中國地區碳排放情況及其影響因素研究

李博

中國地區碳排放情況及其影響因素研究

李博

我國控制碳排放的工作，首先，應當妥善處理好經濟發展、城市化與減少碳排放之間的關系，積極轉變政府的經濟發展思路，加強促進發展低碳經濟的政策的制定與執行力度;其次，應進一步擴大對外開放，積極引進較為先進的低碳技術，同時優化產業結構，加快產業升級，并繼續積極推進民營經濟的發展;最后，應當注意并重視不同地區間所存在的差異，對于排放程度不同的地區，經濟發展水平不同的地區，在解決措施的重點與力度方面應當要有所區別。

碳排放;產業結構;產業升級;對外開放;經濟發展水平

一、引言

氣候變化問題是新世紀擺在全世界全人類面前的重大挑戰之一。能源消費量的不斷增加帶來的溫室氣體過度排放，是導致這一問題出現的主要原因。隨著對氣候變化問題重視程度的日益提高，通過發展低碳經濟的方式來減少溫室氣體排放，已經成為世界各國的廣泛共識，以美歐為代表的發達國家也逐漸開始實踐這一發展理念。我國目前仍屬于發展中國家，正處在工業化與城市化的加速發展階段，伴隨著經濟的高速增長，能源約束問題逐漸顯現，減排任務也愈加艱巨。對于減少溫室氣體排放的問題，我國政府一直采取積極的態度，加入了《京都議定書》等多個國際公約，并在2009年9月召開的聯合國氣候變化峰會上提出，要爭取到2020年，實現單位國內生產總值二氧化碳排放量比2005年有顯著下降。因此，在現階段乃至今后很長一段時間內，如何處理好經濟發展與環境保護之間的關系，是一個非常值得研究的重要問題。

理論界對于經濟發展與碳排放問題的研究剛剛起步。從已有文獻的情況看，現有研究主要集中在兩大方面。

一些研究集中于對基于碳排放的環境庫茲涅茨的探討。Holtz－Eakin和Selden通過面板數據的研究，驗證了倒U型關系的存在，他們發現，隨著經濟發展水平的提高，二氧化碳的邊際排放傾向會呈現出遞減的變化趨勢。〔1〕Galeotti等檢驗了基于二氧化碳的環境庫茲涅茨曲線的穩健性，并發現在OECD國家間存在著倒U型的關系。〔2〕蔡昉等通過對環境庫茲涅茨曲線的擬合，對排放水平從升到降的拐點進行了預測，考察了中國經濟內在的節能減排要求。其研究結果顯示，對于溫室氣體的減排而言，被動等待庫茲涅茨拐點的到來，將無法應對日益增加的環境壓力。他們認為，為了實現可持續經濟增長，需要中央政府的決心、地方政府和企業轉變增長方式的動機。〔3〕許廣月，宋德勇選用中國省域面板數據，運用面板單位根和協整檢驗方法，研究了中國碳排放環境庫茲涅茨曲線的存在性。〔4〕

另外一些研究則側重分析了影響碳排放的各種因素。Zhang使用結構分解方法，對中國1992到2005年間與生產有關的碳排放情況進行了分析，發現制造業部門的高速增長是導致1992－2002年間與生產有關的碳排放量提高的主要原因，而在2002到2005年間，由于碳密集部門的比重下降，使得與生產有關的碳排放水平有所下降。他認為優化供給結構是控制碳排放量的重要手段之一。〔5〕許廣月使用基于1990－2007年間省級面板數據的計量模型，對我國碳排放的影響因素進行了研究，并認為，對于不同區域，影響因素的效果存在差異。〔6〕盧祖丹采用我國1995－2008年間30個省、自治區、直轄市的面板數據，探討了城鎮化對碳排放的影響，發現我國城鎮化發展對碳排放的影響因地區而異，并認為這種差異與包括經濟結構在內的諸多因素具有重要關聯。〔7〕

已有文獻的成果為本文的進一步研究奠定了堅實的基礎。本文使用1999－2008年的省級面板數據，利用面板分位數回歸方法，從更為深入的視角，探討基于碳排放的庫茲涅茨曲線在不同分位點處的存在性問題，即人均碳排放量與人均實際GDP之間是否在不同分位點上均存在穩定的倒U型關系。本文進而研究了其他影響人均碳排放量的因素在不同分位點處的作用與變化規律。

本文的結構安排為，第一部分為引言與相關文獻綜述;第二部分為碳排放變化規律的統計描述性分析;第三部分應用面板分位數回歸方法進行了實證分析;第四部分為結論與相關啟示的探討。

二、碳排放量的估算及其變化規律分析

(一)碳排放數據的估算方法說明

本文首先考查碳排放與經濟發展水平的變化趨勢，所使用的數據為1999年至2008年我國29個省、自治區、直轄市的省級面板數據。基于數據的可得性，本文沒有包含湖南、西藏以及港澳臺地區。

由于我國目前尚無針對碳排放量的統計，因此，本文借鑒許廣月和宋德勇〔8〕的方法估算我國各地區的碳排放量，其計算公式如下:

其中，C為碳排放總量，E為能源消費總量，Ci為第i種能源消費的碳排放量，Ei為第i種能源的消費量，Si表示第i種能源在能源消費總量中所占份額;Fi表示第i種能源的排放系數 (強度)，即第i種能源消費的單位碳排放量。對于碳排放系數，本文借鑒許廣月和宋德勇〔8〕以及宋德勇和易艷春〔9〕所使用的方法，即采用美國能源部、日本能源經濟研究所、國家發改委能源研究所以及國家科委氣候變化項目給出的四種排放系數的平均值來進行計算。在求得各地區的碳排放量估算值后，將其與所在地區的年末人口總數相除，得到本文所要使用的人均碳排放量。

對于地區經濟發展水平的指標，本文使用各地區的實際人均GDP來代表，以1999年為基期。具體計算方法為:首先計算得到當地實際國內生產總值 (GDP)，即以1999年為基期，用各地區的國內生產總值指數對當地國內生產總值 (以當年價格計算)進行平減，然后，用得到的各地區的實際國內生產總值除以各地區的當年年底人口總數。上述數據來源于《新中國六十年統計資料匯編》、《中國能源統計年鑒》與《中國統計年鑒》。其中，對于個別缺失的樣本點，使用近似替代法予以補足。

(二)碳排放變化規律分析

根據上述方法所得出的數據，本文進而研究各地區在各時期的人均碳排放水平與人均實際GDP的變化趨勢 (見圖1和圖2)。為了更為清晰而直觀地考察不同水平下的變化規律是否有所區別，本文根據國家統計局最新采用的“四大經濟板塊”劃分方法，按照東部、中部、西部和東北部把各省市劃分為四大區域。根據本文所使用的數據，東部地區包括:北京、天津、河北、上海、江蘇、浙江、福建、山東、廣東和海南;中部地區包括:山西、安徽、江西、河南和湖北;西部地區包括:內蒙古、廣西、重慶、四川、貴州、云南、陜西、甘肅、青海、寧夏和新疆;東北部地區包括:遼寧、吉林和黑龍江。

如圖1所示，從人均實際GDP的平均水平角度看，從1999年至2008年，東部地區始終處于最高的位置，東北部地區次之，而中部和西部地區最低，并且兩者水平十分接近。從人均碳排放量的平均水平角度看 (如圖2所示)，各地區板塊的高低次序則有所不同。其中，東部與東北部地區水平較高，在大多數年份中，東部均高于東北部地區;中部與西部水平則較低，其中，1999年至2006年間，中部地區的人均碳排放量的平均水平始終高于西部地區，但兩者之間的差距在逐步縮小，從2007年開始，西部地區趕上并超過了中部地區。此外，還可以看出，在樣本期間，各地區板塊的人均實際GDP的平均水平均呈增長態勢，而部分地區板塊的人均碳排放量的平均水平已呈現出增速放緩的傾向，中部地區甚至已經呈現出回落的態勢。這一觀察結果反映出，由于各地區板塊的人均碳排放水平不同，經濟發展與人均碳排放之間的變化關系并不完全一致，因此，需要對這一問題進行更為深入的探討。

三、計量方法、模型設定與回歸結果

(一)面板分位數回歸方法

分位數回歸方法是由Koenker和Bassett〔10〕首先提出的，其主要特點是根據被解釋變量的條件分布來擬合解釋變量的線性函數。相比于傳統的均值回歸，這種方法可以通過分位點的變化得到更為全面的信息，在誤差項的分布有偏的情況下，分位數回歸的有效性更高，并且，分位數回歸對于異常值的敏感程度要低于普通的均值回歸，因此，穩健性較強。由于具有諸多優勢，隨著近些年來計算技術的不斷提升，分位數回歸作為一種有力的分析工具，被廣泛應用于多個領域的研究之中。

早期的分位數回歸方法無法考慮面板數據中的固定效應問題，為了克服這一局限性，Koenker〔11〕提出了面板分位數回歸方法，其基本原理如下:

假設要同時估計如下模型的幾個分位點:

其中，下腳標i和j分別代表個體與時期。對于這一問題的求解可以轉化為下面的最優化問題:

其中，τk代表分位點;wk代表權重;ρτ(u)= u(τ－I(u＜0))。Koenker提出應當使用帶有固定效應的Penalized Quantile Regression方法來求解上述問題，從而可以控制其波動性。這與本文所使用的面板數據相一致。為了克服上述問題，本文也將采用上述面板分位數模型來進行分析。

(二)模型設定與回歸結果分析

根據所要研究的問題，本文設定如下計量模型:

其中，i代表地區，t代表樣本觀測時期，emi代表地區人均碳排放量，使用前文所得到的測算數據;ecdev代表地區經濟發展水平，其測算方法如前文所述。此外，本文還考慮了地區經濟發展水平的平方項，從而考查碳排放與經濟發展之間是否存在倒U型的變化關系;indst表示地區產業結構，用各地區的第三產業在當地國內生產總值中所占的比重來衡量;urb代表地區城市化水平，用各地區總人口中非農人口的比重作為指標;open為地區開放程度，使用地區的進出口貿易額與當地國內生產總值的比值來代表;gov表示政府經濟影響力，使用各地的一般預算支出與當地國內生產總值的比值來表征;ownst為地區經濟所有制結構，用各地區國有企業職工占當地職工總數的比例來反映。上述指標用到的所有基礎數據均來自《中國統計年鑒》、《中國人口與就業統計年鑒》、《新中國六十年統計資料匯編》，以及《中國人口統計年鑒》。對模型 (1)使用面板分位數方法進行回歸，結果反映在表1中。

首先，從表中可以看出，在0.1，0.5與0.9這三個代表性分位點上，實際人均GDP的一次項系數均顯著為正，同時，其二次項的系數均顯著為負，這表明，人均碳排放的環境庫茲涅茨曲線在不同的分位點處均是顯著存在的，也就是說，盡管不同地區的發展水平與自身特點存在差異，但人均碳排放量與人均實際GDP之間的倒U型關系在不同分位點處均是成立的。這一結果進一步驗證了碳排放的環境庫茲涅茨曲線的存在性與可靠性，即，隨著經濟發展水平的提高，人均碳排放將出現拐點。

其次，通過考察回歸結果還可以發現，在其他影響因素中，產業結構與對外開放程度的系數在所有代表性分位點處均為負，表明這兩種因素能夠對人均碳排放水平起到消減作用。其原因可能在于，對外開放程度的提高有利于較先進的低碳技術的引入，因此，對減少人均碳排放量具有積極作用。而產業結構的調整，即能源消耗量與碳排放量較低的第三產業比重的上升，也會對減少碳排放具有促進作用。進一步觀察，還可以發現，隨著分位數的不同，產業結構均是顯著的，其作用大小出現了先下降后上升的變化趨勢，這表明，對于中等排放水平的地區而言，產業結構提升對碳減排的作用較小;而對于人均碳排放水平較低或較高的地區，其作用則較大。因此，當人均碳排放水平較高時，產業結構提升的作用會更大。另一方面，對外開放程度的作用與顯著性則呈現出隨著分位點的提高而不斷上升的趨勢，這說明，人均碳排放水平越高的地區，其作用越大。因此，對于人均碳排放情況較為嚴重的地區，更應當加強產業結構的調整力度，以及進一步擴大對外開放。

表1 面板分位數回歸結果

最后，還可以發現，城市化水平、政府的經濟影響力以及所有制結構的系數在所有代表性分位點處均為正。這些結果也得到了已有研究的支撐。對于城市化的問題，林伯強和劉希穎的實證研究表明，中國的二氧化碳排放總量與城市化水平之間存在著穩定的長期均衡關系，城市化水平的變化會引起二氧化碳排放量的同向變動。他們指出，城市化工業化階段的能源消費特征是增長快和能源需求剛性。城市居民人均能源消費量是農村居民的約3.5至4倍。城市化進程中的工業化特征體現為高耗能產業迅速發展，也意味著能源消費增長較快。〔12〕對于政府的經濟影響力，許廣月的研究認為，政府的環境規劃行為并沒有碳減排效應。我國政府雖然制定和實施了一系列環境保護的政策，但是實施效果不理想，主要是因為地方政府用GDP增長的考核指標來量化政績，缺失相關制度約束。〔13〕魏梅等的研究認為，我國公共投資對于碳排放效率的作用有待提高，其原因可能在于政府投資并未用在節能減排上，并認為公共支出程序無效等很多因素都可能會導致財政支出的無效。〔14〕在所有制結構的影響方面，王鋒等的研究指出，由于非國有企業比國有企業具有更高的技術效率和資源利用效率，因此，1997－1999年間工業企業所有制結構的變化是中國二氧化碳排放量下降的深層驅動因素之一。〔15〕由于國有經濟比重的適度性已成共識，因此，在這一情況下，應當繼續推進民營經濟的發展。進一步觀察發現，隨著分位點的提高，城市化水平與政府的經濟影響力的作用與顯著性會逐漸增強，這說明，人均碳排放水平越高的地區，城市化與政府的經濟影響力的作用會越明顯。所有制結構的作用則表現為對于中等人均碳排放水平的地區，其影響力與顯著性較高。而對于碳排放水平較高或較低的地區，其影響作用與顯著性則較低。

四、結論與啟示

本文運用1999－2008年我國29個省、自治區、直轄市的省級面板數據，通過面板分位數回歸方法，分析了基于碳排放的庫茲涅茨曲線在不同分位點處的存在性問題，以及其他影響人均碳排放量的因素在不同分位點處的作用與變化規律。本文的研究結論包括:第一，在不同的分位數水平上均存在人均碳排放水平與人均實際GDP之間的倒U型關系，這進一步驗證了碳排放的環境庫茲涅茨曲線的存在性;第二，產業結構與對外開放程度的系數在所有代表性分位點處均為負，并且隨著分位點的提升，產業結構的影響作用出現了先下降后上升的變化趨勢，而對外開放程度的影響作用大小與顯著性則隨著分位點的提高而不斷上升。第三，城市化水平、政府的經濟影響力以及所有制結構的系數在所有代表性分位點處均為正。隨著分位點的提升，城市化水平與政府經濟影響力的作用與顯著性會逐漸遞增，而所有制結構對中等人均碳排放水平的地區的影響作用與顯著性較高，對其他地區則較低。

本文的研究結論為我國現階段控制碳排放工作提供了重要的啟示。首先，應當妥善處理好經濟發展、城市化與減少碳排放之間的關系，積極轉變政府的經濟發展思路，加強促進發展低碳經濟的政策的制定與執行力度。其次，進一步擴大對外開放，積極引進較為先進的低碳技術，同時優化產業結構，加快產業升級;并繼續積極推進民營經濟的發展。最后，應當注意并重視不同地區間所存在的差異，對于排放程度不同的地區，經濟發展水平不同的地區，在解決措施的重點與力度方面應當要有所區別。

〔1〕Holtz－Eakin，D.and T.M.Selden.Stoking the Fires?CO2 Emissions and Economic Growth〔J〕.Journal of Public Economics，1995，57(1):85－101.

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〔5〕Zhang，Y.Supply－side Structural Effect on Carbon Emissions in China〔J〕.Energy Economics，2010，32:186－193.

〔6〕許廣月.我國碳排放影響因素及其區域比較研究:基于省域面板數據〔J〕.財經論叢，2011，(3).

〔7〕盧祖丹.我國城鎮化對碳排放的影響研究〔J〕.中國科技論壇，2011，(7).

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〔10〕Koenker，R.and G.Bassett.Regression Quantiles〔J〕.Econometrica，1978，46(1):33－50.

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〔12〕林伯強，劉希穎.中國城市化階段的碳排放:影響因素和減排策略〔J〕.經濟研究，2010，(8).

〔13〕許廣月.碳排放收斂性:理論假說和中國的經驗研究〔J〕.數量經濟技術經濟研究，2010，(9).

〔14〕魏梅，曹明福，江金榮.生產中碳排放效率長期決定及其收斂性分析〔J〕.數量經濟技術經濟研究，2010，(9).

〔15〕王鋒，吳麗華，楊超.中國經濟發展中碳排放增長的驅動因素研究〔J〕.經濟研究，2010，(2).

F124.5

A

1004—0633(2011)06—051—05

2011—09—09

李博，南開大學經濟學院博士研究生，主要研究方向為中國經濟問題。 天津 300071

(本文責任編輯 王云川)