产业结构经济增长与中国国煤炭资源可持续利用问题.docx
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产业结构经济增长与中国国煤炭资源可持续利用问题
产业结构、经济增长与中国煤炭资源可持续利用问题
于左孔宪丽
东北财经大学产业组织与企业组织研究中心
（教育部人文社科重点研究基地）
内容提要：
本文运用1978~2008年数据，研究了中国产业结构、经济增长等因素与煤炭消费的关系。
研究发现这些因素与煤炭消费之间存在长期协整关系；中国GDP、第三产业增加值占GDP比重、工业中重工业比重和运输成本等因素变动是中国煤炭消费变动的格兰杰原因，中国GDP、第三产业增加值占GDP比重和重工业产值比重每增加1%，煤炭消费分别增加0.31%、-0.7%和0.9%；对不同经济增长率、产业结构、工业结构、煤炭出厂价和运输成本下的煤炭消费量作出了模拟分析和预测，发现的有趣结论是，如果中国GDP增长率下降到8%以下，中国的煤炭消费量大约在2020年前后出现拐点；通过对国内外产业结构、经济增长、煤炭消费、煤炭储量等因素的比较研究，发现中国过多的煤炭消费导致碳排放量占世界比重过高，煤炭关系紧张，矿难事故频发，节能减排压力大等系列问题，现有产业结构和经济增长模式下的煤炭消费负面影响过大，缺乏可持续性，更为严峻的是，在其他条件不变的情况下，不到2050年，中国将基本无煤可采；类似情况在中国诸多不可再生矿产资源、能源甚至地下水、森林、草原和渔业等可再生资源中也有不同程度的体现。
在此基础上，本文进一步提出了中国及时调整产业结构，扭转片面追求过高经济增长速度的对策。
关键词：
产业结构；经济增长；煤炭资源；可持续利用
一、引言
近些年来，在中国快速工业化和经济快速发展进程中，煤炭产量和消费量不断激增不仅导致了矿难事故频发，环境污染加剧，而且还加快了中国不可再生煤炭等资源的耗竭。
中国的产业结构、经济增长与煤炭消费之间具有何种关系，进而，现有的产业结构与经济增长方式对煤炭等资源可持续开发利用有何影响，是本文着力研究的问题。
国内外学者对能源消费与经济增长之间的关系作了很多理论探讨和实证研究。
林伯强（2003）应用协整分析和误差修正模型研究了中国电力消费与经济增长之间的关系。
实证结果表明GDP、资本、人力资本以及电力消费之间存在着长期均衡关系。
这一证据支持中国电力消费与经济增长具有内生性并且这两变量是相互联系的假说。
K.Fatai,LesOxley,F.G.Scrimgeour（2004）检验了新西兰能源保护政策的可能影响，并将之与澳大利亚和一些亚洲国家加以比较，研究了能源消费与GDP之间的因果关系以及与煤炭、煤气、电力和石油等各项能源消费与GDP之间的因果关系，提出与亚洲一些国家比，能源保护政策对诸如新西兰、澳大利亚等工业化国家的真实GDP的增长没有显著的影响；AliceShiu,Pun-LeeLam（2004）运用误差修正模型检验了中国1971~2000年电力消费与真实GDP之间的关系，检验结果表明真实GDP与电力消费之间具有协整关系，电力消费与真实GDP之间没有直接的格兰杰因果关系，但反之则具有。
为了克服电力消费的约束条件，中国政府需要加速全国范围内电网之间的连接，升级都市和乡村的配电网络，加速电气化进程。
王海鹏、田澎、靳萍（2006）利用1953~2002年的统计数据和状态空间模型对中国能源消费与经济增长关系进行了研究，发现基于状态空间模型的变参数估计很好地揭示了中国能源消费弹性的时变规律，中国能源消费与经济增长之间存在一种随时间不断变化的长期均衡关系即变参数协整关系；汪旭辉、刘勇（2007）以1978～2005年间中国能源消费总量和GDP的数据为基础，运用协整分析方法和格兰杰因果检验对中国能源消费与经济增长的关系进行了研究，得出结论是，在短期内，中国能源消费与GDP之间存在波动关系，从长期来看，能源消费与经济增长之间存在长期稳定的均衡关系，并且存在从能源消费到经济增长的单向因果关系；刘凤朝、刘源远、潘雄锋（2007）运用基于向量自回归（VAR）模型的广义预测误差方差分解和广义脉冲响应分析方法，在资本、劳动和能源三要素单部门新古典生产函数的框架内，以中国1988～2005年期间的能源消费和经济增长数据为样本，考察了二者之间的动态特征。
发现一方面，在短期，经济增长对能源消费的影响不十分显著，而在长期，除了资本增长外，经济增长是能源消费增长的重要因素，短期和长期的贡献度分别为4.4%和14.9%；另一方面，能源消费是仅次于资本的第二生产要素，短期和长期的贡献度分别为7%和44.2%，生产函数中投入要素重要性的排序从高到低依次为资本、能源和劳动力。
能源消费增长的冲击对经济增长有正的影响作用，在第五年达到最大；反之，经济增长的冲击对能源消费增长也有稳定的正向影响。
中国的经济增长和能源消费具有内生且相互联系的特征。
除此之外，还发现在前3年能源和劳动存在替代关系，而与资本是互补的；赵进文、范继涛（2007）率先将近年来发展的非线性STR模型技术具体应用于中国能源消费与经济增长之间内在结构依从关系的研究，揭示了二者之间复杂而微妙的变化规律，得出的主要结论有：
中国经济增长对能源消费的影响具有非线性特征，可以通过LSTR2模型来表达。
中国经济增长对能源消费的影响具有非对称性。
当GDP增长绝对下降时，能源消费比GDP有更快的下降速度；当GDP增长率不超过18%时，经济增长对能源消费的影响具有相对稳定性，能源消费对经济增长的弹性为0.96；当GDP增长率超过18%时，能源消费较GDP有更快的增长速度，经济增长完全以能源的高消耗为代价。
应尽可能地避免经济的负增长和超高速增长。
中国经济增长对能源消费的影响具有明显的阶段性特征。
在1956~1976年间，呈现明显的非线性特征，在1977~2005年间则呈现明显的线性特征。
PareshKumarNarayan,RussellSmyth（2008）运用7国集团的面板数据，对资本形成、能源消费和真实GDP之间的关系进行了单位根、协整、格兰杰因果检验和长期的结构估计，发现资本形成、能源消费和真实GDP存在协整关系，从长期看，资本形成和能源消费是真实GDP的格兰杰原因，能源消费增长1%将使真实GDP增加0.12-0.39%，资本形成增长1%将使真实GDP增加0.1~0.28%；Bwo-NungHuang,M.J.Hwang,C.W.Yang（2008）将82个国家的数据划分为1971~1980能源危机和1981-2000能源危机后两个阶段。
引入门槛值变量运用这两个阶段的跨部门年均数据研究能源消费增长与经济增长之间的非线性关系。
当门槛值变量超过最优门槛值变量一定水平后，能源消费与经济增长之间既没有显著正向也没有显著的负向关系。
当门槛值变量低于一定的最优水平时，两者之间具有显著的正向关系。
在这82个国家中，有48个国家的四个门槛变量值都没有超过最优水平，这意味着48个国家应当采取更激进的能源政策。
在其余34个国家，至少有一个门槛变量值超过最优水平，这些国家应当采取一定程度的能源保护政策。
NicholasBowden,JamesE.Payne（2009）在多变量框架下运用美国1949~2006年加总的部门的一次能源消费数据，检验了能源消费与真实GDP之间的关系。
长期因果关系检验表明，能源消费与真实GDP在各部门之间关系不同。
在总体上和运输部门，一次能源消费与真实GDP之间都不具有格兰杰因果关系。
在商业和住宅业，一次能源消费与真实GDP之间都存在双向格兰杰因果关系。
工业的一次能源消费是真实GDP的格兰杰原因。
Chien-ChiangLee（2005）运用1975~2001年的数据研究了18个发展中国家能源消费与GDP相互作用的因果关系，通过单位根面板数据、非齐次性面板数据协整和基于误差修正模型的面板数据检验，实证结果表明无论是长期还是短期，能源消费都是GDP增长的原因，而不是相反，结果表明能源保护对发展中国家的经济增长是不利的。
关于煤炭消费与经济增长的关系，Seung-HoonYoo（2006）运用1968~2002年数据研究了韩国煤炭消费与经济增长的短期与长期因果关系问题，通过单位根检验、协整检验和格兰杰因果检验，得出结论是，煤炭消费与经济增长之间存在双向因果关系。
增加煤炭消费，将直接影响韩国经济增长，为了不给韩国经济增长带来负面影响，韩国应努力克服影响煤炭消费的因素。
林伯强、魏巍贤、李丕东（2007）采用协整技术研究中国煤炭需求的长期均衡关系，发现中国高速的经济增长是煤炭需求增长的主要原因。
GDP是引导煤炭需求的原因，但煤炭需求不是引导GDP增长的原因，变量模拟得出的政策选择是工业结构的调整，即便是微调，也会对煤炭需求有很大的抑制作用；煤炭出厂价格的变动对煤炭需求变动的影响不太大，但煤炭需求对运输成本相当敏感，因而煤炭的最终价格对煤炭需求影响很大。
LiJinke,SongHualingandGengDianming（2008）用格兰杰因果检验法检验了1980~2005年OECD与非OECD国家煤炭消费与GDP之间因果关系，得出日本、中国的煤炭消费与GDP之间不存在直接的因果关系，印度、韩国与南非的煤炭消费与GDP之间不存在因果关系。
从近年来上述研究成果中可以看出，对国内能源消费和经济增长之间关系的研究较多，对全球范围、OECD和非OECD成员国、发展中国家的能源消费与经济增长之间的关系也有一定的研究，但对中国煤炭消费与经济增长之间关系的研究较少。
从研究变量设计看，主要关注能源（煤炭）消费与经济增长之间的关系，对产业结构、煤炭（能源）出厂价格、运输成本等其他影响煤炭（能源）消费的因素讨论较少，本文构建煤炭消费模型，尝试分析产业结构等更多因素对中国煤炭消费以及国民经济运行的影响。
二、数据与模型
我们利用1978~2008年的样本数据，以中国煤炭消费量为被解释变量，依据从一般到特殊的建模理论，综合考虑各种影响煤炭消费的因素，解释变量中除考虑国民经济增长外，还考虑到反映产业结构和工业结构变化的经济指标，并对方程进行协整检验，以避免传统经济计量模型中存在的伪回归问题，最终所建立的协整方程如下：
（1）
其中：
CC为中国的煤炭消费量，GDP为反映中国经济增长的国内生产总值，SS为中国GDP中第三产业增加值所占比重，SIH为工业总产值中重工业产值所占比重，用来刻画中国的工业结构。
PI为中国煤炭出厂价格指数（1978=100），ATC为运输成本，用国家铁路运输总收入除以国家铁路货物总周转量所得到的铁路运输平均成本度量。
模型
（1）中所用各时间序列数据的平稳性检验及模型的协整检验结果如下：
1.各时间序列数据的平稳性检验
协整关系反映的是非平稳时间序列间的长期稳定关系，并且协整理论要求具有协整关系的非平稳时间序列间要具有相同的单整阶数，因此，本文在建立模型
（1）时首先利用ADF检验对所用各时间序列数据进行了单位根检验，具体检验结果由表1给出。
从表1的检验结果可以看出，模型
（1）中所使用的各时间序列均为1阶单整序列，满足建立协整方程的基本条件。
表1：
各时间序列单位根检验结果
序列
水平统计量
一阶差分统计量
ADF值
P值
结论
ADF值
P值
结论
LNCC
-0.44
0.89
非平稳
-1.87*
0.06
平稳
LNGDP
-0.32
0.91
非平稳
-3.69**
0.01
平稳
LNPI
-0.64
0.99
非平稳
-1.63*
0.09
平稳
SS
-0.73
0.82
非平稳
-3.35**
0.00
平稳
SI
0.46
0.98
非平稳
-4.06**
0.00
平稳
LNATC
1.14
0.99
非平稳
-3.17**
0.00
平稳
注：
“*”和“**”分别表示相应统计量在10%和5%的显著性水平下拒绝“序列含有单位根”的原假设。
2.模型的协整检验
为了避免传统经济计量模型中存在的伪回归问题，本文进一步利用E-G（Engle-Granger）两步检验法对模型
（1）中各变量间的协整关系进行了检验，具体检验步骤如下：
首先，利用普通最下二乘法估计模型
（1），并计算相应残差序列
，其具体计算公式如下：
（2）
其次，利用ADF检验对残差序列
的平稳性进行检验，具体检验结果由表2给出。
表2：
残差序列
的单位根检验结果
序列
ADF值
P值
结论
-4.06**
0.0039
平稳
注：
“**”分别表示相应统计量在10%和5%的显著性水平下拒绝“序列含有单位根”的原假设。
表2的结果表明，模型
（1）的残差序列
为平稳序列，从而进一步表明模型
（1）中各1阶单整序列之间存在长期稳定的协整关系。
从
（1）式可以看出，中国的煤炭消费量与中国的GDP、重工业产值比重之间存在显著正相关关系，并与第三产业增加值比重之间存在显著负相关关系，这表明除经济增长外，产业结构和工业结构的变化也显著影响中国的煤炭消费量。
三次产业中第三产业所占比重的提高将降低中国煤炭消费，而工业总产值中重工业产值所占比重的上升将会带来煤炭消费量的显著增加。
具体来看，1978~2008年间，中国的GDP每增加1个百分点，煤炭消费量平均增长0.31个百分点；中国三次产业中第三产业增加值比重每增加1个百分点，中国的煤炭消费量将平均降低0.7个百分点；工业中重工业产值比重每增加1个百分点，中国的煤炭消费量将平均增长0.9个百分点。
此外，中国煤炭的出厂价格和运输成本也显著影响中国煤炭消费，平均来看，煤炭出厂价格每提升1个百分点，中国煤炭消费量将降低0.08个百分点，而运输成本每上升1个百分点，中国煤炭消费量将降低0.28个百分点。
从这些影响因素对煤炭消费的影响程度看，重工业产值占工业总产值比重影响最大，第三产业增加值占GDP比重次之，再次为经济增长速度，其次为煤炭运输成本和出厂价。
3.各变量与煤炭消费量之间的格兰杰因果检验
进一步，我们利用二元2阶向量自回归模型（VAR）分别对中国GDP等经济变量和煤炭消费量之间进行了格兰杰因果检验，具体检验结果由表3给出。
表3：
格兰杰因果检验结果
原假设F统计量P值
煤炭消费不是GDP的格兰杰原因0.150.86
GDP不是煤炭消费的格兰杰原因3.84*0.04
煤炭消费不是第三产业增加值比重的格兰杰原因1.120.34
第三产业增加值比重不是煤炭消费的格兰杰原因4.77**0.02
煤炭消费不是工业中重工业比重的格兰杰原因1.570.23
工业中重工业比重不是煤炭消费的格兰杰原因3.47*0.05
煤炭消费不是煤炭出厂价格的格兰杰原因3.43**0.04
煤炭出厂价格不是煤炭消费的格兰杰原因0.770.47
煤炭消费不是运输成本的格兰杰原因2.420.11
运输成本不是煤炭消费的格兰杰原因4.46**0.02
注：
“**”表示相应统计量在5%的显著性水平下拒绝相应原假设。
从表3的格兰杰因果检验结果中可以看出，虽然我们无法拒绝煤炭消费不是GDP、第三产业增加值比重、工业中重工业比重和运输成本的格兰杰原因的原假设，但却可以在5%的显著性水平下拒绝GDP、第三产业增加值比重、工业中重工业比重和运输成本不是煤炭消费的格兰杰原因的原假设，这表明中国GDP、第三产业增加值比重、工业中重工业比重和运输成本等因素的变动是中国煤炭消费变动的格兰杰原因。
中国GDP的高速增长和工业中重工业比重的增加均带来中国煤炭消费大幅增加，而三次产业中第三产业比重的提升和运输成本的上升将使中国煤炭消费下降。
此外，从格兰杰因果检验结果中还可以看出，我们可以在5%的显著性水平下拒绝煤炭消费不是煤炭出厂价格的格兰杰原因的原假设，但却无法拒绝煤炭出厂价格不是煤炭消费的格兰杰原因的原假设，这进一步说明改革开放以来中国煤炭市场的价格调整机制还没有完全形成，中国煤炭出厂价格的变动并不能有效调控中国煤炭市场的需求。
4.中国长期煤炭消费预测与模拟分析
根据所建立的煤炭消费变动的协整方程，本文进一步对长期煤炭消费进行模拟分析。
本文首先模拟不同经济增长水平变动下，中国煤炭长期消费的变动过程。
考虑到中国现有工业结构已呈现出明显的重型化特征，2008年工业总产值中重工业产值所占比重已高达71%以上，因此，在本次模拟过程中假设工业结构变量保持不变，而煤炭消费的其它影响因素按其近10年（1999~2008年）的平均年复增长率计算，表示产业结构的变量即GDP中第三产业增加值所占比重（SS）的年增长率为0.6%，煤炭出厂价格指数（PI）的年增长率为9.6%，运输成本（ATC）的年增长率为5.02%，煤炭消费的具体模拟结果见表4。
表4中非常有趣的结果是，在中国GDP年均增长率低于8%的情况下，煤炭消费量先是增加，到一定时期后下降，在本模型中，当中国GDP年均增长率分别为6.5%、7%和7.5%时，煤炭消费分别在2017年、2019年和2025年出现拐点，这意味着中国将经济增长率降到8%以下，煤炭消费量将会自动出现反转。
表4：
不同经济增长水平下中国煤炭长期消费预测结果（单位：
亿吨）
年份
模拟不同GDP增长率（%）
6.5
7
7.5
8
8.5
9
2009
29.2
29.2
29.2
29.3
29.3
29.4
2010
30.6
30.7
30.9
31.0
31.1
31.2
2011
31.7
32.0
32.2
32.5
32.7
33.0
2012
32.6
33.0
33.4
33.8
34.2
34.6
2013
33.2
33.8
34.4
35.0
35.6
36.2
2014
33.6
34.4
35.2
36.0
36.8
37.7
2015
33.8
34.8
35.8
36.9
38.0
39.1
2020
33.0
35.2
37.6
40.1
42.8
45.6
2030
28.0
32.4
37.5
43.3
50.1
57.8
2040
22.8
28.7
36.1
45.4
57.0
71.4
2050
18.4
25.2
34.4
47.0
64.2
87.4
注：
在中国GDP增长率分别为6.5%、7%和7.5%水平下，煤炭消费分别在2017年、2019年和2025年出现拐点。
随后，本文进一步模拟了在不同产业结构或工业结构下，中国煤炭长期消费的变动过程，在此模拟过程中假设GDP的增长率为8%，其它未模拟变动的影响因素仍假设其按近10年的平均年复增长率增长，煤炭消费模拟结果见5。
表5：
不同产业结构及工业结构下中国煤炭长期消费预测结果（单位：
亿吨）
年份
模拟重工业产值比重增长率（%）
模拟第三产业比重增长率（%）
0.2
0.1
-0.2
0.5
0.7
1
2009
29.3
29.3
29.3
29.3
29.3
29.3
2010
31.1
31.0
30.9
31.0
31.0
30.9
2011
32.7
32.6
32.3
32.5
32.4
32.3
2012
34.1
34.0
33.5
33.9
33.7
33.5
2013
35.5
35.2
34.5
35.1
34.9
34.5
2014
36.7
36.3
35.3
36.2
35.8
35.4
2015
37.8
37.4
36.0
37.1
36.7
36.1
2020
42.3
41.2
38.0
40.6
39.6
38.1
2030
49.0
46.1
38.5
44.7
42.0
38.2
2040
55.2
50.0
37.7
47.7
43.1
36.7
2050
61.7
53.7
36.6
50.5
43.7
34.3
注：
第三产业增长率为0.5%、0.7%和1%的水平，分别是代表大幅低于近10年、略低于近10年和保持近10年的增长速度三种情况。
三、结果及相关问题讨论
（一）煤炭消费过多的原因分析
从模型的结果看，中国偏向工业和重工业的产业结构，以及较高的经济增长率是煤炭消费不断激增的主要原因。
1.产业结构的国际比较
从中国产业结构实际情况及国际比较看，2008年，中国三次产业增加值占GDP比重之比分别为12：
48：
40；美国为1：
22：
77，俄罗斯为5：
36：
59；印度为18：
29：
53；巴西为7：
28：
65；经合组织（OECD）为1：
26：
73；世界平均水平为3：
28：
69。
中国的第二产业增加值占GDP的比重高出世界平均水平20个百分点，高出经合组织22个百分点，高出美国26个百分点，高出巴西20个百分点，高出印度19个百分点。
而中国第三产业占GDP的比重低于世界平均水平29个百分点，低于巴西25个百分点，低于经合组织33个百分点，低于美国37个百分点（详见表6）。
在中国的工业经济中，重工业产值所占比重升高，由1978年的5：
5演变为2008年的3：
7。
从中国与美国的30年来产业结构变动趋势看，1978年，中国第二产业增加值占GDP的比重为48%，美国为34%，中国高出美国14个百分点，2008年，中国第二产业增加值占GDP的比重为49%，美国为22%，中国高出美国27个百分点，中美两国第二产业增加值占GDP比重的差距不断扩大。
特别是2002年以后，差距扩大趋势明显。
30年来，中国和美国第三产业增加值占GDP的比重呈上升趋势，但美国始终高出中国28~45个百分点，自2002年以后，这种差距呈扩大趋势，差距将近40个百分点（见图1和图2）。
图1：
中国与美国第二产业增加值占GDP比重比较（1978~2008）
图2：
中国与美国第三产业增加值占GDP比重比较（1978~2008）
由此可见，与世界发达国家特别是美国，或俄罗斯、印度、巴西等大国，以及世界平均水平相比，中国的第二产业比重过高，重工业比重过高，第三产业比重过低，这是中国煤炭消费过多的产业结构原因。
2.经济增长的国际比较
从中国经济增长实际情况和国际比较看，1978年至2008年，中国GDP总量由0.36万亿元增加到30.1万亿元，占全球GDP的比重由1.8%增加到5.4%。
中国GDP年平均经济增长速度为9.9%，高于同期世界年平均3%左右的增长速度6.9个百分点。
2008年，中国GDP增长率仍高达9%，高出世界年平均水平将近7个百分点，高出美国8个百分点，高出经合组织年平均水平将近9个百分点（详见表6）。
从1978~2009年中国与美国的经济增长速度看，中国GDP年平均增长速度高出美国7个百分点（见图3）。
保持较高的GDP增长率需要消耗大量的能源，这是中国煤炭消费过多的经济增长模式原因。
图3：
中国与美国GDP增长率比较（1978~2009）
（二）煤炭消费过多的后果分析
中国不断激增的煤炭消费，不仅导致了矿难事故频发，煤电关系紧张，节能减排压力大，环境污染严重等系列问题，而且还使中国本来并不是很丰富的煤炭资源提前面临耗竭问题，危及中国经济的可持续发展。
1.煤炭消费与矿难事故
改革开放30年来，中国的煤炭产量和消费量不断激增，煤炭产量由1978年的6.2亿吨增加到2009年的30.5亿吨。
煤炭消费量由5.7亿吨增加到30.2亿吨（详见图4）。
图4：
1978~2009年中国的煤炭消费量
从图4中还可以看出，自2002年以来，中国煤炭消费量增幅格外明显。
煤炭消费量不断增加导致了煤炭产
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