我国能耗和能源密集型产品贸易关系分析

摘要：本文使用误差修正技术对我国1997-2007年能源消费和能源密集型产品贸易之间的相互关系进行研究。研究发现，1997-2000年，存在能源密集型产品净进口和煤炭消费间双向因果关系；2001-2007年，存在煤炭消费和能源密集型产品出口间双向因果关系。此结果反映出我国能源密集型产品的贸易结构对能源投入的依赖性，同时说明外国需求拉动可能是加剧我国近年能源消费的一个重要因素。

关键词：能源密集型产品；误差修正；Granger因果关系

中图分类号：F062.1 文献标识码：A 文章编号：1002-2848-2008（03）-0086-06

一、引 言

能源消耗和经济发展之间的相互影响问题一直是能源经济研究的重点。开放条件下，当一国贸易部门对能源投入有较强的依赖性时，能源投入和贸易之间的关系问题也变得尤为重要。简单来说这种关系至少存在于两个方面，一是能源投入对出口尤其是能源密集型行业出口的制约性，另一个是能源密集型产品进口对节约国内能源投入的贡献性或是出口加剧国内能源消耗的可能性问题。近年来我国能源消费对进口的依赖程度上升，贸易行业对能源投入的依赖也逐年提高。针对这种情况，分析近年我国能源消费和能源密集型产品进出口的关系问题，可以探查我国贸易模式对能源消费的可能影响，也可以从能源消耗的角度分析我国贸易格局的可持续发展问题。

能源和贸易关系的理论研究集中于两个领域。一是资源作为一种要素投入对贸易模式的影响问题，另一个是开放经济体对资源的跨期最优化管理问题。Vousden，Kemp和Long，Harris，Ono等人从第一个角度出发研究可耗竭资源的贸易模式问题［1-5］。Kemp和Long的文章则是对这些研究的一个经典总结，文章在传统的HO贸易理论基础上进行扩展，建立了包含可耗竭资源投入和传统生产要素投入的模型，得出类似HO定理的命题，即相对资源丰富的国家会出口资源密集型产品，而相对资源稀缺的国家则会进口资源密集型产品［6］。Djajic将资源品贸易动因扩展到资源禀赋之外，试图从需求、偏好和技术的角度解释国际间资源品的流向问题［7］。作者认为贸易模式是各种贸易动因影响力相互作用的结果，从而得出了在不同作用结果下相当复杂的贸易模式的结论。

对于开放经济体贸易条件下的能源管理问题，能源丰裕国的研究重点在生产和出口的跨期选择上，而能源贫乏国的研究重点则是消费及进口的跨期选择。Dasgupta，Eastwood和Heal计算了一个资源丰裕的国家开放条件下的资源管理问题，即该国是将资源作为投入使用还是将其作为产品出口换汇的选择问题［8］。Dasgupta和Heal在对技术等的不同的假设前提下，研究了可耗竭资源的最优消耗

率［9］。跨期选择的研究依赖于相当严密的前提假设，也使得理论模型在实际经济中的说服力大为下降。有关中国的研究中。Yang研究了中国在20世纪80年代作为一个资源贫乏，资本短缺国家的资源管理问题［10］，Yang认为，中国在80年代出口原油换汇，以一种稀缺资源换取另一种稀缺资源，即使在初期是最优的，但是从长期规划来看，会扭曲价格，造成经济效率低下。

现有研究主要是对相关理论模型的扩展，以及对发达国家的实证研究。有关中国的研究中，一般是单纯考虑能源的产业消耗结构或是能源消耗和国民收入的关系，结合贸易进行分析的文章较少。但是随着经济发展，当贸易尤其是能源密集型产品贸易展到一定经济规模时，能源和贸易的相互影响关系就会被放大。因此本文通过误差修正模型，研究我国能源消耗和能源密集型产品进出口的相互关系问题。

二、能源消费和能源密集型产品贸易格局

只有当能源密集型产品贸易达到相当规模时，研究能源密集型产品进出口和能源消费关系才有意义。图1给出了能源密集型产品的贸易比重，从图中可以看出，能源密集型产品的进口比重从1995年1月46.0%上升到2000年1月55.6%，再到2007年1月57.5%，而能源密集型产品的出口则从38.3%上升到40.7%再到54.8%。粗略统计表明近年我国进出口中50%以上都是能源密集型产品，且进口比重总体大于出口比重。这说明我国贸易格局中能源资源投入的重要作用，也反映了研究能源密集型产品贸易和能源消费之间关系的必要性。

图2给出了能源密集型产品的净出口量，可以看出2004年以后，我国实际上已经开始了能源密集型产品的净出口阶段。结合图3能源消费的数据①可以发现，能源密集型产品的净出口和煤炭的月度消费数据均以2000年左右为界，呈现出较为明显的分段特征。第一段是从1997年到2000年的下降段，在这一时段，能源密集型产品实际是净进口扩大趋势，而煤的消耗也是呈现下降趋势；第二段是2001年到2007年2月的上升段，这一时期，煤的消费和能源密集型产品的净出口一样快速上升。

图中所展现的能源密集型产品净出口和煤的消费关系的初步考察反映出1997至2000年间能源密集型产品进口和能源消费的替代作用，以及2001至2007年能源消费和能源密集型产品出口之间的互补效应，但是对于二者的因果关系却值得深入探讨。以1997-2000年为例，在这一时间段，能源密集型产品净进口规模扩大，煤炭消费减少的现象，可能是因为高载能产品的净进口给国内净输入了能源，从而降低了国内能源消费；也有可能是因为能源投入的减少而导致的能源密集型产品产量下降，从而进口上升；同时还有可能这两个变量之间根本就没有关系，而只是受到其他因素的影响，恰好表现出替代关系。因此需要对这两个变量之间的关系从计量实证的角度进行考察。

三、模型构建和数据

（一）研究方法

本小节应用协整分析和误差修正模型（VECM）技术来研究我国煤炭消费和能源密集型产品净进口之间的关系①。首先考察变量之间的协整关系，对于两个时间段分别依次考察能源密集型产品进口（im），出口（ex），净进口（im/ex）以及净出口（ex/im）和能源消费之间是否存在长期协整关系。检验结果表明，1997-2000年协整关系存在于能源密集型产品净出口和煤炭消费之间，2001-2007年协整关系存在于能源密集型产品出口和煤炭消费之间，因此后文仅报告这两组关系的分析结果。

第二步，构建向量误差修正模型（VECM），模型形式如下：

第三步，在VECM模型的基础上进行Granger因果检验。具体方式为：（1）长期因果关系检验，即对误差修正系数ζ进行简单的t检验，不显著的误差

修正系数表示长期非因果关系，即此因变量关于长期参数是弱外生的；（2）短期因果关系检验，应用Wald、χ2统计量检验解释变量滞后项的联合显著性。若不显著，称为缺乏短期因果关系。最后通过方差分解的方法来考察两个变量间的样本外因果关系。

（二）数据

年度能源消费和进出口数据来源于各期《中国能源统计年鉴》。能源月度消费数据用煤炭月度消费数据替代。煤炭消费和所有进出口月度数据来源于“中宏统计数据库②”。经验分析中煤炭消费数据为实际月度煤炭消费取对数后的结果。净进口（进口出口比）数据为实际月度进口比上出口后的数据，净出口（出进口比）数据为实际月度出口比进口后的数据。所有月度数据均经过季节调整。能源密集型产品分类标准参考传统耗能产业分类③，根据《中国能源统计年鉴》中1997年“工业分行业终端能源消费量”，以及SITC-2贸易分类标准进行整理得出。经验研究中将数据分为1997年1月至2000年12月，以及2001年1月至2007年2月两个时间段来考察。

四、实证分析结果

（一）单位根和协整检验

对coal，ex和im/ex的检验结果表明这些变量都是I（1）的，即它们的水平值是非平稳的，但其一阶差分是平稳的，可以对这些变量进行协整分析。ADF 和PP单位根检验的回归方程均含有截距项不含趋势项。

为了进行协整分析，需建立VAR模型。表1为根据各种准则选定的VAR滞后阶数。在1997年1月至2000年12月这一时间段上，建立变量im/ex和coal的VAR，所有标准都选定滞后阶数为1。在2001年1月至2007年2月这一时间段上，建立变量coal和ex的VAR，SC选定滞后阶数为2，而HQ、LR、FPE和AIC却选择滞后阶数为3，因此对后一时间段选择VAR的滞后阶数为3。

表2和表3分别报告了两个时期的协整检验结果。协整估计中假定在VAR模型的协整空间有常数项、无时间趋势项。对于两个时段，秩检验和极大特征值检验统计量都给出了类似的结果：在5%显著水平下拒绝没有协整向量的零假设，支持系统中有一个协整向量的备择假设。对于1997-2000段，只有能源密集型产品净进口和能源消费之间存在协整关系，且长期关系为im/ex=-0.48coal，对于2001-2007时段，协整关系存在于能源消费和能源密集型产品出口之间，长期关系为coal=0.56ex，括号内数字是标准差。这一结果表明，在1997-2000年间，煤炭消费和能源密集型产品净进口（进出口比）保持负向长期均衡关系，即煤炭消费和能源型产品净进口之间存在长期替代关系。而在2001-2007年间，煤炭消费和能源密集型产品出口保持正向长期均衡关系，即互补的关系。协整关系的确定说明两个变量之间至少存在一个方向上的因果关系，但是因果关系的方向并不能确定。在检验协整关系的基础之上，可进一步建立将短期波动与长期均衡联系起来的VECM模型，并应用VECM模型进行Granger因果检验。

（二）基于VECM和方差分解分析的因果检验

应用VECM的Granger因果检验程序，首先检验各方程的误差修正系数的显著性，即长期因果关系。其次检验每个方程中非因变量差分项系数的联合显著性，以判断两两变量之间短期Granger因果关系。表4和表5报告了两个时段的因果分析结果。

从表4可以看出1997-2000时段，净进口（进出口比）和煤炭消费方程的误差修正系数分别在5%和10%的水平上具有显著性。这说明在这一时段，两个变量在样本期间都具有保持长期均衡的趋势，都会在t时期对在t-1时期偏离其长期均衡水平做出响应，因此都不是关于长期参数的弱外生变量。两个变量在长期具有双向Granger因果关系，其中净进口的内生性更强。但是这一时期短期非因果关系的检验都不具有显著性，即两个变量间不存在短期的Granger因果关系。

表5显示2001-2007时段，出口和煤炭消费方程的误差修正系数均在5%的水平上具有显著性，说明了在这一时段存在长期的煤炭消费和能源产品出口之间的双向Granger因果关系。这一时段另一个特征是两个方程中的短期非因果性也具有显著性，尤其是从出口到煤炭消费的短期因果性在1%水平上显著，这进一步加强了煤炭消费和能源密集型产品出口的双向相因果关系。

VECM的因果检验结果可以归结为：在1997-2000时间段，存在净进口和煤炭消费的双向因果关系，其中净进口的内生性更强。在2001-2007时间段，存在从煤炭消费到能源密集型产品出口的双向Granger因果关系，其中煤炭消费的内生性更强。

以上VECM提供的是样本内的因果检验。接下来利用方差分解技术进行样本外因果检验。方差分解通过分析每一个结构冲击对内生变量变化的贡献度，进一步评价不同结构冲击的重要性，从而提供了样本外的动态因果性检验。在统计意义上，如果一个变量可以解释自身的大部分的冲击，那么这个变量就是相对外生的。具体说，如果净进口（进出口比）解释了大部分的自身的预测误差方差，那么净进口就是相对外生的，如果净进口解释了大部分煤炭消费的预测误差方差，那么从净进口到煤炭消费就存在较强的Granger因果关系。表7给出了两个时段的方差分解结果。

从表中可以看出，对1997-2000时间段，冲击后的第十个月，净进口解释了自身冲击的70.96%，而煤炭消费解释了自身冲击的73.18%。这一结果和上文分析相符，即净进口和煤炭是互为因果关系的，且从煤炭消费到净进口的因果关系更强。2000-2007时间段的方差分解结果中，冲击后的第十个月，出解释了自身冲击的67.07%，而煤炭消费解释了自身冲击的81.00%。这说明两个变量中煤炭消费的内生性更强，这一结果也和前文VECM的分析结果相符合。样本外的因果检验加强了样本内因果检验的结果：在1997-2000时间段，存在净进口和煤炭消费的双向因果关系，其中净进口的内生性更强，并且这一结果具有动态效应，可以延伸到样本以外。在2001-2007时间段，存在煤炭消费到出口之间的双向Granger因果关系，煤炭消费具有较强的内生性，该结果同样具有动态长期适用性①。

五、主要结论

在两个时段内，煤炭消费和贸易都存在长期均衡关系，但是关系的具体形式并不相同。1997至2000年煤炭消费和能源密集型产品净进口之间的双向因果关系反映了这两变量之间的相互依赖关系。说明前期能源投入的减少，会导致后期能源密集型产品净进口增加；反过来，能源密集型产品净进口的增加可以减少后期能源消耗。这种双向因果关系一方面说明了能源投入对我国密集型产品贸易模式的影响力，另一方面也说明，可以通过进口能源密集型产品的方式对国内能源消费局势进行间接调整，这种调整机制可以在促进经济增长的同时又间接帮助节约了能耗。

2001至2007时段的因果检验结果和前一时段不同，双向因果关系存在于煤炭消费和能源密集型产品出口之间。这种关系反映了我国现有能源密集型产品出口结构对能源投入的依赖。当我国能源消费越来越多依赖进口来源时，国际能源市场的价格动荡水平会对国内相关贸易产业的利润空间造成较大影响。同时由于出口从一定层面上代表了外国的需求，因此可以认为2001年以来我国迅速增加的能源需求不仅仅是由国内经济发展引致，外国对我国能源密集型产品的需求也同时加剧了国内的能源消费，而这种情况是世界范围内的生产分工格局所导致的。因此在分析我国能源需求形势时，经济增长、经济结构调整和技术进步等因素固然是重要的，但世界其它国家通过贸易发生的对我国能源的引致需求也同样值得关注。

参考文献：

［1］ Vousden N. International trade and exhaustible resources: A theoretical model［J］. International Economic Review, 1974, 15: 149-167.

［2］ Kemp M C, Long N V. Exhaustible resources, optimality, and trade［M］. North-Holland Publishing Company, Amsterdam, 1980.

［3］ Kemp M C, Long N V. Rybczynski’s theorem in a context of exhaustible resource: The case of time-contingent prices［J］. International Economics Review, 1982, 23: 699-710.

［4］ Harris R. Trade and depletable resources: the small open economy［J］. Canadian Journal of Economics, 1981,4：649-664.

［5］ Ono H. Note on “international trade with an exhaustible resource: a theorem of Rybczynski type”［J］. International Economic Review, 1982,23：165-170.

［6］ Kemp M C. and Long N V. The role of natural resources in trade models. Handbook of International Economics, Vol.I［C］. Elsevier Science Publishers B V, 1984.

［7］ Djajic S. A model of trade in exhaustible resource［J］. International Economic Review, 1988, 29: 87-103.

［8］ Dasqupta P, Eastwood R, Heal G. Resource management in a trading economy［J］. Quarterly Journal of Economics, 1978，92（2）：297-306.

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［10］ Yang Z. Optimal exporting of exhaustible resource with endogenous trade revenue: the case of a resourcescarce and capitalshort economy［J］. Resource and Energy Economics, 1995, 17（4）:379-404.