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中国经济增长和能源消费的关系研究
袁潮清 刘思峰
南京航空航天大学 南京 210016
摘 要 中国是世界上增长最快的经济体之一，中国也是世界第二大能源消费国。中国经济增长和能源消费的关系受到了广泛关注。以格兰杰因果为代表的方法都是采用大样本数据，对很长一段时期内的能源消费和经济增长关系进行了研究。但实际上中国经济的发展各个阶段特点不同，能源消费和经济增长之间的关系也有很大不同。因此，采用广义灰色关联度对中国各个阶段经济增长和能源消费的关系进行研究，可以更好地揭示中国能源消费和经济增长的关系。
关键词 经济增长，能源消费，灰色关联度
The Relation Between Chinese Energy Consumption and Economic Growth
Chaoqing Yuan, Sifeng Liu
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics Nanjing 210016 (E-mail:yuanchaoqing@)
Abstract—China is one of the fastest growing economies in the world. And China is the world's second largest energy consumer. The relationship between China's economic growth and energy consumption received wide attention. The methods which were used to study the relation such as Granger-causality usually applied a large sample data to study the relation in a very long period. But in fact China's economic development has different characteristics at the different stages, and the relation between China’s energy consumption and economic growth is very different. Therefore, generalized grey Incidences between China's economic growth and energy consumption can better reveal the relation at all stages.
Keywords—Economic Growth, Energy Consumption, Grey Incidence
1 引言
能源消费和经济增长之间的关系研究是能源经济学领域研究的一个热点，国内外学者对此进行了深入研究。其中开创性的工作是1978年由Kraft J·和Kraft A.对美国1947年~1974年数据的分析，发现GNP与能源之间存在从GNP到能源消费之间的单向因果关系[1]。此后，很多学者采用不同的因果检验方法对不同国家或地区采用不同时间间隔的数据，研究能源和经济增长之间的关系，研究结果存在较大差异[2-5]。
中国学者也就中国的能源消费与经济增长的关系采用了类似的方法进行了大量研究[6-10]。以格兰杰因果检验和协整为代表的方法都是采用大样本数据，对很长一段时期内的能源消费和经济增长关系进行了研究。
中国还有一些学者采用了灰色关联度来研究了中国经济增长和能源消费之间的关系[11-13]，也得出了相似的结论，但是他们只是研究了某一个较短的时期内能源消费和经济增长之间的关系。
但实际上中国经济发展的各个阶段特点不同，能源消费和经济增长之间的关系也有很大不同。因此，采用广义灰色关联度对中国各个阶段经济增长和能源消费的关系进行研究，可以更深刻地揭示中国能源消费和经济增长的关系。
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2 模型
本文采用灰色广义关联度[14]来研究中国经济增长和能源消费的关系。
定义1设系统行为序列, 为序列算子，且
，其中
，。则称为始点零化算子，为的始点零化像，记作

定义2 设系统行为序列
，

的始点零化像分别为
，

令
，
，
且。
定义3 若序列长度相同，则称

为序列的灰色绝对关联度。
定义4设系统行为序列, 为序列算子，且

其中,
,，则称初值化算子。为的初值像。
定义5 序列长度相同，且初值皆不等于0，，分别为的初值像，则称

为序列的灰色相对关联度。
定义6 若序列长度相同，且初值皆不等于0，为的灰色绝对关联度和灰色相对关联度，，则称

为序列的灰色综合关联度。

3 中国经济增长和能源消费的灰色关联度

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本文通过计算广义灰色关联度来研究中国经济增长和能源消费之间的关系。以GDP来表示经济发展，能源消费总量表示能源消费。其中GDP是根据《中国统计年鉴2008》中GDP指数和2007年GDP计算的2007年不变价格的GDP；能源消费总量来源于《中国统计年鉴2008》。
GDP和能源消费总量如图1所示。从GDP和能源消费总量的曲线就可以发现，在不同时期，中国经济增长和能源消费总量之间的关系是有很大不同的。

图1 中国GDP和能源消费总量
根据定义3、定义5和定义6分别计算各个时期中国GDP和能源消费总量之间的绝对关联度、相对关联度和综合关联度，结果如表1所示。
表1 各时期GDP 和能源消费总量的灰色关联度
时期
绝对关联度
相对关联度
综合关联度
“六五”期间
0.862
0.8543
0.85815
“七五”期间
0.8333
0.8902
0.86175
“八五”期间
0.8985
0.7841
0.8413
“九五”期间
0.5988
0.7439
0.67135
“十五”期间及“十一五”前半段
0.9175
0.9477
0.9326
4 结论
通过对各个阶段的灰色关联度的计算，可以发现，中国各个阶段经济增长和能源消费的灰色关联度有较大区别，说明了中国各个阶段能源消费和经济增长之间的关系有很大不同。
在“六五”和“七五”期间，经济增长和能源消费的绝对关联度、相对关联度和综合关联度都较大。绝对关联度较大说明在此期间中国经济产出和能源消费在总量上高度相关；相对关联度较大则说明在此期间能源消费增长在很大程度上支撑了经济增长；综合关联度较大则进一步说明在此期间中国能源消费和经济增长之间的紧密关系。

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在“八五”期间，绝对关联度较高说明能源消费和经济产出在总量上相关程度较高。随着社会主义市场经济体制的确立，经济增长在更大程度上是由于经济体制改革带来了生产力的快速发展，在此期间，经济增长对能源消费增长的依赖程度较低，体现在相对关联度的下降。而能源消费弹性系数也可以在一定程度上说明经济增长对能源消费的依赖程度。在“八五”期间，能源消费弹性系数始终处在0.5左右，如图2所示，维持在一个较低水平，这和此间内相对关联度较低是一致的。综合关联度则说明了在此期间中国经济发展和能源消费之间紧密关系。
在“九五”期间，由于受到亚洲金融危机影响，中国第二产业尤其是工业的发展受到了较大影响，其在国民经济中的比重下降；第三产业比重有一定幅度的上升，并支撑了经济增长。由于第三产业消耗更少的能源，在此期间经济总量和能源消费的联系相对较弱，体现在相应的绝对关联度较低。经济增长对能源消费的依赖程度也有所下降，体现在相应的相对关联度较低。综合关联度较低则说明了在此期间内，经济发展和能源消费的关联程度较低。
在“十五”期间及此后，中国进入了重化工业阶段，城市化进程加速，水泥、钢铁、化工等高耗能行业快速发展，经济发展对能源消耗依赖程度显著增强，体现在这个时期，无论是绝对关联度、相对关联度还是综合关联度都比较高。而在此期间，能源消费弹性系数较大，2003年、2004年甚至超过1.5，如图2所示，这也说明了相对关联度较大是合理的。

图2 中国单位GDP能耗和能源消费弹性系数
数据来源：能源消费弹性系数来源于《中国统计年鉴2008》，单位GDP能耗根据图1中相关数据计算。
从“六五”开始到“九五”，中国经济发展和能源消费的综合关联度在下降，而“十五”期间及“十一五”前半段两者的综合关联度大幅度增加。能源消费强度是反映能源综合利用效率的指标，通常采用单位GDP能耗来表示能源强度，它也可以较好反应能源消费和经济增长之间的联系。中国能源强度从从“六五”开始到“九五”一直下降，而“十五”期间及“十一五”前半段有所增加，这个趋势和本文计算的综合关联度反应的趋势一致，更加说明了采用灰色关联度来衡量中国各阶段经济发展和能源消费之间关系的合理性。
此外，“八五”期间和“九五”期间中国经济发展和能源消费之间的灰色关联度还表明，经济增长未必过于依赖能源消费，通过产业结构调整、经济体制改革等途径是可以实现低能耗、高增长的。

参考文献
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[13] 苏宣明,梁二芳,汪鹏 等.我国能源消费与经济增长的灰色关联分析,冶金能源,2007 :Vol.26,No.6:8-10.
[14] 刘思峰,党耀国,方志耕等.灰色系统理论及其应用(第三版).北京:科学出版社, 2004.