随着中国经济规模的不断扩大，中国的能源消耗越来越大。2003年，中国能源消费总量达到16.78亿吨标准煤，约占世界能源消费总量的12.1％，成为仅次于美国的世界第二大能源消费大国。面对目益增长的能源需求和越来越严重的能源短缺压力，经济学家和政策制定者都面临如下一系列无法回避的问题：(1)能源发展对中国经济有怎样的影响?(2)经济增长、结构调整、技术进步等因素如何影响当前及未来的能源需求?(3)能源发展和经济增长之间应保持何种适宜的比例关系，才有利于经济的长期稳定增长?对这些问题的研究与解答，应当而且必须建立在对中国能源与经济增长关系的科学认识基础之上。 现有文献对中国能源与经济增长关系的研究，大多以传统的建模技术为基础，而传统的建模技术有一个重要的前提条件即所分析的数据都是平稳时间序列。二战后，随着世界各国经济的快速发展，各国宏观经济变量表现出非平稳性，这使得传统建模技术失去了前提条件。为解决这一难题，恩格尔(Engle)和格兰杰(Granger)于1987年提出了协整理论。自协整理论提出以来，受到各国学者的广泛关注，无论是理论方面还是应用方面都取得了较为满意的结果。在国外，协整分析方法已经成为研究各国能源与经济增长关系这类宏观经济计量问题的标准方法，但在中国能源与经济增长关系的研究中，基于协整理论的研究成果还非常少见。 考虑到经济变量的非平稳性，本文运用协整理论对中国能源与经济增长关系展开了系统研究。在理论研究方面，本文对时变参数协整建模理论与方法的研究，丰富和发展了现有的协整建模理论体系；在实证研究方面，本文将反映中国能源与经济增长关系的二变量协整模型分别扩展到时变参数协整模型、面板数据协整模型和多变量协整模型，揭示了中国能源消费弹性的时变趋势，比较了中国东西部地区能源与经济增长关系的地区差异，并研究了结构调整和技术进步这些重要因素对中国能源与经济增长关系的影响。 本研究的主要工作及由此形成的结论包括： 一、定性地分析了能源发展与经济增长之问的一般关系，总结了国内外研究能源与经济增长相互关系的已有文献，指出目前研究中存在的问题及可行的研究方向。 二、综述了国内外协整理论的已有研究成果，详细介绍了线性协整建模的理论和方法；在总结现有文献对变结构协整问题研究进展的基础上，以随时间发生变化的协整关系为研究对象，假定时变参数具有一阶自回归过程的形式，运用状态空间模型和卡尔曼滤波技术，提出了此类时变参数协整关系的估计与检验方法，并通过设计相应的仿真算例，验证了时变参数估计方法的有效性。本文对协整理论的研究，特别是在时变参数协整建模方面所作的工作，不仅丰富和发展了协整建模的理论体系，而且为后文的实证工作奠定了基础。 三、运用单方程协整估计与检验以及格兰杰因果检验技术，在两变量框架内研究中国能源与经济增长关系。研究结果表明，总能源消费或电力消费与经济增长之间存在协整关系，但这一长期关系并不高度显著，总能源消费与经济增长互为因果，电力是经济增长的格兰杰原因，但反方向的因果关系并不成立；煤炭消费与经济增长之间的协整关系显著成立，且二者互为因果；石油消费与经济增长缺乏协整关系，石油消费是经济增长的格兰杰原因；天然气消费与经济增长之间既不存在协整关系也不存在任何方向的因果联系。这一部分的研究及所得结论，引发了作者对中国能源与经济增长关系的进一步思考，成为后续研究工作的起点。 四、在时变参数具有一阶自回归形式和光滑函数两种不同的假定下，运用时变参数协整建模理论和方法，对中国能源与经济增长之间可能存在的随时间变化的长期关系进行了研究。研究结果表明，两个时变参数模型对中国能源与经济增长之间长期关系的估计结果基本上是一致的，中国能源与经济增长之间具有随时问变化的协整关系，改革开放以后中国能源消费弹性系数呈现出稳定的下降趋势。常参数模型与时变参数模型的比较说明，常参数模型是一个“伪回归”模型，采用时变参数模型反映中国能源与经济增长关系更具合理性。 五、基于中国东部和西部的省级面板数据，运用面板数据单位根检验、面板协整检验与误差纠正模型，对中国东部和西部能源与经济增长关系进行了比较研究。实证研究结果表明，中国东部和西部能源与经济增长关系具有明显差异。东部地区能源消费与经济增长之间具有稳定的长期关系，二者之间既具有明显的双向长期因果关系又具有双向短期因果关系。对于中国西部地区能源与经济增长之问的协整关系，不同的检验方法给出了不一致的研究结论，经济增长是能源消费的格兰杰原因，而反方向的因果关系则不成立。在此基础上，本文提出促进中国区域经济与区域能源协调发展的简要政策建议。 六、运用系统方程协整关系的估计与检验方法，将结构变化和效率改进两个指标引入上海市电力需求模型，在多变量框架内研究中国能源与经济增长关系。研究结果表明，上海市电力需求、实际国内生产总值、电力价格、人口、结构变化和效率改进这些变量之间存在长期均衡关系；不仅价格和收入是电力需求的重要决定因素，而且，用来反映结构变化的重工业份额以及反映电力利用效率的效率改进指标也是显著的需求决定因素，结构变化可能是导致近期电力需求出现剧烈波动的原因之一；短期误差修正模型具有较好的预测精度，可用于短期电力需求的预测。 本研究的创新性体现在以下三个方面： 一、研究了随时间发生变化这一类特殊的协整关系，提出了时变参数协整关系的估计和检验方法；并运用该方法建立了一个新的反映中国能源与经济增长关系的时变参数模型，得出中国能源与经济增长之问具有随时问变化的长期均衡关系以及时变参数模型在描述二者关系方面优于常参数模型的结论。 二、基于非平稳面板数据，研究了中国能源与经济增长协整关系与因果关系的地区差异，得出中国东西部地区能源与经济增长关系具有显著差异的新结论。 三、构建了结构变化和效率改进两个指标，建立了上海市电力需求模型，研究了电力需求的主要决定因素，通过协整与误差修正分析，得出电力需求与实际国内生产总值、电力价格、人口、结构变化和效率改进六个变量具有长期均衡关系的结论。 总的来看，本文不仅从理论上对协整理论本身进行了丰富和发展，而且以当前备受关注的热点问题“中国能源与经济增长关系”为对象，做了大量的实证研究，得出了一些有意义的结论。本文的研究对于正确认识中国能源发展与经济增长关系、科学地制订能源发展战略、促进经济的长期稳定发展具有重要的理论和现实意义。