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经济增长和碳排放的互动关系

2015/12/25 阅读:

改革开放以来,我国经济得到高速发展,取得举世瞩目的成就.但是经济过快增长付出的代价却是能源的过度消耗和CO2等温室气体的大量排放.显然,我国现已成为资源消耗和碳排放大国,产业结构、能源消费结构、碳排放和经济粗放增长之间的矛盾突出,高能耗、高排放成为经济发展的主要表现.我国作为世界上最大的发展中国家,受技术条件、产业结构、传统观念等因素的影响,顺利实现既定的节能减排目标是一项十分艰巨的工作.开展节能减排工作,实现可持续发展是首要任务.必须协调能源消费,经济增长和碳排放之间的关系,成为我国亟待解决的问题.随着全球环境问题的日益严重,对于能源消费、经济增长和碳排放关系问题,国内外学者都进行大量研究分析.从已有相关研究来看,主要集中于三个方面:一是能源消费与经济增长的关系研究,二是碳排放与经济增长的关系研究,三是能源消费、经济增长和碳排放三者的关系研究,形成“能源—经济”,“碳排放—经济”,“能源—经济—碳排放”的研究体系.陈德敏等(2012)运用DEA对我国各省份全要素能源效率进行测算,结合IV等方法证明中国经济增长条件收敛存在,能源效率系数显著为正.王晓等(2013)则采用结构分解法剖析我国经济结构对能源消费的影响,发现第三产业发展可以减缓产业部门结构变化对能源消费的促进作用.林伯强等(2009)在传统环境库兹涅茨曲线基础上,运用LMDI和STIRPA模型,分析了影响中国人均二氧化碳排放的主要因素.何小钢等(2012)基于STIRPAT模型,实证研究影响我国工业碳排放的因素,发现碳排放与经济增长在倒U型走势之后又形成拐点,出现“重组”现象.

Kojo等(2009)、牛叔文等(2010)、刘心等(2013)均采用协整和误差修正模型对不同地区的能源、经济和碳排放之间的动态因果关系进行研究.安贵鑫等(2010)[9]从系统动力学角度,构建三系统的因果关系图,指出三者的变动关系.郭朝先(2010)[10]构建三者的竞争型投入产出模型,并采用SDA分解技术对我国碳排放的增长进行分解,得出碳排放的影响因素.不同时段,对不同国家、地区的采用不同方法对三者的动态关系进行分析,得出的结论不尽相同.本文的主要目的在于采用计量模型实证分析检验我国能源、经济和碳排放的动态因果关系,进一步提出有利于三者协调发展的对策建议.

1能源消费、经济增长和碳排放关系的实证分析

1.1数据来源及预处理选取1990—2013年我国的能源消费、经济增长和碳排放作为研究对象,采用年度数据,对三者之间的关系进行研究.能源消耗状况采用能源消费总量(EC)来反映,数据来自《中国能源统计年鉴》,单位为百万吨标准煤.经济的发展状况采用GDP来度量,数据来自《中国统计年鉴》,单位为亿元.碳排放采用CO2排放量(TC)来表示,数据来自美国能源信息署(EIA)网站公布的数据,单位为百万吨.为保证数据的客观性和可比性,剔除物价上涨因素,将各年GDP换算成以1990年为基期的实际GDP.为消除能源消费总量,实际GDP和CO2排放量三个时间序列的不平稳性和异方差现象,对三者取自然对数,并分别记为LEC、LGDP、LTC.通过对三者进行两两回归检验,证实任意两者均存在显著相关关系.

1.2稳定性检验采用ADF检验法对所有变量进行平稳性检验,即是否存在单位根.ADF法可以通过对3个模型(模型1无常数项和时间趋势项,模型2有常数项无趋势项,模型3有常数项和趋势项)进行检验,任意一个检验模型中的ADF值大于临界值,就可以认为该序列没有单位跟,即为平稳序列.若序列不平稳,需要取对数或进行差分处理.对LET、LGDP和LTC及其一阶、二阶差分序列进行ADF单位根检验,检验结果如表1所示.LET、LGDP和LTC及其一阶差分序列都不平稳,但二阶差分序列的检验值在1%的显著性水平下均小于其临界值.因此,其二阶差分序列为平稳序列,即LET、LGDP和LTC三个时间序列是I(2)的单位根过程.

1.3协整检验模型含有3个变量,并且均为二阶单整,采用Johansen法进行协整检验,该法在检验前需要确定最优滞后阶数.在保证自由度的条件下,根据无约束VAR模型中的AIC、SC和LR等信息准则确定VAR模型的最优滞后阶数为2,则协整分析的滞后阶数为1.检验结果如表2所示.迹检验和最大特征值检验都表明在5%的显著性水平下拒绝原假设,即变量之间存在两个协整关系.检验确定最优协整形式为:有线性趋势且协整方程有截距.取标准化的协整向量.

1.4Granger因果检验为确定我国能源消费、经济增长和碳排放之间的因果关系,对LTC、LEC和LGDP三个时间变量序列进行格兰杰因果关系检验.检验结果如表3所示.在5%的显著性水平下,拒绝LTC不是LGDP的格兰杰原因假设,拒绝LTC不是LEC的格兰杰原因假设,并且拒绝LEC不是LGDP的格兰杰原因假设,即说明1990—2013年我国的CO2排放对能源消费和经济发展均具有单向因果关系,并且能源消费对经济发展具有单向因果关系.这表明我国能源消费增加可促进经济发展,同时碳排放会影响到经济发展和能源消费,但是经济发展并不必然导致能源消费增加.

1.5脉冲响应分析和方差分解为全面反映我国能源消费、经济增长和碳排放之间的互动关系和相互影响程度,对其进行基于VAR的滞后20期的脉冲响应分析和方程分解,结果分别如图1和图2所示.脉冲响应分析是考虑扰动项的影响是如何传播到各变量的,刻画了对一个扰动项加上一个单位标准差的冲击后,对内生变量的当前值和未来值所带来的影响.从CO2脉冲响应图可知,当期对CO2施加一个单位标准差的正向冲击,CO2排放有所下降,随后开始上升,第5期达到最大(0.05464),然后开始下降,达到12期最小时开始增长,并逐渐趋于平稳;CO2对来自GDP的单位标准差的冲击没有初始响应,随后开始逐渐上升,在第4期达到最大(0.01239),然后逐步稳定在0.0098左右;同样对来自能源消费的单位标准差的冲击没有初始响应,随后开始增强,第3期达到最大(0.01738),随后开始下降并逐步稳定在0.0046左右;这表明,CO2排放对其自身具有较强的正向影响作用,但波动比较大,能源消费和经济增长的影响较弱,虽有小幅波动,但是总体趋势比较稳定.这与长期形成的碳排放路径有很大关系,也说明我国节能环保政策起到了良好的效果.从GDP脉冲响应图可知,GDP对来自碳排放、GDP和能源消费的单位标准差的冲击都具有正效应,响应趋势均为先增长后下降,然后趋于稳定,但是三者并不同步,存在滞后效果.尤其是受到CO2冲击影响最大,能源消费影响相对较小,而对来自自身的冲击响应比较平稳.这三者的促进作用均具有较长的持续效应.

从EC脉冲响应图可知,能源消费对来自碳排放、GDP和自身的单位标准差的冲击同样具有正效应,响应趋势也相同,均表现为先增长后下降,然后稍有增长并趋于稳定.而短期内对碳排放具有较为明显的同向效应,而经济发展和其自身效应较弱.这说明碳排放的正向冲击对能源消费具有显著的正向作用,因此通过低碳政策,可以引导我国能源消费的良性发展.体现了我国关于节约能源、提高利用率的相关政策的实施,在一定程度上抑制了能源消费的快速增长.方差分解图反映了能源消费、经济增长和碳排放之间相互影响程度.在碳排放的变动中,碳排放对其自身的贡献率最大,虽然在第一期开始有所下降,但均在80%以上,而GDP和能源消耗对其贡献率较小,虽有所上升,但却稳定在较低的水平;在GDP变动中,碳排放和GDP对其的贡献程度呈现反向趋势,碳排放对其贡献是先上升后趋于稳定,而GDP是先下降后趋于稳定,能源消费对GDP的贡献程度虽然相对较小,但却较为稳定;在能源消费的变动中,碳排放对其贡献程度呈现上升并稳定的趋势,并在第2期及以后贡献程度最高,而能源消费对其自身的贡献程度呈现下降趋势,并趋于稳定,GDP对能源消费的贡献程度最小.这表明,我国碳排放对其自身依赖性较大,森林碳汇等自然路径形成了较为完善的控碳系统,尤其是对植树造林等工作的重视.最近几年,国家提倡节能减排,加强低碳工作,并取得了很大成效,但能源消费结构仍存在不合理之处,导致能源消费对其自身影响较弱,在低碳方面也并未起到良好的效果.碳排放对经济增长起到约束作用,能源消费对经济增长有促进作用.可见,减碳工作对促进我国经济增长具有重要作用,同时要兼顾能源消费和产业结构优化,使其影响作用进一步增强.

2主要结论与建议

本文基于1990—2013年我国能源消费、经济增长和碳排放的数据,实证分析三者之间的动态关系和相互影响.主要得出如下结论:

第一,我国能源消费、经济增长和碳排放之间呈现出趋同增长趋势,并存在长期均衡关系.第二,Granger因果检验表明,碳排放对能源消费和经济增长存在单向因果关系,能源消费对经济增长存在单向因果关系.第三,脉冲响应和方差分解结果表明,短期内我国碳排放量增加对其自身具有较强的同向影响;能源消费和经济增长受到碳排放冲击影响较大;碳排放、能源消费和GDP的主要贡献因子均为碳排放.我国能源消费、经济增长和碳排放三者具有密不可分的关系,在保证经济发展的同时,提高能源利用率,降低碳排放是可持续发展的前提,如何平衡三者之间的关系是重点.鉴于此,提出以下建议:第一,加大科研投入,引进先进减碳技术.新技术、新设备的引进和推广使用是节能减排的重要手段和不竭动力,虽然成本较高,但长远来看,必将有益于我国碳排放的控制,促进经济资源和环境的可持续发展.本文研究结论显示,我国森林碳汇、碳循环等自然控碳作用发挥了较明显的效果.因此,必须要从内部着手,保证技术资本的投入,加快研发脚步,引进国外的先进减碳技术和设备,降低生产生活过程中的碳排放.

第二,稳定经济发展,优化产业结构.相对于发达国家而已,我国第二产业比重偏大,高排放,高消耗、低利用率的发展模式已经明显不能适应新国情的需要.我国经济、能源消费和碳排放均呈现上升趋势,如何保证经济发展的同时,对产业结构进行优化是一项十分困难的任务.脉冲响应分析显示GDP和碳排放存在明显的正效应,对能源消费有一定影响,即表明经济增长促进碳排放量增加,引起能源消耗的增长.控制经济增长速度,保证第一产业,优化第二产业,发展第三产业,是促进生态环境发展的关键,有助于实现可持续发展战略.

第三,提高能源利用率,调整能源结构.我国能源消费主要以化石能源为主,新能源和可再生能源所占比重小,能源禀赋较差,这加大了我国能源结构调整的难度.通过前文分析可知,能源消费对经济和碳排放都有明显的影响,表现出“趋同”现象.因此,大力开发新能源,推广使用可再生能源,提高能源转化率,减少能源浪费,实现能源结构的转型升级,一方面有利于稳定经济发展,防止经济“过热”;另一方面有助于降低CO2等温室气体的排放,减少环境污染.

第四,提高低碳意识,强化碳减排监管.减少碳排放,保护环境离不开全社会的共同努力.通过全民低碳行动,依靠民间力量,是实现社会可持续发展的必要途径.方差分解表明我国的碳行为已经初步定型,此刻,更应注重碳减排的教育和宣传,提高民众的低碳意识.借助“社会之手”,强化环保理念,让公众参与进来.另一方面,政府利用“看得见的手”出台相关法律法规,建立完善的监管体系,与市场“看不见的手”相互作用,对企业进行约束,保证企业自觉承担节能减排的义务.通过不断努力,进一步打造“资源节约型,环境友好型”社会.

作者:张在旭 于政泓 李明 单位:中国石油大学(华东)经济管理学院

经济增长和碳排放的互动关系

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