我國(guó)碳排放量與能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)關(guān)系分析

陳志芳　馮利英

[摘要] 本文利用1990-2010年的數(shù)據(jù)，基于宏觀和動(dòng)態(tài)的視角，采用向量自回歸方法，建立我國(guó)碳排放量與能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)量比關(guān)系的實(shí)證模型。研究表明：我國(guó)碳排放量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和能源消費(fèi)之間存在著一種長(zhǎng)期均衡關(guān)系；經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)自身的沖擊產(chǎn)生持續(xù)的正響應(yīng)，能源消費(fèi)和碳排放量對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)沖擊產(chǎn)生的也是正響應(yīng)；能源消費(fèi)與碳排放量互為Granger因果關(guān)系，同時(shí)能源消費(fèi)和碳排放量是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的Granger原因。最后提出相關(guān)建議。

[關(guān)鍵詞] 向量自回歸（VAR）；脈沖響應(yīng)函數(shù)；方差分解；Granger因果檢驗(yàn)

[中圖分類(lèi)號(hào)] F064.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2013）07- 0047- 05

1 引 言

能源消費(fèi)與環(huán)境問(wèn)題是國(guó)際社會(huì)普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。目前由于過(guò)多地排放二氧化碳而導(dǎo)致的全球氣候變暖問(wèn)題已成為威脅人類(lèi)生存和發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。國(guó)際社會(huì)普遍認(rèn)為減少溫室氣體特別是二氧化碳排放是解決該問(wèn)題的最佳途徑。聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC，2007）第四次評(píng)估報(bào)告表明，在過(guò)去的100年（1906-2005年）間全球平均地表溫度升高0.74℃；未來(lái)100年，全球地表溫度可能升高1.6℃～6.4℃。IPCC第四次評(píng)估報(bào)告中指出，20世紀(jì)中期以來(lái)，全球平均氣溫的升高，至少在90%的可能性以上是由于人類(lèi)活動(dòng)排放的二氧化碳增多所致。[1]

控制溫室氣體的排放，防止全球氣候變暖是全人類(lèi)的責(zé)任，需要世界各個(gè)國(guó)家的共同參與和努力。在聯(lián)合國(guó)的歷次環(huán)境大會(huì)的推動(dòng)下，締約國(guó)先后共同制定并通過(guò)一系列重要文件，在緩解全球氣候變化的過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用，尤其是《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》和《京都議定書(shū)》。中國(guó)屬于《京都議定書(shū)》中的附件Ⅱ國(guó)家（即發(fā)展中國(guó)家），在2008-2012年間的第一承諾期內(nèi)不承擔(dān)減排義務(wù)，而主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家要將溫室氣體排放量在1990年的基礎(chǔ)上平均減少5.2%?！毒┒甲h定書(shū)》的正式生效給中國(guó)帶來(lái)了數(shù)十億美元的商業(yè)價(jià)值，加速了能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，但同時(shí)也對(duì)中國(guó)環(huán)境保護(hù)提出了挑戰(zhàn)。1978 年以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)保持持續(xù)高速增長(zhǎng)，相應(yīng)地與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)共同增加的是溫室氣體排放量的增加，特別是二氧化碳排放量的增加。到2011年，我國(guó)的人均碳排放量已達(dá)到歐洲水平。從全球的角度而言，碳排放量在2011年增長(zhǎng)了3%，達(dá)到了歷史的新紀(jì)錄——340億噸。我國(guó)也因碳排放總量而成為了2011年全球最大的污染國(guó)，全球29%的二氧化碳是我國(guó)排放的[2]。伴隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，未來(lái)溫室氣體的排放量仍會(huì)持續(xù)增加。但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的作用日益明顯。而能源的消費(fèi)必然導(dǎo)致溫室氣體排放量的增加，以至于研究能源的消費(fèi)、碳排放量之間的關(guān)系也成為研究的熱點(diǎn)之一。因此，當(dāng)前中國(guó)碳排放的相關(guān)問(wèn)題成為眾多學(xué)者研究的對(duì)象。控制溫室氣體的排放，研究我國(guó)碳排放量與能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的量化關(guān)系不僅是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的需要，而且對(duì)于制定我國(guó)經(jīng)濟(jì)更好更快的發(fā)展策略具有重要意義。

本文立足于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源消費(fèi)和碳排放量之間相互關(guān)系的理論，基于宏觀和動(dòng)態(tài)的視角，運(yùn)用VAR模型對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源消費(fèi)和碳排放量的短期和長(zhǎng)期關(guān)系進(jìn)行分析，并進(jìn)行三者之間的Granger因果關(guān)系分析，是對(duì)“3E”系統(tǒng)理論實(shí)踐運(yùn)用的積極探索。

可持續(xù)發(fā)展理論最早是由美國(guó)世界觀察研究所在20世紀(jì)70年代提出的。可持續(xù)理論的基本觀點(diǎn)是既要滿足當(dāng)代人的需求，又不危及子孫后代的發(fā)展能力；既要保證適度的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，又要保持資源的永續(xù)利用和環(huán)境良好，從而做到環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會(huì)相協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)人口、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

經(jīng)濟(jì)能源環(huán)境（3E）系統(tǒng)理論是在可持續(xù)理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是對(duì)可持續(xù)發(fā)展理論的具體化和操作化。人類(lèi)對(duì)環(huán)境問(wèn)題的認(rèn)識(shí)是一個(gè)由淺入深的過(guò)程，最初把環(huán)境問(wèn)題歸結(jié)為道德原因，并用道德解釋保護(hù)環(huán)境的必要性。隨著研究的深入，人類(lèi)構(gòu)建了經(jīng)濟(jì)能源環(huán)境（3E）系統(tǒng)理論模型，多以國(guó)家為主體對(duì)一個(gè)國(guó)家或區(qū)域內(nèi)的能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境系統(tǒng)展開(kāi)研究?？紤]到實(shí)際研究需要，本文主要借鑒由宏觀經(jīng)濟(jì)子模型、能源子模型和環(huán)境子模型構(gòu)成的3Es-Model（Macroeconomic， Energy and Environments-Model）的思想，并將模型系統(tǒng)指標(biāo)簡(jiǎn)化，即分別以能源消費(fèi)量、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值GDP和碳排放量衡量能源、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境，通過(guò)研究能源、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境三者之間的關(guān)系，來(lái)預(yù)測(cè)能源消費(fèi)量和碳排放量對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)的影響。

2 樣本選擇與碳排放量的測(cè)算

“3E”理論是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)并結(jié)合實(shí)際需要，本文將用能源消費(fèi)量ENE代表能源指標(biāo)，碳排放量GAS代表環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值GDP代表經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)指標(biāo)?；谶@一簡(jiǎn)化的“3E”系統(tǒng)，分析我國(guó)能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系。樣本區(qū)間為1990-2010年，其中能源消費(fèi)量ENE數(shù)據(jù)來(lái)源于《2012年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》，單位為萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤；GDP是按照計(jì)算的實(shí)際GDP，單位為億元人民幣。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中價(jià)格不斷變化，以現(xiàn)價(jià)計(jì)算的單位碳排放量不能直接進(jìn)行比較，所以需要采用不變價(jià)。計(jì)算方法：1990-2010年的GDP是按照1990年不變價(jià)計(jì)算的實(shí)際GDP，單位為億元人民幣。

本文采用的碳排放量是根據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）2006年公布的碳排放量計(jì)算指南缺省值，并結(jié)合中國(guó)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用以下方法計(jì)算得到：

式中，GAS為碳排放量，單位為104（萬(wàn)噸）；Ck為能源消費(fèi)量，按標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)，單位為104t（萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤）；Ik為能源碳排放系數(shù)，單位為（萬(wàn)噸/萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤）；k為能源總類(lèi)，取為4類(lèi)。

我國(guó)主要能源消費(fèi)的碳排放系數(shù)來(lái)源于IPCC碳排放計(jì)算指南缺省值，原始數(shù)據(jù)以J為單位，為與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)單位一致，已將能量單位轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)煤，具體轉(zhuǎn)化系數(shù)為1×104t標(biāo)準(zhǔn)煤=2.93×105GJ，各種能源的碳排放系數(shù)見(jiàn)表1。采用《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》1990-2010年的能源數(shù)據(jù)，計(jì)算碳排放量時(shí)考慮以下幾個(gè)方面：①只計(jì)算終端能源消費(fèi)產(chǎn)生的碳排放量；②不計(jì)加工轉(zhuǎn)換過(guò)程、運(yùn)輸和輸配損失能源的碳排放量[3]。

3 碳排放量與能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的VAR模型

3.1 理論描述分析

本文選用向量自回歸（Vector Auto-Regressive，VAR）模型來(lái)進(jìn)行分析。相對(duì)于其他的計(jì)量模型而言，1980年Sim提出的VAR模型最大的優(yōu)點(diǎn)就是采用多方程聯(lián)立的形式，不以嚴(yán)格的經(jīng)濟(jì)理論為基礎(chǔ)。在VAR模型的每一個(gè)方程中，內(nèi)生變量對(duì)模型的全部?jī)?nèi)生變量的滯后項(xiàng)回歸，從而估計(jì)全部?jī)?nèi)生變量的動(dòng)態(tài)關(guān)系。對(duì)于一個(gè)含有N個(gè)變量滯后k期的VAR模型定義如下[4]：

在進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析之前，先對(duì)三者的變化特征進(jìn)行分析。首先將數(shù)據(jù)繪制成折線圖，如圖1所示。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的觀察可以發(fā)現(xiàn)，三組數(shù)據(jù)均為非平穩(wěn)序列。在經(jīng)歷了1990-2010年20余年的發(fā)展，我國(guó)的GDP、能源消費(fèi)量和碳排放量均出現(xiàn)了大幅的增長(zhǎng)。從圖1中可以看出，我國(guó)GDP的增長(zhǎng)明顯高于能源消費(fèi)量和碳排放量的增長(zhǎng)，同時(shí)碳排放量的增長(zhǎng)低于能源消費(fèi)量的增長(zhǎng)。利用對(duì)數(shù)變換不會(huì)對(duì)原有數(shù)據(jù)間的協(xié)整關(guān)系有很大影響，本文將對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)變換。轉(zhuǎn)換后，GDP、能源消費(fèi)量和碳排放量變量名依次是LNGDP、LNENE、LNGAS。數(shù)據(jù)分析在Eviews 6.0 軟件中進(jìn)行。