城鎮(zhèn)化對能源消費和二氧化碳排放的影響——基于1995—2011年中國省級面板數(shù)據(jù)的實證研究

王小斌，邵燕斐

（1.五邑大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院，廣東 江門 529020；2.暨南大學(xué) 經(jīng)濟學(xué)院，廣州 510632；3.華中科技大學(xué) 公共管理學(xué)院，武漢 430074）

1 研究背景

新型城鎮(zhèn)化是有利于可持續(xù)發(fā)展的城鎮(zhèn)化，其本質(zhì)是在資源約束的前提下實現(xiàn)城鎮(zhèn)化的穩(wěn)健、快速和可持續(xù)發(fā)展。能源不僅是人類社會發(fā)展的動力來源，而且是現(xiàn)代城鎮(zhèn)化發(fā)展的動力基礎(chǔ)，城鎮(zhèn)化需要大量能源作為支撐，這不可避免地帶來節(jié)能減排壓力。隨著工業(yè)化和城市化的快速推進，中國的能源消費迅速增長，CO2排放量也隨之急劇增加，中國政府在國際上面臨的CO2減排壓力越來越大［1］。城鎮(zhèn)化過程不僅涉及大量農(nóng)村人口向城市轉(zhuǎn)移，而且涉及經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級——這必然帶來城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大規(guī)模投資，進而導(dǎo)致大量能源消費，最終給資源、環(huán)境和生態(tài)帶來巨大壓力。從世界各國城市的發(fā)展規(guī)律來看，城市化進程的推進、生活水平的提高和城市基礎(chǔ)設(shè)施投資的增加，必然導(dǎo)致能源消耗及鋼鐵、水泥、玻璃等高碳排放產(chǎn)品消費的迅速增加。根據(jù)《中國能源統(tǒng)計年鑒》（2012），目前中國的能源消費結(jié)構(gòu)為煤炭占70%、石油占19%、天然氣僅占5%。可見，作為清潔能源的天然氣在能源消費結(jié)構(gòu)中的比重偏低，而作為高污染能源的煤炭和石油的所占比例過大。2012年國家能源局發(fā)展規(guī)劃司的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：從2002—2011年中國的發(fā)展情況來看，城鎮(zhèn)化率每提高1個百分點，會使能源消費增加8000萬噸標(biāo)準煤，預(yù)計2020年中國城鎮(zhèn)化率將達到60%，進而拉動全國8億噸標(biāo)準煤的能源消費。中國城鎮(zhèn)地區(qū)消費了全國總能源的75.15%，城鎮(zhèn)居民的人均能源消費是農(nóng)村居民的6.8倍［2］。中國35 個特大城市的人口僅占全國人口的18%，卻貢獻了全國二氧化碳排放量的40%，而中國城鎮(zhèn)居民的二氧化碳排放量占全體居民的二氧化碳排放總量的比例更是高達73%［3］。可見，城鎮(zhèn)化對中國能源消耗和二氧化碳排放具有重要影響，中國節(jié)能減排的壓力主要在城鎮(zhèn)地區(qū)。目前中國正處于城鎮(zhèn)化高速發(fā)展的中期階段，城鎮(zhèn)空間布局與資源環(huán)境承載能力不相適應(yīng)的問題越來越突出。城鎮(zhèn)化對能源消費的直接和間接拉動作用在不斷增強，由此產(chǎn)生的溫室氣體排放問題日益引發(fā)社會關(guān)注。在此背景下，客觀評價城鎮(zhèn)化對能源消費和二氧化碳排放的影響效應(yīng)，并據(jù)此制定相應(yīng)的節(jié)能減排措施以減少二氧化碳排放量，對于中國可持續(xù)發(fā)展實踐和新型城鎮(zhèn)化建設(shè)具有重要意義。

1）中國城鎮(zhèn)化的發(fā)展趨勢。

1949年建國后，中國只有132 個城市，城鎮(zhèn)人口數(shù)僅占全國人口總數(shù)的10.6%。自改革開放以來，中國城鎮(zhèn)化實現(xiàn)了前所未有的快速發(fā)展。中國城鎮(zhèn)人口從1985年的25094萬人增加到2012年的71182萬人——此期間增長了183.67%；城鎮(zhèn)化率從1985 年 的 23.71% 上升到 2012 年 的52.57%——此期間提高了1.22倍（平均每年提高約1個百分點）。2003年中國的城鎮(zhèn)化率第一次超過了工業(yè)化率，目前已逐步接近中等收入國家的平均水平①數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》（2013）。。

2）中國能源消費的發(fā)展趨勢。

隨著工業(yè)化的高速發(fā)展和城市人口的急劇膨脹，城鎮(zhèn)化對能源的需求越來越大。發(fā)達國家的城鎮(zhèn)化經(jīng)驗表明：當(dāng)城市20%～70%之間時，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從以農(nóng)業(yè)為主向以工業(yè)為主轉(zhuǎn)變，人均能源消費和能源強度實現(xiàn)同期快速增長；完成城市化以后，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)為以第三產(chǎn)業(yè)為主，人均能源消費和能源消費強度也隨之下降，并進入相對緩慢增長甚至平穩(wěn)的階段。中國能源消費總量從1985年的76682萬噸標(biāo)準煤增加到2012 年的361732 萬噸標(biāo)準煤——此期間增長了371.73%②數(shù)據(jù)來源于《中國能源統(tǒng)計年鑒》（2012）和World Resources Institute。。目前中國正處于城鎮(zhèn)化水平加速上升階段，對城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求日益迫切。同時，中國還處于工業(yè)化發(fā)展中期，未來現(xiàn)代化目標(biāo)的實現(xiàn)必須依靠工業(yè)化建設(shè)，工業(yè)化的資源路線決定了必然要消耗大量能源。

3）中國二氧化碳排放量的發(fā)展趨勢。

經(jīng)測算，中國的二氧化碳排放量從1985 年的196655.34萬噸增加到2012 年的901797.88 萬噸——后者是前者的4.59倍（中國能源統(tǒng)計年鑒，2013）。從歷年變化趨勢看，中國二氧化碳排放量呈具有的波動性，可將其在1985—2012年的發(fā)展過程劃分為3 個階段：1985—2002年，中國二氧化碳排放量處于緩慢增長時期，年增長率均在9%以下③根據(jù)《中國能源統(tǒng)計年鑒》（2012）和World Resources Institute的有關(guān)數(shù)據(jù)計算而得。，1998年和1999年甚至出現(xiàn)負增長；2003—2006年，中國二氧化碳排放量處于快速增長時期，年增長率均在9%以上，2003年和2004年分別達到22.49%和16.86%；2007—2012年，中國二氧化碳排放量再次進入緩慢增長時期，年增長率均在10%以下，原因在于中國經(jīng)濟的增長速度受全球金融危機的影響而迅速下滑，同時中國實行了嚴格的節(jié)能減排政策并發(fā)揮了顯著作用。顯然，隨著工業(yè)化進程的推進、城鎮(zhèn)化水平的提高以及能源消費的增加，中國的碳排放量呈持續(xù)上升趨勢。

綜上所述，中國城鎮(zhèn)化進程的加快不可避免地造成能源消費剛性需求和二氧化碳排放量增加。圖1顯示了1995—2012年中國城鎮(zhèn)化率、能源消費總量和二氧化碳排放量的走勢。未來幾十年里，中國能源的供需失衡矛盾將愈加尖銳，中國的節(jié)能減排壓力也將進一步增大，能源供需矛盾和環(huán)境污染將成為制約中國經(jīng)濟增長和城市化進程推進的主要因素。在此背景下，研究城鎮(zhèn)化與能源消費和二氧化碳排放的動態(tài)關(guān)系和發(fā)展規(guī)律，對提高中國城鎮(zhèn)人居環(huán)境質(zhì)量與科學(xué)制定城鎮(zhèn)可持續(xù)發(fā)展政策提供科學(xué)依據(jù)就顯得極為重要。

圖1 1985—2012年中國城鎮(zhèn)率、能源消耗總量及二氧化碳排放量走勢

2 文獻綜述

城鎮(zhèn)化浪潮帶來了人口急劇膨脹和能源需求增加，城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系受到學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注。從已有研究來看，國內(nèi)外學(xué)者主要從國家層面、城市層面和居民家庭生活消費層面研究城鎮(zhèn)化、能源消費與二氧化碳排放之間的關(guān)系［4］。

1）全國層面的研究。例如：Ghosh 和Kanjilal使用自回歸分布滯后（autoregressive distributed Lag）方法研究1971—2008 年印度的能源消費、城鎮(zhèn)化與經(jīng)濟發(fā)展水平之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)城鎮(zhèn)化率的上升顯著增加了其能源消費總量和二氧化碳排放量，據(jù)此建議政府將能源長期規(guī)劃作為城鎮(zhèn)化發(fā)展的一個重要組成部分［5］；York 使用1960—2000年歐盟14個成員國家的面板數(shù)據(jù)進行研究，發(fā)現(xiàn)這些國家的城鎮(zhèn)人口規(guī)模和人口結(jié)構(gòu)對能源消費具有顯著影響作用，認為未來歐洲人口增長率的下降有助于遏制能源消費膨脹。此層面的研究普遍得出了城鎮(zhèn)化會增加能源消費和二氧化碳排放量的結(jié)論，但未考慮經(jīng)濟發(fā)展階段。

2）城市層面的研究。例如，Hori、Kondo 和Nogata通過研究亞洲的大連、重慶、福岡、曼谷和胡志明五個城市的城鎮(zhèn)化與能源消費的關(guān)系發(fā)現(xiàn)：人們的環(huán)保行為對城市能源消費的影響最大；亞洲人很重視社會交往，以社區(qū)為基礎(chǔ)的交往活動是促進亞洲城市實施節(jié)能行為的有效途徑［7］。Khansari、Mostashari和Mansouri認為，城鎮(zhèn)化是減少能源消耗、降低生態(tài)環(huán)境污染的有效途徑，因為智慧城市保證了城市居民獲得能源消費的各種信息，城市智能電網(wǎng)和清潔能源促進了城市的可持續(xù)發(fā)展［8］。

3）居民家庭生活消費層面的研究。例如：Mills和Schleich利用來自歐盟10個國家和挪威的共約5000個家庭的數(shù)據(jù)，研究了家庭的能源使用行為與家庭特征的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)有小孩的家庭更可能采用節(jié)能技術(shù)和采取節(jié)能措施，家庭成員的教育水平對其能源節(jié)約行為也有重要影響，較高的教育水平意味著擁有較好的節(jié)能技術(shù)和較強的節(jié)能意識［9］。Curtis、Simpson-Housley和Drever利用來自加拿大薩斯卡切溫省住戶的調(diào)查數(shù)據(jù)，研究了社會態(tài)度和社會經(jīng)濟因素對居民節(jié)能行為的影響，證實了2種社會態(tài)度和5 種社會經(jīng)濟變量會影響家庭的節(jié)能行為，其中節(jié)能意識對家庭能源消費的影響顯著，政府可通過媒體宣傳以增強居民的節(jié)能意識，從而提高現(xiàn)有居民家庭的能源使用效率［10］。

4）以中國為研究對象的研究。中國城鎮(zhèn)化進程的加快和二氧化碳排放量的高速增長也使得以中國作為研究對象的相關(guān)文獻日益增多。例如：Li和Yao認為，城鎮(zhèn)化是中國能源消費和二氧化碳排放量增加的驅(qū)動因素，因為中國大部分城市缺乏有效的節(jié)能技術(shù)，城鎮(zhèn)居民的低碳環(huán)保意識普遍不強［11］；Gu、Hu和Zhang等認為，中國長江三角洲地區(qū)的城市軌道交通、居民消費和工業(yè)化的飛速發(fā)展顯著增加了二氧化碳排放量，并基于計算結(jié)果認為該地區(qū)78%的二氧化碳排放量可歸結(jié)于城鎮(zhèn)化發(fā)展［12］；Feng、Zou和Wei發(fā)現(xiàn)，中國城鎮(zhèn)居民的能源消費和二氧化碳排放量高于農(nóng)村居民，2008年中國城市居民和農(nóng)村居民的人均二氧化碳排放量分別為1.28噸和0.27噸［13］；林伯強和劉希穎認為城鎮(zhèn)化的人口轉(zhuǎn)移對中國能源消費和二氧化碳排放的沖擊是顯著的，建議政府通過適當(dāng)控制城鎮(zhèn)化速度并將城鎮(zhèn)化作為低碳發(fā)展的機會來控制碳排放增長速度。［14］

綜上，現(xiàn)有研究對于理解中國城鎮(zhèn)化對能源消費和二氧化碳排放的影響提供了廣闊的視野，但是存在如下不足之處：主要使用國家層面的時間序列數(shù)據(jù)或面板數(shù)據(jù)（而且是跨國數(shù)據(jù)）并采用簡化計量模型進行研究，忽視了能源稟賦和經(jīng)濟發(fā)展水平的區(qū)域差異，這可能導(dǎo)致模型估計有偏性，同時其實證結(jié)果能否作為中國制定節(jié)能減排政策的參考依據(jù)也有待商榷。本文的創(chuàng)新之處在于：不但估計了靜態(tài)面板數(shù)據(jù)模型，而且進一步引入動態(tài)面板調(diào)整模型，并采用Driscoll和Kraay提出的Driscoll-Kraay標(biāo)準差估計方法，克服了簡單使用廣義最小二乘法或面板校正標(biāo)準誤差的缺陷，從而使檢驗結(jié)果更加穩(wěn)健。

中國幅員遼闊，資源稟賦具有明顯的地區(qū)差異，不同地區(qū)的城鎮(zhèn)化發(fā)展模式千差萬別，因此很有必要從全國和地區(qū)層面研究中國城鎮(zhèn)化、能源消費與二氧化碳排放之間的關(guān)系?；谝延形墨I，本文利用擴展的STIRPAT 模型并使用1995—2011年中國30個省級行政單位的面板數(shù)據(jù)，分別研究城鎮(zhèn)化建設(shè)在全國層面和區(qū)域?qū)用嫔蠈δ茉聪暮投趸寂欧诺挠绊懶?yīng)。

3 模型設(shè)定與數(shù)據(jù)說明

3.1 模型設(shè)定

學(xué)者們在研究人類活動對環(huán)境的影響和壓力時通常使用Ehrlich和Holden［15］提出的IPAT 模型。但是，傳統(tǒng)的IPAT 模型是一個會計恒等式，無法直接用于實證。本文使用Dietz 和Rosa［16］提出的IPAT 擴展模型，即STIRPAT 模型進行實證分析。STIRPAT 模型的表達式如下：

式（1）中：I表示環(huán)境影響；P表示人口規(guī)模；A表示財富水平；T表示技 術(shù)水 平；a為 模型系數(shù)；b、c和d為各自變量的指數(shù)；e表示隨即誤差項。本文基于Poumanyvong和Kaneko［4］的模型構(gòu)建以下兩個模型來研究中國城鎮(zhèn)化對能源消費和二氧化碳排放量的影響效應(yīng)：

式（2）和式（3）中：內(nèi)生變量CON表示能源消費量、CO2表示二氧化碳排放量；URB表示城鎮(zhèn)化率；Y表示人均GDP，采用不變價格計算（以1995年為基期）；POP表示人口規(guī)模；EI表示能源強度；控制變量Xit括工業(yè)結(jié)構(gòu)（IND）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（THI）、外商直接投資（FDI）；i和t分別表示地區(qū)和年份；uit為非觀察的地區(qū)固定效應(yīng)，反映地理特征、排放模式和消費習(xí)慣等因素對二氧化碳排放量的影響；δit為誤差殘差項。式（2）和式（3）中的所有變量均采用自然對數(shù)形式，因此可將α和β的估計值直接視為彈性系數(shù)值。

3.2 變量說明與數(shù)據(jù)來源

1）能源消費量（CON）。隨著城鎮(zhèn)化速度的加快，城市交通、住宅建筑和公共建筑也得到了突飛猛進的發(fā)展，因此城鎮(zhèn)化與能源消費之間存在緊密的邏輯關(guān)系。本文用各省每年標(biāo)準煤表征能源消費量。

2）二氧化碳排放量（CO2）。目前中國沒有直接公布二氧化碳排放量，只能利用相關(guān)方法進行估算。本文采用IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change，政府間氣候變化專門委員會）（2006）和國家發(fā)展和改革委員會能源研究所（2007）的方法估計1995—2011 年中國各省的二氧化碳排放量?；茉慈紵a(chǎn)生的二氧化碳排放量的計算公式如下：

式（4）中：CO2表示二氧化碳排放量；i表示不同的化石燃料，包括煤炭、天然氣、焦炭、燃料油、汽油、煤油和柴油；Ei表示化石燃料i的消耗量；NCVi表示燃料i的平均低位發(fā)熱量；CEFi表示燃料i的碳排放系數(shù)；COFi表示燃料i的碳氧因子（通常為1）；3.67為CO2與C 的分子量比率。各種化石燃料消費量來自《中國能源統(tǒng)計年鑒》（1996—2012）中的地區(qū)能源平衡表，二氧化碳排放系數(shù)來自IPCC（2006）。

3）城鎮(zhèn)化率（URB）。中國城鎮(zhèn)化最明顯的特征是城鎮(zhèn)人口所占比重逐年提高。飛速發(fā)展的城鎮(zhèn)化伴隨著大規(guī)模的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及商業(yè)住宅建設(shè)與投資，這拉動了高能耗、高污染的鋼筋和水泥需求，進而加大了節(jié)能減排壓力。衡量城鎮(zhèn)化水平的方法有3種——單一指標(biāo)法、綜合指標(biāo)法和其他指標(biāo)法。其中，單一指標(biāo)法具有數(shù)據(jù)易得、計算方便、簡單明確的優(yōu)點，因此大部分學(xué)者使用城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诒戎貋砗饬砍擎?zhèn)化率本文亦采用該方法。此外，為判斷工業(yè)結(jié)構(gòu)對能源消費和二氧化碳排放量的影響，本文還將工業(yè)結(jié)構(gòu)與城鎮(zhèn)化率交叉項（IND×URB）引入模型。

4）經(jīng)濟增長（Y）。中國經(jīng)濟長期穩(wěn)定、快速發(fā)展是造成國內(nèi)能源需求增長的主要原因。經(jīng)濟增長除了會帶來更多的能源消費需求，還有助于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與技術(shù)進步，從而提高能源使用效率、降低二氧化碳排放量。因此，經(jīng)濟增長是影響二氧化碳排放的一個重要因素，且兩者之間可能存在非線性關(guān)系。為消除價格因素導(dǎo)致的誤差，采用1995年為基期的CPI（consumer price index）進行調(diào)整。

5）人口規(guī)模（POP）。人口增長與能源消費增長密切相關(guān)。能源消費水平不僅會隨著經(jīng)濟增長而提高，而且在很大程度上受人口規(guī)模增長的影響。當(dāng)能源消費水平達到一定程度后，由于能源消費具有剛性特征，因此該能源消費水平將在一段時間內(nèi)保持不變。人口規(guī)模對二氧化碳排放量具有正向影響，即人口越多，所使用和消耗的能源越多，所產(chǎn)生的二氧化碳排放量越多［17］。此外，由于能源消費增長在很大程度上還受經(jīng)濟發(fā)展等其他因素的影響，因此能源消費增長速度低于人口增長速度。本文使用各地區(qū)的年末總?cè)丝趤肀硎救丝谝?guī)模。

6）工業(yè)結(jié)構(gòu)（IND）。中國第二產(chǎn)業(yè)中的重工業(yè)多是高耗能產(chǎn)業(yè)，其能源消費量比第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)高很多，也比第二產(chǎn)業(yè)中輕工業(yè)的能源消費量高很多。目前中國正處于工業(yè)化中期階段，1995年以來各省的重工業(yè)比重持續(xù)上升，這必然會增加未來中國的能源消費量和二氧化碳排放壓力。同時，在第二產(chǎn)業(yè)占比相同的條件下，重工業(yè)占比高的地區(qū)的能源消費量和二氧化碳排放量會顯著高于重工業(yè)占比低的地區(qū)。本文使用輕工業(yè)總產(chǎn)值占重工業(yè)總產(chǎn)值的比重來表示工業(yè)結(jié)構(gòu)。

7）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（THI）。第三產(chǎn)業(yè)屬于勞動密集與資本密集相結(jié)合的產(chǎn)業(yè)，金融保險、房地產(chǎn)、信息咨詢、電子商務(wù)、現(xiàn)代物流、旅游等現(xiàn)代服務(wù)業(yè)均是能源消耗較少的行業(yè)。從三次產(chǎn)業(yè)能源消耗量占能源消費總量的比重及其變化趨勢來看，第三產(chǎn)業(yè)是最有利于節(jié)約能源的產(chǎn)業(yè)，因為能源消耗只是其生產(chǎn)或服務(wù)活動的輔助條件。本文采用第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重表征產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

8）能源強度（EI）。能源強度反映了能源的利用效率，是單位GDP 產(chǎn)出的能源消耗量，即能源利用與經(jīng)濟或產(chǎn)出之比。在國家層面上，能源強度是國內(nèi)一次能源使用總量或最終能源使用總量與國內(nèi)生產(chǎn)總值之比。

9）對外貿(mào)易（FDI）。開放經(jīng)濟會促進城鎮(zhèn)化率的提高，城市憑借良好的基礎(chǔ)設(shè)施和優(yōu)惠政策吸引更多的外商直接投資進入。隨著國際分工的深化和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的加快，發(fā)達國家對中國轉(zhuǎn)移碳排放。本文使用外商直接投資作為對外貿(mào)易的代理變量。歷年的外商直接投資數(shù)據(jù)根據(jù)當(dāng)年人民幣對美元的中間價折算成人民幣處理。

本文采用1995—2011年中國30個省級行政單位的面板數(shù)據(jù)進行回歸分析。由于重慶市在1997年以前隸屬于四川省，因此重慶市的部分指標(biāo)缺少1995年和1996年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，本文采用線性插值法估計缺失年份的相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)。同時，對所有變量均進行自然對數(shù)處理以消除異方差問題。

在數(shù)據(jù)來源方面：各省級行政單位的能源消費數(shù)據(jù)來自《中國能源統(tǒng)計年鑒》（1996—2012）；人口數(shù)量、人均GDP、第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重等的數(shù)據(jù)來自《中國統(tǒng)計年鑒》1996—2012）、中經(jīng)網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫等；輕、重工業(yè)產(chǎn)值來自1996—2012的《中國工業(yè)經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》和各省統(tǒng)計年鑒；城鎮(zhèn)化率數(shù)據(jù)來自《新中國60年統(tǒng)計資料匯編》和1996—2012的各省統(tǒng)計年鑒。各變量的描述性統(tǒng)計結(jié)果如表4所示。

表1 主要變量的描述性統(tǒng)計結(jié)果

4 估計結(jié)果與分析

4.1 模型檢驗方法

首先，驗證各解釋變量之間是否存在多重共線性。先檢驗各解釋變量之間的相關(guān)系數(shù)，發(fā)現(xiàn)各解釋變量之間的相關(guān)系數(shù)大多小于0.3，只有l(wèi)nURB與lnIND的相關(guān)系數(shù)大于0.7；進一步使用Driscoll-Kraay估計方法考察各變量的方差膨脹因子，發(fā)現(xiàn)所有變量的方差膨脹因子值都小于10，表明各解釋變量之間的多重共線性并不嚴重。

然后，確定回歸方法。本文中截面（N=30）和時期（T=17）的規(guī)模都不大，不能將觀測個體當(dāng)成從一個大總體中隨機抽樣的結(jié)果，應(yīng)將截距項看作待估參數(shù)。根據(jù)Hausman檢驗結(jié)果得出應(yīng)采用固定效應(yīng)估計方法。同時，使用Wooldridge經(jīng)驗規(guī)則進行檢驗時，發(fā)現(xiàn)面板數(shù)據(jù)存在自相關(guān)?；谝陨显?，無論是廣義最小二乘（feasible generalized least square，F(xiàn)GLS）還是面板校正標(biāo)準誤差（panel corrected standard error，PCSE）都不是最優(yōu)方法①FGLS方法要求面板的時間緯度至少要與截面緯度一樣大，PCSE方法在截面數(shù)N 較大情況下不夠準確。。為解決模型中隨機干擾項存在的自相關(guān)問題，本文采用Driscoll和Kraay提出的Driscoll-Kraay標(biāo)準差方法模型（5）～（8）和模型（11）進行回歸分析。

在估計二氧化碳排放時，考慮到城鎮(zhèn)化水平的調(diào)整是一個長期、緩慢的過程，居民生活的能源消費習(xí)慣也具有一定慣性，這些因素會使二氧化碳排放量的變動與城鎮(zhèn)化率和居民生活能源消費的變化相比具有一定程度的滯后性，因此需要將滯后項引入動態(tài)面板數(shù)據(jù)模型中以控制滯后效應(yīng)。由于在動態(tài)面板數(shù)據(jù)模型中引入被解釋變量滯后一期容易導(dǎo)致解釋變量與隨機擾動項相關(guān)，即解釋變量具有內(nèi)生性，如果簡單使用混合OLS（ordinary least square）方法、隨機效應(yīng)或固定效應(yīng)方法，則得出的結(jié)果是有偏的，因此必須利用工具變量進行估計。Arellano和Bond提出可用差分廣義矩（difference-GMM）估計方法解決解釋變量內(nèi)生性產(chǎn)生的估計偏差；后來，Arellano和Bover、Blundel和Bond提出系統(tǒng)廣義矩（system-GMM）估計方法，此方法具有更好的有限樣本性質(zhì)，比可用差分廣義矩估計方法更有效?？紤]到影響二氧化碳排放的城鎮(zhèn)化水平、能源強度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整也是一個長期而緩慢的過程，引入動態(tài)模型滯后項可以較好地控制這些因素，故本文采用系統(tǒng)廣義矩估計方法對動態(tài)模型（12）～（15）進行參數(shù)估計。

4.2 城鎮(zhèn)化率對能源消費量影響模型的估計結(jié)果

表2 列示了分別采用固定效應(yīng)檢驗方法和Driscoll-Kraay標(biāo)準差方法所得的城鎮(zhèn)化率對能源消費量影響模型的估計結(jié)果。

1）全國層面的估計結(jié)果。

本文分別采用固定效應(yīng)方法和Driscoll-Kraay標(biāo)準差方法檢驗全國層面的城鎮(zhèn)化率對全國能源消費總量的影響效應(yīng)，相關(guān)估計結(jié)果見模型（1）～（5）的估計結(jié)果。由表2可知，無論是各變量回歸系數(shù)的顯著性還是R2值，基于Driscoll-Kraay標(biāo)準差方法所得的結(jié)果均優(yōu)于基于固定效應(yīng)方法所得的結(jié)果。城鎮(zhèn)化率、人均GDP、人口規(guī)模、工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)果、工業(yè)結(jié)構(gòu)×城鎮(zhèn)化率交叉項、外商直接投資的估計系數(shù)均在5%的水平下顯著。這表明，當(dāng)其他變量不變時，城鎮(zhèn)化率每提高1%，全國能源消費量會增加0.436%，即在全國層面上城鎮(zhèn)化率的增加了提高了能源消費量。從世界各國的城鎮(zhèn)化和能源消費的發(fā)展規(guī)律來看，一國進入現(xiàn)代城鎮(zhèn)化發(fā)展的成熟階段后，其一次能源消費總量會呈現(xiàn)減緩增長趨勢，單位社會產(chǎn)出的能耗會明顯降低，但是中國能源消費結(jié)構(gòu)落后、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進呈明顯的剛性特征，因此，在工業(yè)化和外向經(jīng)濟發(fā)展的刺激下，城鎮(zhèn)化水平的提高必然促進化石能源消費需求的增加。

2）區(qū)域?qū)用娴墓烙嫿Y(jié)果。

考慮到中國經(jīng)濟發(fā)展極不平衡，不同地區(qū)的城鎮(zhèn)化水平具有顯著差異，因此城鎮(zhèn)化率對能源消費總量和能源消費結(jié)構(gòu)的影響可能存在地區(qū)差異。對此，本文進一步考察中國東、中和西部三大區(qū)域的城鎮(zhèn)化率與其能源消費量的關(guān)系，以揭示城鎮(zhèn)化率對能源消費量影響的區(qū)域特征。

繼續(xù)采用Driscoll-Kraay標(biāo)準差方法對三大區(qū)域的城鎮(zhèn)化率對其能源消費量的影響效應(yīng)進行檢驗，相關(guān)結(jié)果見模型（6）～（8）的估計結(jié)果?？梢钥闯觯喝髤^(qū)域城鎮(zhèn)化率的提高均對其能源消費量的提升具有顯著的正向作用；具體而言，東部地區(qū)、中部地區(qū)和西部地區(qū)的城鎮(zhèn)化率每提高1%，相應(yīng)區(qū)域的能源消費量分別提高0.201%、0.517% 和0.660%?？梢?，城鎮(zhèn)化率對能源消費量的影響呈現(xiàn)出西部、中部、東部逐步減弱的局面。形成這一局面的內(nèi)在原因是：相比中部地區(qū)和西部地區(qū)，東部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達、技術(shù)先進，基礎(chǔ)設(shè)施也較完善，城鎮(zhèn)化率的提高在改善該地區(qū)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)、組織結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的同時，也促進了城市居民生產(chǎn)生活方式的轉(zhuǎn)變和節(jié)能意識的加強；經(jīng)濟相對落后的西部地區(qū)缺乏技術(shù)創(chuàng)新、先進的組織結(jié)構(gòu)、社會節(jié)能技術(shù)與節(jié)能意識，在能源消費上只能沿襲早期的粗放型消費路徑，這些都加大了城鎮(zhèn)化對能源消費的依賴。這與孫涵和成金華的研究結(jié)論較一致——中國城鎮(zhèn)化對未來能源需求的影響呈不斷加大趨勢，即城鎮(zhèn)化水平越高，所消耗的能源越多，對未來能源的影響也越大。但從長期來看，中國城鎮(zhèn)化水平的提高有利于能源利用效率的提高，城鎮(zhèn)化帶來的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化、節(jié)能減排技術(shù)進步又會降低對能源消費的依賴性［18］。同時，城鎮(zhèn)化率與工業(yè)結(jié)構(gòu)交叉項的回歸系數(shù)在5%的水平下顯著為正，說明城鎮(zhèn)化進程中能源消費需求隨著工業(yè)的快速發(fā)展而增加。

表2 城鎮(zhèn)化率對能源消費量影響模型的估計結(jié)果

4.3 城鎮(zhèn)化率對二氧化碳排放量影響模型的估計結(jié)果

表3 列示了分別采用固定效應(yīng)方法、Driscoll-Kraay穩(wěn)健標(biāo)準差方法和Sys-GMM 方法所得的城鎮(zhèn)化率對二氧化碳排放量影響模型的估計結(jié)果。

1）全國層面的估計結(jié)果。

表3 城鎮(zhèn)化率對二氧化碳排放量影響模型的估計結(jié)果

以利用Driscoll-Kraay標(biāo)準差方法所得的估計結(jié)果為例進行說明。城鎮(zhèn)化率、人均GDP、人口規(guī)模、工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、工業(yè)結(jié)構(gòu)×城鎮(zhèn)化率交叉項、外商直接投資和能源強度的估計系數(shù)均在1%的水平下顯著。當(dāng)其他變量不變時，全國的城鎮(zhèn)化率每提高1%，全國二氧化碳排放量會增加0.065%。值得注意的是，工業(yè)結(jié)構(gòu)對二氧氣化碳排放量具有顯著影響，其原因是1995年中國大多數(shù)省份的工業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大幅度的變化，重工業(yè)占工業(yè)比重明顯上升，其中天津、上海、廣東等省市的重工業(yè)比重甚至提高了20%以上，這增大了全國的二氧化碳排放壓力。另外，使用系統(tǒng)廣義矩方法進行模型估計，發(fā)現(xiàn)各變量回歸系數(shù)的顯著性明顯提高，說明動態(tài)面板在估計城鎮(zhèn)化率對二氧化碳排放的影響方面的效果比靜態(tài)面板更佳。

2）區(qū)域?qū)用娴墓烙嫿Y(jié)果。

使用系統(tǒng)廣義矩方法對中國三大區(qū)域的城鎮(zhèn)化率對其二氧化碳排放量的影響效應(yīng)進行檢驗，檢驗結(jié)果見模型（13）～模型（15）的估計結(jié)果。由表3可知：東部地區(qū)城鎮(zhèn)化率的回歸系數(shù)為正且在1%的水平下顯著，即東部地區(qū)的城鎮(zhèn)化率每提高1%，二氧化碳排放量增加0.027%；中、西部城鎮(zhèn)化率的回歸系數(shù)分別為-0.042和-0.033且均在1%的水平下顯著為負，即中部和西部地區(qū)的二氧化碳排放量隨著其城鎮(zhèn)化水平的提高而顯著減少。其原因可能是：中、西部地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平較低，城鎮(zhèn)化推進有助于實現(xiàn)人口、技術(shù)和資金的空間集聚以及城市基礎(chǔ)設(shè)施使用的規(guī)模經(jīng)濟。中部地區(qū)的工業(yè)結(jié)構(gòu)對其二氧化碳排放量的影響強于東部地區(qū)。其原因是：中國中部地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的特點是各類礦產(chǎn)資源產(chǎn)業(yè)為優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，其中以金屬、非金屬礦產(chǎn)業(yè)及其冶煉加工業(yè)為代表的重工業(yè)的產(chǎn)值占該地區(qū)工業(yè)產(chǎn)值的71.6%，它們是該地區(qū)經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的主要組成部分。同時，中部地區(qū)的技術(shù)進步和能源使用效率要低于東部地區(qū)。這使得中部地區(qū)工業(yè)結(jié)構(gòu)的二氧化碳排放量高于東部地區(qū)。中國三大區(qū)域能源強度的回歸系數(shù)均為正且都在1%的水平下顯著。外商直接投資的增加使得東部地區(qū)的二氧化碳排放量增多，中、西部地區(qū)的二氧化碳排放量減少。

5 結(jié)語

當(dāng)前中國已跨入城市化快速發(fā)展的中期階段，而能源是城市正常運轉(zhuǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著中國經(jīng)濟發(fā)展以及工業(yè)化和城市化進程的推進，中國能源消費必將急劇增長。在中國城鎮(zhèn)化取得巨大成就的背景下，客觀評價城鎮(zhèn)化對能源消費和二氧化碳排放的影響具有重大的現(xiàn)實意義。本文采用1995—2011年中國省級面板數(shù)據(jù)，對全國及區(qū)域?qū)用娴某擎?zhèn)化率對能源消費量和二氧化碳排放量的影響進行了實證研究。研究結(jié)果顯示：在全國和區(qū)域?qū)用嫔?，城?zhèn)化率對能源消費量均具有顯著的正向影響；城鎮(zhèn)化率的提高在全國層面上對二氧化碳排放量的增加具有顯著的正向作用，在區(qū)域?qū)用嫔现辉黾恿藮|部地區(qū)的二氧化碳排放量，但減少了中、西部地區(qū)的二氧化碳排放。

以上結(jié)論對中國城鎮(zhèn)化進程與節(jié)能減排具有重要意義：

第一，將新能源發(fā)展納入城鎮(zhèn)化建設(shè)規(guī)劃。在城鎮(zhèn)化進程中，政府要大力推動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，做好相關(guān)的扶持工作。政府要進一步完善有關(guān)的市場環(huán)境和政策環(huán)境，充分發(fā)揮政府“有形的手”之功能，采取財政、價格和稅收等手段大力培育新能源企業(yè)的自主創(chuàng)新能力、擴大新能源產(chǎn)業(yè)的市場空間，引導(dǎo)和培育對新能源產(chǎn)業(yè)的消費需求。

第二，適當(dāng)減緩城鎮(zhèn)化發(fā)展速度。城鎮(zhèn)化進程中的人口轉(zhuǎn)移對能源消費和二氧化碳排放的沖擊是明顯的，且二氧化碳排放量的增加速度超過城鎮(zhèn)化率的增長速度，這有悖于建設(shè)低碳城市的目標(biāo)。如果繼續(xù)盲目地用高城鎮(zhèn)化率衡量中國的現(xiàn)代化水平，則溫室氣體排放將大幅增加，從而對未來中國的碳排放總量控制造成不利影響。中國政府應(yīng)遵循城鎮(zhèn)化發(fā)展的自然規(guī)律，適當(dāng)減緩城鎮(zhèn)化速度，以新型城鎮(zhèn)化促進綠色能源消費，并將城鎮(zhèn)化作為低碳發(fā)展的機會來控制二氧化碳排放增長速度。

第三，針對不同地區(qū)實現(xiàn)有差別的節(jié)能減排政策。對于交通系統(tǒng)和城市基礎(chǔ)設(shè)施較完善的東部地區(qū)，政府可通過政策引導(dǎo)和制度設(shè)計來鼓勵當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)居民采用適度、合理的消費方式，倡導(dǎo)消費行為從奢侈型轉(zhuǎn)變?yōu)楣?jié)約型；對于以高耗能的重工業(yè)為支柱產(chǎn)業(yè)的中部地區(qū)，政府需要積極進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，通過技術(shù)創(chuàng)新和新能源產(chǎn)業(yè)化特別是使用新能源清潔技術(shù)以確保節(jié)能減排成功；考慮到西部地區(qū)的城鎮(zhèn)化對能源消耗的影響最強，因此應(yīng)大力發(fā)展綠色經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟和低碳技術(shù)，用清潔能源替代傳統(tǒng)燃料。

第四，積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費結(jié)構(gòu)。要給中國的城鎮(zhèn)化發(fā)展提供清潔、高效的能源保障，需要在控制總量的前提下從根本上調(diào)整中國以煤為主的能源消費結(jié)構(gòu)，提高新能源和可再生能源等清潔能源在終端能源消費中的比重。應(yīng)在城市化與工業(yè)化進程中推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費結(jié)構(gòu)調(diào)整，改變現(xiàn)有的高投入、高污染和低效率的能源消費模式，積極探索低碳城鎮(zhèn)化發(fā)展模式，促進經(jīng)濟社會發(fā)展與人口資源環(huán)境相協(xié)調(diào)。同時，應(yīng)進一步優(yōu)化中國的對外貿(mào)易產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。東部沿海地區(qū)要積極發(fā)展低污染、高附加值的現(xiàn)代服務(wù)貿(mào)易業(yè)，中、西地區(qū)在承接?xùn)|部沿海地區(qū)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的過程中，要充分利用自身的資源稟賦優(yōu)勢，大力發(fā)展資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的特色產(chǎn)業(yè)。

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