陈雪冰 刘陈帅 谢冬雪 门晓君

摘 要：能源是国民经济发展和社会进步的重要动力来源和物质保障，研究能源消耗量与经济增长的关系具有战略意义，为国家或地区的经济发展策略提供一定的参考。本文以河北省为例，采取1997年至2015年能源消耗量与经济增长相关的18个指标，构建基于主成分分析的能源-经济系统。计算出综合发展水平指数并给出了河北省能源消耗量与经济增长的关系。

关键词：区域经济增长；能源消耗量；多元统计分析；主成分分析

0.引言

能源是国民经济发展和社会进步重要的动力来源和物质保障。能源消耗量是指一个国家、地区、行业或部门一定时期内消费能源的总量。具体表现为原煤、石油、天然气和电力等的消耗。近年来，河北省经济快速发展，2015年地区生产总值达到29 806.10亿元，在全国省级行政区排名第七。与此同时，能源消费量也在逐年增加，1985—2013 年河北省能源消费总量从 4548.85万吨标煤增长到31170.36万吨标煤，增长了5.85倍，年均增长7.12%。伴随着河北省人口的不断增长和城市化的持续推进，经济发展与能源消耗两者之间的关系也越来越密切，研究两者之间的关系对经济发展具有深刻的意义。

国内外学者在研究能源与经济关系的进程中衍生出很多的理论与方法，然而因模型、指标数据的选择不同，结果却大相径庭。目前能源-经济系统的研究结果支撑以下四种假说：（1）增长假说；（2）节约假说，；3）反馈假说；4）中性假说[1]。

raft（1978）[2]在能源、经济关系研究中做出了开拓性工作，研究发现“节约假说”在美国成。 lasure 和 Lee（1998）[3]通过对新加坡能源、经济关系的研究，发现“增长假说”成立。Hwang Gum（1992）[4]在对台湾地区能源、经济关系研究中，发现“反馈假说”成立。Ferguson（2000）[5]通过对七国集团的研究发现，美国、加拿大、日本、德国、法国、意大利、英国电力消耗与济增长之间不存在因果关系，即“中性假说”成立。林伯强（2001）[6]将误差修正模型引入源、经济关系的研究中，进而分析了能源消费的短期行为特征。韩志勇、魏一鸣（2004）[7]通过分析我国能源、经济方面的数据，发现二者之间不存在长期均衡关系，但是二者之间的反馈假说”成立。

1.研究方法

1.1 指标的选取与预处理

能源消耗是指一个国家、地区、行業或部门一定时期内消费能源的总量。具体表现为原煤、石油、天然气和电力的消耗。因此本文将通过选取以上能源的年均消耗量作为第一组变量指标来判断整个能源消耗系统的变动情况。具体指标为煤炭消费量X1（万吨标准煤），焦炭消费量 X2（万吨），原油消费量 X3（万吨），汽油消费量 X4（万吨），煤油消费量 X5（万吨），柴油消费量 X6（万吨），燃料油消费量X7（万吨），天然气消费量X8（亿立方米），电力消费量X9（亿千瓦/时）。

经济增长是指一个区域内经济规模总量的不断扩大，具体表现为所提供的产品和服务总量的增多。区域经济的发展是内外部因素共同作用的结果，因此不能只用单一的指标来衡量，本文借鉴相关文献的做法，采用地区生产总值指数Y1（上年=100）、第一产业增加值指数 Y2（上年=100）、第二产业增加值指数 Y3（上年=100）第三产业增加值指数Y4（亿元）、地区生产总值Y5（亿元）、第一产业增加值Y6（亿元）、第二产业增加值Y7（亿元）、第三产业增加值Y8（亿元）、人均地区生产总值Y9（元/人）等9个指标来构建区域经济发展指标系统。综上所述，本文将通过以上指标对河北省区域能源消耗系统和经济增长系统进行分析。

1.2 数据来源

根据上述各项指标体系，以河北省区域为研究样，利用1997-2016年的面板数据进行分析，数据来源于国家统计局。

1.3主成分分析

在多指标问题的研究中，通常采用主成分分析的方法，以达到降维的目的。利用主成分分析法，可以测算系统的发展水平。 主成分分析的原理如下：

设有 n 个样本，每个样本观测 p 个指标： ，得到原始数据资料阵：

其中

用矩阵X中的p 个向量 作线性组合，结果如下：

简写为：

系数 由下列条件决定：

（1）不相关性。 不相关，

（2）方差递减。

（3）

模型可写为：

其中

参考文献：

[1]黄艳华. 重庆市能源-经济-环境（3E）系统协调发展研究。

[2]韩智勇， 魏一鸣， 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， 2005， 22（12）： 17-21.