東盟五國能源消費、經(jīng)濟增長與碳排放
——基于環(huán)境庫茲涅茨曲線的實證研究

鄭慕強

東盟五國能源消費、經(jīng)濟增長與碳排放
——基于環(huán)境庫茲涅茨曲線的實證研究

鄭慕強

基于環(huán)境庫茲涅茨曲線構(gòu)建能源—經(jīng)濟—碳排放關(guān)系的碳排放模型，采用面板協(xié)整檢驗和面板因果關(guān)系檢驗方法，對東盟五國1971～2007年能源消費、經(jīng)濟增長與碳排放三者關(guān)系進行實證分析。結(jié)果表明，能源消費與經(jīng)濟增長之間在短期和長期均存在單向的格蘭杰因果關(guān)系。另外，能源消費與二氧化碳排放之間在短期和長期也都存在單向的格蘭杰因果關(guān)系。

東盟五國；能源消費；經(jīng)濟增長；碳排放；環(huán)境庫茲涅茨曲線

自從人類社會產(chǎn)生以來，能源便與人類息息相關(guān)，是人類社會存在和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，無論對發(fā)達國家還是發(fā)展中國家來說，能源都是促進整個國家經(jīng)濟社會發(fā)展的重要因素。因此，近年來世界上幾乎所有的國家都把能源作為國家的重要戰(zhàn)略資源，能源也是事關(guān)每一個國家經(jīng)濟社會穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展的重要因素，是經(jīng)濟增長的重要源泉。東盟五國（印度尼西亞、馬來西亞、菲律賓、新加坡和泰國）是世界經(jīng)濟增長的熱點地區(qū)之一，是全球重要的制造業(yè)生產(chǎn)與出口基地，也是世界能源消費的重要國家。1971～2007年的36年間，東盟五國國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）增長36.81倍，創(chuàng)造了經(jīng)濟起飛的奇跡。同時，東盟五國的能源消費已由1971年的7340萬噸油當(dāng)量，增長到2007年的43396萬噸油當(dāng)量，增長近5倍，成為世界上石油和天然氣消費量前列的國家。同時，二氧化碳排放量也由1971年的近6千萬噸，增長到2009年的近6.2億噸，增長近10倍。據(jù)國際能源署《2009年世界能源展望》預(yù)測，在2007～2030年間，東盟國家總的二氧化碳排放量的年均增長速度為3%，該地區(qū)二氧化碳排放量占全球總排放量的比例將由2009年的3.5%上升到2030年的5%，東盟國家將成為世界上碳排放較多的地區(qū)之一。因此，怎樣協(xié)調(diào)好能源、經(jīng)濟以及碳排放是東盟五國未來經(jīng)濟發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)。

目前，探討能源、經(jīng)濟和碳排放兩兩關(guān)系的研究雖不少，但同時考慮三者之間關(guān)系的研究不多，特別是針對一個地區(qū)的實證研究則更少。因此，本文基于環(huán)境庫茲涅茨曲線構(gòu)建三者關(guān)系的碳排放模型，對東盟五國1971～2007年能源消費經(jīng)濟增長與二氧化碳排放三者之間的關(guān)系進行實證檢驗，直接探索能源—經(jīng)濟—環(huán)境三者之間協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系以及兩兩直接的關(guān)系，對于該地區(qū)對三者關(guān)系進行協(xié)調(diào)發(fā)展以及同處發(fā)展中國家的中國具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。

一、文獻回顧

（一）經(jīng)濟增長與碳排放關(guān)系

20世紀末，由于世界范圍內(nèi)環(huán)境問題的出現(xiàn)，使得學(xué)者開始關(guān)注經(jīng)濟快速增長與環(huán)境加速惡化之間的關(guān)系。著名的環(huán)境庫茲涅茨曲線（EKC）為研究經(jīng)濟增長與碳排放之間的關(guān)系提供了分析工具和理論支持。Grossman和Krueger（1991）首先提出了環(huán)境庫茲涅茨曲線，許多學(xué)者對EKC所表現(xiàn)的環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間的倒U型假說關(guān)系進行了驗證。[1]EKC假說認為，環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)與經(jīng)濟增長之間不是存在單純的正負相關(guān)的線性關(guān)系，而是呈現(xiàn)倒U形的曲線關(guān)系，也就是一個國家或地區(qū)環(huán)境質(zhì)量是隨著經(jīng)濟的增長先惡化后改善，即“先發(fā)展經(jīng)濟，后治理環(huán)境”。

EKC假說自1990年代被提出以來引起了環(huán)境經(jīng)濟學(xué)家之間很大的爭論，Lopez（1994）認為鏈接這些爭論的關(guān)鍵是EKC（環(huán)境與經(jīng)濟增長的倒U型關(guān)系）的存在需要滿足一定的條件：消費的邊際效用不變或者減少、污染的邊際負效應(yīng)提高、污染邊際損害不變或提高、邊際減排成本提高。[2]Cole等（1997）以及Stern和Common（2001）等的研究結(jié)論則都支持存在EKC曲線的研究假說。[3-4]不過，kaufmann等（1998）以及Richmond和Kaufmann（2006）都發(fā)現(xiàn)不存在EKC的曲線關(guān)系。[5-6]近期，相關(guān)研究表明經(jīng)濟增長和環(huán)境污染之間的倒U型關(guān)系得到模型和數(shù)據(jù)的支持。[7-8]Lean和Smyth（2010）對東盟五國二氧化碳排放、電力消費與產(chǎn)出之間關(guān)系的研究，結(jié)果表明存在東盟國家CKC①CKC是環(huán)境的庫茲涅茨曲線的二氧化碳排放形式。曲線。[9]各國經(jīng)濟基本上沿襲了“先發(fā)展經(jīng)濟，后治理環(huán)境”的發(fā)展道路，二氧化碳排放量是隨著經(jīng)濟發(fā)展出現(xiàn)先上升后下降的情況。但是，二氧化碳的排放量到底在什么時候會到達最高點，這就是一個難于回答的問題，可能不同國家、不同階段和不同外部因素影響是不一樣的，Lean和Smyth（2010）認為東盟五國CEC曲線的拐點已出現(xiàn)。[9]

（二）能源消費、經(jīng)濟增長與碳排放關(guān)系研究

進入21世紀以后，國際上許多能源和環(huán)保機構(gòu)開始尋求合作來構(gòu)建能源、環(huán)境和經(jīng)濟三元系統(tǒng)框架，并開始對其綜合平衡、協(xié)調(diào)發(fā)展和相互影響制約問題進行研究。目前，探索能源消費、經(jīng)濟增長與碳排放三者關(guān)系的研究大部分都是基于發(fā)達國家或地區(qū)，Ang（2007）、Soytas等（2007）與Soytas和Sari（2007）分別以法國、美國和歐盟為樣本進行研究[10-12]。也有少數(shù)以發(fā)展中國家或地區(qū)為研究對象，Pao和Tsai（2010）使用面板協(xié)整方法，采用1971～2005年數(shù)據(jù)，對金磚四國（巴西、中國、印度和俄羅斯）能源消費、總產(chǎn)出與碳排放動態(tài)關(guān)系進行研究，結(jié)果表明能源消費與碳排放以及能源消費與總產(chǎn)出之間都存在長期雙向的格蘭杰因果關(guān)系，同時存在從碳排放到總產(chǎn)出以及從能源消費到總產(chǎn)出的單向格蘭杰因果關(guān)系。[13]Lean和Smyth（2010）對東盟五國1980～2006年間二氧化碳排放、電力消費與產(chǎn)出之間關(guān)系進行實證研究，表明從電力消費到經(jīng)濟增長以及碳排放到經(jīng)濟增長都存在長期單向的格蘭杰因果關(guān)系，從碳排放到電力消費則存在短期的格蘭杰因果關(guān)系。[9]多數(shù)相關(guān)研究基于單個國家數(shù)據(jù)的國別研究，如Ang（2007）對法國[10]、Ang（2008）對馬來西亞[14]、Halicioglu（2009）對土耳其[15]以及Zhang和Cheng（2009）對中國的研究[16]。少數(shù)采用面板數(shù)據(jù)對多個國家進行研究，[9][13]結(jié)論都表明三者之間兩兩存在一定的因果關(guān)系，具體是單向或是雙向關(guān)系，是長期或是短期關(guān)系都不一致。

二、模型、方法與數(shù)據(jù)

本文參考Apergis和Payne（2010）對歐洲國家面板數(shù)據(jù)的研究[17]與Lean和Smyth（2010）對東盟五國電力消費、碳排放與經(jīng)濟增長關(guān)系的實證分析[9]，采用以下理論模型來探索能源消費、GDP以及碳排放之間的長期關(guān)系。

其中，CO2為二氧化碳排放情況，GDP人均國內(nèi)生產(chǎn)總值，GDP2為人均國內(nèi)生產(chǎn)總值的平方，EC為人均能源消費量；i=1,...N表示東盟各國，i=1,...T表示時間（1971～2007年）；β1、β2和β3分別表示國內(nèi)生產(chǎn)總值、國內(nèi)生產(chǎn)總值的平方以及能源消費對二氧化碳排放的彈性系數(shù)。下面的研究式（1）稱為碳排放模型。

變量之間有協(xié)整關(guān)系只能告訴我們變量之間長期存在因果關(guān)系，但不知道因果關(guān)系的方向。面板協(xié)整檢驗只能分析變量之間是否存在長期均衡關(guān)系特征，而在確定變量之間協(xié)整關(guān)系后，我們將使用面板因果關(guān)系檢驗來探討變量之間的短期波動。因此，首先采用面板單位根檢驗，分析變量是否是平穩(wěn)的；接著，使用面板協(xié)整檢驗，研究變量之間的關(guān)系；最后，運用面板因果關(guān)系檢驗，探索變量之間引起與被引起的關(guān)系。

本文實證研究的數(shù)據(jù)為東盟五國1971～2007年間的面板數(shù)據(jù)，包括人均二氧化碳排放量（LCO2）、人均能源消費量（LEC）以及人均國內(nèi)生產(chǎn)總值（LY）。所有數(shù)據(jù)均來自世界銀行的世界發(fā)展指標(biāo)數(shù)據(jù)庫（World Development Indicators Database，2000）。另外，在進行協(xié)整檢驗之前方程兩邊各變量均采用自然對數(shù)的形式。

二氧化碳排放量：二氧化碳排放量是指最終能源消費所產(chǎn)生的二氧化碳排放數(shù)量，單位為千噸。

經(jīng)濟增長：一般而言，衡量國民經(jīng)濟整體產(chǎn)出指標(biāo)應(yīng)該是按可比價格計算的國內(nèi)生產(chǎn)總值，采用以2000年為基準年的GDP數(shù)據(jù)，單位為千萬美元。

能源消費：能源消費是指最終能源產(chǎn)品的消費量，單位為千噸油當(dāng)量。

三、實證檢驗結(jié)果

（一）面板單位根檢驗結(jié)果

表1是東盟五國碳排放模型面板單位根檢驗結(jié)果。①取對數(shù)形式可以減弱異方差的影響，使分析的數(shù)據(jù)更平穩(wěn)；采用前面所提出的五種方法對碳排放模型各變量進行單位根檢驗，檢驗回歸式中包含常數(shù)項與同時包含常數(shù)項和趨勢項兩種情況（表1只列出后者）。對四個變量原值進行檢驗時，檢驗結(jié)果都表明不能拒絕“存在單位根”的原假設(shè)；當(dāng)對其進行一階差分再進行檢驗時，檢驗結(jié)果均顯著地（都在1%的水平上顯著）拒絕“存在單位根”的原假設(shè)?？梢姡瑬|盟五國碳排放型模型的四個變量都是一階單整過程I（1）。由于面板數(shù)據(jù)的不平穩(wěn)性，直接應(yīng)用最小二乘法估計可能導(dǎo)致偽回歸，所以必須要分析相關(guān)變量的協(xié)整關(guān)系，進而分析理論模型的長期關(guān)系。

表1 東盟五國碳排放模型各變量單位根檢驗結(jié)果

（二）面板協(xié)整檢驗結(jié)果

在面板單位根檢驗的基礎(chǔ)上，本文接著進行面板協(xié)整檢驗，以檢驗各個非平穩(wěn)時間序列之間是否存在協(xié)整關(guān)系。采用Pedroni（1999）提出的從數(shù)據(jù)中得出殘差構(gòu)造統(tǒng)計量模型進行協(xié)整檢驗，根據(jù)回歸殘差構(gòu)造了7個統(tǒng)計量包括Panel統(tǒng)計量、Panel統(tǒng)計量、Panel統(tǒng)計量和Panel統(tǒng)計量（假設(shè)不同橫截面具有相同的自回歸系數(shù)），另外3個Group統(tǒng)計量、Group統(tǒng)計量和Group統(tǒng)計量是假設(shè)不同的橫截面具有不同的自回歸系數(shù)。如果各個統(tǒng)計量給出的判斷結(jié)果出現(xiàn)矛盾時，我們將重點考慮Panel統(tǒng)計量、Group統(tǒng)計量和Panel統(tǒng)計量這三個統(tǒng)計量所顯示的結(jié)果。本文采用以回歸殘差為基礎(chǔ)構(gòu)造出7個統(tǒng)計量進行面板協(xié)整檢驗，其中除了Panel為右尾檢驗之外，其余的統(tǒng)計量均為左尾檢驗。從表2可以看出，除了Panel ρ統(tǒng)計量、Group PP統(tǒng)計量和Panel（常數(shù)項檢驗）不能顯著拒絕“不存在協(xié)整關(guān)系”的原假設(shè)外，其他5個統(tǒng)計量都在1%、5%或10%的水平上顯著拒絕了“不存在協(xié)整關(guān)系”的原假設(shè)。我們重點考慮的Panel ADF統(tǒng)計量、Group ADF統(tǒng)計量和Panel v統(tǒng)計量都在1%的水平上顯著拒絕了“不存在協(xié)整關(guān)系”的原假設(shè)而接受“存在協(xié)整關(guān)系”的結(jié)論。因此，從實證研究結(jié)果看，東盟五國能源消費、經(jīng)濟增長與碳排放三者之間存在長期的協(xié)整關(guān)系。

表2 東盟五國碳排放模型面板協(xié)整檢驗結(jié)果

（三）面板因果關(guān)系檢驗結(jié)果

變量之間有協(xié)整關(guān)系只能告訴我們變量之間長期存在因果關(guān)系，但不知道因果關(guān)系的方向。另外，面板數(shù)據(jù)的協(xié)整檢驗只能分析變量之間是否存在長期均衡關(guān)系特征，而在確定變量之間協(xié)整關(guān)系后，我們將使用面板因果關(guān)系檢驗來探討變量之間的短期波動。檢驗方程中變量都是平穩(wěn)的，所以本文采用wald F檢驗來分析碳排放模型中能源消費、經(jīng)濟增長與碳排放之間關(guān)系，表3給出東盟五國能源消費、經(jīng)濟增長與碳排放面板短期和長期因果關(guān)系檢驗結(jié)果。

首先，存在能源消費到經(jīng)濟增長以及能源消費到二氧化碳排放的短期因果關(guān)系，兩者都在1%的水平上拒絕“不存在格蘭杰因果關(guān)系”的原假設(shè)。從長期因果關(guān)系角度看，存在從能源消費和二氧化碳碳排放到經(jīng)濟增長的面板因果關(guān)系以及從經(jīng)濟增長和能源消費到二氧化碳排放的面板因果關(guān)系。

表3 東盟五國能源消費、經(jīng)濟增長與碳排放面板因果關(guān)系檢驗結(jié)果

四、結(jié)論與對策建議

本文實證研究結(jié)論表明：（1）能源消費與經(jīng)濟增長之間在短期和長期都存在單向的格蘭杰因果關(guān)系；（2）能源消費與二氧化碳排放之間在短期和長期也都存在單向的格蘭杰因果關(guān)系。也就是說，不管是短期還是長期，東盟五國實行限制能源消費政策必將會影響經(jīng)濟的增長，但是不限制能源消費又會對環(huán)境造成污染。

中國和東盟五國同屬于發(fā)展中國家，我國能源經(jīng)濟運行表現(xiàn)出與東盟五國相似的特征：GDP加速增長、能源消費與碳排放增長速度加快、能源與碳排放強度上升、粗放型出口貿(mào)易結(jié)構(gòu)突顯。特別是“十五”以來，我國能源生產(chǎn)與消費增長速度超過改革開放以來任何一個時期，也超過國民經(jīng)濟增長速度，能源消費強度上升，能源使用效率低下。同時，能源生產(chǎn)與消費對環(huán)境的影響嚴重，環(huán)境問題是我國今后經(jīng)濟發(fā)展所面臨的最大問題之一。另外，我國出口貿(mào)易結(jié)構(gòu)中高耗能產(chǎn)品，如水泥、鋼鐵及其制品等占比重較大，且增長速度快，直接導(dǎo)致了出口貿(mào)易帶來的能源消費劇增，由此導(dǎo)致碳排放也呈現(xiàn)增加的態(tài)勢。

因此，借鑒東盟五國能源消費與碳排放的經(jīng)驗與教訓(xùn)，結(jié)合我國能源經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)狀，筆者提出以下幾點建議：第一，協(xié)調(diào)好能源消費與經(jīng)濟增長、科學(xué)合理處理能源投入與經(jīng)濟增長之間的關(guān)系。能源投入在很長一段時間內(nèi)是經(jīng)濟增長必不可少的動力引擎，在短期內(nèi)怎樣提高能源使用效率？中長期內(nèi)怎樣開發(fā)替代性新能源？將是國內(nèi)未來能源戰(zhàn)略和經(jīng)濟戰(zhàn)略的重點思路。第二，協(xié)調(diào)好能源消費、經(jīng)濟增長與碳排放之間的關(guān)系。加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變是關(guān)鍵，加強產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型是根本，狠抓出口模式優(yōu)化是核心。通過經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展方式由粗放型向集約型轉(zhuǎn)型，是提高經(jīng)濟增長質(zhì)量和增長效益、應(yīng)對各種經(jīng)濟風(fēng)險的根本之策?？梢哉f，工業(yè)化過程既是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)調(diào)整和升級的過程，也是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從高耗能產(chǎn)業(yè)向低耗能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的過程。目前，我國的出口導(dǎo)向型經(jīng)濟中，高耗能和高排放的出口產(chǎn)業(yè)占相當(dāng)比重，因而必須加快出口貿(mào)易結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，逐漸提升出口商品的技術(shù)含量和附加值。第三，以能源科技創(chuàng)新實現(xiàn)經(jīng)濟的長期增長與環(huán)境保護的實現(xiàn)?？茖W(xué)技術(shù)是經(jīng)濟增長的原動力，只有不斷進行技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)創(chuàng)造，新能源的開發(fā)與清潔能源的使用才能從根本上解決能源需求不斷上升與環(huán)境保護高要求之間的矛盾。國家和地區(qū)應(yīng)該加大對能源科技創(chuàng)新與研發(fā)的投入，鼓勵和支持科研院校和研發(fā)機構(gòu)對該領(lǐng)域所進行的創(chuàng)新活動。

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Energy Consumption,Economic Growth and Carbon Emission in Five ASEAN Nations——An Empirical Study Based on the EKC

ZHENG Mu-qiang

A carbon emission model is built based on the EKC for the relationship between energy,economy and carbon emission.With the panel co-integration test and the panel causality test as the test method,an empirical analysis is conducted for the relationship among energy consumption,economic growth and carbon emission in five ASEAN nations from 1971 to 2007.The results show that there is one-way Granger causality relationship between energy consumption and economic growth in both short-term and long-term manner.In addition,there is one-way Granger causality relationship between energy consumption and carbon dioxide release in both short term and long-term manner.

five ASEAN nations;energy consumption;economic growth;carbon emission;EKC

F113.3

A

1673-8616（2012）03-0082-05

2012-03-28

福建省社科規(guī)劃基金《低碳經(jīng)濟下能源—經(jīng)濟—環(huán)境（3E）協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)研究》（2010B054）；汕頭大學(xué)科研啟動基金《東盟五國能源消費、經(jīng)濟增長與碳排放研究》

鄭慕強，汕頭大學(xué)商學(xué)院教師、經(jīng)濟學(xué)博士（廣東汕頭，515063）。

[責(zé)任編輯：寧春園]