江蘇能越過(guò)碳排放庫(kù)茲涅茨曲線拐點(diǎn)嗎?
——基于江蘇碳排放的二階段因素分解模型分析

徐國(guó)泉，欒　昊

(蘇州科技大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 蘇州，215009)

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江蘇能越過(guò)碳排放庫(kù)茲涅茨曲線拐點(diǎn)嗎?
——基于江蘇碳排放的二階段因素分解模型分析

徐國(guó)泉，欒昊

(蘇州科技大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 蘇州，215009)

摘要：對(duì)江蘇省能源消耗的碳排放進(jìn)行了估算，分析了人均碳排放與人均GDP的關(guān)系，并對(duì)江蘇省碳排放進(jìn)行了二階段因素分解分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，江蘇碳排放庫(kù)茲涅茨曲線存在拐點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展是帶動(dòng)江蘇省人均碳排放增長(zhǎng)的主要因素，而能源效率對(duì)抑制江蘇人均碳排放增長(zhǎng)起到了關(guān)鍵的作用，能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)份額都呈現(xiàn)“倒U型”曲線。江蘇能否順利越過(guò)該拐點(diǎn)，則取決于包括加大轉(zhuǎn)型升級(jí)力度等一攬子政策的實(shí)施。

關(guān)鍵詞：碳排放；庫(kù)茲涅茨曲線；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

中國(guó)政府宣布到2020年單位GDP碳排放強(qiáng)度比2005年下降40%～45%，如何控制和減少碳排放的問題已成為國(guó)內(nèi)外討論的熱點(diǎn)問題。江蘇省作為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的省份，其溫室氣體排放的控制狀況受到極大的關(guān)注。為此，本文將首先基于環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線假說(shuō)，分析江蘇省碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系，然后采用二階段對(duì)數(shù)平均迪氏分解法(LMDI)對(duì)江蘇碳排放的影響因素進(jìn)行分析，以論證江蘇到達(dá)并越過(guò)碳排放倒U型曲線拐點(diǎn)的時(shí)間和可能性。

1文獻(xiàn)綜述

1.1碳排放庫(kù)茲涅茨曲線

許多學(xué)者對(duì)碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系做了探討，其中最為典型的研究是關(guān)于碳排放的庫(kù)茲涅茨曲線(CKC)假說(shuō)及拐點(diǎn)的估計(jì)。在二氧化碳庫(kù)茲涅茨曲線方面，國(guó)外學(xué)者主要研究不同發(fā)展程度國(guó)家的特征，主要學(xué)者有Martinez-Zarzoso與Bengochea-Morancho[1]、Abdul Jalil與Syed F.Mahmud[2]、 Aaron Kearsley與Mary Riddel(2010)[3]等，也有學(xué)者對(duì)庫(kù)茲涅茨曲線假說(shuō)提出了質(zhì)疑，如Galeotti、Lanza與Pauli[4]。

同國(guó)外的研究相比，中國(guó)學(xué)者關(guān)于碳排放庫(kù)茲涅茨曲線的實(shí)證研究起步較晚，2009年以后相關(guān)研究才開始逐漸涌現(xiàn)。該方面的研究主要集中在采用不同的模型方法對(duì)中國(guó)不同區(qū)域二氧化碳庫(kù)茲涅茨曲線假說(shuō)進(jìn)行驗(yàn)證與特征分析，如林伯強(qiáng)等利用庫(kù)茲涅茨曲線，研究了中國(guó)二氧化碳排放的拐點(diǎn)，并進(jìn)行了預(yù)測(cè)[5]；許廣月等驗(yàn)證了碳排放庫(kù)茲涅茨曲線的存在性，結(jié)果表明，東部、中部存在碳排放庫(kù)茲涅茨曲線，而西部不存在碳排放庫(kù)茲涅茨曲線[6]，張為付等得到類似結(jié)論[7]；孫作人等的研究結(jié)果表明，城市化率、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)與非煤能源比重對(duì)二氧化碳排放的彈性系數(shù)分別成線性、倒N型、N型與U型關(guān)系[8]；劉華軍等則研究認(rèn)為中國(guó)的人均排放量與人均收入之間存在倒N型關(guān)系[9]；鄭麗琳等的研究結(jié)果顯示，中國(guó)碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)間存在長(zhǎng)期穩(wěn)定的倒U型關(guān)系[10]。

由此可見，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)碳排放庫(kù)茲涅茨曲線進(jìn)行了有益的嘗試，但是得出的結(jié)論不盡相同，這主要是由于采用了不同的方法與不同的研究角度。

1.2碳排放因素分解法

在國(guó)際上，學(xué)者廣泛應(yīng)用對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)分解方法對(duì)CO2排放量的時(shí)序變化分解為規(guī)模、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度等多種因素的驅(qū)動(dòng)變化，如Ang等[11]、Zhang F Q等[12]。而在國(guó)內(nèi)，徐國(guó)泉等首次將因素分解法應(yīng)用到中國(guó)碳排放的影響因素分析[13]，此后，涌現(xiàn)大量相關(guān)的研究文獻(xiàn)，因素分解法也成為國(guó)內(nèi)學(xué)者[14-21]分析碳排放因素的主流方法，該方法能夠?qū)a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)進(jìn)步、能源結(jié)構(gòu)變化等因素對(duì)能源效率和碳排放的影響程度進(jìn)行分解分析。

從目前的文獻(xiàn)來(lái)看，由于因素分解模型本身的限制，在對(duì)碳排放的因素分解中，僅能單獨(dú)分解出能源結(jié)構(gòu)或者產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素，而不能同時(shí)分解出能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。為了克服因素分解模型的限制，本文采取二階段因素分解法，從而能夠同時(shí)分解出能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)碳排放的影響，這在模型方法具有一定的創(chuàng)新性。

2數(shù)據(jù)收集、估算與整理

對(duì)江蘇省總的碳排放量采用徐國(guó)泉等[13]提出的公式進(jìn)行估算：

(1)

式中：Ei為i類能源的消費(fèi)量；Fi為i類能源的碳排放強(qiáng)度；這里Fi的取值如下表1。

表1　各類能源的碳排放系數(shù)

注：資料來(lái)源于文獻(xiàn)[22]。

考慮到可比性，江蘇省各產(chǎn)業(yè)增加值、GDP按2000年不變價(jià)進(jìn)行縮減。各類型能源消費(fèi)量由實(shí)物量按《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒2013》中的能源折算系數(shù)折合成標(biāo)準(zhǔn)煤(表2～表3)。

表2　江蘇省各類能源消費(fèi)、GDP及碳排放估算

注：資料來(lái)源于江蘇省歷年各類型能源消費(fèi)量(萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤)、GDP(2000年不變價(jià)，億元)等數(shù)據(jù)引自《江蘇統(tǒng)計(jì)年鑒》。

表3　江蘇省各產(chǎn)業(yè)增加值與能源消費(fèi)量

注：數(shù)據(jù)來(lái)源于《江蘇統(tǒng)計(jì)年鑒》。

3江蘇省碳排放庫(kù)茲涅茨曲線

借鑒國(guó)內(nèi)外學(xué)者有關(guān)環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的實(shí)證研究模型，碳排放庫(kù)茲涅茨曲線反映人均碳排放與人均GDP的關(guān)系。以A表示人均碳排放，以R表示人均GDP，建立碳排放庫(kù)茲涅茨曲線的二次方程模型為：

A=α+β1R+β2R2

(2)

式中：α為截距項(xiàng)；β1、β2分別為R2和R的估計(jì)系數(shù)。

首先考慮江蘇碳排放是否存在拐點(diǎn)。當(dāng)碳排放庫(kù)茲涅茨曲線呈“倒U”型曲線時(shí)，表明碳排放庫(kù)茲涅茨曲線存在拐點(diǎn)，表現(xiàn)在二次方程模型中，一次項(xiàng)系數(shù)β1為正，二次項(xiàng)系數(shù)β2為負(fù)。在此基礎(chǔ)上，則可以測(cè)算碳排放庫(kù)茲涅茨曲線的拐點(diǎn)路徑。

通過(guò)擬合，模型結(jié)果為：

A=-0.2279+0.8244R-0.0756R2(-2.185)(11.004) (-6.383)

擬合優(yōu)度檢驗(yàn)：R-squared=0.9887，F(xiàn)-statistic =395.4286，擬合效果好。

根據(jù)公式(3)的結(jié)果可以看出，一次項(xiàng)系數(shù)為正，二次項(xiàng)系數(shù)為負(fù)，說(shuō)明江蘇碳排放庫(kù)茲涅茨曲線具有“倒U”型特征，存在拐點(diǎn)，符合環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線假說(shuō)。計(jì)算碳排放庫(kù)茲涅茨曲線拐點(diǎn)ε：

圖1　江蘇省碳排放庫(kù)茲涅茨曲線

ε計(jì)算結(jié)果和圖 1 表明：以2000年不變價(jià)格計(jì)算，當(dāng)江蘇省人均GDP小于5.451 1萬(wàn)元時(shí)，江蘇人均碳排放隨著人均GDP的增長(zhǎng)而增加；人均GDP大于5.451 1萬(wàn)元時(shí)，人均碳排放隨著人均GDP的增長(zhǎng)而降低；在5.451 1萬(wàn)元處達(dá)到人均碳排放的最大值，是江蘇省碳排放的理論拐點(diǎn)。2014年，按2000年不變價(jià)格核算，江蘇省人均 GDP為5.423 4萬(wàn)元，已經(jīng)基本達(dá)到了江蘇省碳排放的理論拐點(diǎn)。

“十三五”是江蘇省經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵期，能否成功越過(guò)碳排放庫(kù)茲涅茨曲線拐點(diǎn)，還需要從能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)進(jìn)步等角度對(duì)江蘇庫(kù)茲涅茨曲線的影響進(jìn)行分析。

4江蘇人均碳排放的影響因素分析

4.1碳排放的二階段因素分解模型

這里采用徐國(guó)泉[13]提出的碳排放量的基本等式：

(3)

公式(3)可以寫為：

(4)

式中：人均碳排放量A的變化來(lái)自于SEi的變化(能源結(jié)構(gòu))、Fi的變化(能源排放強(qiáng)度)、Ij的變化(能源效率)、SYj(產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu))以及R的變化(經(jīng)濟(jì)發(fā)展)。

第t期相對(duì)于基期的人均碳排放量的變化可以表示為：

ΔA=At-Ao=ΔASE+ΔAF+ΔAI+ΔASY+ΔAR+ΔArsd

(5)

式中：ΔASE為能源結(jié)構(gòu)因素；ΔAF為能源排放強(qiáng)度因素；ΔAI為能源效率因素；ΔASY為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素；ΔAR為經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素；ΔArsd為分解余量。

由于公式(4)存在雙重結(jié)構(gòu)因素(即能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu))，直接采用因素分解法，無(wú)法同時(shí)將這兩重結(jié)構(gòu)因素分解出來(lái)。由此，本文將公式(4)分成以下兩個(gè)階段分解模型：

(6)

(7)

采用Ang 等人[11]在1998年提出的對(duì)數(shù)平均權(quán)重Divisia分解法(LMD)分別對(duì)公式(6)、(7)進(jìn)行二階段因素分解。

第一階段，對(duì)公式(6)分解得到：

第二階段，對(duì)公式(3)分解得到：

本文將以上分解方法稱之為“二階段因素分解法”。

4.2因素分析

本文中，F(xiàn)i是固定的，即影響江蘇人均碳排放的因素主要為能源結(jié)構(gòu)變化、能源效率變化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展變化。因此，ΔAF=0，其他4個(gè)因素的影響效果計(jì)算結(jié)果見表4。

表4　2003—2012年江蘇省人均碳排放的二階段因素分解結(jié)果

注：表4計(jì)算結(jié)果是以2000年為基期的二階段因素分解結(jié)果。

從圖2可以看出，江蘇省人均碳排放量總體在不斷增加，而帶動(dòng)江蘇省人均碳排放增長(zhǎng)的主要因素是江蘇省經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。圖2顯示，經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)江蘇省人均碳排放的貢獻(xiàn)值是在不斷增大的。

我們也注意到，2003—2005年江蘇省人均碳排放增長(zhǎng)幅度有所增大，但從2006年起，江蘇省人均碳排放增長(zhǎng)幅度在不斷收小，特別是2012年人均碳排放的增長(zhǎng)幅度僅為0.064 t。從圖2的因素分解結(jié)果分析，能源效率對(duì)抑制江蘇人均碳排放增長(zhǎng)起到了關(guān)鍵的作用，這應(yīng)該是由于江蘇省產(chǎn)業(yè)的升級(jí)改造，技術(shù)水平大幅提高，能源效率得到提高，從而抑制了碳排放的增長(zhǎng)速度。

進(jìn)一步分析其他因素的影響效果，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)份額呈現(xiàn)倒U型，即在2003—2006年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)人均碳排放起拉動(dòng)作用，而2007年以后，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)開始抑制人均碳排放的增長(zhǎng)，特別是2012年起貢獻(xiàn)值已轉(zhuǎn)為負(fù)，說(shuō)明了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)值已優(yōu)于2000年。這也反映了江蘇產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)改造取得了初步成果。倒U型曲線同樣出現(xiàn)在了能源結(jié)構(gòu)上，2005年以前，能源結(jié)構(gòu)沒有帶動(dòng)人均碳排放的下降，2006年以后抑制人均碳排放的作用逐步顯現(xiàn)，但抑制作用的貢獻(xiàn)值很小，這說(shuō)明，江蘇省以煤為主的能源結(jié)構(gòu)仍未發(fā)生根本性的改變。

圖2　2003—2012年江蘇省人均碳排放的二階段因素分解結(jié)果

5結(jié)論及對(duì)策

對(duì)江蘇省能源消耗的碳排放進(jìn)行了估算，分析了人均碳排放與人均GDP的關(guān)系，并對(duì)江蘇省碳排放進(jìn)行了二階段因素分解分析，可以得到以下結(jié)論：

(1)江蘇碳排放庫(kù)茲涅茨曲線存在拐點(diǎn)，具有“倒U”型特征，符合環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線假說(shuō)。江蘇省碳排放的理論拐點(diǎn)人均GDP為5.451 1萬(wàn)元。2014年，按2000年不變價(jià)格核算，江蘇省人均 GDP為5.423 4萬(wàn)元，已經(jīng)基本達(dá)到了江蘇省碳排放的理論拐點(diǎn)。

(2)江蘇省人均碳排放量總體在不斷增加，而帶動(dòng)江蘇省人均碳排放增長(zhǎng)的主要因素是江蘇省經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)江蘇省人均碳排放的貢獻(xiàn)值是在不斷增大的。

(3)江蘇省人均碳排放增長(zhǎng)幅度在不斷收小，能源效率對(duì)抑制江蘇人均碳排放增長(zhǎng)起到了關(guān)鍵的作用。

(4)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)份額呈現(xiàn)“倒U型”曲線，即在2003—2006年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)人均碳排放起拉動(dòng)作用，而2007年以后，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)開始抑制人均碳排放的增長(zhǎng)。這也反映了江蘇產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)改造取得了初步成果。

(5)能源結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)也呈現(xiàn)“倒U型”曲線，2005年以前，能源結(jié)構(gòu)沒有帶動(dòng)人均碳排放的下降，2006年以后抑制人均碳排放的作用逐步顯現(xiàn)，但抑制作用的貢獻(xiàn)值很小，這說(shuō)明，江蘇省以煤為主的能源結(jié)構(gòu)仍未發(fā)生根本性的改變。

由此可見，江蘇省碳排放庫(kù)茲涅茨曲線是存在，且已到達(dá)理論拐點(diǎn)，但能否順利越過(guò)該拐點(diǎn)，取決于后續(xù)一攬子政策的效果，為此提出以下對(duì)策建議：

(1)技術(shù)進(jìn)步依然是提高能源效率的有效途徑。進(jìn)一步加大轉(zhuǎn)型升級(jí)力度，加大能源技術(shù)研發(fā)投入，推廣新型的節(jié)能技術(shù)，提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平，淘汰高耗能的陳舊設(shè)備，提高能源效率。同時(shí)要重視省內(nèi)技術(shù)溢出效應(yīng)，加強(qiáng)地區(qū)間的技術(shù)轉(zhuǎn)移合作，推進(jìn)蘇南先進(jìn)技術(shù)向蘇中、蘇北擴(kuò)散，促進(jìn)蘇中、蘇北能源效率的提升，充分發(fā)揮能源效率因素的抑制作用。

(2)進(jìn)一步發(fā)揮結(jié)構(gòu)因素在節(jié)能減排中的作用。繼續(xù)調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)輕型化，大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，加快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步發(fā)揮產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的抑制作用。加強(qiáng)能源價(jià)格的市場(chǎng)化，充分利用價(jià)格手段調(diào)節(jié)能源與其他要素的替代效應(yīng)，促使其他要素替代能源的投入。同時(shí)通過(guò)財(cái)政補(bǔ)貼等方式，積極降低煤炭在能源中所占比重，大力發(fā)展清潔能源，鼓勵(lì)企業(yè)采用清潔能源，改善能源結(jié)構(gòu)。

(3)制定能源及環(huán)境保護(hù)政策時(shí)，要根據(jù)江蘇省蘇南、蘇中、蘇北地區(qū)間經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源消費(fèi)的不平衡的實(shí)際情況，充分考慮各地區(qū)節(jié)能減排機(jī)制的演化路徑差異，合理采取相應(yīng)的政策，推進(jìn)區(qū)域間的有效合作，走可持續(xù)發(fā)展的能源節(jié)約型的低碳之路。比如，蘇中、蘇北地區(qū)在承接蘇南產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移時(shí)，要制定有效的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和能源政策；蘇南地區(qū)則要提升產(chǎn)業(yè)層次，發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、總部經(jīng)濟(jì)以及第三產(chǎn)業(yè)。

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Can Jiangsu Pass the Inflection Point of the Carbon Emissions Kuznets Curve?Based on the Analysis of Jiangsu’s Carbon Emissions on the Two-Stage Factor Decomposition Model

XU Guo-quan, LUAN Hao

(Business school of Suzhou University of Science and Technology,Suzhou 215009，China)

Abstract:This paper is to estimate the carbon emissions of energy consumption in Jiangsu,to analyze the relationship between per capita carbon emissions and per capita GDP,and to do the analysis of Jiangsu’s carbon emissions on two-stage factor decomposition model.We have obtained the following conclusions：firstly,Jiangsu carbon emissions Kuznets curve has a “inverted U” type;secondly,economic development is the main factor of per capita carbon emissions growth in Jiangsu province;thirdly,energy efficiency plays a key role in restraining per capita carbon emissions growth in Jiangsu;fourthly,the contribution share of energy structure and industrial structure is showing “inverted U” curve.Whether Jiangsu can successfully pass the inflection point or not,it depends on a package of policies including increasing the intensity of the transformation and upgrading.

Key words:carbon emissions；Kuznets curve；industrial structure

doi:10.3969/j.issn.1009-4210.2016.03.004

收稿日期：2016-03-31；改回日期：2016-04-24

基金項(xiàng)目：江蘇高校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究資助項(xiàng)目(2015SJB560)

作者簡(jiǎn)介：徐國(guó)泉(1979—)，男，副教授，博士，從事科技管理研究。

中圖分類號(hào)：F062(253)

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1009-4210-(2016)03-022-07