安徽省人均二氧化碳排放影響因素研究
——基于STIRPAT模型

游曉慧 張 靜 張靜亞

(滁州學(xué)院經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)系，安徽 滁州 239000)

0 引言

近年來(lái)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展呈現(xiàn)高速穩(wěn)步增長(zhǎng)的趨勢(shì)，溫室氣體的排放量也日益增加，二氧化碳排放的控制問(wèn)題已成為亟待解決的熱點(diǎn)問(wèn)題。由于安徽省經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)的逐步提高，城市化發(fā)展的進(jìn)程不斷加快，能源的過(guò)分消耗和二氧化碳過(guò)多的排放，隨之帶來(lái)的是環(huán)境的污染和破壞，人們已經(jīng)慢慢意識(shí)到以二氧化碳為表征的溫室氣體排放的危害性，經(jīng)濟(jì)“低碳化”逐漸上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面。

如今如何盡可能的減少高碳能源消耗，減少二氧化碳?xì)怏w的排放，節(jié)約環(huán)境外部成本備受關(guān)注。因此，針對(duì)二氧化碳排放量影響因素的研究分析顯得尤為重要，其研究成果不僅直接影響了社會(huì)和政府對(duì)于二氧化碳排放的認(rèn)知，也是為了避免在經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展的同時(shí)能盡可能的減少二氧化碳的排放，如何使經(jīng)濟(jì)形態(tài)達(dá)到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏的局面是現(xiàn)代研究中的重要課題。由于研究目的、知識(shí)背景和研究方法等各方面的不一致，各類(lèi)研究學(xué)者從自己的角度出發(fā)在進(jìn)行二氧化碳排放影響因素分析研究時(shí)會(huì)選擇不同的變量，SADStructural Decomposition Analysis和IDAIndex Decomposition Analysis是兩種最常用的分析方法。其中付雪等對(duì)碳排放強(qiáng)度影響因素進(jìn)行分解，以上海為例進(jìn)行研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)其受需求結(jié)構(gòu)的變動(dòng)影響較為顯著。馮博等將經(jīng)濟(jì)發(fā)展和二氧化碳排放密切聯(lián)系起來(lái)，認(rèn)為如果將碳排放量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平聯(lián)系起來(lái)，間接碳排放強(qiáng)度效率和產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應(yīng)在影響因素中占據(jù)著重要地位。

本文根據(jù)安徽省二氧化碳排放量的總體情況，運(yùn)用STIRPAT模型研究城鎮(zhèn)化水平、人均地區(qū)生產(chǎn)總值、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度和全社會(huì)R&D經(jīng)費(fèi)投入各驅(qū)動(dòng)因素對(duì)人均碳排放的影響程度進(jìn)行分解。從研究中得到結(jié)論，從而針對(duì)安徽省低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提出建議。

1 研究方法和數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究方法

1.1.1 IPCC方法

本文選擇IPCC計(jì)算方法估算安徽省1995-2017年的二氧化碳排放量，IPCC方法對(duì)溫室氣體排放的提供了詳細(xì)的方法，且經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)例驗(yàn)證，逐漸成為國(guó)際上公認(rèn)和常被使用的碳排放評(píng)估方法。

1.1.2 STIRPAT

STIRPAT是分析二氧化碳排放驅(qū)動(dòng)因素的最主流研究方法之一，它更詳細(xì)準(zhǔn)確的解釋人均二氧化碳排放量與各驅(qū)動(dòng)因子之間的關(guān)系。模型形式如下：

I=aPbAcTde

(1)

式(1)中，T、P、A、T分別代表環(huán)境壓力、人口規(guī)模、富裕度、技術(shù)水平，bcd分別代表的是人口規(guī)模、富裕度和技術(shù)水平的驅(qū)動(dòng)力指數(shù)，a為模型系數(shù)，e為誤差項(xiàng)。

在具體應(yīng)用過(guò)程中，可以將每個(gè)因素分解為幾個(gè)指標(biāo)，使得該模型可以被靈活運(yùn)用。根據(jù)安徽省碳排放情況的總體分析，用人均二氧化碳排放量作為解釋變量，在選擇人口規(guī)模中，引入城鎮(zhèn)化水平U變量，在經(jīng)濟(jì)因素選擇中，本文選取人均地區(qū)生產(chǎn)總值G、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)S變量作為富裕度因素，在技術(shù)因素的選擇中，本文選擇能源強(qiáng)度E和全社會(huì)R&D經(jīng)費(fèi)投入K變量。則具體模型的形式為：

M=aUbGcSdEfKgeε

(2)

為了消除量綱，對(duì)上式兩邊同時(shí)取對(duì)數(shù)，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榫€(xiàn)性模型，處理后形式如公式3：

lnM=lna+blnU+clnG+dlnS+flnE+glnK+ε

(3)

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及整理

本文研究中，基于安徽省1995-2017年的二氧化碳的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)安徽省人均二氧化碳排放量進(jìn)行核算，在計(jì)算過(guò)程中根據(jù)源于《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》中口徑的9種能源消費(fèi)量，再分別與各自碳排放系數(shù)上相乘(由IPCC提供，見(jiàn)表1)，根據(jù)計(jì)算步驟得到當(dāng)年安徽省二氧化碳排放總量，根據(jù)計(jì)算指標(biāo)以安徽省年末常住人口數(shù)為分子，安徽省人均二氧化碳排放量拿安徽省二氧化碳排放總量除以當(dāng)年安徽省年末常住人口數(shù)，最終得到安徽省人均二氧化碳排放量并將其作為被解釋變量。

表1 九類(lèi)能源的標(biāo)準(zhǔn)煤折算系數(shù)及碳排放系數(shù)

注：碳排放系數(shù)的單位為千克碳/千克標(biāo)準(zhǔn)煤。

在1995-2017年期間影響安徽省人均二氧化碳排放量的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，在選擇人口因素中，將引入城市化率指標(biāo)。本文在考察安徽省人口規(guī)模變化中發(fā)現(xiàn)省內(nèi)人口數(shù)和流向外地的人口數(shù)同向增長(zhǎng)，因此，我們?cè)诳疾烊丝谝?guī)模對(duì)人均二氧化碳排放量的影響時(shí)，常住人口發(fā)生的行為是主要因素。城鎮(zhèn)化率使用城鎮(zhèn)人口占常住總?cè)丝诘谋戎刈鳛橹笜?biāo)，數(shù)據(jù)來(lái)源于《安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒1995-2017》；根據(jù)第二產(chǎn)業(yè)工業(yè)部尤其高耗能行業(yè)的發(fā)展的特征，會(huì)通過(guò)能源消耗總量、能源消耗結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度間接產(chǎn)生二氧化碳排放，本文產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)運(yùn)用第二產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重來(lái)表示，數(shù)據(jù)取自《安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒1995-2017》；人均地區(qū)生產(chǎn)總值用以1995年不變價(jià)折算成當(dāng)年實(shí)際GDP與年末常住人口數(shù)的比重來(lái)表示，數(shù)據(jù)來(lái)源于《安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒1995-2017》。R&D經(jīng)費(fèi)投入對(duì)提升安徽省第二、三產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平、能源使用效率，改進(jìn)生產(chǎn)工序都起到了良好的促進(jìn)作用，側(cè)面直接影響到安徽省人均二氧化碳的排放量，R&D經(jīng)費(fèi)投入數(shù)據(jù)來(lái)自《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》；能源強(qiáng)度是普遍采用的一種衡量技術(shù)進(jìn)步對(duì)碳排放影響的指標(biāo)，能源的利用效率直接影響到安徽省人均二氧化碳的排放量，用單位GDP能耗表示，采用《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》中安徽省能源消費(fèi)總量除以安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒中的實(shí)際GDP(以1995年不變價(jià))得到。

表2 1995-2017年影響安徽省人均二氧化碳排放指標(biāo)量

2 基于STIRPAT模型的實(shí)證分析

本文利用Eviews軟件分析對(duì)模型進(jìn)行最小二乘無(wú)偏估計(jì)。首先采用對(duì)數(shù)化后的方程3，對(duì)數(shù)化的數(shù)據(jù)不改變?cè)瓉?lái)的協(xié)整關(guān)系，不僅可以有效降低數(shù)據(jù)的異方差程度，還可以減少變量的波動(dòng)情況。先對(duì)被解釋變量(M)與5個(gè)解釋變量進(jìn)行相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)，由下表得出，人均二氧化碳排放量(M)與4個(gè)解釋變量都高度相關(guān)。

表3 人均碳排放與解釋變量相關(guān)系數(shù)表

2.1 單位根檢驗(yàn)

本文采用時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)量分析，采用的變量中包括人均生產(chǎn)總值、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和人均二氧化碳排放量等宏觀變量，其時(shí)間序列多是不平穩(wěn)的。為解決這一問(wèn)題，本文對(duì)人均二氧化碳排放量及其5個(gè)解釋變量進(jìn)行ADF單位根檢驗(yàn)。根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，統(tǒng)計(jì)量的P值小于1%，原序列的ADF值為-4.739879，1%顯著水平上的臨界值為-3.788030，5%顯著水平上的臨界值為-3.012363，10%顯著水平上的臨界值為-2.646119，可見(jiàn)ADF值均小于各顯著水平上的值，故拒絕了不存在單位根的原假設(shè)，即認(rèn)為原序列都存在單位根，是非平穩(wěn)序列。被解釋變量和解釋變量都是二階單整的，可以滿(mǎn)足協(xié)整檢驗(yàn)條件。接下來(lái)用EG兩步法分析方法，對(duì)變量之間的長(zhǎng)期穩(wěn)定均衡關(guān)系進(jìn)行協(xié)整關(guān)系檢驗(yàn)。

首先，先用變量LNM對(duì)LNU、LNG、LNS、LNE、LNK進(jìn)行回歸，對(duì)回歸方程估計(jì)殘差序列u1做單位根檢驗(yàn)，結(jié)果如表4。

表4 序列u1單位根檢驗(yàn)

由于檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的P值小于1%，可以認(rèn)為估計(jì)殘差序列u1為平穩(wěn)序列，從而得到LNM和LNU、LNG、LNS、LNE、LNK具有協(xié)整關(guān)系。

2.2 回歸分析

通過(guò)上述分析，用OLS作協(xié)整回歸估計(jì)得到的結(jié)果如表5。

表5 回歸分析結(jié)果

R2=0.999840，調(diào)整R2=0.999793，F(xiàn)統(tǒng)計(jì)值較大，充分說(shuō)明回歸方程的擬合優(yōu)度很高。由t統(tǒng)計(jì)量可以得出常數(shù)項(xiàng)和解釋變量系數(shù)的參數(shù)估計(jì)值均顯著不為零，LNU、LNG、LNE三個(gè)解釋變量在5%的置信度水平下都顯著，LNU的P值為0.0509，也非常接近5%的置信度水平。因此變量對(duì)于被解釋變量有良好的解釋效果，得到的方程如下：

lnM=1.199-0.108lnU+0.990lnG-0.029lnS+0.962lnE+0.024lnK

(4)

將公式5等式兩邊同時(shí)去對(duì)數(shù)得到最終解釋人均碳排放驅(qū)動(dòng)因素的模型為：

M=e1.199-U0.108+G0.990-S0.029+E0.962+K0.025

(5)

從彈性系數(shù)上可以看出，人均地區(qū)生產(chǎn)總值、能源強(qiáng)度每增加1%人均二氧化碳排放將增加0.990%、0.962%，說(shuō)明人均地區(qū)生產(chǎn)總值和能源強(qiáng)度影響二氧化碳排放的程度最為顯著，是驅(qū)動(dòng)人均二氧化碳排放增長(zhǎng)的最主要因素。

3 結(jié)論與啟示

3.1 結(jié)論

(1)人均地區(qū)生產(chǎn)總值和能源強(qiáng)度對(duì)二氧化碳排放的影響最為顯著，是人均二氧化碳排放增長(zhǎng)的最主要影響因素。因?yàn)榻?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)投資的依賴(lài)性比較大，加快重工業(yè)的發(fā)展，從而引起對(duì)能源消費(fèi)的增加、交通的需求上漲，達(dá)到人均GDP增加的目的。綜上所述，人均地區(qū)生產(chǎn)總產(chǎn)值的增長(zhǎng)直接影響對(duì)二氧化碳排放需求的增加。

(2)能源強(qiáng)度與人均二氧化碳排放量同樣具有顯著的正相關(guān)性，說(shuō)明能源強(qiáng)度的降低在很大程度上可以緩解二氧化碳排放的快速增長(zhǎng)。城鎮(zhèn)化水平和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相比人均地區(qū)生產(chǎn)總值影響效果甚是微弱。

(3)安徽省的經(jīng)濟(jì)總量增長(zhǎng)迅速，R&D經(jīng)費(fèi)投入量則相對(duì)較少，技術(shù)研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入不足以控制人均二氧化碳的排放。

3.2 啟示

(1)加快發(fā)展低碳技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源高技術(shù)化。安徽省的經(jīng)濟(jì)總量增長(zhǎng)迅速，R&D經(jīng)費(fèi)投入量則相對(duì)較少不足以控制二氧化碳的排放，增加科技創(chuàng)新研究方面的全面投入，確保盡快研發(fā)出一系列有效節(jié)能的循環(huán)科技，在技術(shù)水平上實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。另外，加大力度勘探新能源，增加對(duì)太陽(yáng)能，風(fēng)能地?zé)岬惹鍧嵞茉吹氖褂谩?/p>

(2)調(diào)整能源消費(fèi)需求，優(yōu)化能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)。根據(jù)本文研究結(jié)果能源強(qiáng)度對(duì)人均二氧化碳的排放具有較為顯著的影響，從而在能源消費(fèi)過(guò)程中，推廣碳強(qiáng)度理念，以陽(yáng)能、核能、水電等新能源來(lái)代替煤，石油，從而減少二氧化碳的排放。

(3)推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理高度化。不同產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求對(duì)二氧化碳的需求量各不相同，減少二氧化碳的排放，促進(jìn)安徽省節(jié)能減排應(yīng)大力發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)，降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展的外部成本，在實(shí)現(xiàn)環(huán)境成本內(nèi)部化的同時(shí)，催生新興產(chǎn)業(yè)，發(fā)現(xiàn)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。