煤炭生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境污染的關(guān)系研究：以山西省為例

齊曉燕，郭丕斌

（1.中北大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，山西 太原030051；2.忻州師范學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理系，山西 忻州034000）

1 文獻(xiàn)回顧

對(duì)于煤炭生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系，國(guó)外學(xué)者主要研究能源消費(fèi)或煤炭消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系。最早研究能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系的是Kraft J和Kraft A（1978），他們對(duì)美國(guó)1947～1974年的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)美國(guó)的國(guó)民生產(chǎn)總值對(duì)能源消費(fèi)量存在單向的因果關(guān)系［1］。Li和Leung（2012）對(duì)中國(guó)的煤炭消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)進(jìn)行面板數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)在中國(guó)沿海地區(qū)和中部存在雙向的因果關(guān)系，而在西部存在從GDP到煤炭消費(fèi)的單向因果關(guān)系［2］。Dagher和 Yacoubian（2012）對(duì)黎巴嫩1980～2009年的數(shù)據(jù)進(jìn)行能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的研究，發(fā)現(xiàn)無論短期還是長(zhǎng)期，能源消費(fèi)都是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的限制因素，因此要制定有效的能源政策來促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)［3］。周琦、高寬（2011）對(duì)我國(guó)煤炭資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系進(jìn)行研究，得出煤炭生產(chǎn)量和煤炭消費(fèi)量與我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)存在正向關(guān)系，其中煤炭生產(chǎn)量每增加1%，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值就會(huì)增加1.79%［4］。孫承志、楊娟（2011）對(duì)內(nèi)蒙古1988～2009年的煤炭生產(chǎn)、需求進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)內(nèi)蒙古煤炭生產(chǎn)量與內(nèi)蒙古生產(chǎn)總值、煤炭消費(fèi)量之間存在協(xié)整關(guān)系，同時(shí)均存在雙向的因果關(guān)系［5］。謝和平、劉虹、吳剛（2012）對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)對(duì)煤炭的依賴和煤炭對(duì)經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)率進(jìn)行了研究，得出我國(guó)煤炭生產(chǎn)和主要用煤行業(yè)對(duì)GDP總量的貢獻(xiàn)率為15%，對(duì)GDP增量的貢獻(xiàn)率為18%。并且在過去25年里我國(guó)經(jīng)濟(jì)對(duì)煤炭的依賴度呈現(xiàn)“U”型過程，煤炭行業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)比較明顯［6］。石詠梅（2012）對(duì)山西省1990～2008年的能源供需與GDP進(jìn)行研究，得出能源生產(chǎn)與GDP存在長(zhǎng)期協(xié)整關(guān)系，但不存在格蘭杰因果關(guān)系［7］。

對(duì)于煤炭生產(chǎn)與環(huán)境污染的關(guān)系，國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究主要集中在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染的關(guān)系。在國(guó)外，首次提出“環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線假說（EKC）”假設(shè)的是美國(guó)的Grossman和Krueger（1995），他們認(rèn)為，即隨著人均GDP的增長(zhǎng)，環(huán)境的污染程度會(huì)發(fā)生先惡化后改善的現(xiàn)象［8］。Ahmed和 Wei（2012）對(duì)巴基斯坦1971～2008年相關(guān)數(shù)據(jù)研究，表明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與二氧化碳存在長(zhǎng)短期關(guān)系和倒“U”型的環(huán)境庫(kù)茨涅茲曲線［9］。Cherniwchan（2012）對(duì)157個(gè)國(guó)家1970～2000年的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品每增加1%，硫排放增加11.8%［10］。在國(guó)內(nèi)，宋濤、鄭挺國(guó)、佟連軍（2007）對(duì)我國(guó)1960～2000年的人均CO2和人均GDP的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)二者長(zhǎng)期內(nèi)存在倒U型的環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線關(guān)系，并且短期內(nèi)存在人均GDP對(duì)人均CO2排放量的單向因果關(guān)系［11］。張歌、周雯（2011）發(fā)現(xiàn)工業(yè)二氧化硫排放量和工業(yè)廢氣排放量與山西經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有顯著的關(guān)聯(lián)性［12］。劉巧蓮（2011）對(duì)山西1989～2005年的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)除煙塵排放量外，廢水、廢氣、二氧化硫和固體廢物排放量均與人均GDP有很強(qiáng)的相關(guān)性［13］。

上述研究成果表明，在煤炭生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系上，確實(shí)存在著影響關(guān)系，只是不同的國(guó)家或區(qū)域表現(xiàn)出不同的影響關(guān)系，有的表現(xiàn)為單向關(guān)系，有的表現(xiàn)為雙向關(guān)系。從經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染的關(guān)系看，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為二者存在相關(guān)關(guān)系。本文認(rèn)為，在文獻(xiàn)表明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)拉動(dòng)煤炭生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)導(dǎo)致環(huán)境污染的前提下，煤炭生產(chǎn)對(duì)環(huán)境污染具有直接的影響的關(guān)系。然而，在目前的相關(guān)文獻(xiàn)中，發(fā)現(xiàn)很少有人直接研究煤炭生產(chǎn)與環(huán)境污染的關(guān)系，這正是本文的切入點(diǎn)。本文擬通過實(shí)證分析，揭示山西煤炭生產(chǎn)與山西經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、與我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)以及與山西環(huán)境污染之間的數(shù)量關(guān)系，旨在了解山西煤炭生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境污染之間的確切影響關(guān)系，從而為政府決策提供參考。

2 實(shí)證分析

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文的數(shù)據(jù)來源于各年的《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《山西統(tǒng)計(jì)年鑒》和《環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》，選取的時(shí)間為1991～2011年，選取的指標(biāo)主要有三類：第一類是煤炭生產(chǎn)量指標(biāo)CP（單位：萬t），選取山西原煤產(chǎn)量表示。第二類是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)指標(biāo)，包括山西地區(qū)生產(chǎn)總值GRP（單位：億元）和我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值GDP（單位：億元）。第三類是環(huán)境污染指標(biāo)，包括廢氣FQ（單位：億標(biāo)m3），選取山西工業(yè)廢氣排放量；廢水FS（單位：萬t），選取山西廢水排放總量表示；二氧化硫SO2（單位：萬t），選取山西二氧化硫排放總量表示；固體廢物GF（單位：萬t），選取山西工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量表示。為了消除樣本數(shù)據(jù)的異方差性，本文對(duì)各原數(shù)據(jù)取對(duì)數(shù)，取對(duì)數(shù)后的變量分別記作 LCP、LGRP、LGDP、LFQ、LFS、LSO2、LGF。本文的檢驗(yàn)和回歸過程借助計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)軟件Eviews 6.0完成。

2.2 平穩(wěn)性檢驗(yàn)

平穩(wěn)性檢驗(yàn)，即單位根檢驗(yàn)，是協(xié)整理論的前提和基礎(chǔ)，非平穩(wěn)的時(shí)間序列可以通過差分轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)的時(shí)間序列，如果時(shí)間序列通過d次差分后為平穩(wěn)序列，而d－1次差分不平穩(wěn)，則稱該時(shí)間序列為d階單整序列，本文采用ADF方法來檢驗(yàn)變量間的平穩(wěn)性，檢驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

由表1可知，所有變量取對(duì)數(shù)后經(jīng)過一階差分，均變?yōu)槠椒€(wěn)序列，即在10%的顯著性水平下，煤炭生產(chǎn)DLCP、山西生產(chǎn)總值DLGRP、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值DLGDP、廢 氣 DLFQ、廢 水 DLFS、二 氧 化 硫DLSO2、固體廢棄物DLGF均為一階單整序列。

2.3 協(xié)整檢驗(yàn)

協(xié)整檢驗(yàn)常用的方法有E－G兩步檢驗(yàn)法和基于回歸系數(shù)完全信息的Johansen協(xié)整檢驗(yàn)。Johansen協(xié)整檢驗(yàn)常用于檢驗(yàn)多變量之間的協(xié)整關(guān)系，而檢驗(yàn)兩變量之間的協(xié)整關(guān)系通常采用E－G兩步檢驗(yàn)法。E－G兩步檢驗(yàn)法要求為：首先，建立含有常數(shù)項(xiàng)的協(xié)整回歸方程。其次，對(duì)回歸方程的殘差項(xiàng)進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)。如果殘差項(xiàng)為平穩(wěn)的，則說明兩變量之間存在協(xié)整關(guān)系。本文研究山西煤炭生產(chǎn)與山西經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、與我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、與山西環(huán)境污染之間的關(guān)系，所以應(yīng)采用E－G兩步檢驗(yàn)法。本文的協(xié)整回歸方程結(jié)果如表2所示。

由表2可知，回歸方程1、2、3、6的R2都為0.7以上，說明回歸方程的擬合情況良好，可以運(yùn)用回歸方程對(duì)山西煤炭生產(chǎn)與山西經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、工業(yè)廢氣、工業(yè)固體廢物的關(guān)系進(jìn)行預(yù)測(cè)。由方程4、5可知R2較低，說明山西煤炭生產(chǎn)與工業(yè)廢水、工業(yè)二氧化硫的線性關(guān)系不顯著。以下，我們對(duì)所有方程的殘差進(jìn)行單位根檢驗(yàn)，設(shè)殘差分別為Resid1、Resid2、Resid3、Resid4、Resid5、Resid6，對(duì)殘差的單位根檢驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表1 ADF單位根檢驗(yàn)結(jié)果

表2 協(xié)整回歸方程

表3 殘差單位根檢驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，在10%的顯著性水平下，殘差序列均為平穩(wěn)的，即山西煤炭生產(chǎn)與山西經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，與山西廢氣、廢水、二氧化硫及固體廢物之間存在協(xié)整關(guān)系，這說明山西煤炭生產(chǎn)與山西及我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的發(fā)展是平衡的，存在著長(zhǎng)期穩(wěn)定的均衡關(guān)系，也說明山西煤炭生產(chǎn)與環(huán)境污染之間存在長(zhǎng)期穩(wěn)定的均衡關(guān)系，隨著煤炭生產(chǎn)的增加，環(huán)境受到持續(xù)的影響。

2.4 格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)

格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)反映變量之間的因果關(guān)系，如果非平穩(wěn)的兩個(gè)變量之間是協(xié)整的，那么它們之間至少存在一個(gè)方向上的格蘭杰因果關(guān)系。張曉峒提出只有在平穩(wěn)變量之間或存在協(xié)整關(guān)系的非平穩(wěn)變量之間才能進(jìn)行格蘭杰檢驗(yàn)［14］。本文已經(jīng)通過協(xié)整檢驗(yàn)證明山西煤炭生產(chǎn)與山西經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)以及與山西環(huán)境污染之間存在長(zhǎng)期協(xié)整關(guān)系，現(xiàn)在運(yùn)用格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行因果關(guān)系檢驗(yàn)，滯后期是根據(jù)AIC準(zhǔn)則和SC準(zhǔn)則確定的，結(jié)果如表4所示。

由表4可知，在滯后2期時(shí)，原假設(shè)“LCP不是LGRP的Granger原因”和“LGRP不是LCP的Granger原因”拒絕犯第一類錯(cuò)誤的最大概率分別是0.0263、0.0739，小于0.1，即在90%的水平下認(rèn)為山西煤炭生產(chǎn)是山西經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的Granger原因，山西經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)也是山西煤炭生產(chǎn)的Granger原因。也就是說在90%的水平下存在山西煤炭生產(chǎn)與山西經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的雙向因果關(guān)系。同理可以得出在90%的水平下存在我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)山西煤炭生產(chǎn)的單向因果關(guān)系；煤炭生產(chǎn)對(duì)山西廢氣、二氧化硫、固體廢物的單向因果關(guān)系；而煤炭生產(chǎn)與廢水的因果關(guān)系不顯著。

3 結(jié)論與討論

1）山西煤炭生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間存在長(zhǎng)期穩(wěn)定的均衡關(guān)系。山西煤炭生產(chǎn)每增加1%，山西經(jīng)濟(jì)大約增長(zhǎng)2.15%，我國(guó)經(jīng)濟(jì)大約增長(zhǎng)1.93%。而且在煤炭生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系中，煤炭生產(chǎn)的系數(shù)均為正數(shù)，說明煤炭生產(chǎn)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有正向的促進(jìn)作用。因此，在沒有可行的替代能源的前提下，山西政府要慎用轉(zhuǎn)型政策以減少煤炭生產(chǎn)，因?yàn)槟菢硬粌H影響山西經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)也會(huì)影響全國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2）山西煤炭生產(chǎn)與環(huán)境污染之間存在長(zhǎng)期穩(wěn)定的均衡關(guān)系。山西煤炭生產(chǎn)每增加1%，將導(dǎo)致廢氣增加1.82%，廢水增加0.39%，二氧化硫增加0.31%，固體廢物增加1.35%。而且在煤炭生產(chǎn)與環(huán)境污染的關(guān)系中，煤炭生產(chǎn)的系數(shù)均為正數(shù)，說明隨著煤炭生產(chǎn)的增加，環(huán)境污染會(huì)越來越嚴(yán)重，煤炭生產(chǎn)的多少對(duì)廢氣的影響最大、依次為固體廢物、廢水，對(duì)二氧化硫影響最小。因此，政府要出臺(tái)政策支持清潔煤技術(shù)，以便減少污染物排放，顯著改善空氣質(zhì)量。

3）從山西煤炭生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境污染的影響可以看出，山西煤炭生產(chǎn)對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響最小為2.15，而對(duì)環(huán)境污染的影響最大為1.82，可以看出煤炭生產(chǎn)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響大于對(duì)環(huán)境污染的影響，但是二者差距不大。這說明當(dāng)前對(duì)煤炭生產(chǎn)所造成的環(huán)境問題，無論是實(shí)施“先污染后治理”還是“邊污染邊治理”，均會(huì)收到一定的效果，但是長(zhǎng)期來看，環(huán)境污染問題勢(shì)必制約煤炭的生產(chǎn)，從而阻礙經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，我國(guó)急需要發(fā)展新能源或清潔煤技術(shù)，解決經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染問題。

4）在煤炭生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的因果關(guān)系中，首先存在山西煤炭生產(chǎn)與山西經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的雙向因果關(guān)系。這說明山西煤炭生產(chǎn)的增加將促進(jìn)山西經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而山西經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)拉動(dòng)了山西煤炭的生產(chǎn)。其次，存在我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)山西煤炭生產(chǎn)的單向因果關(guān)系。這可能是由于我國(guó)煤炭資源分布不均勻，而山西是我國(guó)煤炭資源的大省，拉動(dòng)效應(yīng)明顯。如2011年山西調(diào)給外省市的煤炭量為58427.82萬t，占山西省全年煤炭生產(chǎn)量的78.8%。而另一方面，全國(guó)經(jīng)濟(jì)總量巨大，2012年GDP已經(jīng)超過50萬億元人民幣，山西的煤炭增加值相對(duì)于此貢獻(xiàn)有限。因此，影響關(guān)系是單向的。

5）山西在煤炭生產(chǎn)與環(huán)境污染的因果關(guān)系中，存在煤炭生產(chǎn)到廢氣、二氧化硫、固體廢物的單向因果關(guān)系。這是因?yàn)樵诿禾吭谏a(chǎn)和使用過程中會(huì)產(chǎn)生廢氣、二氧化硫等有害氣體和煤矸石、煤灰等固體廢物。另外，煤炭生產(chǎn)與廢水的因果關(guān)系不顯著。這可能是由于企業(yè)對(duì)礦井水的循環(huán)利用率提高，造成煤炭生產(chǎn)的多少與廢水的排放量關(guān)系不明顯。因此，政府應(yīng)鼓勵(lì)企業(yè)大力發(fā)展清潔煤技術(shù)，以降低煤炭生產(chǎn)與利用對(duì)環(huán)境的影響。

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