能源消費、碳排放與經濟增長的關系研究
——以湖北省為例

江 威，曾海鷹

（貴州大學 經濟學院，貴州 貴陽 550025）

一、引言

2018 年我國國內生產總值已經達到了90 萬億元人民幣，但是碳排放量創造了歷史新高，中國碳排放量占世界總量的比重同比增長了2.5%，世界各國紛紛要求我國進行碳減排行動。作為負責任的大國，我國承諾到2020 年我國的單位二氧化碳排放量要下降到2015 年的40%～45%。湖北省總面積18.59 萬平方千米，占中國總面積的1.94%，總人口大約6 000 萬人，是長江經濟帶的重要節點。2018 年湖北省的國內生產總值高達3.94 萬億元，GDP 增速為7.8%，GDP 總量全國排第七。雖然湖北省經濟在快速發展，但也存在著能源消費不合理、污染嚴重和碳排放量大的問題，2016 年能源消費就達到了12 584.7 萬噸標準煤，碳排放量約8 272.3 萬噸。在這一系列發展問題之下，湖北省有必要進行碳減排來促進經濟健康發展。本文通過實證分析來研究湖北省能源消費、碳排放與經濟增長三者之間的關系，針對得出的結論給予該區域碳減排的政策建議，從而促進湖北省經濟持續、高效發展。

二、文獻綜述

（一）能源消費與經濟增長關系研究

就研究方法來說，國內外學者主要運用實證分析法來進行研究。如ARDL 模型（Jalil Abdul，2014）[1]、灰色關聯法（黃飛，2001）[2]、VAR 模型（張子榮，2018）[3]、面板數據模型（姚樹潔和張帥，2019）[4]等方法來探析能源消費與經濟增長之間的關系；就研究地域來說，國內外學者的研究主要集中在國家層面和地區層面。Soytas 與Sari（2003）[5]選取印度尼西亞、阿根廷等五國1950—1992 年的數據，來分析經濟增長與能源消費之間的相互影響關系。王仲瑀（2017）[6]以京津冀地區作為研究對象，主要利用LYQ 脫鉤模型和Granger 因果關系檢驗模型檢驗京津冀地區經濟增長與能源消費之間是否存在著因果關系。

（二）碳排放與經濟增長關系研究

關于碳排放與經濟增長關系的研究，國內外學者做出了許多貢獻。Michael Tucker（1995）[7]、Azomahoua（2005）[8]分別運用面板數據模型和多元回歸模型對多個國家進行研究，結果表明經濟增長與碳排放之間呈現出正相關關系。閆樹熙等（2019）[9]對我國能源大省陜西省進行研究，選取1990—2015 年能源消費量數據,運用實證對碳排放和經濟增長數量關系進行檢驗。

（三）能源消費、碳排放與經濟增長關系研究

隨著經濟發展所帶來的環境問題日益突出，關于能源消費、碳排放與經濟增長之間的關系研究也逐漸成熟。周敏（2018）[10]通過實證來研究我國能源消費、碳排放與經濟增長三者之間的動態關系，結果表明三者之間存在著長期均衡關系且能源消費對經濟增長的影響要大于碳排放。Lean和Smyth（2010）[11]選取東盟五國1980—2006 年的相關數據，采用誤差修正模型分析后得出能源、碳排放與經濟增長存在著單向影響關系。陽瑾瑜（2017）[12]采用向量自回歸模型分析廣西省經濟增長、能源消費和碳排放之間的關系，結果表明碳排放量與能源消費和經濟增長產生了長期因果關系，但是并不顯著。

通過以上對國內外相關文獻梳理發現:國內外相關研究起步較早、理論分析成熟、模型構建方法多，但是對三者之間動態關系研究卻相對較少。基于此，本文將以湖北省作為研究對象來探析能源消費、碳排放與經濟增長的相關聯系，并對其兩兩之間到三者間的動態變化做出全面系統的實證分析。

三、湖北省能源消費、碳排放和經濟增長的現狀分析

（一）湖北省能源消費的現狀分析

1.湖北省能源消費總量分析。1992—2016 年湖北省能源消費量從總體上來說是呈上升趨勢的，在2012 年之后出現了下降的趨勢。從能源消費量的變化的角度來看，其消費量從1992 年的3 657.004 7 萬噸標準煤逐漸上升到2016 年的12 584.748 3 萬噸標準煤，25 年間能源消費量增長了2.441 3 倍，這些數據說明了湖北省對能源消費量是非常大的且逐年都在提高。而能源消費總量增長率總體變化波動較大，其中2010—2013年波動最大，增長率從2010 年的最大值17.5%降到2013 年的最低值-15%，在這之后又開始緩慢上升。

2.湖北省能源消費強度分析。湖北省能源消強度從1992 年開始一直呈現出下降趨勢，具體來說，1992 年能源消費強度為3.36 噸標準煤/ 萬元，到2016 年下降到了0.39 噸標準煤/ 萬元，年均下降了3.5%。已有研究表明能源消費強度越小，能源經濟效率就越高，通過湖北省能源消費強度相關數據分析，我們可以看出湖北省能源經濟效率是不斷提高的。

（二）湖北省碳排放現狀分析

從1992—2012 年湖北省二氧化碳排放量一直處于上升的趨勢，1992 年只有2 357.374 5 萬噸標準煤，而2012 年增長到了最大值，排放了將近10 000 萬噸，此后便不斷下降到2016 年的8 272.300 8 萬噸。在1992—2016 年的25 年間，湖北省碳排放量增加了2.509 1 倍，年均增長率將近10.036 5%。而碳排放的增長速度隨時間變化，其波動幅度較大，與能源消費的走勢大致相同。受宏觀經濟波動及節能減排等政策影響，碳排放量在2013 年出現下降情形，隨后基本保持不變。

（三）湖北省經濟增長現狀分析

改革開放以來，我國經濟快速發展，經濟總量在世界上的排名不斷上升，經濟實力不斷增強，成為世界上第二大經濟體。在此背景之下，湖北省憑借其擁有的獨特地理位置、資源優勢快速地發展經濟，使得經濟總量得到了穩定高速的增長。1992 年湖北省的GDP 總值是1 088.39 億元，到了2016 年全省GDP 達到32 297.9 億元，25 年間湖北省的GDP 總值增長了近28.674 9 倍。

圖1 湖北省碳排放總量與增長率

四、湖北省能源消費、碳排放與經濟增長關系的實證研究

（一）脫鉤分析

1.脫鉤模型

由于總體能源效率的高低基本取決于工業領域能源利用率水平，而湖北省是工業發展大省，其耗能在整體能源消費中比重較大，所以本文通過構建Tapio 脫鉤模型時選擇了工業總產值作為中間變量。公式為：E==減排脫鉤彈性×節能脫鉤彈性×產業發展脫鉤彈性。公式中的EC、GIO、GDP 分別表示能源消費量、工業總產值、國內生產總值。減排脫鉤指標、節能脫鉤指標和產業發展脫鉤指標分別用來表示碳排放量與能源消費量之間的彈性、能源消費量與工業總產值GIO 之間的彈性以及工業總產值與GDP 之間的彈性。

2.脫鉤分析

首先觀察湖北省1992—2016 年的減排彈性指標，發現碳排放與能源消費之間大多數年份表現出弱脫鉤狀態，表明能源消費的速率大于碳排放的速率，說明湖北省的能源利用率整體比較好；1998 年、2000 年、2008 年、2013 年、2015 年和2016 年表現出衰退性脫鉤，表明湖北省碳排放量和能源消費量均減少，這可能與國家和當地的節能政策有關。接著由工業節能彈性指標可得，發現能源消費與工業總產值之間大多數年份表現出弱脫鉤狀態，表明能源消費的速率小于工業經濟增長的速率，說明湖北省的能源利用率整體比較好；1998、2000 年、2004 年、2013 年、2015 年和2016年表現出強脫鉤狀態，表明能源消費減少，工業生產總值卻增加，表明政府在節能方面出臺了相應政策。然后由工業發展彈性指標可以看出大多數年份工業總產值與實際GDP 之間的工業發展彈性之間都表現出擴展性負脫鉤，這表明這些年湖北省的工業對經濟增長有促進作用，但是促進作用較小。在2015 年、2016 年兩者之間表現出增長連接，表明工業對經濟有促進作用，促進作用一般。最后由脫鉤彈性指標分析可看出：長期以來湖北省碳排放的增長率要低于經濟增長速度，這是由于大多數年份碳排放與經濟增長的脫鉤彈性都表現為弱脫鉤狀態，但是2013 年、2015 年、2016 年卻為強脫鉤，碳排放增長率變為負值，這得益于國家出臺相關節能減排政策，很大程度上降低了碳排放量，促進了經濟高質量發展。

表1 湖北省碳排放與GDP 之間脫鉤指標值及其對應狀態

（二）能源消費、碳排放與經濟增長之間的互動關系

1.變量的選取和數據處理。能源消費、碳排放和經濟增長分別用能源消費總量、碳排放量和國內生產總值三個指標來衡量，三者分別記為EC、CC 和GDP。本文對GDP 進行了平減，得到了不變價GDP，也記為GDP，可以忽略價格變動對GDP 的影響。分別對三個變量取自然對數，得到LNEC、LNCC 和LNGGDP，能消除異方差的影響。

2.單位根檢驗。為了避免出現“偽回歸”，需要對原始數據進行平穩性檢驗。首先通過ADF 單位根檢驗法對LNPGDP、LNEC、LNCC 這三個原始時間序列做平穩性檢驗，結果發現LNPGDP、LNEC和LNCC 的原始序列是非平穩的。然后將LNPGDP、LNEC 和LNCC 進行一階差分后，檢驗結果表明在5%顯著水平下拒絕“存在單位根”的原假設，即一階差分后的LNPGDP、LNEC 和LNCC 都是平穩的，因此能夠進一步對這三個變量進行協整檢驗。

3.協整檢驗。本文使用Johansen 協整檢驗，在Johansen 協整檢驗之前，先要確定其滯后階數。根據AIC 最小準則，通過LogL、LR、FPE、AIC、SC 和HQ 的檢測結果，最終選擇了滯后一階。對于跡檢驗結果中，在5%的顯著水平下拒絕“沒有一個協整關系”的原假設（p 值為0.022 3），即三者之間存在協整關系。對原假設“至多有一個協整關系”的，在5%的顯著性水平其p 值為0.315 7，接受“至多有一個協整關系”的原假設，即三者存在一個協整關系。綜合兩個假設的結論可以得出LNPGDP、LNEC 和LNCC 存在一個協整關系。然后通過最大特征值檢驗結果可知LNPGDP、LNEC 和LNCC 之間也存在一個協整關系。因此，LNPGDP、LNEC 和LNCC 之間存在一個協整關系。

4.格蘭杰因果檢驗。格蘭杰因果檢驗結果表明，在1%的顯著性水平下拒絕“LNEC 不是LNGDP的格蘭杰原因”原假設，其P 值為0.000 2，即LNEC與LNPGDP 存在著單向的格蘭杰因果關系；而在10%的顯著水平下接受“LNGDP 不是LNEC 的格蘭杰原因”的原假設，其P 值為0.952 4，即LNPGDP與LNEC 之間不存在因果關系。同理可得，在1%的顯著性平下，LNPGDP 是LNCC 的單向格蘭杰原因。同時在5%的顯著性水平下，LNEC 與LNCC存在雙向的因果關系。

五、結論與政策建議

（一）結論

根據1992—2016 年湖北省的數據，對碳排放量、能源消費和經濟增長三者進行了描述性統計分析、脫鉤分析和格蘭杰因果檢驗。通過實證分析可以得到以下三點結論：第一，湖北省能源消費、碳排放除近兩年有所下降之外，總體趨勢均是上升的，而經濟增長量一直呈現出增長的狀態。第二，通過構Tapio 脫鉤模型，根據總的脫鉤指數發現，湖北省碳排放與經濟增長整體上表現為弱脫鉤，這說明了經濟增長的同時帶來了二氧化碳排放量的增加。第三，通過研究能源消費、碳排放和經濟增長三變量之間的關系，得出LNGDP、LNEC 和LNCC 序列滿足一階單整且存在協整關系，能源消費會單方向促使經濟增長，經濟增長會單向促使碳排放量的增加，但是能源消費與碳排放之間存在著雙向的促進關系。

（二）政策建議

1.調整能源的消費結構。湖北省能源消費結構不合理主要體現在煤炭和石油等高碳排放能源在能源消費總量中所占的比重過高，而天然氣、太陽能、風能、水能等清潔能源所占比重過低。因此，湖北省應不斷地調整能源消費結構，向低排放、低污染、高效能的綠色能源轉變。

2.提高能源的利用效率。一方面，整頓依靠粗放型增長方式來獲得發展的企業，減少甚至淘汰耗能高、排放高但是收益低的相關行業，用行政壓力促使其向集約型產業轉型，提高能源的使用效率；另一方面，依靠技術進步，提高企業創新能力，升級改造落后的技術與裝備，從而達到降低碳排放量的目的。

3.樹立節能減排的意識。企業節能減排意識需要法律和道德的約束，國家應該制定相關法律來約束污染環境的非法行為，同時，也可以通過電視、網絡、媒體、宣講會等方式來宣傳節能減排的重要性，讓節能減排觀念深入人心，讓企業和群眾自覺地樹立起節能減排的意識，在生產生活中減少二氧化碳的排放，共同營造綠色低碳的生活環境。