我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化與碳排放量關(guān)系的實證研究

陳兆榮

（銅陵學(xué)院，安徽 銅陵244000）

一、引言

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是產(chǎn)業(yè)間的技術(shù)經(jīng)濟聯(lián)系與聯(lián)系方式，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化主要是指產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從低水平狀態(tài)向高水平狀態(tài)的發(fā)展，是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)重心由第一產(chǎn)業(yè)向第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)逐次轉(zhuǎn)移的過程，標志著一國經(jīng)濟發(fā)展水平的高低和發(fā)展階段、方向。我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動與經(jīng)濟增長呈現(xiàn)高度正相關(guān)關(guān)系，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的加速變動推動了經(jīng)濟的加速增長，而經(jīng)濟快速增長又是我國二氧化碳排放量增長的推動原因。李明賢，劉娟（2010）研究發(fā)現(xiàn)隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)增長，二氧化碳排放量將呈逐漸增多的趨勢[1]。從二氧化碳排放增長的驅(qū)動因素看，王鋒（2010）研究得出我國二氧化碳排放與經(jīng)濟發(fā)展和居民生活水平提高密切相關(guān)，人均GDP增長是二氧化碳排放量增長的最大驅(qū)動因素[2]。徐大豐（2010）從碳排放的產(chǎn)業(yè)分布角度研究得出我國碳排放主要來自第二產(chǎn)業(yè)，其中的98%來自于工業(yè)[3]。劉紅光（2010）從碳排放的行業(yè)分布研究發(fā)現(xiàn)建筑業(yè)和機械設(shè)備制造業(yè)是我國碳排放量最主要的根源，服務(wù)業(yè)、電力熱力、食品等產(chǎn)業(yè)的最終消費以及金屬、化工、紡織等產(chǎn)業(yè)的出口也是碳排放量敏感性相對較高的經(jīng)濟活動[4]?？梢姡夹g(shù)結(jié)構(gòu)引起的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)差異是影響二氧化碳排放量的重要因素，究其原因是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)決定了產(chǎn)業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)特征，而能源活動是二氧化碳最主要的排放源，且能源活動的二氧化碳排放全部來源于化石燃料燃燒。因此，可以通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和提高產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平來提高重化工業(yè)能源轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)中的能源利用效率，降低重化工業(yè)單位產(chǎn)值能耗，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型等措施有效降低碳排放量。馬艷（2010）認為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展低碳經(jīng)濟以及經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展是內(nèi)在統(tǒng)一的，要從生產(chǎn)方式的技術(shù)變革入手，將技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整與發(fā)展低碳經(jīng)濟有機結(jié)合，建立節(jié)約型社會，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標[5]。本文用計量分析方法實證研究了我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化與碳排放量的關(guān)系，并據(jù)此說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化是實現(xiàn)低碳排放下經(jīng)濟較快增長的有效途徑。

二、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化與碳排放量指標說明

（一）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的測度指標使用Moore結(jié)構(gòu)變動指數(shù)[6]，Moore結(jié)構(gòu)變動指數(shù)是采用空間向量測定方法，以向量空間中夾角為基礎(chǔ)來反映產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變動程度。該方法將三次產(chǎn)業(yè)視為一組三維向量，當產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，不同時期的向量夾角就會發(fā)生變化，故可以用此夾角來反映整個經(jīng)濟系統(tǒng)中不同時期各產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)變化情況。Moore結(jié)構(gòu)變化值既可用來反映宏觀意義上三次產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變程度，也可深入到產(chǎn)業(yè)內(nèi)部，研究各產(chǎn)業(yè)內(nèi)部行業(yè)結(jié)構(gòu)的變動程度。Moore結(jié)構(gòu)值不但能靈敏地反映結(jié)構(gòu)演變的動態(tài)過程，而且能夠反映出結(jié)構(gòu)演變中各產(chǎn)業(yè)此消彼長的方向變化，能夠更細致、靈敏地反映結(jié)構(gòu)變化的過程與程度，從整體上反映產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)或就業(yè)結(jié)構(gòu)變化過程[7]。其計算公式為：

其中，Wi，t1為第 t1期第i產(chǎn)業(yè)所占比重，Wi，t2為t2期第i產(chǎn)業(yè)所占比重。由于Moore值表示的是不同時期產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的相對變化程度，因此0≤e≤。如果e越大，則表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化的程度越大。t1、t2的確定可以根據(jù)研究需要，以確定不同的時間間隔的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動。本文根據(jù)1978～2010中國統(tǒng)計年鑒中三次產(chǎn)業(yè)的構(gòu)成比重，以1978年為基期，計算出各期與基期兩組向量的夾角，并把所有的夾角變化累積起來，從而得到1978～2009年經(jīng)濟系統(tǒng)中產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化變動指數(shù)值（見表1）。

（二）碳排放量

對于碳排放量的計算，我國目前還沒有正式的官方統(tǒng)計，學(xué)術(shù)界用的碳排放數(shù)據(jù)都是通過估算得到的[8]。對我國碳排放量的測定利用以下公式：

其中，C是碳排放總量，E表示能源消費總量，Ci為i種能源消費的碳排放量，Ei為i種能源的消費量，表示Si種能源在能源消費總量中的所占份額；Fi表示各類能源的排放系數(shù)（強度），即消費單位i種能源的碳排放量。各類能源消費的碳排放系數(shù)采用國家發(fā)展和改革委員會能源研究所確定的各類能源消費的碳排放系數(shù)（見表2），根據(jù)1978～2010年中國統(tǒng)計年鑒中各年能源消費總量計算出我國1978～2009年的碳排放總量（見表1）。

表1 1978～2009我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化變動指數(shù)與碳排放量

表2 各類能源的碳排放系數(shù)

三、我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化與碳排放量關(guān)系實證研究

（一）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化變動與碳排放量波動的測度

首先采用取自然對數(shù)的方法來消除碳排放量時間序列CO2數(shù)據(jù)中的異方差，所得序列記為LNCO2。其次，使用Hodrick-Prescott濾波來分解序列LNCO2和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化變動指數(shù)序列INDUS的趨勢要素，得到碳排放量波動序列FCO2和產(chǎn)業(yè)高級化變動序列FINDUS。最后繪制所得兩序列的時序圖（圖1）。

圖1 碳排放量與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化對比圖

從圖中可以看出我國碳排放量和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化之間呈現(xiàn)如下特征：第一，碳排放量波動幅度較大，尤其是在1995～2002年期間，碳排放量波動的主要驅(qū)動因素是工業(yè)部門能源利用效率的提高，而深層原因是研發(fā)經(jīng)費支出大幅提高所推動的技術(shù)進步和工業(yè)企業(yè)所有制結(jié)構(gòu)的變化，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化變動幅度小，總體波動較為平緩；第二，兩序列波動呈現(xiàn)反向同步，除少數(shù)幾期以外，它們的波峰與波谷的位置大致出現(xiàn)在相同的時間點；第三，從波動頻率看，兩者的波動頻率相當一致；第四，碳排放量和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的相關(guān)系數(shù)為-0.7081，這表明兩者存在著某種內(nèi)在聯(lián)系。

（二）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化與碳排放量關(guān)系計量分析

雖然我國碳排放量和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化表現(xiàn)出很強的相關(guān)性，但還需要從實證檢驗的角度進行證明。所以，需要對碳排放量和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化結(jié)構(gòu)指數(shù)進行Granger因果關(guān)系檢驗，首先對變量進行平穩(wěn)性檢驗[9]。

1.變量平穩(wěn)性檢驗

檢驗序列的平穩(wěn)性，采用ADF進行單位根檢驗，單位根檢驗是用來檢驗時間序列的平穩(wěn)性和確定非平穩(wěn)時間序列的單整階數(shù)。滯后階數(shù)按照AIC或SIC準則選擇。檢驗結(jié)果如表3所示。

檢驗結(jié)果顯示，LNCO2的ADF=-2.44455，分別大于不同檢驗水平的3個臨界值，相伴概率P值= 0.3507，遠超過10%，所以碳排放量對數(shù)序列接受原假設(shè)，存在單位根，說明該時間序列不平穩(wěn)。再對消除趨勢后的碳排放量波動序列FCO2進行單位根檢驗，檢驗結(jié)果顯示，ADF=-3.83055，分別小于不同檢驗水平的3個臨界值，相伴概率值小于顯著性水平0.05，所以，序列FCO2拒絕原假設(shè)，接受FCO2是平穩(wěn)序列的結(jié)論。同理，可檢驗出序列INDUS為非平穩(wěn)序列，F(xiàn)INDUS為平穩(wěn)序列（具體見表3）。因此，可對序列FCO2、FINDUS進行Granger因果關(guān)系檢驗。

2.格蘭杰檢驗

對變量FCO2、FINDUS進行因果關(guān)系檢驗，選取1～6階滯后期，結(jié)果見表4。

表3 變量單位根檢驗

檢驗結(jié)果表明，在顯著性水平α=0.05下，滯后期長度為3～6時，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化是碳排放量的Granger原因；對碳排放量不是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化Granger原因的原假設(shè)，滯后長度是1-2期時，拒絕原假設(shè)，從第三期開始，接受原假設(shè)，即碳排放量不是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的Granger原因。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化對碳排放量的影響在滯后6期仍然具有顯著性，可見產(chǎn)業(yè)高級化波動對碳排放量波動的影響有較強的滯后效應(yīng)。

表4 碳排放量與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度化的Granger因果關(guān)系檢驗

3.脈沖響應(yīng)函數(shù)與方差分解

建立包括產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化與碳排放量的VAR模型，利用VAR模型的脈沖響應(yīng)函數(shù)和方差分解等方法進一步分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化變動對碳排放量變動的影響強度和方式。脈沖響應(yīng)函數(shù)用于衡量來自隨機擾動項的一個標準差沖擊對內(nèi)生變量當前值和未來值的影響，并且擾動項對某一變量的沖擊影響通過VAR模型的動態(tài)結(jié)構(gòu)傳遞給其他所有的變量。運用FCO2和FINDUS的VAR模型，對其進行脈沖響應(yīng)分析，即一個標準差大小的FINDUS、FCO2對FCO2的影響。由此在Eviews5.0中得到脈沖響應(yīng)表（表5）和脈沖響應(yīng)曲線（圖2）。由表5和圖 2可知，F(xiàn)CO2受其自身的沖擊影響最大，給FCO2一個單位沖擊后，F(xiàn)CO2隨即增加了0.025276，第2期增加了0.032057，但隨后就呈現(xiàn)出下降的趨勢。FINDUS對FCO2的脈沖響應(yīng)主要集中在前4期。FINDUS對FCO2的沖擊效應(yīng)開始于第2期，給FINDUS一個標準差的新息后，F(xiàn)CO2立刻有較強響應(yīng)，增加了0.001365，第3、4期分別增加了0.007295和0.010737，第5期開始進入下降的通道，由此可見，F(xiàn)IINDUS對FCO2的沖擊有顯著、穩(wěn)定的正向響應(yīng)。

表5 FCO2的脈沖響應(yīng)表

圖2 FCO2的脈沖響應(yīng)曲線

利用方差分解技術(shù)對變量FCO2的預(yù)測均方誤差進行分解，并計算出每個要素變量沖擊的相對重要性。從表6可以看出FCO2對自身的沖擊影響最大，且基本穩(wěn)定在89%左右。FINDUS對FCO2的沖擊從開始的0.1116上升到11.7，并逐漸穩(wěn)定，碳排放量變動受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化波動的影響整體雖然在上升，但影響較為穩(wěn)定。

表6 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化與碳排放量的方差分解

四、結(jié)語及建議

本文根據(jù)1978～2010年我國三次產(chǎn)業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)，采用Moore結(jié)構(gòu)變動指數(shù)，測度出我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化變動指數(shù)，并使用Hodrick-Prescott濾波分解出碳排放量序列和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化變動指數(shù)序列的趨勢要素，利用Granger因果關(guān)系檢驗、脈沖響應(yīng)函數(shù)及方差分解等方法分析了我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化變動與碳排放量波動的動態(tài)關(guān)系。實證結(jié)果表明，我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化是碳排放量的Granger原因，兩者的波動呈現(xiàn)反向同步變化關(guān)系，且產(chǎn)業(yè)高級化波動對碳排放量波動的影響有較強的滯后效應(yīng)，其影響整體處于上升狀態(tài)。因此，盡管我國經(jīng)濟增長導(dǎo)致碳排放量不斷增加，但通過提高產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化可有效降低能耗，進而實現(xiàn)低碳排放下的經(jīng)濟持續(xù)健康增長。

當前我國正處在工業(yè)化、城鎮(zhèn)化深入發(fā)展的時期，消費市場正在向健康、節(jié)能、環(huán)保、低碳和個性化、智能化等方向發(fā)展。但是，國民經(jīng)濟中仍然以高碳產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，能源消費結(jié)構(gòu)仍然以煤為主，高污染、高能耗及高排放產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已成為嚴重制約我國經(jīng)濟社會發(fā)展的瓶頸。轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，構(gòu)建有利于節(jié)約資源、保護環(huán)境的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式和消費模式[10]，已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟發(fā)展亟需解決的問題。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化既是經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢，同時也是低能耗、低排放的必由之路。首先，通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化，改變各種高能耗產(chǎn)業(yè)所占的比重較高的局面。利用已有低碳技術(shù)推動產(chǎn)業(yè)內(nèi)源性自主創(chuàng)新與外源性技術(shù)擴散，把高加工度化、高知識密集化、高附加值化與低碳化貫穿在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的始終，在保持經(jīng)濟增長的同時，加快金融、保險、旅游、文化等現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展，逐步減少第二產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟中的比重。其次，在產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)稅收政策以及產(chǎn)業(yè)標準的制定以及產(chǎn)業(yè)環(huán)境規(guī)制等方面，采取有利于產(chǎn)業(yè)高級化的各種措施。通過產(chǎn)業(yè)政策調(diào)整，鼓勵企業(yè)引進先進的節(jié)能減排技術(shù)，增強對清潔能源的開發(fā)和利用，鼓勵高碳產(chǎn)業(yè)研發(fā)低碳技術(shù)及產(chǎn)品，利用技術(shù)進步來帶動產(chǎn)業(yè)升級，把高污染、高能耗、高排放的高碳產(chǎn)業(yè)改造成低污染或無污染、低能耗、低排放或零排放的低碳產(chǎn)業(yè)。第三，積極發(fā)展新型低碳產(chǎn)業(yè)。通過發(fā)展火電減排、新能源汽車、建筑節(jié)能、工業(yè)節(jié)能與減排、循環(huán)經(jīng)濟、資源回收、環(huán)保設(shè)備、節(jié)能材料等新型低碳產(chǎn)業(yè)，加快低排放甚至零排放的能源技術(shù)的利用，逐步替代傳統(tǒng)的高碳的化石能源，從而逐步建立低碳的能源系統(tǒng)、技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

[1]李明賢,劉娟.中國碳排放與經(jīng)濟增長關(guān)系的實證研究[J].技術(shù)經(jīng)濟,2010，(9):33-36.

[2]王鋒.中國經(jīng)濟發(fā)展中碳排放增長的驅(qū)動因素研究[J].經(jīng)濟研究，2010，(2):123-136.

[3]徐大豐.我國碳排放的結(jié)構(gòu)分析[J].經(jīng)濟縱橫,2010，(8):76-78. [4]劉紅光,劉衛(wèi)東,唐志鵬.中國產(chǎn)業(yè)能源消費碳排放結(jié)構(gòu)及其減排敏感性分析[J].地理科學(xué)進展,2010，(6):670-676.

[5]馬艷,嚴金強,李真.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與低碳經(jīng)濟的理論與實證分析[J].華南師范大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2010，(5):119-123.

[6]John H Moore.A Measure of Structural Change in Output [J].The Review of Income and Wealth,1978，(3):105-117.

[7]劉志彪,安同良.中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變與經(jīng)濟增長[J].南京社會科學(xué),2002，(1):1-4.

[8]徐國泉,劉則淵,姜照華.中國碳排放的因素分解模型及實證分析:1995-2004[J].中國人口·資源與環(huán)境，2006，(6): 158-161.

[9]周建,李子奈.Granger因果關(guān)系檢驗的適用性[J].清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）,2004，(3):158-161.

[10]李克強.在中國環(huán)境與發(fā)展國際合作委員會2010年年會開幕式上的講話[J].環(huán)境保護，2010，(22):8-9.