的战略规划设计，从而让我国煤炭企业可持续发展发展可以有一个可以依赖的目标规划，并能够实现相关发展目标的可行性进行探讨。我国煤炭企业的绿色发展战略规划不但要能够符合企业未来的发展方向和生产经营的实际情况的，还应该是要结合煤炭行业发展未来导向性和市场经济的发展未来轨迹来进行判断，煤炭企业要能够切实根据市场反馈过来的信息，对煤炭产品进行绿色加工和深加工，能够对市场进行有效预期估算，才能实现我国煤炭企业的绿色发展和可持续发展。同样的，只有充分考虑了这些因素才能够确保做出的战略规划能够帮助我国的煤炭企业达到一个可持续发展的状态。另外，笔者还认为我们应当设立相关的法律法规，使我国的绿色煤炭企业能够在法律制度下有序的运行。例如，法律中要明确规定煤炭企业的消耗量范围，并进一步明确的标明责任的承担，并明确惩戒手段，从而使得煤炭企业的绿色化改革能够得到法律的支持，促进煤炭企业绿色发展战略的进程。

三、结语

随着我国能源消耗量的不断加大，这对生态环境的污染也在逐渐加大，这必须要能够对我国相关的能源企业进行约束，而煤炭企业的绿色发展引起了很多人关注，但是，我国煤炭企业的绿色发展还是存在一定的问题，这就需要企业领导者要能够及时进一步完善相关的战略计划，能够更好地保护好生态环境，促进煤炭企业的可持续发展和绿色发展，更好地为国家和社会提供发展的动力。

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作者简介：徐盈之（1970-），女，浙江杭州人，教授、博士生导师、经济学博士，研究方向为数量经济学、环境经济学；王 进（1987-），男，江苏南京人，硕士研究生，研究方向为国民经济学。

摘要：运用1990～2010年我国省际面板数据，采用非参数逐点估计方法，就经济增长与能源消费的关系进行了动态研究。研究表明：我国人均GDP和能源消费之间呈现N型关系，在人均GDP从低到高变化的过程中，存在一段平稳下降区间，在此区间前后人均GDP均显著地促进了能源消费量的增加，能源消费环境库兹涅茨曲线并不存在。进一步对我国东、中、西三大区域的研究表明，高收入地区经济增长与能源消费呈现倒U型关系，而低收入地区的能源消费持续提速。最后为我国制定能源战略、转变经济增长方式提供了若干政策建议。

关键词：能源消费；经济增长；非参数逐点估计； 环境库兹涅兹曲线

中图分类号：F22233；F206 文献标识码：A 文章编号：1001-8409（2013）08-0001-05

1 引言

从1992年《联合国气候变化公约》的签署到2005年《京都议定书》的生效，从2009年哥本哈根世界气候大会到2011年《中国应对气候变化的政策与行动（2011）》白皮书的正式出炉，由能源消费带来的环境问题引起了全球的广泛关注。能源是人类社会进步与发展的物质基础，在推动经济增长的同时，也导致了不同程度环境问题的产生。因此，对能源消费与经济增长关系的研究一直是能源经济学的一个热点。

能源作为经济增长的一个重要因素，尤其在近些年来能源危机愈演愈烈的情况下，众多学者将其不断引入到经济领域，研究其与经济增长之间的关系。国外学者的研究主要包括以下两方面的内容：一是时间序列研究。最早可追溯到美国经济学家Kraft利用美国1947～1974年的数据，采用Sims方法首次发现了GNP与能源消费的一个单向因果关系[1]。Cole研究发现，1970～1992年OECD国家的人均能源消费和人均交通能源消费总量随着GDP的增加而增长[2]。之后，许多专家学者运用协整理论以及基于误差修正模型的Granger因果关系检验技术研究能源消费与经济增长关系，如Stern[3]。二是面板数据研究。进入新世纪，面板数据分析逐渐成为主流。Lee最早将面板协整分析应用于能源消费与经济增长关系研究[4]。之后，Bwo-Nung Huang等将研究拓展至动态面板模型[5]，Mehmet Balcilar等采用Boostrap方法检验G7（除德国）国家的能源消费与经济增长之间的因果关系[6]。国内学者对能源消费与经济增长的关系也进行了大量研究。最早的赵丽霞和魏巍贤把能源因素加入到柯布—道格拉斯函数，建立向量自回归模型研究中国经济增长与能源使用之间的关系[7]。陈幸祎等利用灰关联分析方法，分析了能源消费与经济增长的相关关系以及各行业能源消费与经济增长的相关关系[8]。赵湘莲等通过空间计量模型，发现我国经济增长与能源消费水平存在着明显的地区差异以及空间集聚状态[9]。

总结前人的研究成果发现，其大都运用参数分析研究方法，并且对于面板数据的分析集中于线性模型。即使有研究考虑到非线性关系，也大都局限在线性方程设定的框架下，通过添加平方项方法主观设定参数非线性的形式，如赵进文首先将非线性STR模型引入我国[10]，而刘长生等采用门限回归模型的非线性回归分析方法得出其研究对象也具有类似非线性复杂关系[11]。参数模型设定存在两方面的局限：第一，人为地设定模型形式有可能会导致非一致性和无效的参数估计；第二，参数估计结果无法表示随着自变量变化因变量的变化趋势。目前运用非参数方法的研究大多集中于计算生产率、测度能源效率以及模型优化等方面[12～14]。关于经济增长与能源消费之间关系的非参数研究还不多，刘浚仅用非参数方法得到我国能源消费与GDP之间的拟合曲线，并没有更大的实际意义[15]。因此，本文将在Ullah等学者的非参数局部线性估计[16]的框架下，将经济影响偏向效应的分析拓展至动态分析，以进一步丰富现有的研究。

基于以上思路，本文将使用全国省际面板数据，采用非参数面板数据模型对能源消费与经济增长的关系进行实证分析，并对人均GDP的边际效应进行逐点估计分析。一方面观察随着人均GDP的提高，其对能源消费有着怎样的动态影响；另一方面考察随着经济发展水平的不断提高，这种边际效应又会发生怎样的动态变化，特别是具有不同经济发展水平的区域之间人均GDP对能源消费边际效应的动态变化会呈现怎样的差异。

2 模型设定与变量说明

21 模型设定

参数、半参数和非参数分析是三种常用的面板数据计量分析方法。本文主要采用非参数面板数据模型估计方法，同时建立参数面板数据模型进行对比。

本文在建立面板数据模型前，先通过模型设定检验来决定使用哪种形式的面板数据模型。检验步骤为：首先通过F统计量检验应该建立面板数据模型还是混合回归模型，检验结果显示F=4428>F005（28，549）=15，因此选用面板数据模型；接着通过Hausman检验来决定是运用固定模型还是随机模型，检验结果显示p=0021

（1）

其中，被解释变量PEC表示人均能源消费量；解释变量PGDP表示人均实际GDP（1990年不变价）；αi是截距项；β1i和β2i表示PGDPit和PGDPit2的估计系数；εit表示残差项，服从均值为0、方差为σ2的正态分布；i和t表示第t年的第i省份（市、自治区）。

为克服上述参数模型设定中存在的局限，本文建立了如下的非参数固定效应面板模型：

（2）

其中，αi为省（市、自治区）固定效应，m·为未知的回归函数，除光滑性外未做其他限制，所以非参数模型比参数模型具有更大的灵活性。

模型（2）可依照Ullah等学者的非参数局部线性方法进行估计[16]，具体过程为：

（3）

其中，εit中包含局部线性化后的余项，βx等于mx的一阶偏导数，即βx=mxx，表示人均GDP对能源消费的边际影响。由式（3）可得：

（6）

同参数估计不一样的是，非参数模型的估计式m（x）为X的函数，而同时偏导数βx不再是固定的常数。因此，自变量对因变量的边际影响将不再是固定不变的，而是随着自变量的取值不同而发生动态变化。

为得到人均GDP在平均水平处的估计，本文计算非参数估计x在处的值，即，=1/nT∑ni=1∑Tt=1it。为进一步刻画人均GDP对能源消费的边际影响，本文采用逐点回归的方法，将区间mini，txit ，maxi，txit 等分成49个子区间，在每一区间点处应用式（5）估计x，用式（6）估计x，以此来观察人均GDP与能源消费之间呈现出怎样的变化关系，然后在不同的时间点上分别求得人均GDP动态变化对能源消费的影响，以考察随着时间演进和人均GDP增加能源消费边际效应的变化。

22 变量说明

本文的分析对象是1990～2010年除和港、澳、台地区以外的29个省（市、自治区）的能源消费与经济增长的关系，其中1997年后重庆各年的数据并入四川。数据来源于《中国统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》以及各省（市、自治区）的统计年鉴。具体而言，计量方程中各变量的含义分别如下：

PECit：第t年第i省的人均能源消费量，即能源消费量与人口的比率；

PGDPit：人均GDP，即实际GDP与人口的比率，以1990年不变价计算人均GDP的实际数。

①本文也做了a=09、15时的估计结果，但对比发现非参数估计对窗宽的选择并不是非常敏感，因此，只取a=12时的结果进行分析。 3 实证结果与分析

31 经济增长与能源消费的动态关系

在非参数面板数据模型中，采用高斯函数（即标准正态核函数）为核函数，K（u）=12πexp（-u22）。根据Ullah[16]等最优窗宽的选择标准h=a×n-1/7，其中a为正常数，n=580为面板数据的样本总量。本文对回归函数x和导函数x进行非参数逐点估计，其中非参数估计的设定和图形做法是：取a=12，将区间mini，txit ，maxi，txit 等分成49个子区间，共有50个端点，在每一个端点处应用式（5）估计x，再用式（6）估计x。利用等分点以及估计出来的x，描述出我国人均GDP和人均能源消费的关系图，如图1所示。

图1给出了参数估计和非参数估计（a=12）①两种情况下的关系图，可以发现二者之间存在明显的差别：参数估计的结果显示出人均GDP与人均能耗之间呈明显的倒U型关系，当人均GDP水平为55万元时，人均能耗达到最大值，而后不断减少，这一结果与许广月的研究结果[17]基本一致。非参数估计的结果显示出人均GDP与人均能耗之间呈N型关系，低人均GDP水平下经历倒U型变化之后，人均能耗开始随着人均GDP的增加而快速上升。因非参数面板估计模型具有更高的可靠性，因此本文着重研究非参数逐点回归方法下的拟合曲线。如图1所示，当人均GDP较小时，人均能耗随着GDP的上升而增大，大约x=35万元/人时人均能源消费量达到最大，为37吨标煤/人，也就是倒U型的顶点。此后，人均能耗随着人均GDP上升而缓慢下降，大约到x=62万元/人时，这种倒U型关系被打破，人均能耗又与人均GDP呈正相关。相比第一阶段，这种升幅速度有所提高。此后，人均GDP与人均能耗的显著正相关关系一直维持稳定，到x=73万元/人时人均能耗达到了41吨标煤水平。

由此可见，我国人均GDP与人均能耗之间实际呈N型关系。正如“重组假说”所描述的情况：能源压力和经济增长分离状态不会长期持续下去，当经济发展达到一定水平后，高收入时的物质利用会再次增加，能源消费和经济增长会重新组合。我国出现这种现象，本文认为有以下两点原因：一是政策原因。我国实施与节能相关的政策措施起步较晚，缺乏有效的监控手段，导致企业用能粗放、效率低下，居民的节能意识欠缺。二是经济原因。我国经济在飞速发展的同时，减物质化没有受到足够的重视，经济增长率超过了能源消耗强度，从而出现重新组合的情况。

32 经济增长对能源消费的动态边际效应

我国人均GDP与人均能耗之间为什么会出现N型的关系，高收入水平下人均GDP与人均能耗相互连结的影响是什么？以下通过分析人均GDP对能源消费的动态边际效应来寻求回答。为了同时体现随着时间演进和人均GDP增加对能源消费动态边际效应的影响，采用与上节一样的逐点回归方法分别求得1990年、1995年、2000年、2005年和2010年全国各省份各人均GDP水平上的动态边际效应，以观察人均GDP对能源消费的动态边际效应会随着时间演进发生怎样的变化，所得结果如图2所示①。

首先，综合考察样本期内所选取的5年人均GDP对能源消费倾向的动态影响可以发现，随着时间的演进，这种边际能源消费倾向大体呈倒U型，即人均GDP对能源消费的边际效应随时间变化先上升后下降，在2000年前后达到最大值，此时平均边际能源消费倾向为125；随着人均GDP的上升边际能源消费倾向呈U型，即人均GDP对能源的边际效应随人均GDP的上升先下降后上升，在人均GDP水平达到很高时出现稳定情况，并且在这期间人均GDP对能源的边际效应全部大于0。

①本文选取的5年中，将每一年的人均GDP等分为50个点，在每一个点上估计出了人均GDP对能源消费的边际效应，由于篇幅所限，这里只展示了其中隔点选取的20个数据点。

②参考《中国统计年鉴》中区域的划分，把我国划分为东部、中部和西部地区。其中，东部地区包括辽宁、河北、北京、天津、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、海南11个省（市），中部地区包括吉林、黑龙江、山西、安徽、江西、河南、湖北、湖南8个省（区），西部地区包括内蒙古、四川、陕西、青海、宁夏、新疆、甘肃、贵州、云南和广西10个省（区）。由于没有相关数据，并且将四川和重庆的数据合并成大四川，所以本文研究的三大区域共包括29个省（市、自治区）。 其次，研究样本期内随着时间演进和人均GDP的变化，能源消费倾向的边际效应又如何发生变化。研究发现，随着人均GDP的提高，边际能源消费倾向基本保持U型，但是仍然发生了一些变化。第一，在样本期的前一段时期，人均GDP对能源消费的边际效应在经历短暂的下降后迅速进入平稳状态，而后一段时期则完全经历了一个U型变化才变得平稳。这表明我国能源的边际消费倾向是随时间变化而不断改变的，各个时期都有特定的边际效应，与当年的产业结构、能源效率、节能措施均息息相关；第二，随着时间推移，能源消费的边际效应出现拐点时所对应的人均GDP基本上是不断增大的，分别为：23、19、23、41和63。这表明，我国能源的边际消费倾向并不是简单的递减趋势（如同“边际效用递减”规律一样），而是会在更高经济增长水平转折呈增长趋势，这就可以解释为什么我国经济增长与能源消费之间呈现N型关系。

最后，进一步考察人均GDP对能源消费边际效应的变化趋势。本文给出了1990～2010年二者之间的平均变化关系图，如图3所示。可以看出：能源消费的边际效应开始出现小幅下降，之后随人均GDP的增长而上升，到达21万元时，边际效应最大，为11；接下来能源消费的边际效应经历了一个长时间的下降过程，到人均GDP为62万元时，边际效应最小，为028左右；最后，当人均GDP突破62万元后，边际效应又开始呈上升趋势。

通过以上人均GDP对能源消费的动态边际效应的分析，再一次验证了我国并不存在能源消费的环境库兹涅兹曲线，而是呈现N型的关系。在经济发展的初期，我国主要通过大量的物质、人力和资本投入来促使经济的增长，并不考虑能源的利用效率，从而导致国内能源消费快速上升。之后，随着经济发展和科技创新，能源利用效率得到了进一步的提高，国家也开始提倡经济又好又快地发展，边际能源消费倾向开始降低，能源消费有所下降。但是，当我国的经济发展到更高程度（人均GDP达到62万元），可以发现边际能源消费倾向开始出现上升趋势，这应引起足够的重视。

33 区域间差异的进一步比较

我国地域广阔，资源丰富。由于各个区域经济基础不同、区位优势不同以及能源储量上的差异，造成了我国各区域之间经济发展水平的较大差异。因此，研究我国不同地区能源消费与经济增长之间的关系，有利于该地区制定出适合本地区经济发展和能源战略选择的政策和法规，有助于缩小我国各地区之间的经济差距②。

研究的具体方法与上文介绍一致，将每个区域的两极值之间分成49个区间，然后求出每个端点所对应的x，最终根据端点与估计值描述出三大区域人均GDP和人均能源消费的关系，如图4所示。

由图4可以看出，我国三大区域的经济增长与能源消费关系存在明显的差异。东部地区人均GDP与能源消费之间基本呈倒U型曲线，在人均GDP为58万元时达到最高点，但是进一步观察发现，当人均GDP超过62万元后，人均能耗有微弱上升的趋势；中部地区人均GDP与能源消费之间呈一条缓慢上升的直线，随着人均GDP的提高，中部地区的人均能耗也随之上升；西部地区人均GDP与能源消费之间呈一条快速上升的直线，伴随着人均GDP的上升，西部地区的人均能耗将快速增加。那么，究竟是什么原因导致上述三大区域出现明显的差异？本文将通过分析东、中、西三地区人均GDP对能源消费的边际效应来寻求问题的答案。

由图5可以发现，西部地区的边际能源消费倾向最大，其次为中部地区，最后是东部地区。这就说明了在同样的收入水平下，每增加一单位的人均GDP，西部地区要消耗更多的能源。具体而言，西部地区人均GDP对能源消费的边际效应呈M型，在人均GDP为15万元时，边际效应达到最低点，为16，当人均GDP大于4万元时，边际效应趋于稳定，在18附近；中部地区大致呈倒U型曲线，在人均GDP为1万元时，边际效应达到最高，之后开始下降，在边际效应为06时稳定；东部地区呈明显的倒U型曲线，除开始边际效应随人均GDP的上升有所下降之外，其余部分与倒U型曲线相吻合，最高点是当人均GDP为21万元时，边际效应是082。对于我国各区域经济增长与能源消费关系呈现出差异的现象，可以总结为以下两方面原因：第一，我国改革开放政策以及经济发展战略对区域能源消费差异的影响较大。改革开放以来，东部地区实施优先发展战略，引进和采用国际先进科学技术，促使其在经济快速发展的同时人均能耗下降，出现能源消费的倒U型曲线；中部地区受“中部塌陷”效应的制约，产业规模并不是很大，但是近年来在“中部崛起”的推动下，导致了经济增长对能源消费的刚性需求；西部大开发战略实施以来，西部地区作为我国主要的能源供给区，能源消费量和经济增长速度随之迅速发展。第二，各地区现有的经济结构和发展水平造成了区域能源消费差异较大。东部地区以高新技术产业为主，中部地区以农业、原材料加工业为主，西部地区由于劳动力水平较低、资本投入有限，因此以资源型产业为主。根据产业转移理论可知，在能源资源使用过程中，优质的能源资源会向经济结构好、发展水平高的地区转移，而经济基础差的地区则存在各种要素的流失。因此，造成了我国现阶段三大区域经济增长与能源消费关系的明显差异。

4 结论与建议

本文运用1990～2010年我国省际面板数据，采用非参数逐点估计方法，对经济增长与能源消费的关系进行了动态研究。研究发现，我国的经济增长和能源消费之间呈现N型关系，并不存在能源消费环境库兹涅茨曲线。进一步分析我国三大区域间的差异表明，高收入的东部地区经济增长与能源消费呈现倒U型关系，中部地区则表现为缓慢的“双增”趋势，而低收入的西部地区能源消费将持续提速。

基于以上结论和实证结果，本文提出以下对策建议：

第一，随着我国人均GDP水平的不断提高，能源消费和经济增长之间已经出现了“重新组合”的情况，转变经济增长方式刻不容缓。鉴于我国必将在未来一段时间内处于能源消费伴随经济增长的现实，政府应改变经济增长方式和调整经济结构，加快发展第三产业特别是现代服务业。同时，政府应提高能源的利用效率、优化能源消费结构，大力开发新能源、可再生能源，从根本上降低经济增长对于能源消费的推动效应。

第二，结合我国三大区域之间的明显差异，在考虑各个区域经济发展的基础上，制定适当的协调经济增长与能源消费的区域政策，统筹三大区域共同健康发展。东部地区能源消费和经济增长之间基本呈良性循环关系，需要各省在当前的技术经济发展水平下尽可能地因地制宜；中部地区是我国能源消费较高、高能耗产业的集中区域，需要提高能源利用效率以及加快技术进步，实现经济与能源的协调发展；西部地区工业发展落后、技术缺乏，需要充分利用西部丰富的新能源（如太阳能、风能）优势，加大对西部地区技术和资金的投入，带动西部经济又好又快地发展。

第三，鉴于我国政府在能源领域调控作用十分显著，因此政府首先要保证我国能源相关政策和管理的长效机制，通过相关立法等工作规范

我国能源管理和政策制定工作，保证能源管理政策的统一性、连贯性，形成能源管理的长效机制；其次，要制定和完善我国的能源立法，保障我国能源结构调整和能源产业健康发展；最后，在能源结构调整中，通过制定相关标准来规范和度量新能源的开发应用以及传统能源的节能增效，通过标准的规范从而引导能源产业的发展。

参考文献：

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篇5

[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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