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国内外学者对产业结构和能源消费进行了很多研究，如路正南建立了能源消费模型，证实产业结构变化直接影响能源需求和改变能源消费结构；史丹也认为结构变动是能源消费的重要影响因素，对不同的能源品种影响程度和作用方向不完全一致；韩智勇、魏一鸣基于结构分解分析方法研究了1980— 2000年间中国能源强度与经济结构变化的特征；徐博等研究得出第一产业和工业比重的变化是影响能源消费总量变化的主要因素。本文将采用1984年到2005年的数据样本，分别对第一二三产业的产值及其能源消耗进行回归分析，比较各产业产值与能源消耗之间的关系与影响。
一、 我国产业结构及其能源消耗定性分析
(一)产业结构的调整现状
自1984年以来我国产业结构调整取得了较大的成绩，三次产业结构由1984年31.8∶43.1∶25.1调整至2005年的12.6∶47.5∶39.8(见下图)，其中第一产业比重大幅下降，第二、三产业的比重持续上升，特别是第三产业发展迅速，但第二产业仍旧是我国的支柱产业，是拉动经济增长的主导力量。
从第二产业内部结构来看，一些资金密集型和资源消耗型的重化工业成为带动经济增长的主导产业，其中，制造业结构具有明显的高加工度化趋势。从1999年开始的五年多时间内，我国工业发展出现转折性变化，无论是在产值、投资、利润增长方面还是在比重上，重工业都超过了轻工业。1999年重工业增长速度超过了轻工业1个百分点，2003年甚至达到4个百分点；重工业的比重2003年达到了64.3%，几乎接近了重工业优先发展时期的最高纪录(66.6%，1960)。可见，自20世纪90年代以来，第二产业内部结构呈现出重工业化和高加工度化的趋势，由以轻型制造业为主向以重型制造业为主转变，重型制造业从以原材料制造业为主向以加工组装型制造业为主转变。
(二)能源消耗现状
我国产业结构调整带来了对能源需求的大量增加。从能源消费量来看，自2000年我国能源消费开始摆脱负增长，之后一直保持较高速度的增长。1999年到2004年，能源消费总量均超过了能源生产量，能源供应出现了缺口。能源消费增长率2002年超过GDP增长率，2004年开始超过能源生产率，快了2.24个百分点。这对我国的能源安全和经济的可持续发展都产生了不小的压力。其中工业部门是能源消费大户，其能源消费占全国能源消费的比重一直保持在70%左右，特别是最近几年，工业消费能源的比重逐步提高，从第二产业的内部结构来看，1990—2003年，钢铁、建材、有色金属的能源消费量占整个工业能源消费总量的比重分别上升6.4%、9.5%和0.5%，化工、造纸的能耗比重则分别下降2.4%和0.8%。几个高耗能行业能源消费量占工业能源消费总量的比重，由1990年的66.9%上升到2003年的79.3%，重化工业特征在能源消费方面表现得十分显著。
从能源强度来看，随着产业结构的升级，我国各次产业的能源强度均有不同程度的改变，第一产业的能源强度基本上保持在2.4万吨标准煤/亿元上的水平，近两年略有上升。第二产业的能耗强度一直是三次产业中最高的，从1984年15.46万吨标准煤/亿元降至2001年的4.58万吨标准煤/亿元，下降幅度达到70.4%。2001年后又逐步上升，至2005年达到5.14万吨标准煤/亿元。第三产业的能源强度一直是三次产业中最低的，从1984年至今其平均水平为1.75万吨标准煤/亿元，在2002年达到最小强度1.42万吨标准煤/亿元后，每年都略有上升，到2005年达到1.75万吨标准煤/亿元，所以第二产业比重过大仍是我国能耗高的主要原因。
虽然我国产业结构调整在整体上正趋于优化升级的过程之中，与具有高度化产业结构以及产业结构与能源消费结构协调一致的发达国家相比，我国产业结构的调整还远未步入产业结构与能源消费协调一致的良性轨迹，这主要是由于能源消费结构与产业内部结构不合理等原因，使得整体产业结构的好转并未带来我国产业能源消费弹性的下降和增量能源利用效率的提高造成的。产业结构“重化”与能源消耗剧增等问题，成为产业与能源不协调问题的一个主要原因。
二、产业结构与能源消耗关系的实证分析
(一)分析方法
1.平稳性检验
美国学者Nelson与 Plosser在其研究中曾指出，多数的宏观经济时间序列都是不稳定的，只有确定了序列的平稳性才能进一步对他们进行协整性分析和因果性检验。因此，作为分析的第一步，要对各时间序列进行平稳性检验。本文在利用AIC与SC准则确定变量的滞后阶数的基础上，运用ADF检验方法对所有产出数据和能源消费序列进行单位根据检验来判断其稳定性。
2.协整检验
协整概念是20世纪80年代由恩格尔(Engle)和格兰杰(Granger)提出的。协整的基本思想认为，尽管两个或者两个以上的变量中每个都是非平稳的，但它们的线性组合有可能相互抵消趋势项的影响，使该组合成为一个平稳的变量。协整理论为两个或两个以上非平稳变量之间寻找均衡关系，以及用存在的协整关系的变量建立动态模型奠定了理论基础。本文将运用E-G两步法来检验各产业能源消耗与实际GDP之间的协整关系。
3.Granger因果检验
这是计量经济学中最常用的因果关系检验方法，三次产业实际GDP和各自能源消费两个变量之间究竟是由哪个变量的变动引起的另一个变量的变动，还是它们两者之间具有相互的影响作用，Granger和Sims提出的因果关系检验是解决这类问题的一种方法。
(二)数据分析
本文采用从1984年至2005年间的数据，原始数据均来源于历年的《中国统计年鉴》，能源消费EC是个实物指标，单位是万吨标准煤，CE1、CE1、CE3分别表示第一产业、第二产业、第三产业的能源消耗量。国内生产总值GDP是根据以1984年为基期的GDP指数和1984年GDP数据计算获得，得到的GDP1、GDP2、GDP3数据均为1984年不变价格的第一产业、第二产业、第三产业的实际GDP，单位是亿元人民币。回归与检验的计算过程通过计量经济软件Eviews3.1完成的。
1.第一产业与其能源消耗关系
⑴平稳性检验，结果如表1：
表1GDP1和CE1序列ADF检验结果
检验结果表明，LNGDP1、LNCE1序列在显著性水平为1%的情况下都是二阶单整序列，因此可以进一步进行协整检验。
⑵协整检验
建立CE1与GDP1之间的协整方程，经回归得到：
CE1=1375.778+1.185GDP1(方程3.1)
(t=2.997)(t=9.236)R2=0.800F=85.313
对残差进行平稳性检验得出残差是平稳的，因此第一产业能源消耗和第一产业经济增长之间具有协整关系，方程3.1体现了它们之间的长期均衡，即如果第一产业经济产值增加1亿元，那么平均第一产业能源消耗将增加1.185万吨标准煤。
⑶Granger因果检验
表2GDP1和CE1滞后1期的Granger因果关系检验结果
由检验结果可以看出，在滞后阶数为1时，在显著性水平为1%的情况下，表现出从GDP1到CE1的单向格兰杰因果关系。
表3GDP1和CE1滞后2期的Granger因果关系检验结果
由检验结果可以看出，在滞后阶数为1时，在显著性水平为1%的情况下，表现出从GDP1到CE1的单向格兰杰因果关系。
2.第二产业与其能源消耗关系
⑴ADF检验，结果如表3.4所示
表4 GDP2和CE2序列ADF检验结果
检验结果表明，LNGDP2、LNCE2序列在显著水平5%下都是单整序列，因此可以进一步进行协整检验。
⑵协整检验
建立CE2与GDP2之间的协整方程，经回归得到：
CE2 =47995.55+2.9556GDP2(方程3.2)
(t=12.234)(t=12.34)R2=0.878F=152.35
对残差进行平稳性检验得出残差是平稳的，因此第二产业能源消耗和第二产业经济增长之间具有协整关系，方程3.2体现了它们之间的长期均衡，即如果第二产业经济产值增加1亿元，那么平均第二产业能源消耗将增加2.9556万吨标准煤。
⑶Granger因果检验
表5 GDP2和CE2滞后1期的Granger因果关系检验结果
由检验结果可以看出，在滞后阶数为1时，在接近1%的显著性水平上，两个原假设都被拒绝，表现出第二产业经济增长和能源消耗之间的双向格兰杰因果关系。
表6GDP2和CE2滞后2期的Granger因果关系检验结果
由检验结果可以看出，在滞后阶数为2时，在显著性水平为1%的情况下，能源消费对经济增长的因果关系消失，仅表现出从第二产业经济增长到能源消耗的单向格兰杰因果关系。
3.第三产业与其能源消耗关系
⑴ADF检验，结果如下
表7GDP3和CE3序列ADF检验结果
检验结果表明，LNGDP3、LNCE3序列在显著性水平为1%的情况下都是二阶单整序列，因此可以进一步进行协整检验。
⑵协整检验
建立CE3与GDP3之间的协整方程，经回归得到：
CE3 =1343.98+1.393GDP3 (方程3.3)
(t=3.404) (t=24.46)R2=0.96 F=598.32
对残差进行平稳性检验得出残差是平稳的，因此第三产业能源消耗和第三产业经济增长之间具有协整关系，方程3.3体现了它们之间的长期均衡，即如果第三产业经济产值增加1亿元，那么平均第三产业能源消耗将增加1.393万吨标准煤。
⑶Granger因果检验
表8 GDP3和CE3滞后1期的Granger因果关系检验结果
由检验结果可以看出，在滞后阶数为1时，在显著性水平为5%的情况下，拒绝“GDP3不是CE3的格兰杰原因”的原假设，表现出从GDP3到CE3的单向格兰杰因果关系。
表9GDP3和CE3滞后2期的Granger因果关系检验结果
由检验结果可以看出，在滞后阶数为2时，在显著性水平接近1%的情况下，拒绝“GDP3不是CE3的格兰杰原因”的原假设，表现出从GDP3到CE3的单向格兰杰因果关系。
4. 结论分析
从以上分析表明，CE1与GDP1、CE2与GDP2、CE3与GDP3虽然个别看起来都是非平稳的，但它们两者之间是协整的，具有长期的协同趋势，其中方程3.1、3.2和3.3就表明了长期内他们之间的关系。
从因果检验来看，第一产业、第三产业与其能源消耗之间均显示出从经济增长到能源消耗的单向因果关系，只有第二产业在滞后阶数为1时表现出经济增长和能源消耗之间的双向因果关系。这说明能源消费的波动会对第二产业的经济增长造成冲击，第二产业经济增长对能源的依赖性很强，因此就第二产业而言，能源供应的短缺将对经济增长形成制约。
三、政策及建议
我国的经济增长方式仍以粗放型为主，经济发展对能源消耗的依赖性过大，必须努力转变经济增长方式，加快产业结构的升级和调整，推动国民经济结构的轻型化和节能化。通过产业结构调整降低单位GDP能源消耗是实现节能降耗的重要途径。
1.产业结构调整要巩固和加强农业的基础地位
我国应努力提高农业养殖种植技术的科技含量，注重资源节约，大力发展集约型农业，为第二、三产业的发展提供稳定的物质保证，对于产业结构的优化和促进经济的发展有重要的现实意义。
2.要依赖较少的能源实现经济的高速发展，就必须坚持走新型工业化道路
我国三个产业中工业比重过大，工业中高能耗、高物耗的重工业增长偏快，这是我国单位GDP能耗高、环境压力大的重要原因。因此必须加快调整第二产业的内部结构，防止工业产业结构过度重型化。严格限制工业内部高耗能、高污染行业的项目建设和过快发展，提高这类行业的进入门槛。加大查处力度，清除一些规模小、能耗高、能源利用效率低的作坊式经营单位。优先发展信息产业，以信息化带动工业化，大力发展高新技术产业和高附加值的产业，利用高技术产业改造传统产业，推进产业结构向能源集约型的新型化方向转变，提高第二产业经济发展的质量，发挥其对经济发展的重要支撑作用。
3.制定相关优惠政策，加快第三产业发展
鼓励发展整体能耗相对较低的第三产业，2005年我国服务业产值占GDP的比例为39.8%，这个比例大大低于高收入国家的71%，也低于全世界平均水平68%。当前我国的第三产业过于依赖生活型性服务业的低质结构的情况，应该以发展生产性服务业为突破口，大力发展现代服务业，提高它们在国民经济中的比重，增强它们的发展水平和对经济增长的带动作用，降低经济增长的能源消耗和环境污染。这对于有效缓解当前我国能源、经济和环境约束之间的矛盾、加快经济增长方式的转变具有不可替代的作用。
(上海师范大学商学院)
一、 我国产业结构及其能源消耗定性分析
(一)产业结构的调整现状
自1984年以来我国产业结构调整取得了较大的成绩，三次产业结构由1984年31.8∶43.1∶25.1调整至2005年的12.6∶47.5∶39.8(见下图)，其中第一产业比重大幅下降，第二、三产业的比重持续上升，特别是第三产业发展迅速，但第二产业仍旧是我国的支柱产业，是拉动经济增长的主导力量。
从第二产业内部结构来看，一些资金密集型和资源消耗型的重化工业成为带动经济增长的主导产业，其中，制造业结构具有明显的高加工度化趋势。从1999年开始的五年多时间内，我国工业发展出现转折性变化，无论是在产值、投资、利润增长方面还是在比重上，重工业都超过了轻工业。1999年重工业增长速度超过了轻工业1个百分点，2003年甚至达到4个百分点；重工业的比重2003年达到了64.3%，几乎接近了重工业优先发展时期的最高纪录(66.6%，1960)。可见，自20世纪90年代以来，第二产业内部结构呈现出重工业化和高加工度化的趋势，由以轻型制造业为主向以重型制造业为主转变，重型制造业从以原材料制造业为主向以加工组装型制造业为主转变。
(二)能源消耗现状
我国产业结构调整带来了对能源需求的大量增加。从能源消费量来看，自2000年我国能源消费开始摆脱负增长，之后一直保持较高速度的增长。1999年到2004年，能源消费总量均超过了能源生产量，能源供应出现了缺口。能源消费增长率2002年超过GDP增长率，2004年开始超过能源生产率，快了2.24个百分点。这对我国的能源安全和经济的可持续发展都产生了不小的压力。其中工业部门是能源消费大户，其能源消费占全国能源消费的比重一直保持在70%左右，特别是最近几年，工业消费能源的比重逐步提高，从第二产业的内部结构来看，1990—2003年，钢铁、建材、有色金属的能源消费量占整个工业能源消费总量的比重分别上升6.4%、9.5%和0.5%，化工、造纸的能耗比重则分别下降2.4%和0.8%。几个高耗能行业能源消费量占工业能源消费总量的比重，由1990年的66.9%上升到2003年的79.3%，重化工业特征在能源消费方面表现得十分显著。
从能源强度来看，随着产业结构的升级，我国各次产业的能源强度均有不同程度的改变，第一产业的能源强度基本上保持在2.4万吨标准煤/亿元上的水平，近两年略有上升。第二产业的能耗强度一直是三次产业中最高的，从1984年15.46万吨标准煤/亿元降至2001年的4.58万吨标准煤/亿元，下降幅度达到70.4%。2001年后又逐步上升，至2005年达到5.14万吨标准煤/亿元。第三产业的能源强度一直是三次产业中最低的，从1984年至今其平均水平为1.75万吨标准煤/亿元，在2002年达到最小强度1.42万吨标准煤/亿元后，每年都略有上升，到2005年达到1.75万吨标准煤/亿元，所以第二产业比重过大仍是我国能耗高的主要原因。
虽然我国产业结构调整在整体上正趋于优化升级的过程之中，与具有高度化产业结构以及产业结构与能源消费结构协调一致的发达国家相比，我国产业结构的调整还远未步入产业结构与能源消费协调一致的良性轨迹，这主要是由于能源消费结构与产业内部结构不合理等原因，使得整体产业结构的好转并未带来我国产业能源消费弹性的下降和增量能源利用效率的提高造成的。产业结构“重化”与能源消耗剧增等问题，成为产业与能源不协调问题的一个主要原因。
二、产业结构与能源消耗关系的实证分析
(一)分析方法
1.平稳性检验
美国学者Nelson与 Plosser在其研究中曾指出，多数的宏观经济时间序列都是不稳定的，只有确定了序列的平稳性才能进一步对他们进行协整性分析和因果性检验。因此，作为分析的第一步，要对各时间序列进行平稳性检验。本文在利用AIC与SC准则确定变量的滞后阶数的基础上，运用ADF检验方法对所有产出数据和能源消费序列进行单位根据检验来判断其稳定性。
2.协整检验
协整概念是20世纪80年代由恩格尔(Engle)和格兰杰(Granger)提出的。协整的基本思想认为，尽管两个或者两个以上的变量中每个都是非平稳的，但它们的线性组合有可能相互抵消趋势项的影响，使该组合成为一个平稳的变量。协整理论为两个或两个以上非平稳变量之间寻找均衡关系，以及用存在的协整关系的变量建立动态模型奠定了理论基础。本文将运用E-G两步法来检验各产业能源消耗与实际GDP之间的协整关系。
3.Granger因果检验
这是计量经济学中最常用的因果关系检验方法，三次产业实际GDP和各自能源消费两个变量之间究竟是由哪个变量的变动引起的另一个变量的变动，还是它们两者之间具有相互的影响作用，Granger和Sims提出的因果关系检验是解决这类问题的一种方法。
(二)数据分析
本文采用从1984年至2005年间的数据，原始数据均来源于历年的《中国统计年鉴》，能源消费EC是个实物指标，单位是万吨标准煤，CE1、CE1、CE3分别表示第一产业、第二产业、第三产业的能源消耗量。国内生产总值GDP是根据以1984年为基期的GDP指数和1984年GDP数据计算获得，得到的GDP1、GDP2、GDP3数据均为1984年不变价格的第一产业、第二产业、第三产业的实际GDP，单位是亿元人民币。回归与检验的计算过程通过计量经济软件Eviews3.1完成的。
1.第一产业与其能源消耗关系
⑴平稳性检验，结果如表1：
表1GDP1和CE1序列ADF检验结果
检验结果表明，LNGDP1、LNCE1序列在显著性水平为1%的情况下都是二阶单整序列，因此可以进一步进行协整检验。
⑵协整检验
建立CE1与GDP1之间的协整方程，经回归得到：
CE1=1375.778+1.185GDP1(方程3.1)
(t=2.997)(t=9.236)R2=0.800F=85.313
对残差进行平稳性检验得出残差是平稳的，因此第一产业能源消耗和第一产业经济增长之间具有协整关系，方程3.1体现了它们之间的长期均衡，即如果第一产业经济产值增加1亿元，那么平均第一产业能源消耗将增加1.185万吨标准煤。
⑶Granger因果检验
表2GDP1和CE1滞后1期的Granger因果关系检验结果
由检验结果可以看出，在滞后阶数为1时，在显著性水平为1%的情况下，表现出从GDP1到CE1的单向格兰杰因果关系。
表3GDP1和CE1滞后2期的Granger因果关系检验结果
由检验结果可以看出，在滞后阶数为1时，在显著性水平为1%的情况下，表现出从GDP1到CE1的单向格兰杰因果关系。
2.第二产业与其能源消耗关系
⑴ADF检验，结果如表3.4所示
表4 GDP2和CE2序列ADF检验结果
检验结果表明，LNGDP2、LNCE2序列在显著水平5%下都是单整序列，因此可以进一步进行协整检验。
⑵协整检验
建立CE2与GDP2之间的协整方程，经回归得到：
CE2 =47995.55+2.9556GDP2(方程3.2)
(t=12.234)(t=12.34)R2=0.878F=152.35
对残差进行平稳性检验得出残差是平稳的，因此第二产业能源消耗和第二产业经济增长之间具有协整关系，方程3.2体现了它们之间的长期均衡，即如果第二产业经济产值增加1亿元，那么平均第二产业能源消耗将增加2.9556万吨标准煤。
⑶Granger因果检验
表5 GDP2和CE2滞后1期的Granger因果关系检验结果
由检验结果可以看出，在滞后阶数为1时，在接近1%的显著性水平上，两个原假设都被拒绝，表现出第二产业经济增长和能源消耗之间的双向格兰杰因果关系。
表6GDP2和CE2滞后2期的Granger因果关系检验结果
由检验结果可以看出，在滞后阶数为2时，在显著性水平为1%的情况下，能源消费对经济增长的因果关系消失，仅表现出从第二产业经济增长到能源消耗的单向格兰杰因果关系。
3.第三产业与其能源消耗关系
⑴ADF检验，结果如下
表7GDP3和CE3序列ADF检验结果
检验结果表明，LNGDP3、LNCE3序列在显著性水平为1%的情况下都是二阶单整序列，因此可以进一步进行协整检验。
⑵协整检验
建立CE3与GDP3之间的协整方程，经回归得到：
CE3 =1343.98+1.393GDP3 (方程3.3)
(t=3.404) (t=24.46)R2=0.96 F=598.32
对残差进行平稳性检验得出残差是平稳的，因此第三产业能源消耗和第三产业经济增长之间具有协整关系，方程3.3体现了它们之间的长期均衡，即如果第三产业经济产值增加1亿元，那么平均第三产业能源消耗将增加1.393万吨标准煤。
⑶Granger因果检验
表8 GDP3和CE3滞后1期的Granger因果关系检验结果
由检验结果可以看出，在滞后阶数为1时，在显著性水平为5%的情况下，拒绝“GDP3不是CE3的格兰杰原因”的原假设，表现出从GDP3到CE3的单向格兰杰因果关系。
表9GDP3和CE3滞后2期的Granger因果关系检验结果
由检验结果可以看出，在滞后阶数为2时，在显著性水平接近1%的情况下，拒绝“GDP3不是CE3的格兰杰原因”的原假设，表现出从GDP3到CE3的单向格兰杰因果关系。
4. 结论分析
从以上分析表明，CE1与GDP1、CE2与GDP2、CE3与GDP3虽然个别看起来都是非平稳的，但它们两者之间是协整的，具有长期的协同趋势，其中方程3.1、3.2和3.3就表明了长期内他们之间的关系。
从因果检验来看，第一产业、第三产业与其能源消耗之间均显示出从经济增长到能源消耗的单向因果关系，只有第二产业在滞后阶数为1时表现出经济增长和能源消耗之间的双向因果关系。这说明能源消费的波动会对第二产业的经济增长造成冲击，第二产业经济增长对能源的依赖性很强，因此就第二产业而言，能源供应的短缺将对经济增长形成制约。
三、政策及建议
我国的经济增长方式仍以粗放型为主，经济发展对能源消耗的依赖性过大，必须努力转变经济增长方式，加快产业结构的升级和调整，推动国民经济结构的轻型化和节能化。通过产业结构调整降低单位GDP能源消耗是实现节能降耗的重要途径。
1.产业结构调整要巩固和加强农业的基础地位
我国应努力提高农业养殖种植技术的科技含量，注重资源节约，大力发展集约型农业，为第二、三产业的发展提供稳定的物质保证，对于产业结构的优化和促进经济的发展有重要的现实意义。
2.要依赖较少的能源实现经济的高速发展，就必须坚持走新型工业化道路
我国三个产业中工业比重过大，工业中高能耗、高物耗的重工业增长偏快，这是我国单位GDP能耗高、环境压力大的重要原因。因此必须加快调整第二产业的内部结构，防止工业产业结构过度重型化。严格限制工业内部高耗能、高污染行业的项目建设和过快发展，提高这类行业的进入门槛。加大查处力度，清除一些规模小、能耗高、能源利用效率低的作坊式经营单位。优先发展信息产业，以信息化带动工业化，大力发展高新技术产业和高附加值的产业，利用高技术产业改造传统产业，推进产业结构向能源集约型的新型化方向转变，提高第二产业经济发展的质量，发挥其对经济发展的重要支撑作用。
3.制定相关优惠政策，加快第三产业发展
鼓励发展整体能耗相对较低的第三产业，2005年我国服务业产值占GDP的比例为39.8%，这个比例大大低于高收入国家的71%，也低于全世界平均水平68%。当前我国的第三产业过于依赖生活型性服务业的低质结构的情况，应该以发展生产性服务业为突破口，大力发展现代服务业，提高它们在国民经济中的比重，增强它们的发展水平和对经济增长的带动作用，降低经济增长的能源消耗和环境污染。这对于有效缓解当前我国能源、经济和环境约束之间的矛盾、加快经济增长方式的转变具有不可替代的作用。
(上海师范大学商学院)