中國能源消費與綠色經(jīng)濟增長關系實證研究
——兼論環(huán)境污染的影響

梁坤麗，趙康杰

（1.晉中學院 經(jīng)濟管理學院，山西 晉中 030619；2.山西財經(jīng)大學 資源型經(jīng)濟轉型協(xié)同創(chuàng)新中心，山西 太原 030006）

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源消費量也在日益增加，目前中國已經(jīng)成為全球能源消費量最大的國家。根據(jù)國家統(tǒng)計局在2018年初公布的數(shù)據(jù)，中國在2017年能源消費總量大概為44.9億噸的標準煤。中國多煤、缺油、少氣的能源資源稟賦特點，決定了中國的能源消費主要是以煤炭為主，由此產(chǎn)生的二氧化硫等污染物被排放大氣中，導致了環(huán)境問題不斷惡化，如此必然制約經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。如何有效地協(xié)調能源消費、環(huán)境污染與經(jīng)濟綠色發(fā)展三者之間的關系，是當前中國政府重要的工作之一。

一、文獻綜述

國外學者在能源消費、環(huán)境污染以及經(jīng)濟增長方面已經(jīng)進行了較為深入的研究，如Cleveland以美國近一百年的經(jīng)濟數(shù)據(jù)作為研究樣本進行研究，結果發(fā)現(xiàn)，美國過高的能源消費量對美國長期經(jīng)濟增長具有一定的抑制作用[1]890-897。Masihand Masih通過構建實證分析模型，對韓國和希臘兩個國家的能源消耗與經(jīng)濟增長之間的關系進行分析，并且將能源利用效率和能源價格作為兩個控制變量加入模型，研究得出的結論和Cleveland截然相反，即韓國和希臘兩國的能源消費量與經(jīng)濟增長之間存在正向的相關關系[2]417-440。Shyamal Paula等利用格蘭杰因果關系檢驗和協(xié)整關系檢驗，對印度在1950—1996年能源消費與經(jīng)濟增長的關系問題進行研究，結果表明印度的能源消費和經(jīng)濟增長之間存在長期穩(wěn)定的均衡關系，并且二者互為格蘭杰原因[3]75-102。Scrimgeour、Fatai和Les Oxley首先對澳大利亞和新西蘭兩個國家的環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間的關系進行了格蘭杰因果關系檢驗，然后印度、印尼和菲律賓的相關數(shù)據(jù)作為參照樣本進行對比分析，結果表明環(huán)境污染是制約經(jīng)濟增長的關鍵因素[4]977-983。Sofien Tiba和Anis Omri分析了1978—2014年美國環(huán)境污染與進出口貿(mào)易之間的關系，進一步證實了環(huán)境污染不利于美國產(chǎn)品的出口，從而抑制美國的經(jīng)濟增長[5]1129-1146。Ping-Yu Chen等以1993—2010年全球188個國家的相關數(shù)據(jù)為樣本進行研究，結果證實能源消費和二氧化碳排放之間存在長期均衡關系，雖然二者與經(jīng)濟增長都具有正向相關關系，但是卻是導致環(huán)境惡化的主要原因[6]420-431。

在國內學者的研究中，宋香榮等構建了包括能源、環(huán)境與經(jīng)濟增長三個變量的計量模型，實證檢驗了三者之間的相關關系。同時以全國經(jīng)濟發(fā)展數(shù)據(jù)為基礎建立了3E評價指標體系，橫向比較了新疆地區(qū)與全國其他各省市的差別[7]7-11。甄國紅和劉海東驗證了吉林省能源消耗總量、煤炭消耗量、石油消耗量、天然氣消耗量與經(jīng)濟增長之間存在長期的平衡關系[8]105-112。竇睿音和劉學敏利用中國1985—2014年的數(shù)據(jù)，通過格蘭杰因果關系檢驗證實了黑龍江、山西、遼寧、吉林等省份的能源消耗與經(jīng)濟增長之間存在動態(tài)均衡關系[9]164-170。林美順利用全國各省市近年來的經(jīng)濟數(shù)據(jù)建立了3E評價指標體系，橫向比較了貴州省與其他各省市之間的差異，并建立了能源、環(huán)境與經(jīng)濟的計量模型研究分析了三者之間的因果關系。該文在宏觀方面的研究非常詳細透徹，但仍是缺少微觀方面的研究[10]3-21。曹金龍和陳潔赟運用面板數(shù)據(jù)協(xié)整理論、平穩(wěn)性檢驗、協(xié)整檢驗、Granger因果關系檢驗以及回歸分析研究分析了中國華東地區(qū)七個省市的經(jīng)濟增長與電力能源消費之間的長期均衡關系[11]60-64。楊曉玉和周丹收集了吉林省近四十年能源消費和經(jīng)濟增長的數(shù)據(jù)，檢驗了吉林省能源消費和經(jīng)濟增長之間存在長期因果關系[12]57-60。鄭麗琳等為了彌補傳統(tǒng)灰色關聯(lián)度算法的不足，對此進行了改進與升級，然后利用改進后的灰色關聯(lián)度算法，分析了某地區(qū)能源—經(jīng)濟—環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調關系[13]18-26。

二、綠色經(jīng)濟增長核算

(一)綠色經(jīng)濟增長核算體系

綠色經(jīng)濟增長是衡量綠色經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的核心指標，是在現(xiàn)有國民經(jīng)濟產(chǎn)出的基礎上，扣除了由于自然資源消耗和環(huán)境污染等因素引起的經(jīng)濟成本。因此，為了核算綠色經(jīng)濟增長，首先需要引入兩個虛擬部門：能源恢復部門和污染治理部門，進行簡單的計算之后編制出綠色經(jīng)濟增長表[14]116-120。綠色經(jīng)濟增長表中主要包含以下五部分：

1.能源使用有：煤炭、石油、天然氣；

2.能源恢復部門有三個：煤炭、石油和天然氣恢復部門；

3.將傳統(tǒng)投入產(chǎn)出表中所涉及的42個細化部門合并為六大部門：農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)、商業(yè)餐飲業(yè)、貨運郵電業(yè)、非物質生產(chǎn)部門；

4.污染治理部門有三個：廢水、廢氣、固體廢棄物治理部門；

5.污染物排放：廢水、廢氣、固體廢棄物。

（二）綠色經(jīng)濟增長核算

傳統(tǒng)的經(jīng)濟增長僅僅是對社會所創(chuàng)造財富價值的一種正面反映，而這種財富所導致的環(huán)境惡化、資源浪費以及污染嚴重等負面影響并沒有得到反映。綠色經(jīng)濟增長就是在傳統(tǒng)產(chǎn)出的基礎上引入了能源消費與環(huán)境污染這兩個概念，它所反映的就不再僅僅是社會財富，而是考慮了能源消費與環(huán)境污染這兩個因素?？梢詮膬煞N角度核算產(chǎn)出，第一種就是從產(chǎn)出的角度來核算，將投入產(chǎn)出表第二象限各個部門的最終產(chǎn)品進行加總得到，第二種是從投入的角度來核算，將投入產(chǎn)出表第三象限各個部門的增加值進行加總得到，這是傳統(tǒng)產(chǎn)出的核算方法[15]69-74?？梢栽谶@種核算方法的基礎上進一步利用綠色經(jīng)濟增長表核算出綠色經(jīng)濟增長，文章借鑒了李玲的研究方法，選擇煤和二氧化硫為例對中國2017年的綠色經(jīng)濟增長進行核算[16]95-98。煤炭消費結構與二氧化硫排放量如表1、表2所示：

由于煤燃燒產(chǎn)生的污染物主要是二氧化硫和一氧化碳，所以在此選擇二氧化硫為計算對象，煤炭中硫可分為兩部分，一部分叫做可燃性硫，它燃燒之后會釋放出二氧化硫，另一部分是不可燃性硫，顧名思義不可以燃燒直接歸為灰塵。根據(jù)相關化學方程式，可以得到以下關系：

其中，GSO2代表二氧化硫產(chǎn)生量，B代表煤炭消耗量，S代表煤炭中硫含量。當前，中國煤炭中的79%用于直接燃燒，而根據(jù)有關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，煤中含硫量平均為0.0136502。以此為基礎，得到以下公式：

表2 二氧化硫排放量 單位：萬噸

根據(jù)商務部公布的數(shù)據(jù)，中國煤炭使用補償費為5元/噸，二氧化硫完全治理費為485元/噸，以這些數(shù)據(jù)為基礎進行計算，計算公式如下：

表3 綠色經(jīng)濟增長 單位：億元

根據(jù)表3進行計算，可以得出總產(chǎn)出中大約存在0.69%的虛值。在考慮了煤炭燃燒所釋放的二氧化硫等污染物對環(huán)境造成的影響之后，可以得出如下結論：2017年國民生產(chǎn)總值中，大約有0.69%的產(chǎn)出是在犧牲了自然環(huán)境的基礎上獲得的，即存在0.69%的負面效益。根據(jù)上述計算過程以及方法，可以進一步計算出2008—2017年中國的綠色經(jīng)濟增長，計算結果如表4所示：

表4 2008—2017年中國綠色經(jīng)濟增長 單位：億元

根據(jù)表4可以得知，中國綠色經(jīng)濟增長數(shù)值隨著總產(chǎn)出的增加而增加。而在近10年的產(chǎn)出中，虛值比例是逐年下降的，與10年前的虛值比1.32%相比，近三年的虛值比均未超過0.7%。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是：雖然10年以來產(chǎn)出和煤炭消費都呈現(xiàn)增長的趨勢，但是煤炭消費增長速度小于產(chǎn)出的增長速度，所以在此基礎上計算出來的產(chǎn)出的虛值比在緩慢下降。同時，在某種程度上也表明了中國近年來所采取的向綠色、環(huán)保、低碳方向發(fā)展的政策起到了一定的作用，為了創(chuàng)造生產(chǎn)總值而付出的環(huán)境成本在不斷降低。

三、實證分析

（一）變量說明與數(shù)據(jù)來源

本文選取了2008—2017年中國經(jīng)濟發(fā)展與能源消費相關數(shù)據(jù)作為研究樣本，數(shù)據(jù)主要來源于2008—2017年《中國統(tǒng)計年鑒》《中國工業(yè)統(tǒng)計年鑒》《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》等。同時為了克服數(shù)據(jù)波動對實證結果的影響，所有變量數(shù)據(jù)均已作對數(shù)化處理。變量具體說明如下：

1.能源消費指數(shù)（LENERGY）：能源消費量，單位為萬噸標準煤；

2.環(huán)境污染指數(shù)（LGAS）：工業(yè)廢氣以及煙塵粉塵排放量，單位為億立方米；

3.綠色經(jīng)濟增長指數(shù)（GDPL）：綠色國民生產(chǎn)總值，單位為億元。

（二）平穩(wěn)性檢驗

對中國 2008-2017 年的 GDPL、LGAS、LENERGY進行平穩(wěn)性檢驗，利用AIC最小化的原則確定出滯后期，檢驗結果如下表5所示：

表5 平穩(wěn)性檢驗結果

根據(jù)表5中的平穩(wěn)性檢驗結果，可以得知GDPL、LGAS、LENERGY三個變量的原始序列均不平穩(wěn)，但是當通過差分處理，序列都變平穩(wěn)，即可以建立協(xié)整模型。

（三）協(xié)整檢驗

協(xié)整檢驗就是為了研究它們之間的長期穩(wěn)定關系，經(jīng)過前文的平穩(wěn)性檢驗，得到GDPL、LGAS、LENERGY這三個變量可能存在協(xié)整關系的結論。接下來將對GDPL、LGAS、LENERGY這三個變量平穩(wěn)的二階差分序列進行協(xié)整檢驗，檢驗所呈現(xiàn)出來的結果如下：

表6 協(xié)整檢驗結果

根據(jù)表6可以得到結論 ：GDPL、LGAS、LENERGY之間存在長期的協(xié)整關系，可以進行回歸，然后就得到協(xié)整方程如下：GDPL=0.005094-0.444544LGAS+0.216941LENERGY R2=0.894404；Adjusted R2=0.788808；F=30.723140

模型（4）的擬合優(yōu)度為0.89，經(jīng)過調整后所呈現(xiàn)出的擬合優(yōu)度是0.79，F(xiàn)檢驗值是30.72，可以認為模型的擬合程度較好，并且通過了協(xié)整關系檢驗。根據(jù)（4）式，中國的產(chǎn)出增長與環(huán)境污染之間的相關系數(shù)是-0.444544，說明GDPL與LGAS呈現(xiàn)逆向協(xié)整關系，即環(huán)境污染指數(shù)每減少1個百分點，產(chǎn)出指數(shù)將增加0.444544個百分點。這樣的關系系數(shù)表明，從某種程度上來講環(huán)境污染對經(jīng)濟增長的干擾還是非常大的，環(huán)境污染速度的加快，必然會導致產(chǎn)出的減緩。中國的產(chǎn)出增長與能源消費之間的關系系數(shù)是0.216941，說明GDPL與LENERGY呈現(xiàn)出的是一種正向的協(xié)整關系，即能源消耗每減少1個百分點，產(chǎn)出指數(shù)也將減少，減少的百分點數(shù)是0.216941。這表明能源消耗對經(jīng)濟增長的影響程度也是很大的，能源消耗速度的加快會減緩產(chǎn)出的增長。

（四）誤差修正模型

根據(jù)協(xié)整檢驗得出了能源消耗、環(huán)境污染與綠色經(jīng)濟增長之間存在長期穩(wěn)定的均衡關系，但是無法判斷三者相互影響的程度。為了彌補這個相對來說比較重要的缺陷，就需要建立誤差修正模型[17]83-91。該模型不僅能夠反映時間序列長期均衡關系，而且還可以得到短期偏離向長期均衡修正的機制。所以文章還需要通過Stata15軟件進行誤差修正模型的構建，進一步研究能源消費和環(huán)境污染當期的變化對產(chǎn)出當期變化的影響，即它們之間的短期波動關系。根據(jù)協(xié)整關系建立的VEC模型如下：

根據(jù)（5）式可以得出誤差修正項系數(shù)為-1.127097、-1.992243和-0.252994，均小于零，與反向的誤差修正機制相符，這說明中國能源消費、環(huán)境污染和經(jīng)濟增長之間存在長期均衡的關系。同樣，也說明中國能源消費與環(huán)境污染的漲幅變化呈現(xiàn)與上期相反的方向，并且在上期偏離均衡位置上，當期的調整幅度也較大。誤差修正模型證明了中國能源消費、環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間不僅有長期均衡關系，而且還有短期波動關系，它表明了能源消費和環(huán)境污染不僅是經(jīng)濟增長的長期約束，也是經(jīng)濟增長的短期限制。

（五）Granger因果檢驗

前文驗證了變量之間不僅有長期均衡關系，還有短期波動關系存在于中國能源消費、環(huán)境污染與經(jīng)濟增長中，但是它們之間是否存在因果關系需要進一步的Granger因果檢驗來得到結論（見表7）。

表7 Granger因果檢驗

由表7可知，由于LGAS不是GDPL變化的格蘭杰原因的伴隨概率為0.0086，小于0.05的顯著性水平，因此拒絕原假設；GDPL不是LGAS變化的格蘭杰原因的伴隨概率為0.9352，無法拒絕原假設。這說明LGAS與GDPL之間存在單向的格蘭杰因果關系，即環(huán)境污染的加重是導致產(chǎn)出下降的格蘭杰原因。由于LENERGY不是LGAS變化的格蘭杰原因的伴隨概率為0.0294，LGAS不是LENERGY變化的格蘭杰原因的伴隨概率為0.0277，因此都拒絕了原假設。這說明LGAS和LENERGY之間存在雙向因果關系，中國能源消耗導致環(huán)境惡化已經(jīng)引起了相關部門的注意和重視，采取了一定的措施政策，比如限制部分能源消耗。

（六）脈沖響應函數(shù)

根據(jù)中國的能源消費、環(huán)境污染以及經(jīng)濟增長建立VAR模型，分別給能源消費和環(huán)境污染一個單位大小的正向沖擊，得到脈沖響應的函數(shù)圖1如下：

圖1 LGAS沖擊引起的GDPL的脈沖響應①縱軸分別代表變量的響應程度；橫軸代表滯后期間數(shù)（單位：年份）；實線代表脈沖響應函數(shù)，即它們分別對沖擊的反應；虛線代表正負兩倍標準差偏離帶。

圖2 LENERGY沖擊引起GDPL的脈沖響應

圖3 LGAS沖擊引起LENERGY的脈沖響應

圖4 LENERGY沖擊引起LGAS的脈沖響應

圖4 LENERGY沖擊引起LGAS的脈沖響應

從上面4個圖可以得到：1.當對中國環(huán)境污染指數(shù)給予一個單位正向沖擊之后，會導致出現(xiàn)的現(xiàn)象是：產(chǎn)出在前三期下降，從第三期之后產(chǎn)出開始有緩慢增長，在0的上下波動，最終這種影響被時間抵消穩(wěn)定趨于0；2.當對中國能源消費給予一個單位正向沖擊之后，會導致出現(xiàn)的現(xiàn)象是：產(chǎn)出在前三期下降，從第四期后有了上升的趨勢，在第七期后這種影響被時間抵消最終穩(wěn)定于0；3.當對中國環(huán)境污染指數(shù)給予一個單位正向沖擊之后，會導致出現(xiàn)的結果是：能源消費在前兩期上升，然后開始下降，在第三期后又開始上升直到第六期后穩(wěn)定趨于0；4.對中國能源消費給予一個單位正向沖擊后，會引起環(huán)境污染指數(shù)在前三期波動，先上升后下降，然后在第四期之后這種影響被時間抵消最終穩(wěn)定于0。

(七)方差分解

前文利用脈沖響應函數(shù)分析了能源消費、環(huán)境污染的沖擊引起的產(chǎn)出的變化，下面將運用方差分解的相關知識來分析能源消費、環(huán)境污染對產(chǎn)出變動的貢獻程度。

圖5 環(huán)境污染對經(jīng)濟增長的貢獻度

圖6 能源消費對經(jīng)濟增長的貢獻度

從圖5和圖6可以看出，環(huán)境污染和能源消費對經(jīng)濟增長的貢獻度均在10%左右，沒有超過20%，貢獻度相對較小。但同樣也說明，在中國的經(jīng)濟增長中大約有20%的份額是由環(huán)境和能源貢獻的。

四、結論與建議

(一)研究結論

文章選取了2008—2017年中國能源消費與經(jīng)濟增長相關數(shù)據(jù)作為研究樣本，通過協(xié)整分析發(fā)現(xiàn)，中國能源消費對綠色經(jīng)濟增長具有正向拉動作用，而環(huán)境污染和綠色經(jīng)濟增長之間存在負向的協(xié)整關系。這說明中國以重工業(yè)發(fā)展為主的經(jīng)濟增長模式與以煤炭為主的能源消費結構所呈現(xiàn)出來的現(xiàn)象一樣，經(jīng)濟增長以環(huán)境污染與能源消耗為代價。根據(jù)Granger因果檢驗得出，中國的環(huán)境污染和綠色經(jīng)濟增長之間存在單向的因果關系，即環(huán)境污染嚴重是導致經(jīng)濟增長降速的原因，也就說明中國環(huán)境的惡化會導致經(jīng)濟的發(fā)展緩慢甚至后退，也就是說中國大量的能源消耗導致的環(huán)境惡化，引起了有關政府部門的注意采取了相關政策限制能源的使用。經(jīng)過脈沖響應函數(shù)圖所顯示的內容表明了三者之間的短期關系，可以得到當對環(huán)境有一個正向沖擊之后，會引起綠色經(jīng)濟增長在前三期下降，從第三期之后綠色經(jīng)濟增長開始有緩慢增長，在零的上下波動，最終穩(wěn)定趨于零，當對能源消費有一個正向沖擊之后，會引起綠色經(jīng)濟增長在前三期下降，從第四期后有了上升的趨勢，在第七期后最終穩(wěn)定于零，但可以看到無論是環(huán)境污染還是能源消費，這種受到?jīng)_擊后對經(jīng)濟的影響都會隨著時間而消逝，也就是被時間所抵消；經(jīng)過方差分解得到環(huán)境污染和能源消費對經(jīng)濟增長的貢獻度均在10%左右，這兩者的貢獻度都是比較小的，但也同樣說明決定經(jīng)濟增長未來趨勢的20%的原因是環(huán)境與能源。

(二)政策建議

第一，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構。中國當前的產(chǎn)業(yè)結構中依然以重工業(yè)為主，而重工業(yè)的發(fā)展必然會消耗大量能源并釋放二氧化硫等氣體污染環(huán)境。因此，中國必須調整產(chǎn)業(yè)結構，盡可能地加快第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時降低重工業(yè)在國民經(jīng)濟中的比重，支持發(fā)展一些高新技術產(chǎn)業(yè)和低碳環(huán)保耗能少的產(chǎn)業(yè)。第二，調整能源消費結構。中國長期以來是以大量的煤炭消費為主，而這樣的消費結構不僅會導致一些不可再生資源的耗竭，也會產(chǎn)生大量的污染物排放使環(huán)境狀況惡化，因此中國需要發(fā)展一些新能源：比如水電、風電和太陽能，大力推進一些可再生能源和清潔能源的發(fā)展，逐步實現(xiàn)用這些綠色、低碳、環(huán)保的能源取代煤炭、石油等低級能源的目標。第三，完善環(huán)保制度。目前中國環(huán)境方面存在一些不容忽視的問題，生活污水未經(jīng)處理直接排放，企業(yè)污染物處理不合格，垃圾填埋場沒有通過環(huán)保驗收等，存在這樣問題的原因主要還是政府相關政策不夠完善，實施力度不強，因此中國必須完善環(huán)保制度，加強監(jiān)督，加大懲罰力度，凡是不符合規(guī)定的都要受到公平公正的懲罰。第四，注重科技創(chuàng)新?？萍紕?chuàng)新才是使中國得到可持續(xù)發(fā)展的唯一途徑。努力開發(fā)一些綠色低碳技術和綠色低碳產(chǎn)品，逐步推進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術改善和升級，加強與各個國家的交流，學習引進先進技術，才能進一步促進中國經(jīng)濟健康、可持續(xù)發(fā)展。