“一帶一路”下我國經濟增長與碳排放的門檻效應研究

張倩茹 王漢斌，2 盧媛媛

(1.太原理工大學經濟管理學院，山西省太原市，030024；2.運城職業技術學院，山西省運城市，044000；3.山西大學數學科學學院，山西省太原市，030006)

1 文獻綜述

“一帶一路”倡議著力于為我國打造新的經濟增長引擎，加快調整經濟結構，優化升級產業結構，但其在推動經濟發展進程中帶來的碳排放增長效應也不容忽略。

有諸多學者關注經濟增長與碳排放之間關系的研究，Pani(2010)和袁富華(2010)認為，推動能源消費與碳排放急劇增加的核心因素是經濟增長與收入水平。傅京燕(2017)也證實了不可低估經濟增長對“一帶一路”沿線國家碳排放量增長的貢獻力量。雷原(2016)指出，為保證綠色“一帶一路”的順利推進，中國必須在碳減排的道路上起到表率作用，著力于經濟增長與碳減排的協調統一。Panayotou(1993)針對如何平衡經濟增長與環境質量之間的關系進行分析研究，發現在經濟發展的初期階段，隨著人均GDP的增長，碳排放量迅速增長；當人均GDP達到某一門檻值時，碳排放量會隨著經濟的發展而降低，其變化過程中存在著門檻效應。

大量文獻對影響碳排放的因素進行了門檻效應分析，如宋馬林(2011)和賈登勛(2015)基于我國分省數據的實證分析，指出在經濟增長過程中，產業結構和能源消費結構對碳排放都存在顯著的門檻效應。陳艷玲(2017)和周少甫(2017)選擇城鎮化對我國碳排放的影響進行深入研究，發現城市化水平對我國碳排放具有顯著的門檻效應：當人均收入和城市化水平相對較低時，提升城市化水平會導致碳排放大幅增長，否則，城市化水平則會降低碳排放。安超(2015)基于內生增長模型，研究了能源強度、二氧化碳排放與經濟增長的定量關系，證明能源強度會明顯影響碳排放量的高低。公維鳳(2012)在考慮到能源強度和碳排放強度制約的前提下，采用省級經濟增長的優化模型，得出放緩經濟發展速度、降低能源消耗可有效降低碳排放量的成果。以上研究可知，伴隨著經濟增長，碳排放的增減幅度主要受到產業結構、能源消費結構、城市化水平、能源強度等多種因素的影響。

目前對“一帶一路”倡議的關注點多側重于實施意義與框架設計，針對我國經濟增長與碳排放之間關系的多因素門檻效應分析較少。兼顧經濟增長與碳減排是推進“一帶一路”倡議實施的重中之重。為此，本文強調在“一帶一路”倡議推進的背景下，采用Hansen開發的門檻面板模型，重點研究我國各省市經濟增長對碳排放的影響。其中，以碳排放量為被解釋變量，人均GDP為核心解釋變量，產業結構、城市化水平、能源消費結構和能源強度分別作為門檻變量，檢驗其對碳排放量是否存在門檻效應，若存在則確定門檻值進行分段研究，進而深入分析回歸結果，準確地揭示不同階段中經濟增長與碳排放之間的變化關系。

2 數據說明與模型介紹

2.1 數據說明

由于國家統計局缺少西藏和臺灣的統計數據，因此在研究時統計了我國2006-2015年除西藏和臺灣外的30個省(區)的面板數據。

(1)目前我國官方并未公布各地區碳排放量的統計數據。本文參照《中國能源統計年鑒2016》提供的各種能源折算成標準煤的系數和國家溫室氣體清單指南(IPCC2006)給出的碳排放系數來估算各地區的二氧化碳排放量，再將其折算為碳排放量。計算公式為：

(1)

式中：i——化石能源(煤炭、焦炭、原油、燃料油、汽油、煤油、柴油和天然氣)；

Ei——第i種能源的消耗量；

COFi——第i種能源的碳氧化因子；

NCVi——第i種能源的平均低位發熱量；

CEFi——IPCC(2006)提供的第i種能源的碳排放系數。

各地區人均碳排放量(C)為上述公式計算所得碳排放量與年末該地區總人口之比，單位為kg/人。

(2)地區人均GDP(Y)是衡量某一區域經濟發展程度的有效指標。本文使用的GDP數據是先將各地區每年名義GDP折算為以2006年為基期的實際GDP，再以各地區實際GDP與該地區年末總人口之比來衡量各地區人均GDP，單位為元/人。

(3)能源消費結構(S)為各地區煤炭消耗量與一次能源總消費之比。我國的能源結構中多煤少油氣，原煤的碳排放系數高于石油類燃料和天然氣，降低煤炭消耗量在能源結構中的比重有利于降低碳排放量。

(4)產業結構(M)用第三產業增加值在GDP中的比例來衡量。第三產業以服務業為主，與第二產業相比，第三產業帶來的碳排放量較低，可認為是低碳產業。因此，產業結構數值越大，即第三產業發展越迅速，GDP增長所產生的碳排放量越少。

(5)城市化水平(U)為各地區城鎮人口與該地區年末總人口的比值。在城市化水平和經濟增長相互促進共同提升的過程中，必然加大對能源的消耗，導致碳排放量的迅速增長。而推行低碳經濟理念兼顧城市化水平的提升是迎合“一帶一路”新常態的必經之路。

(6)能源強度(I)是單位GDP產出所耗費的能源，即各地區能源消耗總量與該地區GDP的比值，單位為kgce/元。目前我國依然注重節能減排的環節，通過調整經濟結構和研發利用高新技術來降低能源強度可保障這一環節的高效實施。

各變量的統計性描述如表1所示。

表1 各變量的統計性描述

2.2 模型介紹

目前廣泛應用于研究CO2排放、碳足跡、生態足跡以及能源足跡等的STIRPAT模型是定量分析人文因素對環境壓力影響的有效方法。其公式為：

I=αPβ1Aβ2Tβ3δ

(2)

對式(2)兩邊取對數，轉換為：

(3)

式中：μ——模型的系數；

I、P、A、T——環境、人口、經濟和技術的具體表征值；

β1、β2、β3——人口、經濟、技術因素的系數；

ε——隨機誤差項。

本文重點分析經濟增長對環境質量的影響，且樣本期內地區人口總量并不存在顯著變化，而地區產業結構會顯著影響當地碳排放，因此在模型(3)基礎上暫不考慮人文因素并引入產業結構(M)這一因素。此外，人均GDP(Y)表示經濟增長；城市化水平(U)、能源消費結構(S)、能源強度(I)表征技術水平。基于此，構建的實證模型為：

為了考察“一帶一路”倡議背景下我國經濟增長對碳排放影響的門檻效應，本文借鑒Hansen的靜態面板門檻回歸模型，在式(4)的基礎上構建單門檻回歸模型：

(5)

以及雙重門檻回歸模型：

(6)

式中：qi,t——門檻變量；

γ1、γ2、γ3——門檻值；

W()——指示函數，若條件成立值為1，否則為0。

3 實證研究與分析

3.1 變量的平穩性檢驗

為避免出現偽回歸導致模型回歸系數出現假設檢驗無效的情形，要先對面板數據進行平穩性檢驗。本文選取相同根單位根檢驗LLC檢驗和不同根單位根檢驗Fisher-ADF檢驗兩種方法，結果如表2所示：所有變量都在1%的顯著水平下拒絕存在單位根的原假設，即均為平穩變量。

表2 變量的平穩性檢驗

注:檢驗類型(C, T, P)分別表示單位根檢驗方程含有常數項、趨勢項和滯后階數,P的取值取決于AIC和SC準則

3.2 門檻估計及顯著性檢驗

本文依次將M、U、S、I作為門檻變量對模型(5)和模型(6)進行試驗。表3為門檻變量的門檻個數、門檻估計值、置信區間及顯著性檢驗結果，由表3可知，產業結構、能源消費結構、能源強度均在1%的顯著性水平下存在單門檻效應，其門檻值分別為41.63、71.83和0.26；城市化水平在1%的顯著水平下存在雙重門檻。

表3 門檻值估計結果

注：門檻值均為bs設定為1000次得到的結果；***表示1%的顯著水平

3.3 門檻回歸結果分析

根據表3得出的門檻值估計結果，分別構建產業結構、能源消費結構、能源強度的單門檻模型以及城市化水平的雙門檻模型，考察這4個門檻變量在經濟增長對碳排放影響中的門檻效應，其回歸結果如表4和表5所示。

表4 單門檻回歸結果

注：括號內為t值；***、**分別表示在1%、5%的水平下顯著

3.3.1 產業結構門檻效應

目前氣候變化領域關注的焦點在于碳排放與經濟、產業結構之間的影響機理。產業結構作為門檻變量時，當第三產業增加值占GDP比重不超過41.63%時，經濟每增長1%會增加1.23%的碳排放量；當第三產業占GDP比重高于41.36%時，經濟每增長l%碳排放量僅增加0.10%。

結果表明，在產業結構門檻效應下，經濟增長對碳排放存在顯著的增長作用，且隨著第三產業增加值比重的增加，這種增長作用出現大幅減弱的趨勢。“一帶一路”帶來了大量的區域間合作，產業結構變化帶來的優勢會拉動周邊地區偏向第三產業聚集，使經濟增長脫離以能源消耗為主的第二產業，大幅增加以金融、銷售、服務等為核心的第三產業，在能源角度上以人為動力，替代性地降低了碳排放增長的代價。例如，北京、上海的產業結構高于門檻值，其第三產業高度集中于旅游、金融、房地產等行業，其碳排放增加量在30個省(區)中排名末2位；而對于山西省和甘肅省，歷史性資源經濟帶來了深厚的第二產業根基，無論是從石油加工、冶煉鋼鐵還是煤炭開掘角度，都大大降低了第三產業降碳的能力，直至西部大開發強調旅游資源后，山西省和甘肅省的產業結構才分別于2013年和2014年達到門檻估計值。

表5 雙門檻回歸結果

注：括號內為t值；***、**分別表示在1%、5%的水平下顯著

3.3.2 能源消費結構門檻效應

以能源消費結構為門檻變量時，經濟增長在促進人們提高收入水平、改善生活質量的同時，也會持續增加生活能源消費量，從而帶動人均碳排放的增加。煤炭消費比例不超過71.83%時，經濟每增長1%產生的人均碳排放增量僅為0.07%；當煤炭消費比例高于71.83%時，經濟每增長1%所帶來的人均碳排放增量達到0.37%。

結果表明，在能源消費結構門檻效應下，煤炭消費比例越大，經濟增長對碳排放增長作用就越強。作為能源消費大國，我國的經濟增長已經進入能源依賴型階段，且其持續增長仍需能源支持，隨著經濟現代化進程的推動，我國東部地區的能源消費結構在2000年達到55%，中西部地區更是達到70%以上，因此我國現行的能源消費結構在短期內難以改變。而“一帶一路”的路上絲綢之路靠近西北地區，讓國家發展的視野重新聚焦西部大開發，政府不斷加大對研發高新技術和利用清潔能源的支持力度，從而從根本上達到大幅降低碳排放量的目標，實現低碳化、綠色化發展。

3.3.3 能源強度門檻效應

能源強度作為門檻變量時，當能源強度低于0.26 kgce/元時，經濟每增長1%帶來的碳排放增量為0.07%；當能源強度達到0.26 kgce/元時，經濟每增長1%帶來的碳排放增量為0.32%。

結果表明，在能源強度門檻效應下，經濟增長與碳排放顯著正相關，且隨著單位GDP產出所消耗能源的增加，這種增長作用有變強的趨勢。改革開放之前，我國經濟發展方式較為廣泛，主要依靠廉價的勞動力，導致能源耗散和環境污染，隨著人民生活水平的提高以及可持續發展的要求，這種經濟模式已不再適合“一帶一路”的建設。在開發利用清潔能源有限的情況下，要想轉變從資源消耗型到經濟服務型的經濟發展模式，著力降低碳排放量，必須要降低能源強度。而高新技術的發展與應用、高碳產品產量的控制、產業結構的調整與優化都會影響能源強度。例如，四川、天津等低能源強度區域的產出多以高新技術產品為主，更有旅游、人文、藝術等資源富集，經濟增長快速而能源消耗量少且精，其區域碳排放量相對較低；而貴州、青海等地區發展較慢，經濟發展水平較為落后，有效能源獲得率低，環境破壞力度大，用數量而非效率建立起的空頭GDP難以與東南沿海城市相比。

3.3.4 城市化水平門檻效應

當城市化水平作為門檻變量時，存在雙重門檻效應，當城市化水平≤41.68%時，經濟每提高1%，會使得人均碳排放增加0.48%；當城市化水平處于41.68%～52.43%之間時，經濟增長對人均碳排放的增長作用有所提升，達到0.33%；當城市化水平繼續上升并高于52.43%時，經濟每增長1%所帶來人均碳排放增量降到0.17%。

根據門檻值可以得到3個區間，并對樣本進行分類，如表6所示。

表6 門檻區間

注：括號內數字是達到門檻值的年份

結合各省份的地理位置可知，城市化水平較高的地區主要集中在我國東部，該地區實現了高度城市化，區域經濟飛速發展且輻射周邊地區，區域內產業結構多元化，高污染高能耗產業少，如北京、天津、上海、廣東等高城市化水平的省(市)將發展重心落到金融業、服務業等低污染低排放的產業，降低重工業比重，在經濟增長的同時，人均碳排放呈下降趨勢。中等城市化水平的地區位于我國中部，在2012年之前這15個省(區、市)加快城市化發展，發展區域經濟和產業化，并在此過程中重點建設農業、鐵路、工業等基礎設施，從而帶動了能源消耗，碳排放量穩步增長但增速較緩。城市化水平較低的地區主要分布在我國西部，這9個省(區)深居內陸，其發展模式多以第一產業或第二產業為主，經濟發展速度遠低于東部地區，產業調整與升級有待發展，流動人口以輸出為主，人才流失嚴重，城市化發展緩慢，經濟發展水平落后，碳排放量卻增長較快。

結果表明，城市化水平不論高低，經濟增長都會促進對碳排放的增加，但隨著城市化水平的不斷提高，這種增長作用反而會出現減弱的趨勢。其原因在于：在提升城市化水平的初期，需要投入建設大量的基礎設施，不可避免地會帶來能源耗散和碳排放量的增加，直到達到高城市化水平時，會逐步減少對基礎設施的投入水平，此時將發揮規模經濟促進城市化的推進，從而減少碳排放。“一帶一路”倡議的推進促進了各省(區)之間的貿易合作，擴大了市場需求，也對城市化推進提出了更高的要求。

4 結論與建議

4.1 結論

(1)隨著第三產業增加值占GDP比重的增加，經濟增長所帶來的碳排放量會明顯減少。第三產業聚集效應集中于大中型省市，低碳產業使用能源的效率較高，單位產出的碳排放量低，因此及時調整和優化產業結構，拋棄資源消耗型轉向環境友好型，可以有效降低碳排放量。

(2)煤炭消費比例不斷增高時，經濟增長對碳排放的增長作用越來越強。煤炭消費比例較高的省份主要位于中西部地區，這些地區煤炭資源豐富，價格低廉，居民生活消費主要以煤炭為主，但其生活方式和消費模式并未走上低碳之路，隨之碳排放量也會大幅增加。因此，減少碳排放，就必須優化能源消費結構，注重開發利用清潔能源，培養綠色低碳的生活方式，以降低煤炭消費比例。

(3)當單位GDP產出所消耗的能源越過其門檻值時，經濟增長產生的碳排放量會明顯增加。傳統經濟下的省份能源強度較高，而應用高新技術的新興經濟能更有效地利用資源，降低其能源強度，適應可持續發展的要求，因此技術水平的進步能有效抑制碳排放的增長。

(4)以消耗能源為主的城市發展理念往往以增加碳排放為代價，隨著城市化進程的不斷推進，發達城市能源轉換經濟效益的能力遠高于發展中城市，會使經濟增長產生的碳排放量出現減緩趨勢。因此，提高能源轉換效率，優化資源配置，積極倡導低碳生活，是提升城市化發展質量的重中之重。

4.2 對策建議

(1)應該立足我國產業基礎，加大第三產業的發展力度，重點推進戰略性新興產業的健康發展，嚴格把控高耗能、高排放、低產出產業的發展，發揮我國產業的特殊優勢，支持擴大節能環保技術，實現生產低碳化，將“一帶一路”建設成高質量的經濟發展之路。

(2)從技術創新入手，加深煤炭加工技術的深度，實現煤炭的清潔利用。與此同時，加強清潔能源領域開發與利用的合作是打造低碳化“一帶一路”倡議的重要立足點，以此擺脫過分依賴煤炭消耗的發展格局，提高諸多替代能源或可持續能源在能源消費結構中的比重，形成全面利用多種能源的能源消費結構。

(3)“一帶一路”倡議為沿線國家提供合作平臺，擴大市場需求，促進發達國家與發展中國家共同進步，使各自的資金與技術參與到對方的基礎設施與低碳經濟建設中去，實現二者的融合。同時，應用高新技術的新興經濟能更高效地利用資源，實施環保優先、低碳轉型的戰略能為我國綠色發展提供健康的經濟發展理念。

(4)發達城市在進一步提升城市化水平的建設過程中，要強調以人為本、環保優先，提高能源利用率，優化資源配置，走經濟和環境協調發展的城市發展道路。合理引導中低水平城市化省(區)的提升，依托優勢產業，加大節能環保科技的財政傾斜，爭取發展低污染、高產出的行業，加大對創新驅動的關注力度，逐漸形成高質量的經濟增長模式。實現城市化進程中的節能減排，更應注重積極倡導居民生態文明、低碳生活的理念，正確引導居民對提高生活質量的需求，從綠色、低碳的角度實現“人的城鎮化”。