能源消耗、资本形成总额和城市化在决定西班牙经济增长中的作用：来自非参数方法的证据

《Journal of Cleaner Production》：Role of energy consumption, gross capital formation, and urbanization in determining economic growth in Spain: Evidence from non-parametric methods

西班牙1970-2024年城市化、能源消耗与资本形成对经济增长的动态影响研究，采用波let协方差分析和因果检验，揭示城市化通过吸引FDI促进经济，资本形成与经济增长存在双向因果关系，能源消耗对资本形成具有显著波let因果效应，尤其在1990-2010年工业化高峰期。

　　

Festus Victor Bekun|Zekeriya Sahin|Michael Provide Fumey|Philips O. Agboola|Murat Ba?al

土耳其伊斯坦布尔Gelisim大学物流管理系

摘要

本研究探讨了城市化、能源消耗和资本形成之间的相互关系，同时利用1970年至2024年西班牙的年度时频数据，分析了外国直接投资（FDI）对经济增长的作用。研究通过小波相干性分析和小波格兰杰因果关系（WGC）等方法，捕捉了短期和长期的经济动态。结果表明，城市化对外国直接投资具有直接的因果影响，这与城市化推动的FDI增长趋势一致。同样，经济增长也对资本形成具有因果作用，这反映了西班牙依赖能源使用来维持投资。小波格兰杰因果关系分析还揭示了另一个重要渠道：能源消耗（EC）对资本形成（GCF）的因果关系，尤其是在1990年代和21世纪初的工业扩张时期，能源密集型行业在推动资本积累中发挥了核心作用。研究结果呼吁西班牙从依赖能源密集型、建筑驱动和外部融资的增长模式，转向以可再生能源采纳、能源高效投资、可持续城市转型和增强国内投资能力为核心的新型发展模式。

引言

全球范围内，环境污染与经济发展之间的复杂联系是一个重大问题，因为各国在追求发展的同时，不得不避免环境退化（Boateng等人，2025；Jarijari等人，2025）。城市化（UB）、环境污染和能源消耗（EC）是决定各国经济增长的关键因素（Fumey等人，2024）。随着城市的产生和人口迁移，工业化和基础设施建设变得更加显著，从而促进了经济增长并改善了人们的生活（Abdi和Hashi，2024；Moro等人，2025）。这种增长与更高的能源消耗和更多的排放有关，这对生态可持续性构成了挑战（Sampene等人，2024；Wiredu等人，2024）。各国面临的挑战是确保GDP增长的同时，减少污染和资源枯竭的负面影响（Yeboah等人，2024；Zhang等人，2025）。大多数国家通过开发更清洁的技术、实施更严格的生态法规以及重新规划城市，以使城市更加可持续来应对这一挑战（Abubakar和Alshammari，2023；Gyamfi等人，2024；Kumareswaran和Jayasinghe，2023）。希望实现长期经济可持续性的政策制定者必须加强这些因素之间的相互联系（Nathaniel等人，2021）。

作为欧洲较为重要的经济体之一，西班牙在过去几十年经历了快速的城市化、能源消耗和环境问题（Balaguer和Cantavella，2016；Pi?atowska等人，2020）。由于人口增长和经济扩张的推动，经济活动集中在马德里、巴塞罗那和瓦伦西亚等大城市，导致对住房、基础设施和能源的需求增加（Zarco-Soto等人，2020）。然而，这种增长也导致了环境退化，二氧化碳排放增加和能源依赖性增强，给可持续发展带来了严峻挑战（Pi?atowska等人，2020）。尽管西班牙在风能和太阳能等清洁能源上进行了大量投资，但它仍然严重依赖外国能源（Barrella等人，2022）。此外，西班牙需要在保持经济增长的同时保护环境，向绿色经济转型（Adebayo，2022；Lallana等人，2021）。此外，地区经济差异和城市发展不平衡进一步增加了复杂性，农村地区面临人口流失，而城市则面临拥堵和污染问题（Dam等人，2023；Pi?atowska等人，2020）。解决这些问题需要了解城市化、环境可持续性和能源消耗如何影响西班牙的GDP和长期可持续性。研究表明，城市化是GDP的重要驱动力，因为它汇集了资源、劳动力和资本，提高了生产力和创新能力（Sukanya和Tantia，2023）。然而，如果管理不善，城市化会加剧基础设施拥堵和社会失衡。亚太地区的GDP增长与城市化有关，导致环境退化；因此，绿色城市规划至关重要（Prasetyanto等人，2023）。作为环境污染的一部分，排放与经济增长之间存在多方面的关系（Ajeigbe和Ganda，2024；Choudhury等人，2023）。随着经济增长刺激的工业活动增加排放，过高的污染水平最终会通过降低环境质量来制约经济发展（Kazemzadeh等人，2022；Pata，2021）。发展中国家的低效排放监管是经济增长面临的核心挑战，因此严格的环境政策和清洁能源技术至关重要（Ajeigbe和Ganda，2024）。能源消耗与GDP呈正相关，因为它推动了工业生产和基础设施的发展（Noorymotlagh和?ift?io?lu，2023）。然而，对化石燃料的依赖会增加碳排放，可能对环境产生不利影响（Adebayo，2022；Bashir等人，2024）。在“一带一路”倡议国家中，能源消耗与碳排放增加有关，这表明需要制定促进能源效率和使用可再生能源的政策（Khan等人，2021）。

虽然已有研究探讨了发达国家GDP、城市化、二氧化碳排放和能源消耗之间的联系（Abubakar和Alshammari，2023；?zkan和Okay，2024），但很少有研究使用稳健的计量经济学方法来分析西班牙经济。现有文献主要关注总体区域趋势或单一变量效应，未能概括它们的长期和短期关系。因此，本研究采用小波分析等方法来捕捉均衡关系和时频变化，旨在填补这一研究空白，提供西班牙经济增长过程中这些变量之间关系的更详细描述。这项研究的动机在于，面对快速的城市化、碳排放增加和能源依赖性，西班牙在平衡经济发展与可持续性方面一直面临困难。通过小波分析，本研究实现了研究的主要目标，揭示了城市化、能源消耗和资本形成之间的短期动态和长期均衡关系，并分析了外国直接投资（FDI）对经济增长的作用。此外，本研究还回答了以下问题：在不同时间尺度上，城市化、能源消耗和经济增长之间的动态联系是什么？

因此，本研究做出了重要贡献。首先，它对西班牙这一高度依赖进口化石燃料且城市化进程迅速的国家进行了专门研究，同时西班牙在清洁能源领域的投资也很积极。尽管早期研究通常关注欧盟、经合组织或新兴经济体等集体地理区域，但西班牙独特的增长-可持续性困境却鲜有关注。通过填补这一研究空白，本文提供的证据不仅对西班牙具有相关性，也适用于其他经历类似变化的高收入国家。其次，本研究在方法论上有所创新。与主要依赖ARDL或面板估计的先前研究不同，我们采用了计量经济学技术，结合了小波相干性分析，并将分析范围扩展到传统方法的局限之外，以捕捉不同时间和频率领域之间的动态关系。这种综合分析方法提供了关于城市化、能源使用和经济发展之间动态关系的完整而细致的视角。第三，本研究为政策制定提供了可操作的见解。证据表明，城市化 and 能源使用对经济增长做出了重要贡献，但由于西班牙向服务和技术驱动的经济转型，两者与经济增长之间的关系较为薄弱。这些发现表明，西班牙可以实施促进增长和可持续性的政策，例如加快可再生能源转型、在特定行业进行能源效率投资以及发展绿色城市，以缓解大城市过度集中的问题。这些启示有助于政策制定者在实现经济增长的同时，符合《巴黎协定》和欧盟绿色协议的脱碳目标。总体而言，这项工作通过填补文献中的空白、结合非参数方法以及提出基于证据的平衡增长与生态可持续性的建议，推动了学术进步。

本文的其余部分安排如下：第2节提供文献综述，第3节介绍研究方法和数据，第4节展示结果和讨论，第5节根据研究结果提出政策建议。

文献综述

能源使用、环境污染和城市化之间的联系影响着经济增长（Biswal等人，2025；Xing等人，2023）。这种相互作用是复杂且动态的，对经济发展既有正面影响也有负面影响（Raihan，2023）。然而，尽管能源消耗是经济增长的关键驱动力（EG），但它也会导致环境退化，从而阻碍可持续发展（Amin等人，2025）。在促进经济活动的同时，城市化也

数据

本研究以西班牙为例，因为它在欧盟内部具有动态的能源-增长-城市化关系。几十年来，西班牙的外国直接投资、资本和经济转型取得了显著进展，但在实现可再生能源目标的过程中，对化石燃料的依赖依然很高（Movilla等人，2013）。先前的研究（如Bekun等人，2025）虽然探讨了这一主题，但未能充分关注FDI和资本形成的关键作用

描述性统计和相关性

表1展示了描述性统计和相关性结果。在A部分，描述性统计反映了数据的中心趋势和分布特征。经济增长（EG）表现出相对稳定的动态，范围在9.36到10.30之间，变异性较低（标准差=0.275），表明增长趋势稳定。相比之下，外国直接投资（FDI）表现出较大的波动，范围从-0.999到1.91，标准差最高（0.769），表明投资流入具有较高的波动性。

结论

本研究利用先进的非参数技术（包括小波相干性、多重小波相干性和小波格兰杰因果关系）分析了1970年至2024年间西班牙经济增长、能源消耗、外国直接投资和城市化之间的相互关系。基于小波的方法提供了时频视角，有助于区分短期和长期动态以及各变量之间的方向性因果关系

CRediT作者贡献声明

Festus Victor Bekun：撰写 - 审稿与编辑，撰写 - 初稿，监督，概念化。Zekeriya Sahin：调查，数据整理。Michael Provide Fumey：方法论，正式分析，数据整理，软件应用。Philips O. Agboola：撰写 - 初稿，验证。Murat Ba?al：撰写 - 初稿。

伦理批准

不适用。

出版同意

所有作者均已阅读并同意发表该手稿。

关于写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明

在准备本稿时，作者使用了AI辅助工具“ChatGPT”来提高手稿的可读性和语言表达。使用该工具后，作者根据需要对内容进行了审查和编辑，并对发表文章的内容负全责。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

作者衷心感谢Festus Victor Bekun教授在研究概念化方面的宝贵指导和支持。