基于STIRPAT模型的碳排放重組效應(yīng)分析①
——以桂滇黔區(qū)域為例

廣西師范大學(xué) 潘 敏

基于STIRPAT模型的碳排放重組效應(yīng)分析①
——以桂滇黔區(qū)域為例

廣西師范大學(xué) 潘 敏

本文以廣西、云南、貴州區(qū)域改革開放以來的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，基于STIRPAT模型，分析影響該區(qū)域碳排放的因素，實證分析發(fā)現(xiàn)所選取經(jīng)濟發(fā)展水平、能源利用效率、能源強度、投資規(guī)模等因素指標(biāo)對人均碳排放具有顯著的正方向影響，在驗證長期庫茨涅茲曲線假說中，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域呈現(xiàn)為“N”型，出現(xiàn)了重組效應(yīng)，在此，根據(jù)研究結(jié)果提出適宜的減排方案。

桂滇黔 碳排放 STIRPAT模型 重組效應(yīng)

1 研究背景

廣西、云南、貴州(以下簡稱桂滇黔)區(qū)域是西部發(fā)展的重要領(lǐng)域，在國家政策的引導(dǎo)之下，桂滇黔區(qū)域正處在經(jīng)濟、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)快速發(fā)展時期。從歷史經(jīng)驗來看，經(jīng)濟發(fā)展需要大量的化石能源，而化石能源消耗的增加會導(dǎo)致二氧化碳大量排放。因此，基于桂滇黔區(qū)域的碳排放，對碳排放與經(jīng)濟發(fā)展之間存在的規(guī)律進行研究，探索其節(jié)能減排的策略，對桂滇黔區(qū)域大力發(fā)展經(jīng)濟的同時，又能有效地控制CO2的排放，對實現(xiàn)碳排放減排要求具有重要的現(xiàn)實意義。對國內(nèi)外文獻進行研究發(fā)現(xiàn)，采用環(huán)境庫茲涅茨曲線討論環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間關(guān)系的研究較為成熟。環(huán)境庫茲涅茨曲線是美國經(jīng)濟學(xué)家G.Grossman和A.Kureger(1992)對三種環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)與收入之間的關(guān)系進行研究，由此發(fā)現(xiàn)了環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間呈現(xiàn)出倒U型的關(guān)系。Bruyn和opschoor(1997)通過對19個國家的EKC曲線趨勢進行研究時發(fā)現(xiàn)，部分國家環(huán)境壓力指數(shù)隨收入的增加有重新上升的趨勢，呈現(xiàn)為N型。隨后Friedl和Getzner(2003)等人發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟發(fā)展指標(biāo)與碳排放指標(biāo)呈N型發(fā)展趨勢，即收入水平較高時，會再次增加對資源的使用量。鑒于對于桂滇黔地區(qū)碳排放的研究文獻數(shù)量較少，以桂滇黔區(qū)域作為研究對象，研究以西部大開發(fā)為背景下的區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和碳排放的關(guān)系，主要考察其庫茲涅茨曲線(CKC曲線)的類型，以及對碳排放的影響的分析。

2 桂滇黔地區(qū)現(xiàn)狀研究

西部大開發(fā)以來，桂滇黔區(qū)域發(fā)展較為迅速，區(qū)域經(jīng)濟呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，GDP年均增長率均超過了10%。在經(jīng)濟高速發(fā)展的同時，桂滇黔區(qū)域能源消費總量持續(xù)快速增長；從能源消費結(jié)構(gòu)中看，煤炭仍然占據(jù)了很高的比例，火力發(fā)電是主要的能源供應(yīng)，對煤炭等一次性能源的依賴性較高，對新能源的開發(fā)不足；從能源強度方面看，桂滇黔區(qū)域的能源強度都經(jīng)歷了先升高，后降低的過程，但仍然偏高?？偟膩碚f，桂滇黔區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展方式效果轉(zhuǎn)變有限，能源利用效率所涉及的工業(yè)調(diào)整、技術(shù)進步以及管理升級都有待提高。在推動社會經(jīng)濟快速發(fā)展的同時，注重環(huán)境保護，以低碳經(jīng)濟為發(fā)展目標(biāo)是必然的選擇。

3 實證分析過程

3.1 模型構(gòu)建

Dietz等(1997)對Erlich和Holden(1971)IPAT模型進行了修改，提出了人口、富裕和技術(shù)的隨機回歸影響的STIRPAT模型，允許學(xué)者根據(jù)各自研究特點進行相應(yīng)的改進和調(diào)整，即：

其中，I、P、A、T分別表示環(huán)境壓力、人口數(shù)量、富裕度和技術(shù)，e為模型誤差。

在本文中，根據(jù)研究區(qū)域的特征，對變量改進調(diào)整，用人均投資規(guī)模衡量替代人口規(guī)模，用I來表示；用人均GDP來衡量富裕程度，用Y表示，為了驗證是否存在環(huán)境庫茲涅茨假說，將其分解成為一次項，二次項和三次項；使用單位GDP的能源消耗衡量節(jié)能減排技術(shù)水平，用E表示；加入衡量能源消費碳強度的指標(biāo)ES(即標(biāo)準(zhǔn)煤的能源消耗量比上碳排放量)。

選用人均碳排放作為被解釋變量，對相關(guān)變量做對數(shù)化處理，系數(shù)代表的意義為彈性系數(shù)，考慮到影響因素中存在一定的滯后效應(yīng)，在模型中引入滯后項，采用動態(tài)模型進行分析。構(gòu)建動態(tài)面板模型如下：是自然對數(shù)，CO2代表的是人均碳排放量，并且用其自然對數(shù)表示，μ代表的是隨機擾動項。

3.2 實證檢驗與分析

選取桂滇黔三地區(qū)從1978年至2010年的面板數(shù)據(jù)，在模

型中引入了被解釋變量的滯后項。為了避免偽回歸，采用LLC檢驗和ADF檢驗，對數(shù)據(jù)進行了單位根檢驗，結(jié)果表明，所有變量一階差分平穩(wěn)，滿足協(xié)整條件。同時，對面板數(shù)據(jù)檢驗發(fā)現(xiàn)存在固定效應(yīng)。

表1 變量面板單位根檢驗

根據(jù)數(shù)據(jù)樣本特點，采用回歸殘差的協(xié)整檢驗。運用混合多元回歸模型POOL EGLS進行面板協(xié)整回歸，對殘差進行單位根檢驗結(jié)果見表2。可以判斷，殘差的水平值沒有單位根，是平穩(wěn)的?？梢缘贸龈鱾€變量之間存在長期協(xié)整關(guān)系。

表2 面板殘差協(xié)整檢驗

從得到的結(jié)果來看，R平方值為0.99，模型的擬合程度較高。四個影響因素對人均碳排放的影響具有顯著的正向影響，影響程度由大到小依次為經(jīng)濟發(fā)展水平、能源利用效率、能源強度、投資規(guī)模?？梢钥闯觯斐商寂欧偶铀僭鲩L的主要因素依然是經(jīng)濟拉動，這也說明了目前經(jīng)濟發(fā)展嚴(yán)重依賴能源的大量消耗。

影響因素分解的分析結(jié)果表明，二氧化碳的滯后期變量對碳排放的影響系數(shù)為正數(shù)，說明CO2的前一期排放量對當(dāng)期排放是正相關(guān)的，是一個持續(xù)累積、動態(tài)變化的過程。能源消費結(jié)構(gòu)ES與人均碳排放成顯著正相關(guān)關(guān)系，也證明了以煤炭作為主要能源是碳排放量增長迅速的原因。投資規(guī)模的系數(shù)為正，說明隨著投資規(guī)模的增加，碳排放量顯著上升?？梢姰?dāng)前的投資處在技術(shù)較低的領(lǐng)域，即以消耗能源為經(jīng)濟發(fā)展做貢獻這種粗放型經(jīng)濟增長方式上。因此，桂滇黔區(qū)域單位GDP的能耗量會導(dǎo)致碳排放的增加。

重組假說認(rèn)為：經(jīng)濟增長與環(huán)境壓力之間的關(guān)系，在長期呈現(xiàn)為“N”型的發(fā)展關(guān)系。也就是說經(jīng)濟發(fā)展到一定水平時，經(jīng)濟的增長會促進環(huán)境污染程度的降低，但隨著經(jīng)濟增長到較高水平之時，環(huán)境污染會出現(xiàn)惡化，這就是重組效應(yīng)。在驗證是否存在庫茲涅茨假說，發(fā)現(xiàn)人均GDP的指標(biāo)一次項和三次項系數(shù)為正，二次項系數(shù)為負(fù)，這一數(shù)值說明EKC曲線呈現(xiàn)出“N”型走勢。與何小剛、張耀輝(2012)對全國工業(yè)碳排放的研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論與建議

4.1 主要結(jié)論

對桂滇黔三省的碳排放進行面板數(shù)據(jù)分析，結(jié)果表明：桂滇黔區(qū)域人均碳排放和人均GDP之間呈現(xiàn)“N”型發(fā)展趨勢。分析影響碳排放的因素發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟增長是以消耗能源和污染環(huán)境為代價的。減排技術(shù)、能源效率等方面的綠色技術(shù)沒有達到趨同的發(fā)展步伐。從長遠來看，調(diào)整以煤炭為主的傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)，大力開發(fā)和使用清潔能源，可以有效減少桂滇黔區(qū)域碳排放量，實現(xiàn)“低碳化”發(fā)展。

4.2 政策建議

根據(jù)實證分析，從以下兩個方面提出政策建議。

一是結(jié)合桂滇黔區(qū)域要素稟賦，利用優(yōu)勢互補加強省域之間的交流與合作，積極引進優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，形成區(qū)域間產(chǎn)業(yè)鏈，探索建立多元化的管理機制，提倡多方信息共享，實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟一體化發(fā)展。

二是加快開發(fā)、推廣新型能源和可再生能源，擴大太陽能、水能等可再生能源的利用，提高核電供電比重，推廣清潔能源，限制高耗能產(chǎn)業(yè)進入，提高能源效率，改善高碳能源結(jié)構(gòu)。

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F205

A

2096-0298(2015)04(a)-117-02

廣西碩士研究生科研創(chuàng)新項目“桂滇黔碳排放重組效應(yīng)的STIRPAT模型分析”(YCSW2013052)，負(fù)責(zé)人：潘敏。

潘敏(1987-)，女，漢族，湖北黃岡人，廣西師范大學(xué)碩士研究生，主要從事低碳經(jīng)濟研究。