国际油价波动、能源效率与经济增长——基于中国数据的实证研究，本文主要内容关键词为：经济增长论文,中国论文,国际油价论文,效率论文,能源论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、引言
石油价格波动与经济增长之间的关系，是研究宏观经济运行的一个重要问题。早期研究认为，石油价格上升和下降对经济的作用方向相反呈线性对称状。然而现实却与理论预测并不一致，1973年工业化国家经济遭受了国际油价高涨的强烈冲击，但1985年油价下跌却没有刺激经济繁荣。为了解决现实与理论相悖的问题，Loungni（1986）和Mork（1989）提出油价波动对宏观经济的影响存在非对称性效应，油价上升和下降都会阻碍生产要素的自由流动，造成油价上升抑制经济增长而油价下降却不会促进繁荣。油价波动非对称效应的出现，纠正了低油价有利于经济发展的传统观念，更为重要的是，国际原油市场的稳定才有助于各国经济平稳、持续发展的理念得到了广泛的认同。
考察油价波动的非对称性效应，研究国际原油价格波动对中国经济的影响尤其具有现实意义。经济的快速增长、工业化与城市化的不断推进以及居民消费结构升级，带动了中国原油消费需求的快速增加，原油需求对外依存度也随之持续攀升，而国际市场原油价格在各种力量的作用下长期处于高位震荡状态，基于此背景中国经济会面临怎样的考验，以及如何规避国际油价波动对中国宏观经济的负面效应是本文试图解释的问题。
传统分析多从生产核算的角度衡量油价波动对经济的影响，在系统梳理现有文献的过程中，我们发现对外贸易是油价波动影响经济的重要渠道，而能源效率则会在经济承受油价冲击时发挥关键作用。长期以来中国的原油需求大都能通过国内供给满足，学术界较少从实证的角度分析国际油价波动对我国经济的影响，而且极少有研究涉及到国际油价波动对中国经济的非对称性效应。本文基于油价波动的非对称性效应，以对外贸易为渠道，在原油价格分解的基础上采用月度数据，运用协整分析与误差修正模型检验国际油价波动、能源效率变化与我国产出增长率之间的长期均衡关系，并刻画出由短期波动向长期均衡的动态调整过程。
本文的结构安排是：第二部分对原油价格波动效应及其作用机制的文献回顾；第三部分是研究模型设计；第四部分为数据说明与计量检验；最后是主要结论及启示。
二、文献回顾
上世纪70年代起，国际油价的频繁波动对西方工业化国家的经济发展造成了极为深刻的负面影响，并引起了经济学家的广泛关注。在石油价格波动与产出关系的一系列研究中，Hamilton（1983）的工作是开创性的，他在线性分析的基础上，成功运用 VAR等现代经济学分析工具，排除了石油价格上涨与经济衰退之间存在统计关系的巧合性和第三方决定因素的可能性，检验证明二战后石油价格上涨对经济的抑制引发了衰退。依据线性分析方法的对称性逻辑，油价上涨抑制经济引发衰退，与之对应，油价下跌将会刺激经济增长。由于研究的样本时间段内并未出现石油价格下降，Hamilton的分析只是检验到油价上涨对GNP和就业的负向冲击，而未涉及到油价下跌对产出的影响。
1985年国际油价暴跌，为考察油价起伏对产出的对称性影响创造了一个现实世界的实验室。然而，油价的大幅下挫却没有带来线性分析方法所预期的经济繁荣，作为一种替代油价波动的非对称性效应应运而生，即原油价格的上升和下降对经济的影响并非呈作用方向相反的对称状。Loungani（1986）较早观察到这一现象，他在离差假设（dispersion hypothsis）的基础上，检验证明了原油价格变动对不同产业的冲击决定了各个产业就业增长的离差，因此用石油价格冲击解释总失业率的变化具有较强的说服力和显著性。Loungani扩展了Hamilton（1983）的研究样本时间段，分析原油价格冲击的潜在再分配效应，并指出原油价格变化的方向并不重要，原油价格的上涨和下跌都会对就业构成逆向冲击。
Mork（1989）在Hamilton（1983）的研究基础上，修正了美国价格管制时期的原油价格水平，并对原油价格上升和下降进行处理，作为两组独立变量分别研究对经济的影响。Mork的研究发现，油价上涨对经济的逆向冲击是非常强烈的，相反油价下降对经济的影响却不显著。继Mork之后，部分学者转向石油价格波动和产出关系的稳定性研究，Lee，kiseok and Ronald（1995）以及Hooker（1996）研究发现在VAR模型中随着样本时间段的纵深，石油价格波动与GDP、GNP和失业等产出变量的关系变得并不稳定，变量间的统计显著性逐渐下降，并认为这种不稳定的关系也是非对称性的一个重要特征。
围绕油价波动非对称性效应作用机制的研究，经济学家也展开了一系列有益的尝试。Loungani（1986）认为，石油价格冲击和常见的经济冲击一样，都不可能使劳动力在受影响的部门间平滑地流动。石油价格正向和负向的变动，都会增加劳动力资源在受到油价冲击的部门间再配置时的摩擦，由于存在劳动力再配置成本，无论价格上升还是下降，石油价格冲击对就业的作用都是逆向的。Hamilton（1988）在新古典研究框架下，运用一般均衡模型，从劳动的专业化出发，认为如果劳动力能够自愿、无摩擦的在受石油价格冲击的部门间转移，那么某个部门产出的损失能够通过其他部门的收益加以弥补。然而由于专业化的限制，劳动力宁肯失业也不愿从所在部门转移出，而是静待环境的好转。因此，劳动力不会从受石油价格冲击的部门无摩擦的自由流动，造成石油价格冲击下个别部门的利益损失不可能通过其他部门收益的增加来弥补。
从投资与不确定性的关系出发，分析油价波动的非对称性效应作用机制，也具有一定的代表性。Bernanke（1983）研究指出相对于平稳的价格水平而言，原油价格波动增加了未来油价走势的不确定性，处于这种情形，企业的最佳选择是推迟不可撤销的投资支出，因此原油价格波动、不确定性上升增加了等待投资的选择价值。换言之，通过等待新的信息，企业能够优化投资决定，从而改善企业的境遇。Pindyck（1991）认为石油冲击增加了未来经济环境的不确定性，原油价格是上升还是下降、高油价对不同类型资本的边际产出的影响以及原油价格波动对通货膨胀影响时间的长短都充满不确定性，而且均会推迟新增投资的形成。Ferderer（1992）的研究发现原油价格的波动对投资导向的GNP组成部分有强烈的影响。油价波动之后，长期投资和结构性投资都经历了持久性的大幅下降。
总体来看，现有研究多是围绕发达国家展开，但像中国这样的发展中国家，经济发展水平、工业化进程和市场发育程度都与发达国家存在较大的差距。国际油价波动影响产出的传导机制在中国是否有效，油价波动的非对称效应是否仍然成立，都有待深入探讨。
三、研究设计
为了能够准确捕捉国际油价波动对中国经济的影响，本文采用Mork（1989）的原油价格分解处理方法，对原油价格变量取自然对数记为LNP[，t]，再将LNP[，t]差分即dLNP[，t]，差分后变量序列的含义就变为原油价格变动率。进而将原油价格变动率序列分解为原油价格上升序列和原油价格下降序列，并分别记为dLNPUP[，t]与dLNPDN[，t]，从而能够单独考察原油价格上升和下降对产出增长率的影响。
针对发达国家的研究多数人认为油价波动一般是通过阻碍资本与劳动等生产要素的自由配置为传导机制，间接地影响产出。但在中国的转型经济背景下，实现工业化还需一段较长的历程，而且资本与劳动自由流动的市场机制也没有完全形成，上述传导机制在中国显然不够清晰。Abeysinghe（2001）以贸易矩阵为研究基础指出，无论国别大小只要在开放经济条件下油价波动就存在直接效应和间接效应，高油价会直接冲击新加坡这样的原油进口国，而马来西亚、印度尼西亚等原油净出口国会因出口收益的提高而间接增加从新加坡的进口，因此石油价格对新加坡的影响取决于直接效应与间接效应的对比。这些研究为我们的分析提供了一个可借鉴的思路，中国是原油净进口国也是世界贸易大国，原油消耗将转化为中国出口商品的成本，因此国际油价的波动会作用于进、出口影响中国经济。对外贸易是国际油价波动影响中国经济的一个重要渠道，而传统的方法多从生产核算的角度考察原油价格波动对产出的影响，因此本文尝试通过对外贸易渠道分析国际油价波动对中国经济的影响。
此外，一般来说高油价对国内经济的影响除了取决于原油净进口量，能源效率也是一个不容忽视的因素（Hamilton，2005）。
生产一定的产出需要劳动、资本和能源的投入，则生产函数如下：
（4）式说明能源的产出弹性取决于能源消费占支出的份额。
能源价格上升，为了简化分析，假定能源消费量保持不变（事实上国际原油价格大幅上升，我国原油消费量仍然在增加）则消费损失为E·ΔP（ΔP为能源价格上升的绝对量），或者相对于总收入QY消费损失可以表示为：
不难发现，能源强度（E/QY）上升、能源效率下降，能源价格波动的幅度（ΔP/P）越大，经济损失也就越大。
同样是以新加坡经济为研究对象，Chang and Wong（2003）运用脉冲响应和方差分解技术发现，由于1989年以来新加坡石油强度和石油消费占支出份额呈现持续下降的趋势，即能源效率得到了改进，石油价格波动对新加坡经济的影响甚微。这表明，能源效率可以通过影响能源消费，缓解油价波动的逆向冲击，因此我们的分析中也将包含能源效率对产出的影响。
基于以上我们的实证模型设置如下：
四、数据说明与计量检验
我国原油价格于1998年6月开始与国际市场价格接轨，2000年成品油价格与国际市场“有限接轨”，因而本文所采用的时间序列变量，除特别说明外都来自《中国经济景气月报》2000年1月至2006年8月的月度数据（除原油价格外，所有数据都用 Census X12消除了季节影响）。
由于没有GDP的月度数据，但即便是季度数据的月度分解也难以准确反映产出的变化，选择使用工业增加值作为产出的近似替代。我国工业部门的原油消费量占总原油消费量的99％，衡量石油价格波动对产出的影响，工业增加值应该是一个合理的代理变量，并用工业生产品出厂价格指数对产出变量进行价格调整。
在原油价格变量选取方面，本文采用国际八大原油现货市场价格① 的月度平均值，以反映国际原油价格整体波动情况。我们接受Hamilton（2003）的建议，在大多数的石油价格冲击中，对于石油净进口国而言，名义价格反映出了数量上的扩大形式，而不是所在时间范围内的整体物价水平的变化，分析石油价格冲击的影响时采用名义变量。
衡量对外贸易，采用人民币价格表示的进、出口额，经CPI调整为实际值。
能源效率通常使用能源强度衡量，我们用原油强度作为近似代替。由于缺乏原油消费的月度数据，而采用月度原油进口量与生产量之和作为替代。通过观察我国原油平衡表可以发现，原油的年消费量与供给量（原油进口与国内原油产量之和）大致平衡，并且我国还未建立大规模的原油战略储备，因此用国内原油产量与进口量之和与实际工业增加值的比值替代原油强度具有一定的合理性。从计算公式上来看原油强度是由原油消费和产出决定，但实质上原油强度取决于国内产业结构优化、节能技术进步以及体制创新等因素，相对于经济总量与能源消费量而言能源强度是一个外生变量（韩智勇等， 2004）。而诱致性技术变迁理论阐明长期中油价上升会促进原油利用效率的提升（Newell，1999；Popp，2002），为了避免内生性，我们使用滞后一期的能源效率。
基于以上分析，本文结合协整分析和误差修正模型，对产出、对外贸易、原油价格以及能源效率进行实证分析，从而能够剖析原油价格波动、能源效率与产出之间的长期均衡关系，以及原油价格的一个暂时波动对产出的短期影响。
1.序列平稳性——单位根检验
时间序列分析需要检验各变量序列的平稳性，即单位根检验，而协整检验和误差修正模型要求系统中个变量具有相同的单整阶数（如果至少两个解释变量的单整阶数高于被解释变量单整阶数，也可能存在协整关系）。单位根检验采用ADF检验法，最佳滞后阶数按照AIC准则确定，单位根检验结果见表1。
2.协整关系——Johansen检验
单位根检验表明被解释变量LNGRY[，t]的单整阶数低于除原油价格变量外的三个解释变量的单整阶数，满足Johansen检验的前提。如果时间序列变量具有协整关系，则说明各变量具备长期稳定关系。
协整检验首先需要在（Unrestricted）VAR（P）模型下确定合理的协整滞后阶数，可依据LR、FPE、 AIC、SC、SCHQ等多种检验准则，以保证协整关系统计上的可信度，检验滞后阶数为4。协整检验以及 VAR滞后期检验均假设含截距项，不含时间项的线性趋势。
表2的Johansen检验结果表明在5％的显著性水平下，轨迹统计量与最大特征值统计量均拒绝零假设，表明变量间存在协整关系，具备长期稳定性。协整关系成立，则可测算出变量间具体的协整方程：
以下是对协整方程的解读：
首先，长期中原油价格上升和下降对产出增长率作用的符号分别为负向和正向，但原油价格下降自身为负值，因而无论原油价格上升还是下降都会抑制产出增长率的上升。并且原油价格上升对产出增长率的影响要强于原油价格下降的影响。这说明在我国原油价格波动对产出同样存在非对称性效应，并且原油价格上升对经济的影响更加显著。值得注意的是，虽然原油价格下降对产出增长率的作用小于原油价格上升的影响，但二者之间的差异十分微弱只有0.04。
其次，对外贸易中进口对产出的作用符号为负，而出口的作用是正向的，即进口将抑制产出的增加，出口能够带动经济增长、提升国民收入水平。并且长期中，出口在所有解释变量中对产出增长率的影响最为强烈。沈坤荣和李剑（2003）的研究指出国际贸易通过提升国家要素禀赋结构和加速制度变革进程对产出有着显著的正面影响，结合本文的实证结果，我们认为对外开放仍然在持续推动着中国经济发展水平的提高。
第三，原油强度对产出增长率的作用符号为正，这说明中国经济增长伴随着能源消耗的不断增加和能源强度的持续上升，即能源效率下降的同时维持一定的经济增长速度需要增加原油投入量。沈坤荣和孙文杰（2004）的研究认为我国单位产出的能源消耗高（能源强度高）是投资低效率的表现，因此经济的增长必然需要大量的投资来带动。Berndt和 Wood（1979）研究发现能源和资本在生产过程中的关系是互补性的，维持我国经济增长的能源消耗不断上升，意味着必须有相应的投资增加与之匹配。协整方程中，原油强度对产出的作用系数仅次于出口的影响，从侧面反映投资对中国经济增长的拉动效应是极其关键的，这与沈坤荣和孙文杰的研究结果一致。
需要指出的是，我国高投资、低效率、高耗能带动高增长是典型的数量型增长方式，其后果是经济发展的资源瓶颈问题日益凸现，据测算我国人均石油储量为1.8吨是世界平均水平的7％，不勘探出新的大规模油田，石油的储采比仅有16年，可采储的接替率不足②。如果不转变我国现有增长方式，依靠技术进步和人力资本积累提高能源效率、推动经济发展的质量型增长方式没有形成，那么国内原油储量的递耗和国际原油价格的频繁波动将会加剧我国原油贸易风险，威胁国家能源安全和经济安全。
最后，从长期来看原油价格波动对我国产出增长率的影响不大，主要原因在于出口和投资仍然是拉动经济增长的主引擎，并且煤炭是我国能源消费的支柱占一次能源消费总量的70％，而原油消费仅占23％。相对于对外贸易和投资而言（从原油强度的系数可以推断），原油价格波动对产出的影响要低得多，油价上涨1％会造成产出增长率下降0.21个百分点，而出口对经济的拉动效应更加显著，也正是这个原因国际油价高企，中国经济却依然能够保持快速的增长势头。另一方面，对外开放与能源效率也存在作用关系，史丹（2002）分析论证了对外开放，通过提高要素流动性而改进能源效率，降低了单位产出的能源消耗。因此，无论从促进经济增长的角度考虑，还是基于改善能源效率的目的，发展外向型经济、加强与全球经济的融合应是我国经济发展的长期战略选择。
3.误差修正——VEC
在分析了原油价格波动与产出增长率的长期均衡关系之后，我们仍然需要了解原油价格的短期波动（如OPEC限产、原油供应中断）对产出增长率的影响，在此运用VEC进行分析。VEC是建立在协整基础上的VAR模型，能够反映变量间短期波动的影响。VEC模型适用于具有协整关系的非平稳序列，允许变量短期波动，进而分析从短期波动的非均衡向长期均衡状态调整的过程。
对协整方程（11）进一步检验，VEC模型的调整系数为-0.018调整后R2为0.615，这说明将短期波动向长期均衡拉动的力度较小，从短期波动向长期均衡状态的调整速度比较慢。油价的短期波动会在一个较长的时间内对产出形成持续的作用。具体影响可以通过脉冲响应和方差分解加以刻画和描述。
在脉冲响应分析之前，我们需要检验VEC模型残差的稳定型，以保证脉冲响应的客观性和准确性。VEC模型残差的稳定性检验表明，有5个根为1（VEC设定包含5个单位根）落在单位圆上其他均落在单位圆内，因此VEC稳定性条件得到满足，不会影响到脉冲响应。
脉冲响应是用于描述在VEC扰动项上加入一个单位标准差大小的新信息冲击（innovation）对被解释变量当前值和未来值的影响。图1表明，原油价格上升一个单位标准差的冲击，会造成第2期产出增长率的小幅上升，而后下降，并且产出增长率的波动态势会在长时间内持续下去，但波动的幅度逐渐趋缓，并在50期后达到相对平稳状态。原油价格上升初期会提高产出增长率，对此我们的解释是，由于消费的刚性和投资具有不可撤销性，原油价格上升初始消费和投资金额都有所增加，但之后消费与投资对原油价格的敏感性发挥了作用，消费与投资开始减少，产出增长率下降。
图1 产出增长率受原油价格的脉冲响应
原油价格下降一个单位标准差对产出的冲击，与原油价格上升的影响相似。二者在10期内对产出的影响都比较显著，随后逐渐趋于平稳。原油价格一个单位标准差的冲击造成产出增长率的持续波动，用Hamilton（1988、2003）的理论可以解释为资源再配置滞后于原油价格波动。由于信息的搜集具有成本，获取的原油价格冲击的信息是有限的，以劳动力资源为例，当原油价格波动冲击了特定部门，劳动力资源由于专业化的原因不愿从受冲击的部门转移出，而原油价格波动过后由于担心价格仍然不稳定劳动力资源也不愿流入曾受冲击的部门。此后随着经验积累、获得信息增加，资源再配置经过不断微调，产出增长率逐渐平稳。因此原油价格波动会对产出增长率构成逆向冲击，并且会在长时间内持续。
VEC的动态结构系统，可以通过方差分解的办法，给定一个不同时期解释变量的波动，分解出其他变量在相应时期对方差的贡献。表3是基于VEC，模拟了20个月内部分时期的方差分解结果。表3显示，通过方差分解原油价格上升对产出增长率的最大贡献出现在13期，而原油价格下降对产出增长率的贡献出现在7期，因此原油价格波动在10期左右对经济的影响最大。总体来看原油价格波动对产出增长率波动的贡献较小，初期原油价格下降对产出增长率变动的解释力要强于原油价格上升的解释力。但相对于油价下跌，长期中原油价格上升产出的影响更加显著。
原油强度的变化对方差分解的贡献是在不断上升的，这表明我国在数量型增长方式下，需要不断持续的高投入、高能耗以维系现有经济增长速度。另一方面，国际油价高位波动，维持经济增长所需的能源投入增加，原油消费占国民收入的比重进而提高，油价波动对经济的影响增大。2006年8月国际油价达到历史最高水平，而我们的实证分析显示油价波动对经济的影响会在近10个月后达到最大，因此在资源与环境的双重约束下，国际油价高位波动将进一步挑战中国经济的承受能力。
五、结论及启示
本文的实证结果表明，国际油价波动对中国经济存在非对称性效应，而在数量型的增长方式下，维持一定的增长速度需要不断增加原油消耗，从而进一步强化了油价波动的逆向冲击效应。这对于规避国际油价波动的负面效应，具有以下启示：
1.稳定的国际能源市场有助于中国经济的持续、和谐发展，但稳定国际油价并非一个国家或者机构所能控制。中国作为世界经济大国，政府不应当过多干预油价，过度的人为控制反而会增加油价波动的不确定性，进而伤害中国经济的健康发展。在一定程度上，应当由市场机制对油价波动进行自发调节，实现资源的优化配置。此外，不仅要重视油价上升的负面影响，还需要警惕油价下跌带来的经济风险。通过规范能源生产与供应的市场化行为，预防国际油价下挫导致国内原油供给减少，保障宏观经济的正常运行秩序。
2.国际原油价格处于比较合理的区间范围内时，应逐步扩大国家石油战略储备，以便能够缓冲未预期到的油价波动，并在必要时平抑油价波动。另外，建立和完善原油期货市场引导市场对油价波动的理性预期，熨平油价的短期波动，以最合理的方式减少经济损失。
3.缓解油价波动对中国经济的冲击，应以提高能源效率为主。可以通过优化产业结构与能源结构、加快能源领域市场化改革、倡导地区间节能技术合作以及加强对新能源开发的财税政策支持力度等途径，提高能源效率、缓解经济对能源的过度依赖。从长远的经济发展来看，需要转变高投资、低效率、高耗能带动高增长的数量型增长方式，加强自主创新，最终形成依靠技术进步推动经济又好又快发展的健康态势。
注释：
①包括：WTI、布伦特、迪拜、米纳斯、塔皮斯、辛塔、大庆和胜利。数据取自《国际石油经济》2001年来历期。
②财政部财政科学研究所“可持续能源财税政策研究”课题组，2006：《可持续能源战略的财税政策研究》，《经济研究参考》，第 14期第5页。
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