浙江省城市化與碳排放關(guān)系研究

蔡樂　李浩

摘要：浙江省正處于城市化的快速發(fā)展階段，高耗能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，能源消費增長迅速，導致浙江省碳排放量逐年增加。在計算和分析浙江省2000-2012年城市化水平與碳排放量的基礎上，運用EVIEWS7.0計量分析軟件，實證檢驗了浙江省城市化與碳排放之間的協(xié)整關(guān)系，以及浙江省城市化發(fā)展對碳排放的長期彈性和短期彈性，同時還探究了這兩者之間的因果關(guān)系。最后根據(jù)實證結(jié)果進行了綜合總結(jié)并提出了有關(guān)降低浙江省碳排放的建議。

關(guān)鍵詞：城市化；碳排放；協(xié)整；誤差修正模型；格蘭杰因果分析

DOI：10.16315/j.stm.2015.02.004

中圖分類號：F062.2 文獻標志碼：A

在全球氣候變暖的背景下，碳排放問題備受社會各界的廣泛關(guān)注。減排溫室氣體，應對氣候變化已經(jīng)成為人類的共識。目前，中國正處于城市化與工業(yè)化的進程中，而浙江省作為沿海經(jīng)濟大省，其城市化進程發(fā)展迅速，在城市化道路上走在了全國前列，在今后一段時期還將保持較快速度發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計顯示，2012年浙江省城市化率超過64%，領(lǐng)先于全國平均水平。隨著不斷加快的城市化進程，高耗能產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，能源消費增長較快，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)使得浙江省碳排放量逐年增加，浙江省二氧化碳排放強度居全國前列，高碳經(jīng)濟特征十分明顯。因此，對浙江省碳排放與城市化發(fā)展之間的關(guān)系進行分析和實證研究，對于把握浙江省碳減排政策方向，保證經(jīng)濟穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，在城市化進程中實現(xiàn)低碳發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

1.文獻回顧

碳排放問題最初并未存在于經(jīng)濟學的研究視野中。20世紀70年代末，在日內(nèi)瓦召開的第一次世界氣候大會上，科學家們警告說，大氣中二氧化碳濃度持續(xù)增加將導致地球升溫，氣候變化問題這才開始引起國際社會各界的關(guān)注。20世紀90年代，關(guān)乎溫室氣體排放的《聯(lián)合國氣候變化框架公約》與《京都議定書》先后達成，主要發(fā)達國家承諾2008-2012年實現(xiàn)溫室氣體排放相比1990年平均減少5.2%的目標，碳減排問題從此成為國際社會的重要議題。近些年，隨著各國城市化進程的不斷推進，環(huán)境保護問題日益突出，有關(guān)城市化與碳排放兩者之間的關(guān)系引起學者們的關(guān)注與研究。國外研究方面，Jorgrnson選取39個不發(fā)達國家1975-2000年間的數(shù)據(jù)，運用固定效應模型實證分析了碳排放與城市化發(fā)展之間的關(guān)系，結(jié)果表明城市化水平的推進對碳排放量具有顯著正相關(guān)的影響。Parikh等選取43個發(fā)展中國家的面板數(shù)據(jù)，研究能源消耗、城市化進程與溫室氣體排放問題，發(fā)現(xiàn)發(fā)展中國家城市化進程的推進致使能源消耗增加、溫室氣體排放上升。Phetkeo等通過搜集1975-2005年99個國家的面板數(shù)據(jù)，使用STIRPAT模型對不同發(fā)展階段的國家進行分組，得出了城市化水平對不同收入水平國家的碳排放均產(chǎn)生正方向的影響，尤其是對于中等收入的國家影響最為顯著。

國內(nèi)學者對于我國城市化進程與碳排放問題的相關(guān)研究，主要集中于碳排放的影響因素、城市化階段碳排放增長現(xiàn)狀及低碳經(jīng)濟選擇路徑等的分析上。林伯強等選用1978-2008年的相關(guān)數(shù)據(jù)，針對中國當前經(jīng)濟增長與能源消費的特征，對Kaya恒等式做出修正并引入城市化因素，探究了中國城市化發(fā)展不同階段碳排放的影響因素與減排策略，結(jié)果表明，城市化的推進導致中國碳排放總量增長；中國在推進城市化發(fā)展的同時應控制碳排放增量，實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型要做到節(jié)能為主，發(fā)展清潔能源為輔。趙志耘等利用LMDI分解法對2000-2009年中國碳排放影響因素進行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，能源效率則對碳排放有負向影響，而經(jīng)濟發(fā)展與城市化因素對碳排放的增加產(chǎn)生正向影響。劉夢琴等采用中國29個省份1995-2008年間的面板數(shù)據(jù)，實證研究了城市化發(fā)展水平和碳排放的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)城市化水平的提高直接加劇了碳排放，其中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是導致碳排放增加的重要因素。佟新華等對中國城市化水平與碳排放進行了相關(guān)性分析，驗證了兩者之間具有較強的相關(guān)性，并指出中國在城市化發(fā)展進程中低碳經(jīng)濟的路徑選擇。

總的來說，現(xiàn)有學者對城市化與碳排放的關(guān)系方面做了一定研究，但也存在一些不足之處?，F(xiàn)有研究主要是基于國家層面的面板數(shù)據(jù)或時間序列數(shù)據(jù)對城市化與碳排放之間關(guān)系進行研究，而對一國內(nèi)部不同地區(qū)層面的微觀研究比較少。此外，較少涉及城市化發(fā)展與碳排放之間關(guān)系的相關(guān)動態(tài)研究?；诖耍疚脑噲D利用浙江省2000年-2012年的城市化水平與碳排放的年度時間序列數(shù)據(jù)，探討其城市化發(fā)展與碳排放兩者之間的短期及長期動態(tài)關(guān)系。

2.浙江省城市化發(fā)展現(xiàn)狀

城市化水平即指城市化發(fā)展的程度，是衡量一個地區(qū)經(jīng)濟、社會發(fā)展水平的重要指標，城市化水平的衡量因指標選取上的差異而存在多種不同的方法。本文考慮到數(shù)據(jù)獲得的便利性，將采用人口比重法來衡量浙江省的城市化水平，即用城市人口占總?cè)丝诘谋戎赜嬎愕玫秸憬〕鞘谢?，計算結(jié)果如表1所示。

由表1可以看到，浙江省城市化進程發(fā)展迅速，一直領(lǐng)先于全國平均水平。2000年浙江省城市化率為48.7%，2012年城市化率已達到63.20%，領(lǐng)先于全國10.63個百分比。在城市化發(fā)展進程中，浙江省政府針對浙江省城市化發(fā)展現(xiàn)狀及問題統(tǒng)籌規(guī)劃，提出前瞻性的城市化發(fā)展戰(zhàn)略，比如2006年提出的“新型城市化”發(fā)展戰(zhàn)略，有效引導了浙江城市化的健康發(fā)展；同時在推動城市化建設進程中，統(tǒng)籌城鄉(xiāng)基礎設施與社會設施等的建設，并利用城鎮(zhèn)空間資源的優(yōu)化組合有序推進城市群與中心城市建設，這些都有力地促進了浙江省城市化的發(fā)展。

3.浙江省碳排放量的變化

日本學者Yoichi Kaya提出了Kaya恒等式，將碳排放量分解為與人類生活相關(guān)的4個要素，用來解釋人類活動與溫室氣體排放之間的關(guān)系?；竟饺缦拢?/p>

其中：C代表二氧化碳排放量，Ci為第i種能源的碳排放量，E為一次能源消費量，Ei為第i種能源消費量，y代表國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP），P代表人口。根據(jù)該恒等式，碳排放量主要是由能源消費碳強度、能源強度、生活水平（人均GDP）和人口決定的。

本文借助于上述計算方法，計算2000年-2012年浙江省的碳排放總量，并在此基礎上得出2000年-2012年浙江省人均碳排放量與單位產(chǎn)值碳排量，結(jié)果如表2所示。

由表2可知，2000年以來，浙江省年度碳排放規(guī)模與人均碳排放均呈逐年增長的趨勢，單位產(chǎn)值碳排放量則呈下降趨勢。其中，浙江省年度碳排放量由2000年的4395.51萬t增加到2012年的12604.91萬t。這主要是由于進入21世紀后，經(jīng)濟高速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，導致能源消耗與生活能耗等都大量增加，從而碳排放總量隨之增長，人均碳排放量也由2000年的0.98t/人上升到2012年的2.63t/人。而隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展，省內(nèi)GDP快速上升，浙江省單位產(chǎn)值碳排放量由2000年的0.72t/萬元下降至2012年的0.36t/萬元。

4.浙江省城市化與碳排放關(guān)系的計量分析

根據(jù)浙江省2000年-2012年間城市化水平與碳排放量的變化情況，選用2000年-2012年浙江省城市化率作為自變量，2000年-2012年浙江省年度碳排放量作為因變量展開分析。為了消除初始數(shù)據(jù)中可能存在的異方差，分別對2個變量取自然對數(shù)，記作In U和In T，如表3所示。以下均采用Eviews7.0計量軟件進行分析。

（1）相關(guān)性分析。目前，浙江省正處于經(jīng)濟快速發(fā)展、城市化進程加速的時期，城市化是浙江省碳排放量增加的重要因素。2000-2012年浙江省城市化水平與碳排放量的數(shù)據(jù)制作散點圖，如圖1所示，從圖中可以發(fā)現(xiàn)它們兩者之間具有相同的變化趨勢，且都呈增長趨勢。為了定量分析浙江省城市化與碳排放的關(guān)系，使用Eviews7.0計量軟件對浙江省城市化率與碳排放量進行了相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)兩者的相關(guān)系數(shù)R2為0.9549，F(xiàn)統(tǒng)計量為232.6525，且系數(shù)通過了t檢驗，這說明浙江省城市化水平與碳排放兩者之間具有很高的正相關(guān)性。

（2）序列平穩(wěn)性檢驗。由于本文的實證分析采用的是時間序列數(shù)據(jù)，而時間序列數(shù)據(jù)計量分析的有效性以時間序列的平穩(wěn)性為基礎，否則可能會出現(xiàn)“偽回歸”現(xiàn)象。在實踐中遇到的經(jīng)濟和金融數(shù)據(jù)大都是非平穩(wěn)的時間序列，因此有必要先對時間序列進行平穩(wěn)性檢驗，本文擬用ADF檢驗對In u和In T進行單位根檢驗，據(jù)此判斷2個變量的平穩(wěn)性。

通過時間序列圖可以發(fā)現(xiàn)In T和In U2個序列都有明顯的趨勢，由此判斷In T和In U兩者均為非平穩(wěn)序列。分別對兩變量的一階差分In T和In U序列進行單位根檢驗，結(jié)果顯示In T和In U序列存在單位根，是非平穩(wěn)的。接著再分別對In T和In U序列做差分并進行ADF檢驗，其結(jié)果如表4和表5所示。

表4與表5的檢驗結(jié)果顯示，In U和In T2個變量均在1%的顯著性水平下達到了二階平穩(wěn)，均為二階單整序列。兩變量具備相同的單整階數(shù)，因而可以進一步對In U和In T進行協(xié)整關(guān)系分析。

（3）協(xié)整關(guān)系檢驗。運用Engle-Granger兩步法對In U和In T進行協(xié)整檢驗。先利用計量工具建立回歸方程并估計得到殘差序列；再使用ADF檢驗對所得殘差序列進行單位根檢驗以判斷殘差序列的平穩(wěn)性。若殘差序列平穩(wěn)，則說明變量間存在協(xié)整關(guān)系，否則變量間不存在協(xié)整關(guān)系。按照這個步驟，先利用Eviews7.0軟件對In U和In T進行回歸分析，其中，以In T為因變量，In U為自變量，回歸結(jié)果，如表6所示。

由表6可得，In T和In U之間的回歸方程為

In T=-8.1883+4.2699In U+ε。

由回歸方程（1）式可以得出殘差序列的表達式為

e=In T-（-8.1883+4.2699In U）。

采用ADF檢驗法對上式的殘差序列進行單位根檢驗，結(jié)果如表7所示。

由表7可得，殘差序列的ADF統(tǒng)計量為-3.717535，小于顯著水平1%、5%、和10%的臨界值，因此可以判斷殘差序列e是平穩(wěn)的。該結(jié)果表明，In T與In U之間存在協(xié)整關(guān)系，也就是說浙江省城市化與碳排放之間存在著長期的均衡關(guān)系。相應的協(xié)整方程：In T=-8.1883+4.2699In U。由協(xié)整方程可知，從長期來看，浙江省城市化水平每變動一個百分比，會引起碳排放總量4.2699個百分點的同方向變動，說明城市化水平對浙江省碳排放量的增長具有重要影響。

（4）誤差修正模型。協(xié)整方程的建立反映了浙江省城市化與碳排放兩變量之間的長期均衡關(guān)系，誤差修正模型（ECM）則通過建立短期的動態(tài)模型，可以彌補長期模型的不足。現(xiàn)通過誤差修正模型（ECM）來考察浙江省城市化與碳排放之間的短期動態(tài)關(guān)系。

由誤差修正模型的估計結(jié)果可知，In T關(guān)于In U的長期彈性為4.2699，In T關(guān)于In U的短期彈性為0.8727。此外，式中差分項反映了短期城市化波動對浙江省碳排放的影響，誤差修正項ECM的系數(shù)（-0.2626）反映了在短期內(nèi)，城市化與碳排放兩變量之間的長期均衡關(guān)系對當前碳排放偏離其均衡水平的調(diào)整力度。

（5）因果關(guān)系分析。為檢驗浙江省城市化水平與碳排放之間的因果方向，本文通過Eviews7.0軟件，采用格蘭杰因果檢驗法，對In U與In T之間的因果關(guān)系進行探究，結(jié)果如表8所示。

根據(jù)表8可知，當滯后期分別為2時，在5%的顯著性水平下，In U是In T的格蘭杰原因（P值為0.0447<0.05，可以拒絕原假設），而In T不是In U的格蘭杰原因（（P值為0.1606>0.05，接受原假設））。該結(jié)論說明浙江省城市化與碳排放兩變量間存在單向的格蘭杰因果關(guān)系，即浙江省城市化水平的提高是引起其碳排放量增長的格蘭杰原因，反之則不然。

5.結(jié)論與建議

研究結(jié)論為：浙江省城市化水平與碳排放之間具有協(xié)整關(guān)系；浙江省城市化進程不僅對碳排放具有長期的影響，也具有短期動態(tài)的影響，但短期的影響要小于長期的影響；浙江省城市化是導致碳排放量不斷增加的格蘭杰因果原因，但碳排放不是推動浙江省城市化進程的原因。

基于上述研究結(jié)果，針對如何降低浙江省碳排放，提出以下主要政策建議：

（1）城市化進程中注重調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率。浙江省本身就是一個“缺煤少油”的地區(qū)，在采取碳減排措施時，應該認識到其在城市化進程中的能源需求快速增長和剛性問題，必須改變浙江省以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)，同時采用新的節(jié)能減排技術(shù)，從而降低城市化進程中的碳排放量。首先，應提倡資源節(jié)約型的經(jīng)濟發(fā)展方式，在城市化發(fā)展的過程中，加大投入研發(fā)先進低碳技術(shù)，努力提高能源的利用效率，以降低單位產(chǎn)值及單位城市化率的碳排放水平；其次，要開拓新能源渠道，積極開發(fā)和利用可再生能源與清潔能源，加大水電、天然氣的開發(fā)力度，逐步改變過去以煤炭為主的能源消耗結(jié)構(gòu)；此外，應利用市場機制引導企業(yè)進行低碳生產(chǎn)，轉(zhuǎn)變那種高資源能源消耗、高排放、高污染的生產(chǎn)經(jīng)營模式，實行低消耗、低排放、低污染的生產(chǎn)經(jīng)營模式。

（2）開啟政府、企業(yè)及社會公眾的多方合作，加快推進低碳城市化發(fā)展。發(fā)展低碳經(jīng)濟需要構(gòu)建政府、企業(yè)及社會公眾多方合作的低碳經(jīng)濟治理結(jié)構(gòu)。在實現(xiàn)低碳城市化發(fā)展的過程中，政府應起引導作用，積極推進城市能源系統(tǒng)、消費和交通運行等方面的低碳化，通過大力發(fā)展輕軌等綠色交通構(gòu)建低碳城市化網(wǎng)絡系統(tǒng)，減少交通運輸產(chǎn)生的大量溫室氣體。同時，政府部門應制定相應的政策制度，如在浙江省內(nèi)建立碳排放賬戶，對浙江省的碳排放情況給予規(guī)劃、分配與監(jiān)測，并建立浙江省地方性的碳交易市場、采取征收碳稅等措施，從而有效地控制碳排放量；作為企業(yè)，應努力研發(fā)先進低碳技術(shù)，發(fā)展低碳產(chǎn)業(yè)，減少生產(chǎn)過程中的碳排放，同時推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級，發(fā)展低碳產(chǎn)業(yè)；而社會公眾則應樹立低碳消費、綠色消費的意識，在日常生活中自愿節(jié)能減排，倡導低碳生活方式，以提升全社會的節(jié)能水平，構(gòu)建集約型、生態(tài)型的低碳經(jīng)濟發(fā)展模式。

（3）積極引進和開發(fā)低碳技術(shù)，構(gòu)建低碳城市的金融支持體系。實現(xiàn)低碳城市化離不開低碳技術(shù)的使用與金融體系的支持。浙江省低碳排放技術(shù)的水平還比較低，所以，為早日實現(xiàn)低碳經(jīng)濟目標，浙江省應致力于低碳技術(shù)的開發(fā)，同時引進國際上創(chuàng)新先進的降低碳排放的技術(shù)，如二氧化碳的捕獲封存，頁巖氣的勘探開發(fā)等成熟的低碳技術(shù)。另外，金融體系的支持是實現(xiàn)低碳城市化的重要條件之一。未來需要在金融業(yè)樹立起低碳經(jīng)濟服務的新理念，參考英國設立“碳基金”等機構(gòu)以促進節(jié)能減排，并培育碳交易多層次市場體系，實現(xiàn)低碳城市化建設和金融創(chuàng)新的雙贏。