基于環(huán)境EKC理論的碳排放與經(jīng)濟增長實證研究

摘要：根據(jù)環(huán)境EKC理論，本文利用24個省市1999年至2015年的面板數(shù)據(jù)建立個體固定效應變截距模型，分析二氧化碳排放與經(jīng)濟增之間的關(guān)系。結(jié)果表明，碳排放與人均GDP呈現(xiàn)倒 U型曲線的關(guān)系，我國存在著環(huán)境質(zhì)量隨著經(jīng)濟增長先退化后改善的趨勢，與環(huán)境EKC理論一致。對此，本研究提出相應建議，以期實現(xiàn)環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展的雙贏。

關(guān)鍵詞：EKC 曲線;碳排放;經(jīng)濟增長

一、前言

隨著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展，工業(yè)化與城市化進程使得人類對化石燃料的需求急劇膨脹，氣候變暖及其帶來的各種環(huán)境問題已經(jīng)成為世界各國關(guān)注的焦點。據(jù)測算，目前中國能源消耗占世界總量的四分之一，二氧化碳排放占世界總量的三分之一， 其中化石能源的消費已經(jīng)占到我國能源消費比重的 90%（賈書梅、宋天和，2011）。中國經(jīng)濟的增長主要依賴高污染、高能耗的粗放型發(fā)展模式，在經(jīng)濟新常態(tài)下，這種模式難以為繼，低碳經(jīng)濟已經(jīng)成為一個新的經(jīng)濟增長點和發(fā)展機遇，碳排放與經(jīng)濟增長的關(guān)系成為研究的熱點。

20世紀六七十年代，人類社會的生產(chǎn)力極大地提高了，環(huán)境污染、資源短缺、生態(tài)惡化、物種滅絕等現(xiàn)象伴隨著經(jīng)濟發(fā)展接踵而來，人們開始關(guān)注生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟增長之間的關(guān)系，代表性的研究是《增長的極限》。1970年，美國麻省理工學院教授米都斯等人受羅馬俱樂部的委托，就當前的增長趨勢與未來人類境關(guān)系進行研究，于 1972 年提交了一份名為《增長的極限》的研究報告，他們認為資源耗竭和環(huán)境污染最終會導致經(jīng)濟系統(tǒng)的崩潰，主張經(jīng)濟零增長，人口和資本保持基本穩(wěn)定（金燕，2005）。由于《增長的極限》所描述的前景過于悲觀，學界出現(xiàn)了相反的觀點，有些學者認為經(jīng)濟增長與環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系是一種相互促進的和諧關(guān)系，通過價格機制和技術(shù)進步可以減少或者彌補經(jīng)濟發(fā)展對于自然的破壞。20世紀90年代，關(guān)于經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系再次掀起研究的熱潮。1991年，Grossman 和Krueger研究后發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間呈現(xiàn)倒 U 形的關(guān)系，隨著經(jīng)濟的增長，環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)先惡化、后逐步改善的趨勢，故被稱為“環(huán)境庫茲涅茨曲線”。環(huán)境庫茲涅茨曲線的第一階段是經(jīng)濟發(fā)展初期，追求經(jīng)濟增長導致自然資源的過度開采以及廢棄物的迅速增加，受收入水平的制約，對環(huán)保的投入不足，因此經(jīng)濟增長與環(huán)境退化水平同方向變動。第二階段，隨著收入水平的進一步上升，人們尋求更好的環(huán)境質(zhì)量，經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化，經(jīng)濟發(fā)展更多地依賴技術(shù)進步以及管理、組織形式的創(chuàng)新，再加上環(huán)保投入的增加、環(huán)保技術(shù)的進步和更嚴格的環(huán)境政策，環(huán)境質(zhì)量得到改善，因此經(jīng)濟增長與環(huán)境退化水平反方向變動。繼Grossman和Kureger之后，產(chǎn)生了大量關(guān)于環(huán)境污染與經(jīng)濟增長關(guān)系的研究。總的來說，環(huán)境EKC曲線是不同經(jīng)濟發(fā)展階段收入——環(huán)境關(guān)系的基本軌跡，這在工業(yè)化完成的發(fā)達國家均有顯著呈現(xiàn)，仍處于工業(yè)化進程中的發(fā)展中國家倒U型特征不明顯。環(huán)境EKC曲線僅適用于某些污染物，對于區(qū)域性與全球性的污染物的適用程度不同。對于一些不可逆的環(huán)境要素，如土地使用、生物多樣性等，一旦突破環(huán)境閾值就不能或者很難修復（張學剛，2009）。環(huán)境EKC曲線的形成需要外生條件推動，環(huán)境不會隨著經(jīng)濟增長而自發(fā)改善。重視生態(tài)問題，加大環(huán)保投入，實施嚴格的環(huán)境政策，削減曲線峰值的高度，促使拐點向左下方移動，倒U型曲線的拐點才會到來（王勇等，2016）。目前大多數(shù)對環(huán)境EKC理論的研究集中于對氮氧化物、二氧化硫等排放物的研究，選擇二氧化碳作為環(huán)境指標的研究文獻相對較少。二氧化碳排放不僅是導致全球氣候變暖的首要因素，也是化石能源消費的主要產(chǎn)物之一，兼具衡量能源消耗、環(huán)境污染和氣候變暖的功能，因此本文選擇碳排放作為環(huán)境指標，通過實證模型分析碳排放與經(jīng)濟增長之間的關(guān)系。

二、實證分析

（一）模型設(shè)定

結(jié)合理論分析部分，本文設(shè)定的模型為：

其中：[lnco2it]表示 i省第 t年二氧化碳排放量，[lngdpit）]表示 i省第 t年人均GDP，[μit]為隨機誤差項，[lnpeoit]表示 i省第 t年第二產(chǎn)業(yè)增加值， [lnindit]表示 i省第 t年人口規(guī)模，[lnco2it-1]是[lnco2it]的滯后一期項，工業(yè)的固定投資比重大，使用年限長，工業(yè)生產(chǎn)具有慣性，據(jù)此推測前一期的二氧化碳排放量對本期二氧化碳排放量具有影響。

（二）數(shù)據(jù)說明

1.碳排放測算

進行二氧化碳排放與經(jīng)濟增長關(guān)系的實證研究，首先必須測算二氧化碳排放量，目前我國還沒有形成完整的碳排放核算體系，根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化委員會（IPCC）的評估報告，一個區(qū)域的碳排放量主要來源于化石燃料燃燒，因此碳排放量主要通過化石能源消費量推算得來。具體計算方法為：將各省份的各種能源消費數(shù)量按照一定的系數(shù)折算成標準煤數(shù)量，再乘以各自的碳排放系數(shù)，可得到各種能源消費的碳排放數(shù)量，最后將各種能源的碳排放量簡單加總即可得到某個省份的二氧化碳排放總量，公式為：

其中：[Cit]表示為i省第t年的二氧化碳排放總量，[Eitn]表示為i省第t年第n 種能源折合為標準煤的消費量，[Kn]表示 n種能源的碳排放系數(shù)。

煤炭的資源和價格優(yōu)勢使得中國的能源消費結(jié)構(gòu)仍將以煤炭為主（比例在85%以上），結(jié)合數(shù)據(jù)收集情況，本文以煤炭、原油這兩種消耗量較大的一次能源為基準大致估算中國各省二氧化碳排放總量。

2.變量的描述性統(tǒng)計

本文收集了中國1999-2015年中國24個省市的面板數(shù)據(jù)，其他省市的能源數(shù)據(jù)缺失，故省略。數(shù)據(jù)來源于中經(jīng)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫，選取的數(shù)據(jù)有：人均 GDP（單位：元）、原油消費總量（單位：萬噸）、煤炭消費總量（單位：萬噸）、人口數(shù)量（單位：萬人）和第二產(chǎn)業(yè)增加值（單位：億元）。根據(jù)碳排放測算公式以及表2的數(shù)據(jù)，可以計算出各省市每年二氧化碳的排放量。在回歸模型中，所有數(shù)據(jù)均取對數(shù)。

變量的描述性統(tǒng)計如下表：

（三）結(jié)果分析

本文利用Stata13.0進行回歸分析，結(jié)果如下所示：

解釋變量的t值依次為-4.02、5.28、-6.26、2.25、1.64和27.57。各地區(qū)截距項估αi估計值如下：

從回歸系數(shù)看，β1>0， β2<0， β3=0，我國的碳排放與人均 GDP 之間的關(guān)系屬于倒

U 型曲線，實證結(jié)果與環(huán)境 EKC 理論一致，總體上我國存在著環(huán)境質(zhì)量隨著經(jīng)濟增長先退化后改善的趨勢。系數(shù)β4表示人口規(guī)模對碳排放的直接影響，人口規(guī)模增加1個單位，則碳排放量增加 0.226 單位;β5表示第二產(chǎn)業(yè)增加值對碳排放的直接影響，第二產(chǎn)業(yè)增加值提高1個單位，則碳排放量增加 0.226 單位，符合一般經(jīng)驗。系數(shù)β6表示前一期碳排放對本期的影響，前一期碳排放增加1個單位，本期碳排放增加β6單位，β6的估計值高達 0.882，說明各地區(qū)碳排放慣性和路徑依賴程度較強，未來我國減排壓力較大，因此我國在短期內(nèi)應提高化石能源的清潔利用技術(shù)以減少碳排放，長期中應優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，逐步提高可再生能源比重，從源頭控制碳排放。

三、結(jié)論建議

本文利用 24 個省市 1999 年至 2014 年的面板數(shù)據(jù)建立個體固定效應變截距模型，分析二氧化碳排放與經(jīng)濟增長之間的關(guān)系。結(jié)果表明，我國碳排放與人均GDP 呈現(xiàn)倒 U 型曲線的關(guān)系，總體上我國存在著環(huán)境質(zhì)量隨著經(jīng)濟增長先退化后改善的趨勢，與環(huán)境 EKC 理論一致。

環(huán)境 EKC 理論對我國處理環(huán)境問題具有重要借鑒意義。雖然環(huán)境庫茲涅茨曲線存在階段性，但并不意味著只要經(jīng)濟發(fā)展到一定程度，環(huán)境問題就會迎刃而解。環(huán)境庫茲涅茨曲線是對發(fā)達國家經(jīng)驗的總結(jié)，不能成為中國“先污染，后治理”的借口，環(huán)境不會隨著經(jīng)濟增長而自發(fā)改善，只有重視生態(tài)問題，加大環(huán)保投入，倒 U 型曲線的拐點才會到來。從環(huán)保技術(shù)、產(chǎn)業(yè)到環(huán)保制度、政策，發(fā)達國家對環(huán)境保護投入了巨大的努力，中國應該吸取發(fā)達國家的經(jīng)驗教訓，發(fā)展經(jīng)濟的同時兼顧環(huán)境質(zhì)量，堅持可持續(xù)發(fā)展道路，實現(xiàn)環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展的雙贏。

我們應堅持節(jié)約資源和保護環(huán)境的基本國策，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的“高污染，高能耗” 的經(jīng)濟增長方式，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，依靠科技進步和管理創(chuàng)新發(fā)展經(jīng)濟，提高經(jīng)濟增長質(zhì)量;同時不斷提高能源的利用效率，加快可再生能源、新能源、固碳和低碳技術(shù)的研發(fā)，優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，減少對化石能源的依賴度，逐步減少碳排放， 形成節(jié)約資源和保護環(huán)境的空間格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式及生活方式。

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作者簡介：

方暉，南京財經(jīng)大學經(jīng)濟學院研究生，研究方向：人口、資源與環(huán)境經(jīng)濟學。