中国碳排放长期趋势及驱动因子分析

李 燕

(浙江工商大学 经济学院，浙江 杭州 310018)

一、引言

自工业革命以来，社会经济发展和人口增加导致大气中CO2等温室气体浓度不断升高，被认为是地球变暖的根本原因。2003年英国第一次提出了“低碳经济”(Low－carbon Economy)后，各国都将低碳经济视为21世纪经济增长的新动力。我国政府在2009年8月全国人大常委会上明确提出:立足国情发展绿色经济、低碳经济，把积极应对气候变化作为实现可持续发展战略的长期任务，并纳入国民经济和社会发展规划。这一决议表明我国已经把降低碳排放，发展低碳经济提升到国家战略的高度。

二、文献回顾

(一)碳排放和经济增长长期趋势研究

Schmalensee(1998)和 Galetti等(1999)验证了 CO2排放量与人均收入之间存在倒U型曲线关系。胡初枝等(2008)基于我国1990—2005年碳排放的规模效应、结构效应与技术效应，运用库兹涅茨曲线(EKC)模型，得出经济增长与碳排放呈“N”型关系。中国科学院可持续发展战略研究组(2009)研究发现，一个国家或地区的经济发展和碳排放的关系演化依次遵循着3个倒U型曲线规律。

(二)碳排放驱动因子研究

ZHANG(1998)最早采用对数差分方法分析中国1980—1997年碳排放增长，结果证明中国在节能减排中若没有通过政策与技术手段降低能源强度，该阶段的碳排放总量会比实际高50%。柴建等(2009)基于1992、1997、2002及2004年30部门能源投入产出表分析得出我国过去几十年能源强度下降的主要动力来自于宏观因素。朱勤等(2009)基于扩展的Kara恒等式建立因素分解模型，应用LMDI分解方法对能源消费碳排放进行因素分解，得出经济产出效应对我国该阶段能源消费碳排放的贡献最大。以上的研究为碳排放驱动因子分析提供了良好的基础。不难发现上述分析更多地从经济增长以及微观结构的角度去分析碳排放因素。本文通过对碳排放和经济增长长期趋势分析，综合考虑碳强度、能源强度、人口数量及碳排放效率等宏观因素对碳排放的影响，进行协整、格兰杰因果关系分析，建立误差修正模型。力求较为全面地反映各因素的动态作用并量化其贡献率。

三、研究方法

Kara恒等式由日本教授Yoichi Kara于IPCC的一次研讨会上提出，是为了辨别碳强度、能源强度、经济水平、人口数量哪种因子对碳排放影响最大。

式中:CO2、PE、GDP和POP分别代表 CO2排放量、一次能源消费总量、国内生产总值以及国内人口总量。

为了研究碳强度、能源强度、经济水平、人口数量对碳排放的影响，笔者对Kara恒等式进行如下变换:

根据弹性的定义，碳强度、能源强度、经济水平、人口数量每变化1%，分别引起碳排放总量变化α1%，α2%，α3%，α4%。

四、实证研究

(一)数据选择和统计性描述

数据样本为中国1978—2007年的年度数据，来源于中国统计年鉴、中国能源年鉴和2050中国能源和碳排放报告。没选取1978年以前的数据是因为1978年以前我国处于计划经济体制下，经济水平不高，能源存在严重浪费现象。1978年以后，我国市场经济逐步开放，工农业迅速发展，能源消耗加快，碳排放量加速增长。

图1 二氧化碳排放量(CO2)、人口(POP)、碳强度(CI)、能源强度(EF)、人均GDP(PG)、碳排放效率(CE)的增长率变化趋势

(二)碳排放总量变动趋势:“库兹涅兹曲线”检验

前述文献表明无论是国内还是国外，碳排放和经济增长存在明显的相关关系，但是对于中国的情况，不同的学者得出不同的结论。为了进一步检验我国碳排放和经济增长的关系，本文借鉴Galli的做法，建立碳排放与人均GDP之间的非线性模型:

其中CO2:二氧化碳排放量，PERGDP:人均GDP。由Eviews6.0计算得到以下结果:

表1 碳排放效率与人均GDP回归结果

从表1中得出，人均GDP一次项系数显著为正，在1%水平上通过显著性检验;二次项系数显著为负，在1%水平上通过显著性检验。说明我国碳排放量随着人均GDP的增加呈现先上升后下降的倒U型曲线关系，结论与Schmalensee(1998)和Galetti等(1999)一致。

结合图1，2002—2004年碳排放效率增长率为负，说明随着工业化进程的加速，二氧化碳的排放量有恶化的趋势。根据我国碳排放量特征分析，我国碳排放量的“拐点”在人均GDP非常高的位置，远高于国外水平。说明我国在含碳能源利用上存在大量的粗放型消费。

(三)二氧化碳排放量(CO2)，碳强度(CI)，能源强度(EE)，人均GDP(PG)，人口(POP)协整性分析

自从Engle和Granger提出协整理论以来，就一直被认为是处理非平稳时间序列长期均衡关系和短期波动的有力工具。在进行协整之前，先对数列进行平稳性检验，以确定变量的单阶整数。时间序列平稳性检验常用ADF检验:

表2 各变量序列平稳性检验结果

由表2可知，CO2、EE、PG、POP及 CI为2阶同阶单整，满足协整分析的条件。

本文用恩格尔和格兰杰两步法对协整关系进行检验和估计分析结果见表3。

表3 各时间序列之间协整检验

可知 lnCO2和 lnCI，lnEE，lnPG，lnPOP 存在协整关系，说明二氧化碳排放量与碳强度、能源强度、人均GDP、人口之间存在着长期均衡关系，说明在长期这些因子对二氧化碳的排放存在一定的影响。

(四)格兰杰因果关系检验

因果关系是变量之间的依赖性，原因变量的变化引起结果变量的变化。

表4 格兰杰因果检验结果

注:滞后期按照p值的最小值进行选择。

表4显示:惟独lnPOP和lnCO2互为因果，说明人口和碳排放量之间具有相关性;lnCI是lnCO2的原因，这说明碳能源的消费结构对二氧化碳的排放存在影响;lnCO2是lnEE的原因，即二氧化碳的变化会改变能源强度;Ln-PG和lnCO2不存在格兰杰因果关系，即二氧化碳和人均GDP相互独立，但是格兰杰因果检验只是相互关系表示一个方面。综上可知，我国二氧化碳排放量和人均GDP(经济增长)存在倒U曲线关系。

格兰杰因果检验显示除了人均GDP外，别的驱动因子对二氧化碳都有因果关系影响，由此可知我国碳排放驱动因子之间存在因果关系，为提出节能减排政策建议提供依据。

(五)建立误差修正模型

Engle和Granger已经证明，如果变量之间存在长期均衡关系，均衡误差将显著影响变量之间的短期动态关系。先建立长期均衡模型。

从模型来看，碳强度、能源强度、人均GDP、人口都对碳排放量存在显著的正相关关系，符合实际情况。在其他变量不变的情况下，碳强度、能源强度、人均GDP、人口每变化1%，二氧化碳排放量分别变化0.80%、1.06%、0.97%、1.38%。对二氧化碳的影响:人口＞能源强度＞人均GDP＞碳强度。

再建立短期均衡模型 lnCIt－1，lnEEt－1，lnPGt－1，ln-POPt－1无法通过t显著性检验，舍去。通过显著性检验和拟合优度标准后得到以下模型:

从以上误差修正模型来看，在短期内，碳强度、能源强度、人均GDP、人口都对碳排放量存在显著的正影响。具体来说，在短期其他条件不变的情况下，碳强度、能源强度、人均GDP、人口每变动1%，CO2平均变动1.02%，1.03%，0.99%和1.19%。对二氧化碳排放量的影响:人口＞能源强度＞碳强度＞人均GDP。相对于长期而言，短期碳强度的影响比人均GDP影响更大。误差修正项ECM的系数大小反映了短期对偏离产期均衡的调整程度。由模型可知，误差修正系数为负，满足反向调整的事实。上一期短期对于上期均衡的偏离，将在本期得到32.89%的调整，说明在宏观调控下，我国每年对二氧化碳的排放量调整力度适中。

五、研究结论及建议

上述研究表明二氧化碳排放总量与人均GDP存在“能源库兹涅兹关系”，说明随着经济增长，我国碳排放总量经过“拐点”后会逐年下降。格兰杰因果检验表明碳排放量与人口数量存在互为因果关系，碳排放量的变化是能源强度变化的原因，是碳强度变化的结果。碳排放驱动因子长期均衡和短期误差修正模型表明无论长期还是短期，对于我国碳排放影响最大的两个因素是人口数量和能源强度，碳排放和人口数量在长期和短期内影响大小不同，长期人均GDP影响更强，短期则碳强度占优。由误差修正项可知碳排放量短期对长期均衡的偏离有32.89%得到调整，说明我国在二氧化碳排放宏观调控产生的成效一般。从两个模型的回归结果看，人均GDP对碳排放的弹性系数较大，表明我国经济增长主要靠高投入、高能源消耗的产业拉动。据此提出以下几点建议:第一，从低碳生产来看，二氧化碳的排放量与能源强度弹性系数约为1，说明提高能源效率，能同比例减少我国碳排放量。能源强度主要受到产业结构、市场化程度和经济增长的影响。要做到降低生产的碳排放量，首先应调整产业结构，加快经济转型，加大对第三产业的投入。其次应积极推进市场化改革，制定有效的碳权交易市场机制，利用价格机制提高碳排放效率。同时还应大力发展清洁能源，提高清洁能源对碳能源的替代率，减少我国碳排放总量。第二，从低碳生活来看，碳强度因子在短期相对于长期效果较为明显，这说明在短期内碳能源消费结构的调整升级会有效降低碳排放量。随着经济快速增长，城市化、机动化的大力推进，生活碳排放将进入快速增长期。政府应倡导低碳消费理念、引导低碳生活方式，建立起一种以低碳为导向的共生型消费方式。构建低碳消费生活方式关键是消费结构低碳化，减少城镇居民生活的碳密集行为，实现由高碳消费向低碳消费的转变。通过低碳消费结构的优化升级引导低碳产业结构调整，进一步降低我国的碳排放量。第三，从控制人口增长来看，在我国碳排放驱动因子分析中，人口因素影响最为显著。我国本来人口基数就大，人口数量微小的变动，都会引起能源需求、碳排放量的巨大变动，人口数量对碳排放量的影响具有长期滞后效应。所以从长期来看，积极有效控制人口增长，能减少我国碳排放量，减轻能源供求压力，有利于低碳经济的发展。

[1]Keeling C D，Whorf T P，Wahlen M，.Inter annual ex－tremens in the rate of rise of atmospheric carbon dioxide since[J].Nature，1995，375:666－670.

[2]孙敬水.中级计量经济学[M].上海:上海财经大学出版社，2009.