江蘇造紙業(yè)經濟增長與環(huán)境污染關系的實證分析

楊加猛，饒永志，蔡志堅，張智光

（1.南京林業(yè)大學 經濟管理學院，江蘇 南京 210037；2.南京大學 環(huán)境學院，江蘇 南京 210046）

一、引 言

在國外學術界關于經濟增長與環(huán)境變化關系的研究中，以Grossman和Krueger［1］提出的庫茲涅茨環(huán)境曲線（Environmental Kuznets Curve，EKC）假說影響最大。一般認為，污染物排放量與人均收入之間呈現倒“U”形的變化關系，即環(huán)境污染會隨著經濟增長而加重，但當到達某個拐點后又會有所下降，環(huán)境質量會逐漸好轉［2］。圍繞EKC假說，國內外學者對國家或區(qū)域層面的經濟增長與環(huán)境質量之間的關系進行了大量的驗證研究，并得出了不同的結論。

例如，David［3］對1960-2000年OECD國家以及1950-2000年其他97個國家的CO2和人均GDP的關系進行了回歸估計，結果都證實了二者之間存在著顯著的庫茲涅茨環(huán)境曲線。Jalil和Mahmud［4］對1975-2005年間中國的CO2排放和人均收入之間的關系進行了研究，發(fā)現EKC曲線也是存在的。但是，也有針對OECD國家的研究發(fā)現，并沒有足夠的證據證明EKC的存在［5-6］。在Massimiliano等［7］看來，EKC的形狀受到其所選研究樣本的影響，其中工業(yè)化程度高的國家存在倒“U”形曲線，并且有可能發(fā)展為“N”形曲線，而發(fā)展中國家則表現為正向的線性關系。

國內學者對我國不同地區(qū)的EKC研究表明，我國的經濟增長與環(huán)境污染之間存在著倒“U”形［8］、正“U”形［9］、倒“N”形［10］、“N”形［11］等不同的曲線關系。事實上，環(huán)境庫茲涅茨倒“U”形曲線是否存在，一方面在很大程度上受到選取的環(huán)境污染指標和估計方法的影響［12］，另一方面取決于不同國家（地區(qū)）和行業(yè)在經濟發(fā)展和環(huán)境污染方面存在的空間異質性。

毋庸置疑，產業(yè)發(fā)展是地區(qū)經濟增長的最重要的推動力量，但相對而言，關于產業(yè)發(fā)展對環(huán)境變化影響的研究較為缺乏，尤其是造紙等傳統(tǒng)高耗能、高污染產業(yè)發(fā)展對環(huán)境的影響，還較少有學者涉及。作為與經濟社會發(fā)展密切相關的行業(yè)之一，造紙既是資金、技術密集型產業(yè)，又是資源、能源消耗型產業(yè)。據環(huán)境保護部統(tǒng)計，2012年我國造紙工業(yè)廢水排放量為34.27億噸，占全國工業(yè)廢水總排放量的16.9%；排放廢水中化學需氧量（COD）62.3萬噸，占全國工業(yè)COD總排放量的20.5%；排放廢水中氨氮為2.1萬噸，占全國工業(yè)氨氮總排放量的8.7%［13］。同其他高耗能、高污染產業(yè)類似，中國造紙業(yè)在經過近20年的蓬勃發(fā)展之后，正面臨著巨大的環(huán)境壓力。

江蘇是我國紙張產量超過千萬噸的四強省份之一。2013年，江蘇紙與紙板產量達到1210萬噸，占全國總產量的11.97%［13］。由于總量規(guī)模較大，江蘇“十一五”末的機制紙及紙板綜合能耗總量達到444萬噸標煤，比“十五”期末的330萬噸增長了33.3%［14］。因此，依靠先進技術，降低噸紙能耗，減少污染物排放，是江蘇造紙業(yè)在“十二五”時期急需解決的關鍵問題。本文基于江蘇省造紙業(yè)“十五”以來的紙與紙板產量及污染排放數據，分析江蘇造紙業(yè)經濟增長與環(huán)境污染之間的關系，這對于明確江蘇造紙業(yè)發(fā)展對環(huán)境變化的影響效應，進而推進造紙等傳統(tǒng)高耗能、高污染產業(yè)的綠色低碳發(fā)展具有重要的現實意義。

二、方法與數據

本文以紙與紙板產量作為反映造紙業(yè)發(fā)展的經濟變量，選取造紙業(yè)的相關特征污染物指標為環(huán)境變量，考察江蘇造紙業(yè)經濟增長與環(huán)境污染的關系。EKC計量模型如下：

其中，yit為第i種特征污染物指標在第t年的排放量；xt為第t年的紙與紙板產量；εt為第t年影響環(huán)境質量變化的其他控制變量；β0為特定的截面效應；β1、β2和β3為各次解釋變量的系數。經濟變量與環(huán)境變量之間可能的主要關系為：

（1）β1＜0，β2＞0，且β3=0時，呈“U”型曲線關系；

（2）β1＞0，β2＜0，且β3=0時，呈倒“U”型曲線關系；

（3）β1＞0，β2＜0，且β3＞0時，呈“N”型曲線關系；

（4）β1＜0，β2＞0，且β3＜0時，呈倒“N”型曲線關系。

模型擬合中的紙與紙板產量數據來自于《中國造紙年鑒》（2000-2012），《江蘇造紙年鑒》（2000-2012），其中2012、2013年數據來自于《中國造紙工業(yè)2013年度報告》［13］；造紙業(yè)的工業(yè)廢水排放總量、工業(yè)廢氣排放總量、工業(yè)源SO2排放量和工業(yè)煙（粉）塵排放量數據來自于《江蘇統(tǒng)計年鑒》（2001-2013），見表1。CO2排放量為依據《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》所提供的基準方法核算出的數據［15］。

表1中，考慮到時間序列模型并不適宜做長期預測，且高次曲線模型的預測精度會隨預測時間增加而降低，因此僅對2013-2015年江蘇紙和紙板產量及造紙業(yè)主要特征污染物排放量進行預測?；赟PSS曲線估計模塊中的10個曲線模型（剔除了三次模型），對2000-2012年各變量數據進行時間序列的曲線估計，選出擬合度最高的預測模型，見表2。

表1 江蘇紙與紙板產量及特征污染物指標數據

表2 江蘇紙與紙板產量及特征污染物指標的預測模型

三、結果與討論

分別選取江蘇造紙業(yè)的工業(yè)廢水排放總量、工業(yè)廢氣排放總量、工業(yè)源SO2排放量和工業(yè)煙（粉）塵排放量4個特征污染物指標為因變量，以紙與紙板產量為自變量，進行曲線模型估計，見圖1-圖4。

圖1 江蘇造紙業(yè)工業(yè)廢水排放量的EKC估計

圖2 江蘇造紙業(yè)工業(yè)廢氣排放量的EKC估計

圖3 江蘇造紙業(yè)工業(yè)SO2排放量的EKC估計

圖4 江蘇造紙業(yè)工業(yè)煙塵排放量的EKC估計

由圖1-圖4看出，4個江蘇造紙業(yè)特征污染物變量和紙與紙板產量的關系，除工業(yè)廢水外，均以三次函數的擬合優(yōu)度最高，相應擬合參數見表3。其中，工業(yè)廢水的R2統(tǒng)計量為0.714（略小于該變量關系中的逆曲線模型擬合度0.716，計算過程略），但工業(yè)煙塵的R2統(tǒng)計量僅為0.197。對照前述關系類型可以發(fā)現，除工業(yè)煙塵關系的統(tǒng)計意義不顯著之外，江蘇造紙業(yè)產量增長與工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣和工業(yè)源SO2排放之間均呈現出“N”型波動關系。即“十五”至“十二五”期間，工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣和工業(yè)源SO2排放量都隨著江蘇紙與紙板產量的增長而增長，此后有所下降，但近期又呈現增長勢頭。

表3 江蘇造紙業(yè)環(huán)境變量與產業(yè)發(fā)展的擬合參數

眾所周知，造紙業(yè)以植物纖維作為原料，生產過程中會涉及大量CO2的排放。為此，進一步設CO2為特征污染物變量，以此對江蘇造紙業(yè)經濟增長與環(huán)境污染之間的關系進行綜合考察。將曲線估計中擬合優(yōu)度較高的3個模型列出，見表4。

表4 江蘇造紙業(yè)CO2排放量與產量的模型估計

由表4可知，在江蘇造紙業(yè)產量增長與CO2排放關系上，仍以三次函數的擬合優(yōu)度最高，其R2統(tǒng)計量達到0.960，反映出江蘇造紙業(yè)產量增長與環(huán)境污染之間在倒“U”形關系出現后，又進一步向“N”形關系發(fā)展。

究其原因，江蘇造紙業(yè)產量規(guī)模的快速增長，是推動各個特征污染物指標以及碳排放增加的主要因素。據統(tǒng)計［14］，“十一五”期末，全省機制紙及紙板總產能達到1 400萬噸，比“十五”期末增長75%，年均遞增率為11.84%；完成總產量1 101萬噸，比“十五”期末增長82.72%，年均遞增率為12.81%；實現銷售收入總額達到454億元，比“十五”期末增長89.17%，年均遞增率為13.6%?！笆晃濉逼陂g的江蘇造紙產業(yè)規(guī)模的迅猛擴增，無疑推動了污染排放總量的增加。

另外，能源消耗的增加必然會對環(huán)境產生負面影響。2001年以來，在造紙產業(yè)規(guī)模大幅提升的過程中，江蘇造紙業(yè)的能源消耗總量一直在持續(xù)增加，這必然導致CO2排放的同步增加。2001年，江蘇造紙業(yè)的能源消耗為126.82×104t標準煤，到2011年已增加至509.60×104t標準煤，年復合增長率達14.92%，其占全國造紙能源總消耗量的比例由2001年的6.1%逐步上升到2011年的12.8%，且能耗占比增長明顯快于產量占比的增長，見圖5?？梢?，江蘇造紙耗能的降低對造紙業(yè)污染物排放以及全國造紙總能耗的降低具有重要作用。

圖5 江蘇造紙能耗和產量的全國占比狀況

四、結論與建議

基于“十五”以來江蘇紙和紙板產量，以及江蘇造紙業(yè)工業(yè)廢水排放量、工業(yè)廢氣排放量、工業(yè)源SO2排放量、工業(yè)煙（粉）塵排放量和CO2排放量的特征污染物指標數據，運用EKC曲線模型分析發(fā)現：江蘇造紙業(yè)經濟增長總體上呈現“N”型環(huán)境曲線。其中，江蘇造紙業(yè)工業(yè)廢水排放量和工業(yè)廢氣排放量隨著紙和紙板產量的增加而增加，在2006年達到峰值后開始下降，但從2009年又開始回升；工業(yè)源SO2排放量和工業(yè)煙（粉）塵排放量則在2004年達到峰值后下降，而后又從2007年，特別是2010年開始快速回升。

總體來看，江蘇造紙業(yè)迅速增長的產量規(guī)模對污染物和CO2排放都具有明顯的增量效應。作為占全國紙及紙板產量的11.3%，能耗占全國造紙業(yè)總能耗12.8%的造紙工業(yè)大省，江蘇造紙業(yè)的環(huán)境倒“U”型曲線并非是一個自發(fā)的過程，需要整合政府、企業(yè)、科研機構和社會公眾等多方力量，采取綜合措施促進“N”型環(huán)境曲線向“M”型曲線的轉變。

首先，要繼續(xù)培育和固化造紙企業(yè)及消費者的環(huán)保意識。實踐證明，環(huán)境污染的治理成效與企業(yè)和公眾的責任意識密切相關。雖然江蘇造紙業(yè)在清潔生產、淘汰落后產能或相對低端產能等方面已取得明顯成效，但鑒于當前造紙行業(yè)依然嚴峻的節(jié)能減排形勢，仍需要繼續(xù)大力開展清潔生產培訓和技術指導工作，建立企業(yè)環(huán)境信用體系，固化公眾節(jié)約用紙、廢紙回送等綠色消費意識。

其次，進一步優(yōu)化能源結構，提高能源效率。在江蘇造紙業(yè)的能源消耗中，原煤、柴油、燃燒油、汽油、液化石油氣和電力的消費占到了能源消耗總量的95%以上，并且原煤、柴油、電力和熱力的消耗在過去10年中隨著造紙業(yè)的產量增長而大幅增長。因此，江蘇造紙業(yè)應加快能源結構調整步伐，降低煤炭的低效消費，大力發(fā)展新能源，增加清潔能源和可再生能源的利用比例。

再次，加大對能耗和特征污染物排放強度與總量的控制，完善行業(yè)污染物排放指標的細分統(tǒng)計工作，在嚴格執(zhí)行國標要求的基礎上，適當提高制漿、造紙企業(yè)的污染物排放標準。對照美國國際紙業(yè)、芬蘭芬歐匯川、APP（中國）等國際先進企業(yè)，督促規(guī)模較小企業(yè)從源頭做好減量化工作，在能耗、水耗和污染物排放等指標上縮小與標桿造紙企業(yè)的差距。

最后，針對細分市場加快綠色新產品的開發(fā)力度。例如深化基于納米技術的高性能紙基功能材料，高阻隔、安全、衛(wèi)生食品包裝紙與紙板和包裝容器及低定量的包裝物結構減重等方面的研究與開發(fā)應用，圍繞紙和紙板生產過程中的固廢、廢液和纖維組分的高效、循環(huán)利用，不斷優(yōu)化污染物減量和無害化的處置方案，生產高附加值副產品和環(huán)保型產品。上述工作都將有助于江蘇造紙業(yè)的資源節(jié)約與環(huán)境友好。

［1］Grossman G M，Krueger A B.Environmental Impacts of a North American Free Trade Agreement［R］.Cambridge MA：National Bureau of Economic Research Working Paper 3914，NBER，1991.

［2］Selden TM，Song D.Neoclassical Growth，the Curve for Abatement and the Inverted UCurve for Pollution［J］.Journal of Environmental Economics and management，1995，29（2）：161-168.

［3］David I S.Between Estimates of the Emissions-Income Elasticity［J］.Ecological Economics，2010，69（11）：2173-2182.

［4］Jalil A，Mahmud S F.Environment Kuznets Curve for CO2Emissions：A Cointegration Analysis for China［J］.Energy Policy，2009，37（12）：5167-5172.

［5］Iwata H，Okada K，Samreth S.Empirical Study on the Determinants of CO2Emissions：Evidence from OECD Countries［J］.Applied Economics，2012，44（27）：3513-3519.

［6］Aaron K，Mary R.A Further Inquiry into the Pollution Haven Hypothesis and the Environmental Kuznets Curve［J］.Ecological Economics，2010，69（4）：905-919.

［7］Massimiliano M，Roberto Z.Environmental Efficiency and Labor Productivity：Trade-Off or Joint Dynamics?A Theoretical Investigation and Empirical Evidence from Italy Using NAMEA［J］.Ecological Economics，2009，68（4）：1182-1194.

［8］王志華，溫宗國，閆芳，等.北京環(huán)境庫茲涅茨曲線假設的驗證［J］.中國人口·資源與環(huán)境，2007，17（2）：40-47.

［9］肖忠海，袁虹.徐州經濟發(fā)展的環(huán)境承載力實證研究——基于環(huán)境庫茲涅茨曲線理論［J］.華東經濟管理，2008，22（6）：12-16.

［10］司愛麗，徐德云.蕪湖市環(huán)境庫茲涅茨曲線分析——基于1992-2012年人均GDP與環(huán)境壓力關系研究［J］.華東經濟管理，2014，28（2）：21-25.

［11］張捷，張玉媚.廣東省的庫茲涅茨環(huán)境曲線及其決定因素——廣東省工業(yè)化進程中經濟增長與環(huán)境變遷關系的實證研究［J］.廣東社會科學，2006（3）：17-23.

［12］包群，彭水軍，陽小曉.是否存在環(huán)境庫茲涅茨倒U型曲線——基于六類污染指標的經驗研究［J］.上海經濟研究，2005（12）：3-13.

［13］中國造紙協(xié)會.中國造紙工業(yè)2013年度報告［R］.北京：中國造紙協(xié)會，2014.

［14］王國榮，李長林.江蘇造紙工業(yè)“十一五”回顧及“十二五”展望［J］.中華紙業(yè)，2011，32（11）：19-24.

［15］張玲，陳偉，饒永志，等.江蘇省制漿造紙行業(yè)CO2排放狀況分析［J］.中華紙業(yè)，2013，34（21）：54-56.