國際油價波動對中國宏觀經濟的影響基于中國IGEM模型的經驗研究

國際油價波動對中國宏觀經濟的影響基于中國IGEM模型的經驗研究

一引言近年來，國際油價波動問題一直是政府和社會各界關注的焦點之一。Verleger(1993)、FlemingandOstdiek(1999)、Regnier(2007)的研究表明：相對于其他商品價格，石油價格具有更大的波動性。這意味著石油價格波動對嚴重依賴于石油的產業(yè)部門有著重要影響。對石油價格的研究主要可以歸納為以下兩類。第一類主要涉及石油價格相對于其他要素價格的變化引起的石油與其他要素之間的替代。研究石油的替代關系來源于對能源替代關系的研究，其理論依據是微觀經濟學的生產理論。能源的替代研究包括能源的內部替代與外部替代。內部替代研究的是能源產品之間的替代性，如石油與天然氣的替代；外部替代研究的是能源與其他投入要素之間的替代性，如能源與資本的替代性。第二類主要涉及石油價格變化對國民經濟總體以及各產業(yè)部門的影響。分析這類問題，一般采用的模型有經濟計量模型、投入產出模型以及可計算一般均衡模型(ComputableGeneralEquilibrium，CGE)。分析的側重點主要體現(xiàn)在以下三個方面。一是石油價格波動與宏觀經濟聯(lián)系的強弱關系(LeeandRatti，1995；Hooker，1996、1999)。二是石油價格波動對宏觀經濟影響的方向、程度以及時間長短。Hamilton(1983)的研究是奠基性的，他通過VAR模型，發(fā)現(xiàn)二戰(zhàn)后石油價格上漲對經濟的抑制引發(fā)了衰退。Loungani(1986)發(fā)現(xiàn)原油價格變動對不同產業(yè)的沖擊決定了各個產業(yè)就業(yè)增長的差異，而且用石油價格沖擊解釋總失業(yè)率的變化具有較強的說服力和顯著性。Mork(1989)在Hamilton(1983)研究的基礎上，修正了美國價格管制時期的原油價格水平，并研究了原油價格上升和下降對經濟的影響。研究發(fā)現(xiàn)，油價上漲對經濟的逆向沖擊是非常強烈的，相反，油價下降對經濟的影響卻不顯著，這表明油價波動對經濟的影響具有不對稱性。Hamilton(1988、1996、2003、2005)在新古典研究框架下，運用一般均衡模型也得出了相似的結論。國際能源署(2004)的研究結果顯示，油價從每桶25美元增至35美元，在持續(xù)增加10美元初始兩年的高油價期，經濟合作與發(fā)展組織國家總的GDP將下降0.4％，通貨膨脹率將增加0.5個百分點，失業(yè)率也會增加；世界GDP平均至少下降0.5個百分點。高油價對進口石油的發(fā)展中國家的打擊更為嚴重，如果油價每桶上漲10美元，亞洲經濟增長率將下降0.8個百分點。三是石油價格波動的來源以及對宏觀經濟影響的傳遞渠道。Ferderer(1992)的研究發(fā)現(xiàn)原油價格的波動對投資導向的GNP組成部分有強烈的影響。油價波動之后，長期投資和結構性投資都經歷了持久性的大幅下降。CologniandManera(2008)研究了G7國家油價對通貨膨脹以及利率的影響和傳遞過程。Martin(2008)將油價的波動或沖擊來源區(qū)分為供給驅動和需求驅動，研究了油價沖擊對宏觀經濟的影響。國內學者趙元兵和黃健(2005)分析了國際石油價格波動對中國經濟的影響。劉強(2005)的研究表明消費結構、相對真實的石油價格和生產技術結構共同決定了變化的方向，而投資率只影響變化的幅度。師博(2007)采用月度數據，運用協(xié)整分析和誤差修正模型檢驗了國際油價波動對中國經濟增長的影響。任澤平等(2007)以中國122個部門投入產出表為數據基礎，采用投入產出價格影響模型測算了原油價格變動對中國物價總體水平和各部門產品價格的影響程度。曾奕(2007)分析了國際油價波動對中國經濟發(fā)展的影響并提出了高油價下中國經濟的發(fā)展策略。劉桂舟和葉祥松(2008)對國際石油價格的變動與經濟增長的關系進行了研究，結果表明國際石油價格和中國GDP之間存在著長期的均衡關系。賈殿村(2008)分析了國際石油價格持續(xù)上漲的基本原因，闡述了油價上漲對國民經濟影響的傳導機制，并給出在石油價格上漲的過程中相對受益的行業(yè)、相對受損的行業(yè)及其重點企業(yè)。孟剛和張意翔(2008)從國內石油價格、經濟發(fā)展和能源安全3個方面分析了油價波動對中國的影響。從研究石油價格與經濟之間相互影響的角度看，現(xiàn)有文獻或者是片面地關注石油價格與經濟某一現(xiàn)象之間的特定關系，或者是靜態(tài)地觀察石油價格與某些經濟活動之間的聯(lián)系，或者是非系統(tǒng)、分割的研究石油價格與某些經濟活動之間的關系，由此得出的結論也需要進一步在實踐中檢驗。從研究石油價格的方法上看，在上述的3種模型中，宏觀經濟計量模型一般建立在整個國民經濟之上，因此只能分析油價對整個國民經濟的影響，無法分析油價變動對行業(yè)經濟的影響。投入產出模型可以彌補這一缺點，但是它是局部的，而且模型分析沒有充分考慮經濟行為的影響?？捎嬎阋话憔饽Ｐ图瓤梢苑治鲇蛢r對整個國民經濟的影響，也可分析油價對行業(yè)經濟的影響，但CGE一般采用科布-道格拉斯或CES生產函數，因此不能有效分析石油價格對能源要素替代的影響。本研究在Jorgenson的IGEM模型的基礎上，與Jorgenson為首的科研團隊合作建立了中國CNIGEM(IntertemporalGeneralEquilibriumModelingofChina)模型。Jorgenson的模型在國際同類模型中處于領先地位，是分析能源、環(huán)境、貿易、稅收等方面的有效工具。CNIGEM模型的理論基礎是Jorgenson創(chuàng)立的一系列經濟理論，包括超越對數生產函數理論、異質性偏好的消費者理論以及投資理論。在建立CNIGEM模型過程中，本研究根據中國國情以及所能獲得的數據進行了適當修正，至少有以下幾點不同。一是在數據方面，在家戶模型中，Jorgenson模型具有完整的城市與農村兩個部分，這兩部分的家戶按照人口屬性分為540類。受數據所限，CNIGEM只有城市部分的樣本按人口屬性分為270類進行建模，農村部分未按人口屬性分類。二是在估計方法方面，在技術進步的卡爾曼濾波估計中，由于中國的樣本量較美國少，因此對變量設定做了簡化處理。三是在稅制方面，由于中美稅制不同，在CNIGEM模型中我們設立了增值稅。四是在產業(yè)劃分方面，中美經濟發(fā)展的階段不同，產業(yè)結構不同，關注的重點不同，因此CNIGEM模型與Jorgenson模型中劃分的產業(yè)部門也不同。嚴格講，CNIGEM模型在理論方面并沒有對Wilcoxen-Jorgenson模型有本質上的突破，屬于IGEM模型在中國的應用。當然，這種方法在國內有一定的技術優(yōu)勢。與現(xiàn)有研究石油價格的文獻相比，作者的貢獻主要體現(xiàn)在以下幾方面：1.構建了與模型內在一致的數據庫。在經濟研究中，CGE被廣泛用來估算能源、環(huán)境、貿易、稅收政策對經濟增長的影響。在建模中，一類是以加拿大JohnWhalley等人為代表建立的CGE模型，其主要特點為采用校準法(calibration)估計參數。該方法是在生產者和消費者行為的單個數據點上進行校準，其優(yōu)點是需要的數據量相對較少，但其缺陷是對技術和偏好有較強的假設，如固定的投入產出系數。這種假設與1973年開始的世界能源價格變化引起大量的能源儲藏事實相矛盾，同時在分析能源和環(huán)境等方面的問題上也有一定的局限性。人們從這些缺陷導致的結果中得到了大量的啟示，這些啟示為應用經濟計量方法估計經濟政策產生的影響提供了研究基礎。值得注意的是：模型中的參數往往來源不一，不能保證模型與數據的內在一致。另一類則是哈佛大學Jorgenson建立的IGEM模型，其特點是采用計量方法估計參數。較之校準法，計量法估計參數不受某一基年的影響，在理論上要比校準法更加合理，而且生產函數采用超越對數函數形式，這樣可以靈活分析投入要素的替代影響。消費者模型考慮了消費者的異質性偏好，顯然比傳統(tǒng)的同質性偏好假定更全面。此外，模型考慮了理性預期的影響，因此具有巨大的實用價值。但是對數據和估計方法的要求較高，目前只有少數國外學者做過這方面的研究。我們通過積累的大量數據特別是投入產出表的時間序列數據，建立了與模型數據要求一致的數據庫，為應用Jorgenson方法建立中國IGEM模型提供了必要的條件。2.構建了較為先進的CNIGEM模型。本模型是我們與Jorgenson和他的助手合作研究建立(國際合作研究的依托項目是在研項目“中國宏觀經濟中期發(fā)展建模，預測方法與應用研究”)，在一定時間內在這一領域處于國際前沿水平。CNIGEM模型構成復雜，變量龐大，而且在建模中適當考慮了中國的國情，位于CGE模型的前沿。3.本研究更具適用性，具體體現(xiàn)在：第一，全面性和動態(tài)性。本模型把石油價格的影響建立在一個統(tǒng)一的分析框架內，既可以分析石油價格對國民經濟總體的影響，如GDP、CPI、PPI等總體變量，也可以分析對國民經濟各部門的影響，如產出以及產出價格等分部門變量。此外，本模型可以動態(tài)地模擬國際油價變化對國民經濟總體以及各部門經濟的影響。第二，靈活性。本模型的生產函數由于采用超越對數函數形式，因此可以靈活分析石油價格變動對能源要素的替代影響。而同類的CGE模型由于采用科布-道格拉斯生產函數或者CES生產函數，需要人為事先假定要素的替代彈性為常數，這顯然不便于分析石油價格變動對能源要素的替代影響。第三，針對性。本模型分析的是石油價格對宏觀經濟的影響，因此在建模中采用的是生產成本函數。而同類的CGE模型一般采用生產函數，然后校準參數，設定價格來分析問題。相對而言，本模型直接從成本函數入手，油價直接進入生產模型進行計算和估計參數，比起同類CGE模型，更適用于分析價格變動造成的影響，因而更具有針對性和適用性。第四，深入探討了技術進步的影響，將技術進步分為自致的技術進步與誘致的技術進步，后者受油價變化的影響。而同類模型基本未考慮油價變化對技術進步的誘致影響。第五，本研究考慮了企業(yè)投資以及消費者消費的跨期優(yōu)化，具有堅實的微觀基礎?；诖?，本研究的主要目標包括：第一，研究石油價格變化引起的石油與其他能源產品之間的替代；第二，探討石油價格變化對國民經濟總體以及各部門經濟的影響；第三，提出政策建議。本文的結構安排如下：第二部分論述中國IGEM(CNIGEM)模型；第三部分是數據來源；第四部分是檢驗結果分析；第五部分為結論。二CNIGEM模型(一)模型框架中國跨時優(yōu)化一般均衡模型(CNIGEM)是一個完美預見的多部門Cass-Koopmans-Ramsey增長模型，模型中投資者通過最大化貼現(xiàn)收益率選擇最優(yōu)投資路徑，消費者通過效用最大化選擇最優(yōu)消費路徑。在建立模型過程中，本文參考Jorgenson等(2003)、Jorgenson和Jin(2007)、Wilcoxen(1988)、Mun(1989)的方法將整個國民經濟分為家戶、商業(yè)、政府和世界其他國家4個部門。商業(yè)部門進一步被分為33個部門：(1)農業(yè)；(2)煤炭采選業(yè)；(3)采礦；(4)石油和天然氣開采業(yè)；(5)建筑業(yè)；(6)食品制造及煙草加工業(yè)；(7)紡織業(yè)；(8)服裝；(9)木材加工；(10)家具制造；(11)造紙；(12)印刷；(13)化學工業(yè)；(14)石油加工及煉焦業(yè)；(15)皮毛；(16)非金屬礦物制品業(yè)；(17)金屬冶煉及壓延加工業(yè)；(18)金屬制品業(yè)；(19)機械工業(yè)；(20)電氣機械及器材制造業(yè)；(21)汽車制造；(22)其他交通工具制造；(23)儀器儀表及文化辦公用機械制造業(yè)；(24)橡膠塑料制品業(yè)；(25)其他制造業(yè)；(26)運輸業(yè)；(27)郵電業(yè)；(28)電力及蒸汽熱水生產和供應業(yè)；(29)煤氣生產和供應業(yè)；(30)商業(yè)飲食業(yè)；(31)金融保險房地產；(32)公用服務業(yè)；(33)行政機關。如果從模型的動態(tài)屬性來看，CNIGEM模型可以分為靜態(tài)與動態(tài)兩個部分。前者是在給定某些變量的條件下便可獲得單期均衡的變量值，后者變量是跨期連接的，根據慣例分別稱為期內和跨期子模型。期內模型基本上是一個靜態(tài)一般均衡系統(tǒng)，在系統(tǒng)內決定了市場出清的價格和數量。跨期模型則決定了和資本存量與收入流預期一致的路徑。也就是說在每期的開始，資本存量都是既定的，是過去投資積累的結果。如果給定消費者完全消費決策，在該期，通過內生的價格，所有市場都出清。產品市場通過33類產品價格出清；要素市場通過資本租賃價格和工資率出清。通過解該期的靜態(tài)均衡方程，可獲得當期的投資量，從而獲得下期的資本存量。在跨期模型方面，消費的歐拉方程必須被滿足，整個經濟在既滿足向后看的資本積累方程，又滿足向前看的歐拉方程時才會獲得動態(tài)均衡。(二)模型的結構以及特點CNIGEM模型主要由生產模型、家戶消費模型、投資模型以及政府和對外貿易模型4個模塊組成。1.包括33個部門的生產計量模型。中國跨時優(yōu)化一般均衡模型的第1個模塊是建立在33個部門之上的生產者行為模型?；谶B續(xù)的時間序列投入產出表，我們構建了33個部門生產計量模型。在投入產出表以及勞動和資本等資料進一步更新的基礎上，我們構建了每個部門的生產計量模型。每個部門的模型由所有的投入需求函數系統(tǒng)和一個決定生產率的方程一起構成。我們把每個部門的投入劃分為以下4種：資本、勞動、能源和非能源。生產率以及資本、勞動、能源、非能源的投入-產出系數是所有這4種投入的價格以及時間趨勢的函數。對這些模型的估計要求一個現(xiàn)價和不變價部門交易表的時間序列數據，我們把投入占產出的份額表示為投入價格的函數。進一步，每個部門的能源、非能源產出分別是其投入的33個部門中所有對應部門的產出。我們采用這種方法可以決定33個部門的中間需求，包括對5類能源的需求，投入產出系數由投入的價格決定。由于在一般均衡計量模型中，價格是內生的，因此為了模擬生產消費的行為，需要估計非線性聯(lián)立系統(tǒng)模型的適當方法，我們主要采用三階段最小二乘法以及卡爾曼濾波方法進行計量估計。按照Wilcoxen-Jorgenson的生產模型(Wilcoxen，1988)，利用現(xiàn)有的資料，我們構建了1980-2005年33個部門的生產計量模型。2.家戶消費模型。中國跨時優(yōu)化一般均衡模型的第2個模塊是在中國城鎮(zhèn)居民消費資料數據庫的基礎上構建家戶部門模型。該模型是以Jorgenson的消費行為理論為基礎，核心是通過加總一群具有異質性偏好的消費者需求以獲得總需求。所謂異質性是指偏好依賴于單個家戶的屬性，如人口統(tǒng)計上的一些特征。將家戶的時間序列資料和跨部門資料結合起來，通過研究不同人群屬性的聯(lián)合分布和總支出，將家戶的消費行為納入一個統(tǒng)一的研究框架。3.中國投資模型。中國跨時優(yōu)化一般均衡模型的第3個模塊是在完美預期或理性預期的基礎上建立投資模型。這種假設條件下，每一期投資品的價格建立在對未來資本服務和貼現(xiàn)率的預期之上。因此，新投資品的價格總是等于未來資本服務的現(xiàn)值。模型包括兩類動態(tài)方程：一類是向后看(backward-looking)的資本積累方程，當前的資本存量是過去投資減去折舊的結果；另一類是向前看(forward-looking)的資本定價方程，它將利率、資本租賃價格和資本利得(減去稅收和折舊)連接起來。資本利得是通過資本存量的價格變動取得的，而資本存量的價格是向前看的，結合了未來收益和利率的預期。4.政府和貿易模型。中國跨時優(yōu)化一般均衡模型的第4個模塊是構建政府模型和貿易模型。在政府模型中，我們將政府對資本報酬、勞動報酬、進出口和財產進行征稅。政府支出主要是購買各部門生產的產品和提供服務。貿易模型中，我們將所有其他國家作為一個整體看待。在國內產品和進口產品的加總上，我們采用了Armington假設，即進口品和國內產品是不完全替代的。模型中，經常賬戶被設定為外生。我們將生產模型、家戶模型、投資模型以及政府和貿易模型連接起來，建立跨期優(yōu)化模型，然后利用模型對中國經濟進行應用分析。①模型中的變量分為內生變量和外生變量，內生變量通過模型求解獲得，外生變量在樣本期內被設定為樣本值，在樣本期外必須重新設定。模型中第一類外生變量是家戶數量，它根據時間序列模型進行預測，與此相似的設定還有進口價格的設定。根據世界產品市場是完全競爭的假設，中國進口價格等于世界產品的價格。在樣本外，根據世界產品價格的時間序列模型進行預測。第二類外生變量是資本存量和債務存量，其中包括政府的對外和對家戶的債務。這類存量是逐年累計的，因此知道初始存量就可以，初始存量值設定為樣本最后一期的值。第三類外生變量涉及政府的行為，政府購買各部門產品的份額是外生的。在樣本內設定為樣本的歷史值，在樣本外設定為樣本的最后一期值。與此相似的設定還有一次性稅收以及非稅收費。CNIGEM各子模型之間的關系以及產品和要素之間的流動關系見圖1。圖1CNIGEM模型之間的關系以及產品和要素的流動三數據來源及說明CNIGEM模型是在KLEM核算方法的基礎上構建而成的，該方法由美國著名經濟學家DaleJorgenson發(fā)展和完善。②該理論后來被Jorgenson命名為KLEMS，K表示資本投入，L表示勞動投入，E表示能源投入，M表示中間投入，S表示服務投入。經驗研究中通?？紤]資本投入、勞動投入和中間投入。本研究采用1981-2005年的投入產出表序列以及相應年份各部門的產出價格和產品價格，數據來自于Xu等(2005)。勞動工資數據來自于Ren等(2007)、Sun和Ren(2005)，數據的特點是按性別、年齡和教育程度進行交叉分類。資本租賃價格數據來自于孫琳琳和任若恩(2005a、b)，其特點是各部門資本按建筑、設備和汽車分類。值得注意的是本研究的資本服務價格采用的是資本租賃價格的概念。對各類勞動工資和資本租賃價格進行Divisia加總可得到各部門產品的價格。在此基礎上，我們進一步整理將這些時間序列數據擴展到2001-2005年。所有要素的價格采用指數的形式，基年1995=1。構建家戶消費模型，本文借鑒Jorgenson對美國居民消費的分類，對中國城鎮(zhèn)居民的消費分為如下5類：(1)能源；(2)食品；(3)消費品；(4)資本服務；(5)消費服務。我們整理了1992-2005年全國城鎮(zhèn)居民能源、食品、消費品、資本服務以及消費服務5類消費資料。此外，我們選擇能反映消費者偏好差異的屬性對消費者進行分類。具體分為以下幾類：(1)家庭規(guī)模，1、2、3、4和4人以上；(2)戶主年齡，20～24、25～34、35～44、45～54、55～64和65歲以上；(3)戶主文化程度，初中及以下、高中及中專和大專及以上；(4)家庭居住地域，東部、中部和西部。所有家庭都按以上4類屬性進行分類。在模型的計量估計中，4類屬性中的每一細類都用啞變量來表示，即如果屬于這一細類則設為1，否則為0。為了避免奇異性(singularity)，家庭規(guī)模為1，戶主年齡為20～24，戶主文化程度為初中及以下，家庭居住地域為西部的啞變量設為0。③四經驗分析(一)油價波動對能源投入要素之間替代的影響(二)情景分析為了準確分析國際油價波動對國民經濟總體以及各部門的影響，我們設計不同的情景進行分析。設定樣本外的外生變量值為最后一期的值，國際油價設定為2007年歷史值，并以此作為基本情景。在此基礎上，我們設定以下情景：情景1：與基準情景相比國際油價上升10％，其他變量保持不變；情景2：與基準情景相比國際油價下降10％，其他變量保持不變。在這兩種情景下，我們分析：(1)對國民經濟總體的影響；(2)對國民經濟各部門產出價格的影響。1.國際油價波動對國民經濟總體的影響。表2是近幾年中國有關石油生產、進口和進口依存度的統(tǒng)計。(1)中國石油生產、進口和進口依存度。目前，中國石油消費量由2001年占世界第3位上升為僅次于美國的第2位。據商務部市場運行司2007年2月12日公布的監(jiān)測結果顯示，2006年，中國原油產量為18368萬噸，同比增長1.7％；石油凈進口16287萬噸，同比增長19.6％。其中，原油凈進口13884萬噸，增長16.9％；成品油凈進口2403萬噸，增長37.9％。2006年中國石油表觀消費量(原油表觀消費量與成品油凈進口量之和)達34655萬噸，同比增長9.3％。2006年中國石油對外依存度已達47％，較2005年提高4.1個百分點。國家統(tǒng)計局數據顯示，2007年，中國石油凈進口量增長8.4％，達到18348萬噸。2008年中國國內石油需求仍保持較快增長，全年石油表觀消費量達38965萬噸，同比增長6.5％；石油凈進口19985萬噸，同比增長12.5％；石油對外依存度進一步上升，達到51.3％。(2)油價波動對國民經濟總體的影響。在生產過程中，石油作為能源的一部分，和其他能源產品以及非能源產品一起作為中間投入，對最終產出起著重要的作用。因此，石油價格的變化會影響產出以及生產價格，進而會影響最終需求以及消費者價格。動態(tài)看，油價波動對消費者價格的第一波影響主要是生產過程對流通過程的影響。這又可以分為直接影響和間接影響。在第二波影響中，主要是工資、通貨膨脹預期以及消費者價格之間的相互影響。為了考察模型分析國際油價影響的效果，我們將樣本分為1981-2000年以及2000-2005年兩段時間，然后利用1981-2000年的樣本來預測2000年之后的經濟變量，再給出模型模擬預測值和現(xiàn)實值的比較，以判斷模型結果的可信度。在預測中，外生變量利用時間序列以及參考國內外相關文獻確定。表3是根據1981-2000年樣本對2001-2003年主要宏觀經濟變量的預測值。根據表3，我們發(fā)現(xiàn)預測值在可接受的范圍內。在此基礎上我們模擬了與基準情景相比國際油價波動10％對國民經濟總體的影響(見表4)。由表4可知，2008年與基準情景相比國際油價上升10％時，當年GDP較基準情景增長率下降0.19％，2009年下降0.33％，2010年下降0.26％。反之，如果與基準情景相比國際油價下降10％時，當年GDP較基準情景增長率上升0.22％，2009年上升0.39％，2010年上升0.3％。從表4可以發(fā)現(xiàn)油價波動對CPI的影響沒有明顯的非對稱性。一個可能合理的猜測是政府制定的經濟政策平滑了經濟的結果。在油價上漲時，政府采取的一系列經濟政策部分抵消了油價波動對CPI的影響。2.國際油價波動對國民經濟各部門經濟產出價