基于聯立方程模型的FDI、產業結構與碳排放互動關系研究

2015-12-23 03:14:30毛明明,孫建

重慶理工大學學報(社會科學) 2015年4期

引用格式：毛明明，孫建.基于聯立方程模型的FDI、產業結構與碳排放互動關系研究[J].重慶理工大學學報:社會科學，2015(4):28-34.

Citation format：MAO Ming-ming,SUN Jian.Research on Interactive Relationship Among FDI, Economic Growth and Carbon Emission: Based on Simultaneous Equation Model[J].Journal of Chongqing University of Technology:Social Science,2015(4):28-34.

毛明明a，孫建b

(重慶工商大學a.長江上游經濟研究中心； b. 經濟學院，重慶400067)

摘要：通過中國30個省區1997—2012年能源消費數據，依據電(熱)碳分攤原則測算出各省區的碳排放量，運用面板單位根和面板協整理論，建立了包含經濟增長、碳排放以及外商直接投資在內的聯立方程來分析區域FDI與二氧化碳排放的關系。結果表明：聯立方程中每個模型的協整關系是成立的，區域FDI對區域碳排放的直接彈性是-0.001，間接彈性是0.146，區域產業結構對區域碳排放的直接彈性是0.032，間接彈性是1.882。研究進一步發現區域FDI、區域經濟增長、區域產業結構與區域能源強度都是促進區域碳排放的重要因素，并且區域FDI和區域碳排放量對區域經濟增長呈現出雙向的因果關系。

關鍵詞：碳排放；FDI；經濟增長；聯立方程

收稿日期：2014-11-17

基金項目：國家社會科學基金一般項目“中國區域技術創新碳減排效應及優化政策研究”(13BJY024)；重慶市社會科學規劃項目“中國技術創新宏觀績效一般均衡分析及政策優化研究”(2012BS13)

作者簡介：毛明明(1989—)，女，河南濮陽人，碩士研究生，研究方向：環境經濟；孫建(1974—)，男，四川崇州人，博士，碩士生導師，副教授，研究方向：應用數量經濟學。

doi:10.3969/j.issn.1674-8425(s).2015.04.006

中圖分類號：F224.2

文章編號：1674-8425(2015)04-0028-07

Research on Interactive Relationship Among FDI, Economic Growth

and Carbon Emission: Based on Simultaneous Equation Model

MAO Ming-minga, SUN Jianb

(a.Research Center of the Economy of the Upper Reaches of the Yangtze River;

b.School of Economics, Chongqing Technology and Business University，Chongqing 400067, China)

Abstract:This paper estimated the carbon emissions based on principles of electricity (hot) carbon allocation by using the energy consumption data of China’s 30 provinces from 1997 to 2011 and applied panel unit root and panel co-integration theory to analyze the relationship between regional FDI and carbon emissions by establishing the simultaneous equations including economic growth, carbon emissions and FDI. The results show that each model’s co-integration relationship of the simultaneous equations is established and the directly elasticity regional FDI on regional carbon emissions is -0.001, the indirect elasticity is 0.146,the directly elasticity regional industrial structure on regional carbon emissions is 0.032 and the indirect elasticity is 1.882. The study further found that regional FDI, regional economic growth, regional industrial structure and regional energy intensity are important factors in promoting regional carbon emissions, and there is a two-way causal relationship between regional FDI, regional carbon emissions and regional economic growth.

Key words: carbon emission；FDI；economic growth；simultaneous equation

一、引言

在經濟全球化的背景下，國際間的貿易合作越來越多，自從改革開放以來，我國吸引了大量的外商直接投資。1997—2013年，我國吸引的外商直接投資額高達12 171億美元，儼然成為世界上吸引外資最多的國家。通過外資，可以促進我國物質資本的積累以及技術的改進，進而促進我國的經濟增長。然而越來越多的學者發現隨著FDI水平的不斷提高，FDI通過資金、技術渠道給中國經濟帶來迅速發展的同時，也給中國的資源環境和碳排放問題帶來較大壓力。在溫室效應日益引起全球關注、中國也已成為全球最大的碳排放國的背景之下，對 FDI與中國二氧化碳排放的關系進行研究具有重要的現實意義。

綜觀已有文獻，大多數學者主要利用面板數據或時間序列數據來建立單方程模型從而檢驗區域FDI與區域碳排放之間的關系。區域FDI的引入是否對碳排放有促進作用，不同學者研究的結果不盡一致。美國學者Hoffman研究了112個國家的面板數據，通過格蘭杰因果檢驗考察了FDI和二氧化碳的排放關系，得出了低收入國家的碳排放水平影響了FDI的進入、中等收入國家的FDI的流入助長了碳排放的增加、在高收入國家沒有檢測到FDI與碳排放存在因果關系的結論[1]。Perkins和Neumayer 運用98個不發達國家1980—2005年的面板數據，對進出口貿易、外商直接投資與不發達國家碳排放效率的關系進行研究，研究表明：進出口水平和外商直接投資的增加有利于東道國碳排放效率的提升[2]；我國學者宋德勇，易艷春選取時間序列數據建立的單方程回歸分析,發現我國FDI的引入對二氧化碳的排放有負的影響，即FDI的引入，減少了二氧化碳的排放[3]；孫德紅，李錫玲通過對我國1991—2012年的外商直接投資和低碳經濟指標數據,建立外商直接投資與低碳經濟指標的面板數據模型，結果表明，外商直接投資與人均二氧化碳排放量呈負相關關系[4]，這說明外商直接投資的增加能夠降低我國人均二氧化碳的排放量，進而促進我國低碳經濟的發展。

對于通過建立聯立方程來研究FDI對碳排放的影響的研究，近幾年也受到了學者們的普遍關注。陳德湖、陳子寅利用我國1985—2008年的時間序列數據建立聯立方程組模型,對外商直接投資和我國碳排放之間相互關系進行分析，結果表明：FDI對我國碳排放的規模效應、規制效應均為正向影響,技術效應表現為負向影響,結構效應不明顯,總效應為正。據此可以得出，隨著FDI的增加，碳排放也依次增加[5]。王奕鋆基于2000—2011年江蘇省工業部門數據，建立碳排放強度、FDI、人均固定投資以及R&D之間相互聯系的聯立方程，結果表明：從整體上看，FDI的引入顯著增強了江蘇省工業部門的二氧化碳的排放，而隨著FDI的引入，江蘇省人均固定投資也顯著增強[6]。

從以上文獻可以看出：FDI確實與碳排放呈現出相關關系，而FDI的引入，通常是從兩方面來影響碳排放：一是FDI可以通過影響經濟發展來影響碳排放量；二是FDI本身就有可能對碳排放帶來直接的影響。碳排放、經濟增長、產業結構和FDI四者之間存在著內在關系，僅僅建立單方程模型，只能說明區域FDI、產業結構、經濟增長對碳排放的單一效應，而不能說明區域FDI、產業結構、經濟增長、碳排放四者之間內在的互動關系，從而使得估計結果出現偏差。同時，以上研究在建模時未考慮對變量進行單位根以及協整檢驗，未考慮到偽回歸情況的出現。因此，本文采用全國30個省市自治區的面板數據，利用面板單位根和協整理論，構造相應的聯立方程模型，分析FDI與碳排放的雙向因果關系，避免以前單方程模型考察區域FDI、產業結構、經濟增長對二氧化碳排放關系的單一性。

二、聯立方程模型構建以及樣本數據

(一)模型構建

為了研究FDI與碳排放之間的內在聯系，本文通過建立碳排放方程、產出方程以及外商直接投資方程3個方程綜合分析內在聯系：借鑒王瑋采用LMDI方法，將影響碳排放的因素分解為經濟規模、產業結構、能源強度[7]，以及許廣月、宋德勇對中國碳排放環境庫茲涅茨曲線的驗證，建立碳排放方程[8]；借鑒C-D函數的思路，將資本投入細分為國內資本存量K以及國外資本的投入FDI，在經濟發展過程中會越來越關注環境狀況，因此碳排放量也會影響經濟的增長，以此建立產出方程；外商直接投資直接受一國經濟的影響，一國的經濟情況較好越能夠吸收外資，代迪爾、李子豪認為絕大多數外資在華投資主要是利用我國廉價的勞動力優勢，投資的行業也主要集中于第二產業中的制造業，并且外國直接投資到我國制造業中的投資是以勞動密集型投資為主[9]，因此選取GDP、勞動投入以及第二產業所占比重作為影響FDI規模的因素。

lnCit=β0+β1lnGDPit++β2(lnGDPit)2+

β3lnFDIit+β4lnNYQDit+

β5lnCYJGit+β6lnMTBLit+δit

(1)

lnGDPit=α0+α1lnCit+α2lnFDIit+

α3lnLit+α4lnKit+εit

(2)

lnFDIit=γ0+γ1lnGDPit+γ2lnCYJGit+

γ3lnLit+μit

(3)

其中方程(1)、(2)、(3)分別代表碳排放方程、產出方程、外商直接投資方程。i代表地區；t代表年份；C代表碳排放量；GDP是經濟增長，即地區生產總值；FDI是外商直接投資；NYQD是能源強度，能源強度指標常用來反映技術進步水平[10-12]；CYJG代表產業結構，即第二產業增加值占地區生產總值的比例；MTBL代表能源結構，即煤炭消耗量占總能源消耗量的比例；L是勞動投入，代表地區就業人數；K代表地區資本存量。

(二)數據來源

考慮到西藏統計數據的不齊全，本文選用1997—2012年全國30個省市自治區作為研究對象。地區生產總值來源于《中國統計年鑒》，為消除價格波動和和其他因素對數據可比較性的影響，地區生產總值的數據均以1997年為基期的GDP平減指數消除價格影響，單位為億元；外商直接投資數據、地區就業人數、產業結構來源于各地方統計年鑒以及《中國統計年鑒》，單位分別為億美元、萬人、百分比。

由于我國未對資本投入進行核算，無法直接獲得，因此本文根據張軍等估算資本存量的永續盤存法進行核算，以1997年的固定資產投資額除以當年第二產業占地區生產總值的比重作為初始的物質資本存量，然后按照永續盤存法以0.096的資本折舊率計算1998—2011年的物質資本存量，最后以1997年為基期的固定資產價格指數消除價格因素的影響[13]。數據來源于《中國統計年鑒》，單位分別為億元。

表1　轉換系數與排放系數

三、實證分析

(一)變量單位根檢驗

選用LLC和ADF的檢驗方法對碳排放的對數、實際GDP的對數、能源強度的對數、產業結構的對數、FDI的對數、勞動投入的對數、資本投入的對數以及其一階差分進行單位根檢驗，4種方法的原假設均為“存在單位根”，即序列是非平穩的，檢驗結果如表2所示。

表2　各變量的對數及其一階差分的面板單位根檢驗結果

由表2可知，除個別情況外，對全國30個省際數據各變量對數的原值進行單位根檢驗時，檢驗結果在1%的顯著性水平下，都表明接受原假設，即各變量的對數序列是非平穩的；而對各變量對數的一階差分進行單位根檢驗時，檢驗結果在1%的顯著性水平下，都表明拒絕原假設，即各變量對數的一階差分序列是平穩的；因此綜合認為各變量序列都是I(1)過程，即LNCAR、LNGDP、LNFDI、LNNYQD、LNCYJG、LNL和LNK的面板數據為一階單整的。由于上述數據在應用最小二乘法估計時可能導致偽回歸，所以必須要分析相關變量的協整關系，進而分析理論模型的長期均衡關系。

(二)變量面板數據協整檢驗

為防止偽回歸線性的出現，現進行面板數據的協整檢驗，以檢驗各個非平穩狀態下的序列之間是否存在協整關系。采用Kao檢驗的方法，以回歸的殘差序列為基礎進行面板協整檢驗。3個方程式的協整檢驗結果如表3所示。

從表3的協整關系可知：3個方程式的ADF統計量在1%的顯著性水平下拒絕“不存在協整關系”的原假設。由此可知，可建立我國各省地區碳排放方程、產出方程以及外商直接投資的面板協整方程。

表3　三方程式的協整檢驗結果

(三)協整方程式估計及分析

對30個省際區域進行面板數據分析。考慮到各個區域內部依然存在著較大差異，因此采用固定效應模型更合適，似然比檢驗和Hausman檢驗結果也支持模型采用固定效應模型。為消除截面數據的異方差和自相關問題，本文采用可行的加權最小二乘法對聯立方程中各面板數據模型的參數進行估計。本文采取對各變量的對數進行回歸，且各數據均通過單位根檢驗，涉及的參數估計均利用Eviews 8.0軟件進行計算。

1.碳排放方程的實證結果

表4為環境庫茲涅茨曲線的驗證結果以及碳排放方程式的估計結果，由表4可以看出：方程通過了F檢驗，且每個系數估計值在顯著性水平為10%的情況下均顯著，調整的可決系數為0.999，說明方程模擬的效果也比較好。

表4　環境庫茲涅茨曲線的驗證結果以及碳排放方程的估計結果

由環境庫茲涅茨曲線驗證結果看，從變量估計的系數可知，碳排放與地區生產總值之間存在著庫茲涅茨曲線，這也驗證了許廣月、宋德勇對中國碳排放與GDP之間關系的結論：在其他控制變量不變的情況下，碳排放量隨著地區生產總值的增加而增加，當碳排放處于拐點時，碳排放量將減少[8]。而目前我國各地區的生產總值均在拐點的左側，隨著地區生產總值的增加碳排放量將繼續增加。因此，國家經濟增長減速的政策，對于碳減排有著很大的影響。當其他控制變量加入后，除了地區生產總值以外，對碳排放影響最大的因素是能源強度，當其他條件不變的情況下，能源強度每降低1%(能源強度是指每增加一單位的增加值所消耗的能源，反映能源的利用效率)，碳排放量將降低1.014%。在其他條件不變的情況下，技術水平越高、節能水平越高，在能源消耗相同條件下能創造更多的生產總值。因此，應加大投資以改善技術水平，從而使能源強度下降。本文使用煤炭消耗占能源總消耗的比值作為能源結構，從估計的系數看來，消耗煤炭的比例每降低1%，就會使碳排放量減少0.031%。因此應發展新能源，加大使用風力、水利等新能源的使用，以此降低煤炭消耗比例，達到碳減排的效果。產業結構的系數也為正，并且顯著，說明地區第二產業增加值占地區生產總值的比值與碳排放有較強的正相關關系[17]，我國目前正處于工業化進程中，第二產業仍是我國經濟增長的主要動力，粗放型的經濟增長方式也是影響我國碳排放增加的原因，并且在第二產業中制造業、化工業和鋼鐵行業這些高能耗、污染大的行業在行業結構中占很大的比例，也因此產業結構對碳排放呈現出正相關關系。從系數值來看，FDI的估計系數為-0.001，是負值，說明外商直接投資即FDI對碳排放的直接影響效果是減少我國區域碳排放。原因可能是由于FDI的引進，各地區本土企業有充足的資本改善技術，同時外商企業在進入我國地區時帶來相關先進技術，從而降低了碳排放量。然而影響的效果較弱，原因可能是FDI的增加仍然增加了能源消耗從而增加碳排放，使得其與帶來的技術進步而降低的碳排放有所抵消。

2.產出方程的實證結果

表5為產出方程式的估計結果。由表5可以看出：方程通過了F檢驗，并且每個系數估計值在顯著性水平為1%的情況下均顯著，調整的可決系數為0.980，說明方程模擬的效果也比較好。

資本和勞動投入的系數均為正值，勞動的產出彈性為0.300，資本的產出彈性為0.410。碳排放的估計系數也為正值，是0.154。說明其他條件不變的情況下，碳排放每提高1%，地區生產總值也增加0.154%，碳排放量對經濟增長有著正向關系，也表明目前我國的經濟增長主要靠高能耗、高污染的粗放型增長方式。因此我國經濟增長方式急需轉變。FDI的系數估計值為0.150，即其他條件不變的情況下，FDI每提高1%，地區生產總值增加0.150%，引入FDI促進了我國經濟的增長，也說明了FDI對我國經濟增長起到十分重要的作用，這也與我國國情和相關學者的研究相符。

3.外商直接投資方程的實證結果

表6為外商直接投資方程式的估計結果。由表6可以看出：方程通過了F檢驗，除了勞動投入外，每個系數估計值在顯著性水平為1%的情況下均顯著，調整的可決系數為0.939，說明方程模擬的效果也比較好。

表5　產出方程的估計結果

表6　外商直接投資方程的估計結果

從表6中可以看出：經濟增長、產業結構以及勞動投入對FDI的引進都存在較強的正向關系，其中產業結構的系數估計值最大，為1.642且在1%的顯著性水平下顯著，說明FDI對我國第二產業的依存度較強，也側面反映了大部分FDI投向了我國的第二產業；經濟增長的系數估計值為1.548，在5%的顯著性水平同樣顯著，說明經濟增長對FDI的引進也有較強的影響作用；而勞動投入的系數為0.013，但在5%的顯著性水平下卻不顯著。

綜合上述3個方程的估計結果，FDI對碳排放的直接效應的彈性為-0.001，FDI對碳排放的的間接效應是通過影響經濟增長進而影響碳排放的效應，估計結果上看，FDI每提高1%，GDP將提高0.150%，進而碳排放將間接提高0.150×0.983+2×0.150%×0.001=0.148%，FDI的總效應為0.147，即引入的FDI每提高1%，則二氧化碳的排放量將提高0.147%。

產業結構的優化對于碳排放的影響也分為直接影響和間接影響，產業結構對碳排放的直接效應的彈性為0.032；若第二產業的比重上升一個百分點，FDI的引入也相應提高1.642%，進而碳排放則間接提高(1.642×0.147)%=0.241%，產業結構的總效應為0.273，即產業結構降低1%，則二氧化碳的排放量將下降0.273%。

四、主要結論與簡要建議

本文運用面板單位根和協整檢驗方法，建立碳排放、經濟增長與外商直接投資3個方程的聯立方程來探討區域FDI與碳排放之間的雙向因果關系以及區域FDI、產業結構對碳排放的彈性分析。選取了我國30個省市自治區1997—2012年的面板數據進行了實證分析。結果發現FDI、經濟增長、產業結構、能源強度促進了二氧化碳的排放，并且FDI和碳排放量對經濟增長也起到促進作用，而經濟增長也增加了FDI的引進。從實證結果也可以得到，FDI每提高1%，對碳排放的直接效應是-0.001%，間接效應是0.148%，產業結構的變化對碳排放的直接彈性是0.032，間接彈性是0.241。

以上結論對我國節能減排以及引進外商直接投資等方面都有重要借鑒意義：

(1)經濟增長是碳排放增加的主要推動力量。FDI的引進促進了經濟增長，進而間接地促進了二氧化碳的排放，因此不能一味的引進外資來推動經濟的增長，應適當控制經濟增長的速度。

(2)大部分FDI流向了第二產業中以勞動力為主的加工貿易這些高能耗的行業，而產業結構對碳排放的影響也比較顯著。因此，在引進外資時，要優化產業結構，將外資應用到低能耗高效率的行業以及技術密集型項目，減少高碳產品的生產。

(3)在引進FDI的同時，應積極培育高新技術產業、加快發展服務產業，為更多的FDI流入到低能耗的行業中創造市場環境；應有選擇的引進外資企業，對進入服務業等第三產業的外資企業給予相應的優惠政策，以此來推動我國產業結構的轉型以及吸引更多的外資企業進入低能耗產業。

(4)能源強度對碳排放有很強的抑制作用。在引進外資時應引進先進的生產技術和高效節能設備，加大對舊設備的更新與改造，加快產業轉型升級，進一步發揮科技創新的支撐作用，提升傳統產業，發展戰略性新興產業，推進工業化和信息化融合發展，以提高能源的利用效率。

(5)以煤炭消耗占能源消耗的比例所代表的能源結構對碳排放的影響作用也較強。降低煤炭在總能源消耗中所占的比例，對碳減排有著積極意義，因此應加強對新能源的研發力度，積極使用風能、水能等清潔能源。

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