我國區(qū)域碳排放的收斂性研究

佟 昕(1. 中央財經大學 經濟學院, 北京 100081; 2. 東北大學 工商管理學院, 遼寧 沈陽 110169)

我國區(qū)域碳排放的收斂性研究

佟 昕1,2
(1. 中央財經大學 經濟學院, 北京 100081; 2. 東北大學 工商管理學院, 遼寧 沈陽 110169)

結合經濟增長理論的收斂概念,對中國東部、中部和西部三大區(qū)域及全國區(qū)域范圍碳排放的不同收斂性、動態(tài)演進特征及成因進行了分析?；诓煌諗磕Ｐ头治鲋袊髤^(qū)域及全國范圍碳排放差異的收斂性,實證結果表明:隨著時間的推移,中國不同區(qū)域的碳排放水平σ收斂特征不同;不同區(qū)域的碳排放水平存在絕對β特征;不同區(qū)域碳排放條件β收斂分別具有不同的收斂路徑。因此應該理性地認識中國不同區(qū)域碳排放差異的動態(tài)變動趨勢,有針對性地提出差異性減排策略,更加快速地實現(xiàn)全國范圍的整體減排。

區(qū)域碳排放; 收斂模型; 經濟增長

目前,碳排放問題已經成為氣候問題的焦點,碳排放收斂問題也成為人們關注的重要內容。美國著名經濟學家Swan提出了穩(wěn)定狀態(tài)下的長期增長模型,指出經濟增長最終會達到一個均衡穩(wěn)態(tài)[1]。“經濟增長收斂假說”認為生產規(guī)模報酬不變和要素投入的邊際產出呈遞減趨勢[2],將經濟增長要素融入到凱恩斯理論中比較實際的經濟產出增長率和保有增長率,當兩者相等的時候經濟處于均衡狀態(tài)[3]。Barro等學者進一步提出了收斂分為δ收斂、β收斂和俱樂部收斂三種類型[4]。δ收斂主要用來衡量收入或產出標準差下降的過程;β收斂是用來衡量收入或產出增長率收斂的過程,β收斂又分為絕對β收斂和條件β收斂[5]。絕對β收斂是指經濟收入或產出的增長速度與初始水平呈現(xiàn)負相關關系[6];條件β收斂是指區(qū)域經濟收斂不但受到經濟發(fā)展初始水平的影響,還受到其他影響因素的作用[7]。

目前收斂理論的研究范圍從開始的僅僅研究區(qū)域經濟增長的收斂性正逐步擴展到很多領域的研究,但是基于不同區(qū)域碳排放收斂性的要素測度研究缺少系統(tǒng)性研究。本文借鑒新古典經濟增長收斂假說的基本思想,針對中國區(qū)域碳排放收斂性問題進行系統(tǒng)分析。

一、 區(qū)域碳排放收斂模型的構建

根據新古典經濟增長收斂假說的基本思想,區(qū)域碳排放收斂是指初始碳排放水平較低的區(qū)域,其增長速度高于初始水平較高的區(qū)域,收斂主要分為σ收斂、絕對β收斂和條件β收斂。

1.碳排放σ收斂

碳排放σ收斂主要用來分析各個區(qū)域碳排放水平的離差,指的是各個區(qū)域碳排放水平的差距隨著時間而逐步縮小,最終碳排放較低的區(qū)域追趕上碳排放較高的區(qū)域。區(qū)域碳排放的σ收斂一般采用標準差指標表示為:

其中,σ代表標準差,表示碳排放偏離整體平均水平的程度;Ii表示第i區(qū)域的碳排放平均值;n為區(qū)域的個數(shù)。

2.碳排放β收斂

碳排放β收斂是指碳排放水平較低的區(qū)域其碳排放增長的速度往往比碳排放水平較高的區(qū)域更快,分為絕對β收斂和條件β收斂。碳排放絕對β收斂是指隨著時間的推移,各個區(qū)域的碳排放水平收斂于一個共同的穩(wěn)態(tài)值。

(1) 區(qū)域碳排放絕對β收斂

區(qū)域碳排放絕對β收斂的表達式如下所示:

其中,Ii,t表示第t期的碳排放水平值;Ii,t+T表示第t+T期的碳排放水平值;ln(Ii,t+T/Ii,t)/T表示從第t期到第t+T期碳排放的年平均增長率;a和b表示系數(shù)。當系數(shù)b為負值的情況下,并且通過了顯著性水平檢驗,表示碳排放水平較低的區(qū)域比碳排放水平較高的區(qū)域擁有更大的增長率,換而言之就是碳排放的增長速度與碳排放的初始值呈反比關系,因此表現(xiàn)為絕對β收斂,是隨機誤差項。

為了保證計量經濟回歸分析的時間序列表現(xiàn)出連續(xù)性,同時能夠最大限度地利用樣本數(shù)據,這里假設T=1,區(qū)域碳排放絕對β收斂表達式如下所示:

(2) 區(qū)域碳排放條件β收斂

區(qū)域碳排放條件β收斂考慮了不同區(qū)域的人口、經濟增長、技術進步、城鎮(zhèn)化率、產業(yè)結構、能源價格、國際貿易幾個方面存在的差異,意味著不同區(qū)域的碳排放將收斂于各自的穩(wěn)定狀態(tài)。

在區(qū)域碳排放絕對β收斂模型的基礎上,加入適當?shù)目刂谱兞?將絕對β收斂轉換為條件β收斂。區(qū)域碳排放條件β收斂模型的表達式如下所示:

其中,Ii,t表示第t期的碳排放水平值;Ii,t+T表示第t+T期的碳排放水平值;ln(Ii,t+T/Ii,t)/T表示從第t期到第t+T期碳排放的年平均增長率;k表示第k個控制變量的回歸系數(shù);Xk,i,t表示第k個控制變量;ui,t是隨機誤差項。當系數(shù)b為負值,并且通過了顯著性水平檢驗的情況下,表示碳排放水平出現(xiàn)了條件β收斂態(tài)勢。同樣為了保證計量回歸的時間序列表現(xiàn)出連續(xù)性,同時保證最大限度地利用樣本數(shù)據,這里也假設T=1,區(qū)域碳排放條件β收斂的表達式如下所示:

二、變量選取、數(shù)據處理與實證方法

中國不同區(qū)域的碳排放水平存在顯著的差異,中國要實現(xiàn)低碳經濟的整體可持續(xù)發(fā)展,就必須通過降低碳排放區(qū)域差異,快速實現(xiàn)全國整體的碳減排。

1.碳排放影響因素變量確定

現(xiàn)有研究關于碳排放影響因素問題的研究分解為人口、能源消費強度、人均GDP等因素進行分析。有的學者運用拉氏指數(shù)分解法將我國碳排放影響因素分解為人口、能源消費強度、人均GDP、能源消費結構、能源利用效率和能源強度等因素,實證結果顯示優(yōu)化能源消費結構、產業(yè)結構及提高能源利用效率都將降低二氧化碳排放[8],經濟增長對人均二氧化碳排放的貢獻率呈指數(shù)增長[9]。Dhakal等學者研究發(fā)現(xiàn)人均GDP增加是人均碳排放增加的主要驅動因素,單位GDP能源消耗降低是抑制人均碳排放增加的主要因素[10-12]。范體軍和駱瑞玲等學者采用對數(shù)均值迪氏因素分解方法分析了我國化學工業(yè)二氧化碳排放變化的因素,研究結果顯示,經濟活動和能源強度下降是影響化工行業(yè)的二氧化碳排放的兩個最重要因素[13]。張利、宋德勇等學者采用對碳排放總量進行因素分解,結果顯示經濟增長是碳排放的上升的主要因素[14-15]。何維達和張凱從控制我國鋼鐵工業(yè)的增長速度、增加清潔能源比例、進行技術創(chuàng)新三個方面進行分析[16]。

本文的實證研究在吸收前人研究精華的基礎上,指標選取側重于能源價格,并增加了國際貿易影響因素。

2.碳排放影響因素指標選擇

對于區(qū)域碳排放問題的研究主要從人口、經濟發(fā)展、技術進步、城鎮(zhèn)化率、產業(yè)結構、能源價格、國際貿易七個方面設定影響區(qū)域碳排放的因素變量指標。各影響因素的變量指標選取如下。

(1) 人口(P)

關于人口的衡量指標,根據本研究的需要本文采用中國各地區(qū)年末人口總數(shù)來表示。

(2) 經濟增長(A)

采用國內生產總值數(shù)據代表經濟增長指標,并將國內生產總值數(shù)據根據2000年為基期的不變價格進行調整來消除價格波動的影響。

(3) 技術進步(T)

技術進步主要體現(xiàn)在創(chuàng)新的活動中,參考國內外學者的文獻,采用專利授權的數(shù)據作為技術進步的評價指標。

(4) 城鎮(zhèn)化率(U)

城鎮(zhèn)化水平也是影響碳排放的重要因素,城市是各種資源的集中地,同時也是能源消耗和碳排放的集中地。城鎮(zhèn)化率指標采用城鎮(zhèn)人口占總人口的比率[17]。

(5) 產業(yè)結構(S)

不同的產業(yè)部門能源消耗的類型和結構是不同的,從而導致碳排放也不相同。針對中國目前經濟發(fā)展的階段性特征,產業(yè)結構指標用第二產業(yè)國內生產總值占總的國內生產總值比例來代替[18]。

(6) 能源價格(E)

能源價格作為影響能源消費的因素,能夠影響碳排放的變化。在我國,能源消費支出的主要成本是原材料、燃料、動力的購進價格,參考吳玉鳴等的研究方法,采用各個省域的原材料、燃料、動力價格指數(shù)來替代能源價格指標[19]。

(7) 國際貿易(EX)

參考現(xiàn)有文獻的做法選用出口額占國內生產總值比重即出口依存度來反映國際貿易中出口貿易的發(fā)展水平。

3.研究樣本和數(shù)據來源

本文對中國全國層面和東部、中部和西部三大區(qū)域的樣本數(shù)據進行研究,面板數(shù)據研究的時間序列設定為2000—2012年。本研究中用到的數(shù)據來源于2000—2013年各年度的《中國統(tǒng)計年鑒》和《中國科技統(tǒng)計年鑒》等資料,部分缺失的數(shù)據來源于中國統(tǒng)計局國家官方網站和本研究中碳排放相關數(shù)據測算結果,與國內生產總值相關的數(shù)據都根據2000年為基期的不變價格進行調整來消除價格波動的影響。

三、 中國區(qū)域碳排放收斂實證研究

1.中國區(qū)域碳排放σ收斂分析

根據表1全國及三大區(qū)域碳排放的標準差測算結果,我們可以尋找中國區(qū)域碳排放差異的發(fā)展變化規(guī)律。

首先,從全國層面來分析中國區(qū)域碳排放標準差變化趨勢。從2000—2012年呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢,例如2000年的標準差是1 961.585 0,之后逐年擴大,到2012年已經擴大到5 745.618 3,這說明從全國層面來看,2000—2012年中國省域間碳排放不存在σ收斂的趨勢。

表1 全國及三大區(qū)域碳排放σ收斂統(tǒng)計值

然后,從區(qū)域層面來分析中國區(qū)域碳排放標準差變化趨勢。東部區(qū)域11個省域的碳排放標準差在2000—2009年間逐年增大,呈現(xiàn)為σ發(fā)散的趨勢,2010年明顯下降,出現(xiàn)了σ收斂的現(xiàn)象,到2011年碳排放標準差又有所增加,證明東部區(qū)域碳排放絕對差異出現(xiàn)了波動變化;中部區(qū)域碳排放差異從2008開始收斂,然后到2011年才超過2007年的發(fā)展趨勢,差異值從2000年1 789.022 1增加到2007年的4 122.605 9,并且從2008年開始下降到2009年的3 820.958 9,然后從2010年開始增長到2012年的4 332.232 3,呈現(xiàn)局部σ收斂的趨勢;西部區(qū)域11個省域的碳排放標準差在2000—2006年間一直處于不斷增大的趨勢,但是2007年出現(xiàn)了σ收斂的現(xiàn)象,并且從2008年到2012年一直呈現(xiàn)σ發(fā)散的趨勢。

可以看出三大區(qū)域碳排放的標準差變化曲線總體都呈上升的趨勢,并且表現(xiàn)為“總體發(fā)散,局域收斂”的演變特征。東部區(qū)域碳排放的標準差遠遠高于其他兩個區(qū)域的碳排放標準差,這就證明東部區(qū)域碳排放差異大于其他兩個區(qū)域。中部和西部區(qū)域中,西部區(qū)域碳排放標準差較大,表明西部區(qū)域的碳排放差異大于中部區(qū)域。

2.中國區(qū)域碳排放絕對β收斂分析

采用區(qū)域碳排放絕對β收斂回歸模型(3)式對中國全國層面和東部、中部和西部區(qū)域的區(qū)域碳排放的絕對β收斂性進行檢驗(檢驗結果分別如表2所示)。

表2 全國及三大區(qū)域碳排放絕對β收斂回歸結果

根據表2可以看出,全國范圍期初碳排放系數(shù)估計值為-0.179 3,通過了1%的顯著性水平檢驗,說明期初碳排放水平與其增長率成反比,證明我國在全國層面區(qū)域碳排放存在絕對β收斂?？梢钥闯鰪娜珖鴮用鎱^(qū)域碳排放存在絕對β收斂,也就是說,我國各省域的碳排放存在趨于共同的水平。區(qū)域層面碳排放系數(shù)估計中,東部、中部和西部期初碳排放系數(shù)估計值分別為-0.133 0、-0.327 9和-0.311 4,分別通過了1%的顯著性水平檢驗,東部、中部和西部區(qū)域也分別表現(xiàn)出顯著的對β收斂,證明這三個區(qū)域內部的碳排放差異再減小,這也是說鄰近區(qū)域的碳排放水平趨于穩(wěn)定收斂。

3.中國不同區(qū)域碳排放條件β收斂分析

(1) 全國層面條件β收斂檢驗

根據全國范圍的區(qū)域碳排放條件收斂估計結果(見表3),不同影響因素的估計系數(shù)都為負數(shù),證明我國碳排放存在條件收斂。從影響因素的系數(shù)來檢驗的時候,發(fā)現(xiàn)人口、技術進步和產業(yè)結構對碳排放收斂通過顯著性檢驗,但是經濟增長、城鎮(zhèn)化率、能源價格和國際貿易變量沒有通過顯著性檢驗,證明這些影響因素對中國碳排放條件收斂的作用不顯著,不是我國范圍區(qū)域碳排放條件收斂的原因。

表3 全國層面碳排放β收斂回歸結果

(2) 東部區(qū)域條件β收斂檢驗

根據表4中東部區(qū)域的單個變量碳排放條件收斂估計結果,不同影響因素的估計系數(shù)也都為負數(shù),證明當只考慮單一的影響因素變量的時候,我國東部區(qū)域碳排放存在條件收斂。技術進步、城鎮(zhèn)化率、產業(yè)結構變量是促進東部區(qū)域條件收斂的因素,證明東部區(qū)域技術進步取得一定的進展,產業(yè)結構相對較好,能源價格能夠起到調節(jié)碳排放差異收斂的作用。人口、經濟增長、能源價格和國際貿易變量沒有通過顯著性檢驗,證明這些影響因素對東部區(qū)域的碳排放條件收斂的作用不顯著。

表4 東部區(qū)域碳排放β收斂回歸結果

(3) 中部區(qū)域條件β收斂檢驗

根據中部區(qū)域的單個變量碳排放條件收斂估計結果(見表5),可以判斷我國中部區(qū)域碳排放存在條件收斂。但是這些影響因素對東部區(qū)域的碳排放條件收斂的作用不顯著,因此應該加快中部區(qū)域低碳技術發(fā)展,促進低碳技術創(chuàng)新,加快中部低碳經濟發(fā)展。

表5 中部區(qū)域碳排放β收斂回歸結果

續(xù)表5

變量lnPlnAlnTlnUlnSlnElnEXλ-0．1916(0．6261)-0．0629(0．5819)0．0227(0．4045)-0．0022(0．9859)0．0268(0．7676)0．0430(0．7482)-0．0074(0．7885)R20．57320．57360．57580．57180．57230．11130．1110F2．2108(0．1153)1．7768(0．1749)2．1089(0．1271)3．4629(0．0354)2．0172(0．1388)1．1975(0．2098)1．1936(0．3096)DW1．99031．85431．80891．82981．81331．69781．6837模型固定模型固定模型固定模型固定模型固定模型混合模型混合模型

(4) 西部區(qū)域條件β收斂檢驗

根據西部區(qū)域的單個變量碳排放條件收斂估計結果(見表6),可以判斷我國西部區(qū)域碳排放存在條件收斂。經濟增長和城鎮(zhèn)化率影響因素對西部區(qū)域碳排放收斂通過了顯著性檢驗,證明經濟增長和城鎮(zhèn)化發(fā)展對西部區(qū)域的碳排放條件收斂的作用顯著,證明西部開發(fā)的合理性和重要性。

表6 西部區(qū)域碳排放β收斂回歸結果

四、 結論與建議

本文通過引入新古典增長理論中的收斂理論,建立了碳排放的σ收斂、絕對β收斂和條件β收斂理論來分析區(qū)域碳排放差異問題,具體包括以下幾個方面。

(1) 參考經濟收斂假說的σ收斂、絕對β收斂和條件β收斂模型,根據現(xiàn)有文獻熱點和重點確定導致區(qū)域碳排放差異的影響因素,并利用測算的區(qū)域碳排放數(shù)據,建立了碳排放的σ收斂、絕對β收斂和條件β收斂模型。對全國范圍及東部、中部和西部區(qū)域碳排放的σ收斂進行研究,結果顯示全國范圍及東部、中部和西部區(qū)域碳排放都呈現(xiàn)“整體發(fā)散,局部收斂“態(tài)勢。

(2) 對全國范圍及東部、中部和西部區(qū)域碳排放進行絕對收斂分析,研究發(fā)現(xiàn)中國全國范圍和東部、中部和西部區(qū)域都存在絕對β收斂現(xiàn)象。證明我國區(qū)域減排取得一定的成效,并且值得繼續(xù)通過區(qū)域控制碳排放從而實現(xiàn)總體碳減排。

(3) 在分別考慮不同影響因素對區(qū)域碳排放進行條件β收斂檢驗,研究發(fā)現(xiàn)技術進步和城鎮(zhèn)化率對全國范圍的碳排放收斂起到顯著作用,東部區(qū)域技術進步、城鎮(zhèn)化率、產業(yè)結構對區(qū)域碳排放條件收斂具有顯著作用,西部區(qū)域經濟增長和城鎮(zhèn)化率是碳排放條件收斂的主要因素?？梢钥闯?不同區(qū)域碳排放的影響因素作用不同,應該根據不同區(qū)域的特征快速實現(xiàn)區(qū)域內的碳減排;同時也可以看出我國加快技術進步和城鎮(zhèn)化建設的重要性。

[ 1 ] Swan W. Economic Growth and Capital Accumulation[J]. Economic Record, 1956,32(2):334-661.

[ 2 ] Solow M R. A Contribution to the Theory of Economic Growth[J]. The Quarterly Journal of Economics, 1956,70(1):65-94.

[ 3 ] Domar E D. Capital Expansion, Rate of Growth, and Employment[J]. Econometrica, 1946,14(2):137-147.

[ 4 ] Barro R. Macroeconomics[M]. New York: Wiley, 1984.

[ 5 ] Knapp T R,Mookerjee R. Population Growth and Global CO2Emissions[J]. Energy Policy, 1996,24(1):31-37.

[ 6 ] Barro R J,Blanchard O J,Hall R E. Convergence Across States and Regions[J]. Brooking Papers on Economic Activity, 1991(1):107-182.

[ 7 ] Galor O. Convergence? Inferences from Theoretical ModeIs[J]. The Economic Journal, 1996,106:1056-1069.

[ 8 ] 王俊松,賀燦飛. 能源消費、經濟增長與中國CO2排放量變化-基于LMDI方法的分解分析[J]. 長江流域資源與環(huán)境, 2010,19(1):18-23.

[ 9 ] Wu Libo,Kaneko S J,Matsuoka S J. Driving Forces Behind the Stagnancy of China’s Energy-related CO2Emissions from 1996 to 1999: The Relative Importance of Structural Change, Intensity Change and Scale Change[J]. Energy Policy, 2005,33(3):319-335.

[10] Dhakal S, Shinji K, Hidefumi I. CO2Emissions from Energy Use in East Asian Mega-cities: Driving Factors and Their Contributions[J]. Environmental Systems Research, 2003,31(2):209-216.

[11] 李磊,劉繼. 基于對數(shù)平均迪氏指數(shù)法分解的工業(yè)二氧化碳強度驅動因素分析-以新疆為例[J]. 生態(tài)經濟, 2011(4):34-38.

[12] 趙愛文,李東. 中國碳排放的EKC檢驗及影響因素分析[J]. 科學學與科學技術管理, 2012,33(10):107-115.

[13] 范體軍,駱瑞玲,范耀東. 我國化學工業(yè)二氧化碳排放影響因素研究[J]. 中國軟科學, 2013(3):166-174.

[14] 張利,雷軍,張小雷. 1952—2008年新疆能源消費的碳排放變化及其影響因素分析[J]. 資源科學, 2012,34(1):42-49.

[15] 宋德勇,盧忠寶. 中國碳排放影響因素分解及其周期性波動研究[J]. 中國人口·資源與環(huán)境, 2009,19(3):18-24.

[16] 何維達,張凱. 我國鋼鐵工業(yè)碳排放影響因素分解分析[J]. 工業(yè)技術經濟, 2013(1):3-10.

[17] 佟昕,陳凱,李剛. 國際貿易與碳排放的空間維度溢出-基于中國30個省域數(shù)據的空間計量驗證[J]. 經濟管理, 2014(11):14-24.

[18] 林伯強,劉希穎. 中國城市化階段的碳排放:影響因素和減排策略[J]. 經濟研究, 2010(8):66-78.

[19] 吳玉鳴,李建霞. 中國省域能源消費的空間計量經濟分析[J]. 中國人口·資源與環(huán)境, 2008,18(3):93-98.

(責任編輯: 王 薇)

On the Convergence of China’s Regional Carbon Emissions

TONGXin1,2

(1. School of Economics, Central University of Finance and Economics, Beijing 100081, China; 2. School of Business Administration, Northeastern University, Shenyang 110169, China)

Based on the concept of convergence of economic growth theory, the different convergences, dynamic evolution characteristics and causes of regional carbon emissions in the eastern, central and western China were analyzed. Based on the different convergence models, the convergence of the three regional and national carbon emission differences was analyzed. The empirical results showed that the carbon emission levels in China’s different regions take on different convergence characteristics over time. The carbon emission levels of different regions are characterized by absoluteβand theβconvergence conditioned by different regional carbon emissions takes different convergence paths. Therefore, a rational understanding should be given to the dynamic trend of China’s regional differences in carbon emissions, and differentiated emission reduction strategies should be raised to achieve a more rapid overall emission reduction nationwide.

regional carbon emission; convergence model; economic growth

10．15936/j．cnki．1008-3758．2017．04．006

2016-11-05

河北省社會科學基金資助項目(HB16YJ002); 遼寧經濟社會發(fā)展立項課題資助項目(2017lslktyb-074); 河北省高等學校科學研究資助項目(SZ16010); 中國博士后科學基金資助項目(2016M601240); 東北大學博士基金資助項目(XNB201704)。

佟 昕(1975- ),女,遼寧沈陽人,中央財經大學博士后研究人員,東北大學講師,主要從事區(qū)域經濟學、低碳經濟學、控制與決策研究。

F 061.5

: A

: 1008-3758(2017)04-0364-07