摘 要

进入21世纪以后，武汉不断落实国家的各项发展战略，使得地区经济实现快速发展经济实力得到不断增强，但同时电力消费也不断增加。研究武汉地区电力消费和经济发展的关系可以为相关部门制定合理的能源政策和经济政策提供科学依据。

本文选取2000年至2017年武汉市全社会用电量、三次产业增加值以及地区生产总值的年度数据作为样本，研究武汉地区电力消费与经济发展的关系。

首先，运用灰色关联分析法对武汉电力消费水平和三次产业发展水平的关系进行研究。结果显示，在武汉三次产业的发展过程中，与全社会用电量水平关联最强的产业是第三产业，关联程度最弱的是第二产业。这意味着武汉第三产业在其发展过程中对电力消费的依赖性很强，而第二产业的发展对电力消费的依赖性相对不高，电力在第二产业的能源消费结构中不占据主要地位。

然后，运用皮尔逊相关分析、线性回归分析和格兰杰因果关系检验的方法对武汉电力消费水平和总体经济水平的关系进行研究。研究结果表明，武汉市全社会用电量和地区生产总值有显著的线性相关关系，它们之间的相关系数表明这种关系是正向的。由回归分析建立的方程可知，这种正相关具体表现为若GDP发生1%的增长，那么武汉全社会用电量就会相应的增长0.709419%。由格兰杰因果关系检验可知，在总体经济发展水平上，武汉地区存在从经济发展到电力消费的单向格兰杰因果关系。

最后，根据研究结果对武汉地区的能源经济政策提出一些建议。一是要重视提高第三产业的电力利用效率，实现节能目的。二是要制定优化能源结构的政策，促进低碳发展。三是电力部门应确保电力供应状态，实现电力供需平衡。四是要根据当前经济增长水平合理预测电力消费水平，为电力行业的发展提供便利和依据。

关键词：电力消费、经济发展、灰色关联分析、格兰杰因果检验

Abstract

After entering the 21st century, Wuhan has been implementing various development strategies of the country, which makes the regional economy realize the fast development economic strength to be strengthened unceasingly, the electric power consumption increases unceasingly. Studying the connection between electricity consumption and economic development in the Wuhan area can provide scientific basis for relevant departments to make rational energy policy and economic policy.

In this paper, the connection between economic development and electricity consumption in Wuhan is studied based on the annual data of total electricity consumption level, industrial added value and regional gross domestic product (GDP) from 2000 to 2017.

Firstly, this article examines the connection between the total society electricity consumption level and the tertiary industrial value added in Wuhan by using the grey relational analysis method. The results show that the most relevant industry to Wuhan's electricity consumption is tertiary sector of the economy, and the least relevant industry is secondary sector of the economy. This means that the tertiary sector of the economy has a strong dependence on electricity consumption during its development, while the secondary sector of the economy has a relatively low dependence.

Then, using Pearson correlation analysis, Granger causality tests, Regression analysis，the connection with electricity consumption and GDP in Wuhan was studied. The results show that total electricity consumption and GDP in Wuhan have a significant linear correlation, and the Pearson Correlation Coefficient shows that the correlation is positive. According to the equation established by regression analysis, if the GDP increases by 1% , the electricity consumption in Wuhan will increase by 0.709419% . According to the result of Granger causality test, one way Granger causality which from economic development to electricity consumption is existential in Wuhan.

Finally, some suggestions on energy economic policy in Wuhan area are put forward. First, we should pay attention to improving the efficiency of tertiary sector of the economy's power utilization. Second, we need to formulate policies to optimize the energy mix. Third, the power sector should achieve power supply and demand balance. Fourth, we should reasonably forecast the level of power consumption according to the current economic growth level to provide convenience and basis for the development of the power industry.

Key words: Power Consumption, Economic Development, Grey Relational Analysis, Granger Causality test

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 本文的研究背景与意义 1

1.3 国内外研究现状 1

1.4 武汉地区电力消费与经济发展现状分析 2

1.4.1 武汉电力消费现状 2

1.4.2 武汉经济发展现状 3

1.5本文的研究思路及创新点 5

1.5.1 本文的研究思路 5

1.5.2 本文的主要内容 5

1.5.3 本文的创新点 5

第2章 研究的相关基础知识 6

2.1灰色关联分析 6

2.2 皮尔逊相关系数 6

2.3 ADF检验 7

2.4 格兰杰因果关系检验 7

第3章 武汉地区电力消费与经济发展的关系研究 9

3.1 全社会用电量与三次产业增加值的灰色关联分析 9

3.1.1 数据的选取和预处理 9

3.1.2 灰色关联分析 10

3.2 全社会用电量与地区生产总值的关系研究 11

3.2.1 数据的选取和预处理 11

3.2.2皮尔逊相关分析 12

3.2.3 变量的平稳性检验 13

3.2.4 回归分析 14

3.2.5 格兰杰因果关系检验 15

3.3 结论和政策建议 16

3.3.1 本章小结 16

3.3.2 政策建议 17

第4章 总结与展望 18

4.1 总结 18

4.2 展望 18

参考文献 20

致 谢 21

第1章 绪论

1.1 引言

进入新世纪后，武汉实行各种发展战略促进地区经济的发展，2000年至今其GDP增长率一直都高于7.5%，经济增长水平在全国范围内属于上游水平。与此同时，经济的快速增长带来巨大的电力消费需求，武汉曾多次遭遇严重的电力短缺问题，缺口有时甚至可以达到正常用电需求的25%。生态文明建设要求低碳发展，煤炭等化石能源会产生大量碳排放，以电力代替煤炭是一种发展趋势，在这样的条件下，电力需求还会进一步增加。通过研究电力消费和经济发展的关系，缓解电力供需矛盾，不断完善电力体系，保持经济健康发展是武汉地区当前进行的重要工作。

1.2 本文的研究背景与意义

电力在第二次产业革命后成为能源结构的重要组成部分，给人类的生产和生活方式带来巨大的变革。电力的使用改变了人们的生产方式，能够大幅度提高社会生产力，促进经济发展水平的提高。在一个地区内人们生产和生活所需要的电力在一定程度上受到经济发展水平的影响，经济发展水平越高的地区，需要投入三次产业的电力也越多。当电力供给不能满足产业生产的需求时，经济发展会受到制约，而当电力供给过剩，超过了生产生活所需要的用电，又会造成能源资源的大量浪费。因此，研究电力消费与经济发展的关系对于经济社会健康发展和能源资源可持续发展具有重要的理论意义。

武汉位于我国中部地区，是长江经济带的核心城市，交通便利、经济发展水平高。随着武汉地区经济的快速发展，电力消费的需求也不断增加，然而武汉不是能源资源型城市，其经济发展所需要的能源投入主要依靠省外供应。武汉市在《能源发展“十三五”规划》中对电力供应能力提出要求，希望能够实现一定程度的电力自给，但电力工业具有建设周期较长的特点，在一段时间内武汉仍然需要从省外购入大量的能源资源。研究武汉地区电力消费和经济发展的关系，对合理利用电力能源具有重要作用，对该地区能源经济政策的制定提供依据和参考作用。

1.3 国内外研究现状

电力消费和经济发展之间普遍存在长期均衡关系，国内外学者的研究基本都能证实这一特点。对于不同的国家和地区，电力消费和经济发展之间还存在不同方向的格兰杰因果关系。国外学者Dalia M. Ibrahiem使用自回归分布滞后（ARDL）边界检验法发现埃及的可再生能源消费、外国直接投资与经济增长之间存在长期均衡关系^[1]。Ramphul Ohlan使用Hatemi-J协整模型证实了印度用电量、贸易开放度和经济增长之间长期关系的鲁棒性^[2]。Fazıl Kayıkçı和Melike Bildirici对海湾合作委员会和中东北非国家的经济增长和电力消费进行研究，发现以色列和巴基斯坦存在从GDP到用电量的单向因果关系，伊朗、伊拉克和沙特阿拉伯存在从电力消耗到GDP的单向因果关系，巴林，科威特和叙利亚存在双向因果关系^[3]。Mehdi Abid和Rafaa Mraihi使用格兰杰因果检验法，发现从长期来看突尼斯存在从电力消费到工业增加值的单向因果关系^[4]。Fumitaka Furuoka使用一种新的统计技术，“异质性和共同因子的非平稳性面板分析”（PANIC）分析检验12个亚洲国家1971-2011年间电力消费与经济发展之间的因果关系^[5]。