消費結(jié)構(gòu)升級對二氧化碳排放影響的實證分析

羅棟 博士

（1、中國社會科學(xué)院城市發(fā)展與環(huán)境研究所 北京 100028；2、福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院福州 350007）

引言

碳排放問題一直是全社會關(guān)注的焦點問題，如何在實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長的同時減少碳排放，即降低碳排放強度，是我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型期面臨的關(guān)鍵問題。碳排放強度主要用單位GDP的碳排放量來衡量。我國碳排放主要來源于經(jīng)濟(jì)活動（生產(chǎn)）和居民消費（生活）所產(chǎn)生的能源消耗。長期以來，對碳減排的政策措施多集中于工業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域，較少關(guān)注居民生活消費方面的能源消費及相應(yīng)的碳排放。工業(yè)領(lǐng)域一直是節(jié)能減排的重點領(lǐng)域，隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域二氧化碳減排趨勢已經(jīng)發(fā)生變化，開始呈現(xiàn)邊際效應(yīng)遞減、潛力縮小以及難度加大等問題。有些學(xué)者通過研究認(rèn)為，生產(chǎn)是為消費服務(wù)的，意味著居民消費會隨著經(jīng)濟(jì)增長而增加，也間接帶動能源消耗以及碳排放量增加。為此，學(xué)者們把研究焦點逐漸轉(zhuǎn)移到居民消費對碳排放的影響方面，主要圍繞三個方面開展研究：一是對居民消費碳排放量進(jìn)行測算。汪臻（2012）構(gòu)建居民消費碳排放測算模型，對中國居民消費碳排放進(jìn)行測算。周平、王黎明（2011）測算我國居民因最終需求而直接和間接排放的二氧化碳。二是研究居民消費對碳排放的影響。鳳振華等（2010） 通過測算，得出居民消費行為帶來的能源消耗占能源消費總量的45%-55%。李國志和周明（2012）通過研究發(fā)現(xiàn)消費總量對碳排放總量的影響顯著為正。朱勤等（2010）發(fā)現(xiàn)人均消費水平對我國碳排放總量的影響顯著為正。三是研究居民生活消費碳排放的城鄉(xiāng)差異。Feng Z H（2011）等從生活方式角度探討居民生活消費碳排放的城鄉(xiāng)差異。王莉等（2015）通過對城鄉(xiāng)居民生活碳排放量進(jìn)行估算，發(fā)現(xiàn)城鎮(zhèn)主要存在間接碳排放，而鄉(xiāng)村則以直接碳排放為主。

隨著我國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài)，國家擴內(nèi)需政策的實施，居民日常家庭消費也逐漸成為拉動我國經(jīng)濟(jì)增長的驅(qū)動力。居民消費對碳排放量的增長具有直接或間接的影響。一方面居民對能源的消費（電、天然氣等）直接導(dǎo)致碳排放；另一方面居民對日常生活必需品的消費（衣、食、住、行等），這種消費導(dǎo)致能源消耗，從而間接導(dǎo)致碳排放。目前關(guān)于消費結(jié)構(gòu)升級對碳排放影響的研究并不多見，多為從消費結(jié)構(gòu)變動的角度出發(fā)研究對碳排放的影響。消費結(jié)構(gòu)升級意味著消費模式的轉(zhuǎn)變、消費結(jié)構(gòu)的升級與優(yōu)化，從傳統(tǒng)的大量物質(zhì)高能耗消費轉(zhuǎn)向精神的、文化的非物質(zhì)低能耗消費。實現(xiàn)消費結(jié)構(gòu)升級與優(yōu)化，減少對高能耗產(chǎn)品的消費，提倡低碳的、綠色的消費模式已經(jīng)成為減少碳排放的重要途徑。為此，有必要從消費升級的角度，量化消費結(jié)構(gòu)升級對二氧化碳排放的影響。基于以上論述，本文構(gòu)建STIRPAT模型，選取2000-2016年我國30個省級區(qū)域居民消費與碳排放等數(shù)據(jù)，測算居民消費結(jié)構(gòu)升級對二氧化碳排放的影響，以期揭示居民消費升級與碳排放之間的關(guān)系，從而為居民綠色、低碳消費轉(zhuǎn)型以及我國低碳發(fā)展戰(zhàn)略制定提供借鑒。

研究方法及數(shù)據(jù)說明

（一）理論框架

研究如何量化人類活動對環(huán)境的影響一直是眾多學(xué)者關(guān)注的熱點問題， Ehrlich和Holdren等人在1971年首次提出了IPAT方程，認(rèn)為人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)以及相互間作用是影響環(huán)境的三個直接因素。但由于此方程會計恒等式的特性，采用的是恒定彈性系數(shù)，因此具有一定限制。在后續(xù)研究中，Dietz和Rosa等人跳出IPAT方程固定單位彈性系數(shù)的框架，將模型拓展為隨機性的環(huán)境影響評估模型（STIRPAT）：I =αPβAγTδ，其中，I、P、A、T 分別代表人類活動對生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的影響、人口因素、富裕度以及技術(shù)效率。為了去除量綱，將STIRPAT方程進(jìn)行對數(shù)化處理，得到公式（1）：

式中，方程左邊的I表示環(huán)境影響，下標(biāo)i和t分別表示個體和時間；方程右邊的變量P表示為人口因素的影響（包含人均量或是人口總量的影響），A表示富裕度，T表示技術(shù)效率。b、c、d分別為三個自變量的彈性系數(shù)，a、u是常數(shù)項和隨機誤差項。由于式（1）中采用對數(shù)形式，各個系數(shù)估計值可視為變量的彈性。

為了揭示消費結(jié)構(gòu)變動對碳排放的影響，根據(jù)STIRPAT模型框架，分別用人均二氧化碳排放的變化、消費結(jié)構(gòu)變化、人口城鎮(zhèn)化水平變化以及工業(yè)化率變化（第二產(chǎn)業(yè)增加值占產(chǎn)出的比率）作為體現(xiàn)環(huán)境壓力、富裕度、人口因素以及技術(shù)水平的代理變量，得到公式（2）：

式（2）中，CO為人均二氧化碳排放量；GDP為人均國民生產(chǎn)總值；CONSTR為消費結(jié)構(gòu)升級；URB為城鎮(zhèn)化率；IND為工業(yè)化率，用第二產(chǎn)業(yè)增加值占GDP總額的比值表示。

消費結(jié)構(gòu)的測度不存在唯一標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)以往文獻(xiàn)研究，如王小華和溫濤將我國居民食品、衣著、居住、交通和通信、家庭設(shè)備及服務(wù)、文教娛樂、醫(yī)療保健、其他商品及服務(wù)八大類消費支出中的前四項定義為基本生存型消費，后四項定義為發(fā)展享受型消費。本文把發(fā)展享受型消費占居民總消費支出之比作為測度消費結(jié)構(gòu)升級的變量，該比值與消費結(jié)構(gòu)升級程度成正比，比值越大表明消費結(jié)構(gòu)升級程度越高。

考慮到消費結(jié)構(gòu)升級有可能引起不同人群的能源消費效率差異，為消除差異，在模型中增加能耗強度變量，用單位GDP能耗表示。同時，在公式中引入消費結(jié)構(gòu)與單位GDP能耗的交乘項，以期驗證消費結(jié)構(gòu)升級是否會對不同區(qū)域的單位GDP能耗產(chǎn)生影響。此外，城鎮(zhèn)化發(fā)展也會受到區(qū)域經(jīng)濟(jì)開放程度的影響，因此在模型中引入開放度OPEN因子，開放度OPEN因子用區(qū)域進(jìn)口額占區(qū)域GDP總額的比值來測度。以往研究表明，一個區(qū)域的二氧化碳排放受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的制約，且經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與二氧化碳排放之間并非是固定不變的關(guān)系，即經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與二氧化碳排放之間可能存在一種線性關(guān)系。在具體分析中，為了檢驗二氧化碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平兩者之間是否存在倒U型關(guān)系，在模型右邊增加人均GDP的平方項，綜合以上論述，可以得到考慮了消費結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城鎮(zhèn)化、工業(yè)化以及能源效率等影響因子在內(nèi)的碳排放非線性影響公式：

式中，α、β為待估計參數(shù)，t、i分別為年份和省份，u為隨機干擾項。

（二）研究數(shù)據(jù)來源

本文主要利用我國各省份面板數(shù)據(jù)，主要包括GDP、城鎮(zhèn)化率、消費、工業(yè)化率等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于歷年《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國能源統(tǒng)計年鑒》以及歷年各省、市、自治區(qū)公布的統(tǒng)計年鑒。由于數(shù)據(jù)可得性的原因，本文去除西藏的樣本，只選取2000-2016年其他30個省、市、自治區(qū)的數(shù)據(jù)。在碳排放量方面，目前我國并沒有統(tǒng)一的、權(quán)威的地區(qū)碳排放數(shù)據(jù)，因此本文用終端能源消費法來核算地區(qū)二氧化碳排放量。為避免重復(fù)計算問題，在測算過程中對在加工轉(zhuǎn)換過程產(chǎn)生的碳排放以及運輸過程中所產(chǎn)生的碳排放均不納入計算范圍。在測算時只計算包括原煤等在內(nèi)的九種能源種類，碳排放系數(shù)、九種能源的轉(zhuǎn)換系數(shù)均來自《2009 中國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報告》（見表1）。

實證分析結(jié)果

（一）實證分析思路

面板數(shù)據(jù)具有截面性、時序性特性，需要對自變量和因變量進(jìn)行對數(shù)化處理。此外，不同模型測算方法的選擇也直接制約系數(shù)估算的科學(xué)性。關(guān)于面板數(shù)據(jù)的測算，有可變截距模型以及不變截距模型可供選擇，但在實踐中比較少運用不變截距模型，因為該模型默認(rèn)面板數(shù)據(jù)是無個體差異的樣本。

在開始模型測算之前，必須先確定選擇個體效應(yīng)還是選擇混合回歸，可以根據(jù)Breusch 和Pagan（1979）研究的估計量進(jìn)行判斷。由于變截距模型允許截面成員上存在個體差異的影響，因此面板數(shù)據(jù)測算多為運用變截距的模型，并用截距項差別衡量這些個體差異。個體影響包含固定影響和隨機影響，分別對應(yīng)兩種模型：固定影響（Fixed Effects）變截距模型和隨機影響（Random Effects）變截距模型。

在進(jìn)行建模時可以根據(jù)Hausman（1978）等人的研究判斷是選擇Fixed Effects模型還是Random Effects模型。具體方法是，首先用隨機影響模型對個體影響進(jìn)行處理，然后檢驗?zāi)Ｐ褪欠駶M足原假設(shè)條件，如能滿足假設(shè)條件，則用隨機影響模型進(jìn)行進(jìn)一步分析，如果不能滿足假設(shè)條件，則應(yīng)該運用固定影響模型進(jìn)行分析。

表1 九種能源的轉(zhuǎn)換系數(shù)和碳排放系數(shù)

假設(shè)根據(jù)Hausman檢驗得知適合運用Fixed Effects進(jìn)行測算，那么在測算之前，必須先使用Wooldridge一階自相關(guān)和Wald約束分別對變量之間是否存在自相關(guān)以及組間異方差進(jìn)行檢驗。若檢驗結(jié)果表明符合不存在一階自相關(guān)以及組間異方差的原有假設(shè)前提，則可以用Fixed Effects模型進(jìn)行測算。若檢驗結(jié)果表明存在異方差以及序列相關(guān)，可以采用將協(xié)方差White-Newey估算引入面板數(shù)據(jù)來確保測算結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過協(xié)方差處理既可以去除異方差和自相關(guān)對模型估計的影響，又能保證固定影響模型的估計。

假設(shè)根據(jù)Hausman檢驗結(jié)果得知適合運用Random Effects進(jìn)行測算，由于Random Effects已經(jīng)考慮異方差的存在，將固定效應(yīng)中的個體效應(yīng)和隨機誤差項合并作為一個整體來處理，因此在Random Effects模型測算中，需要對序列相關(guān)的情況進(jìn)行考慮，在進(jìn)行測算Random Effects時可以用含有一階自相關(guān)效應(yīng)的GLS進(jìn)行測算。在具體分析中應(yīng)該從靜態(tài)基準(zhǔn)分析以及包含因變量滯后效應(yīng)的動態(tài)分析兩個層面進(jìn)行測算。

（二）靜態(tài)分析結(jié)果

估計模型得到樣本分析結(jié)果如表2所示。

根據(jù)表2的B-P估計量以及Hausman測算結(jié)果，兩者均在5%水平下顯著，表明隨機效應(yīng)優(yōu)于混合估計，所以應(yīng)選取固定影響模型進(jìn)行測算。且從表2的靜態(tài)測算結(jié)果可知，根據(jù)固定影響測算結(jié)果，LNCONGTR的系數(shù)估計值是-0.22，且在1%水平下顯著。表明從靜態(tài)面板分析來看，消費結(jié)構(gòu)升級對二氧化碳排放的彈性是0.22，且具有顯著影響，即一個單位的消費結(jié)構(gòu)升級會導(dǎo)致0.22個單位的人均二氧化碳排放量減少。研究發(fā)現(xiàn)消費結(jié)構(gòu)中享受型消費占比升級能降低碳排放，可以從供給側(cè)和需求側(cè)兩個層面來分析。從供給側(cè)角度來看，消費結(jié)構(gòu)升級表明市場對綠色工業(yè)產(chǎn)品、有機農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的產(chǎn)品需求增加，這會顯著增加人力資本投資，有利于人力資本積累，充足的人力資本和高碳的資源類原料相互之間產(chǎn)生替代，進(jìn)而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)低碳化升級。從需求側(cè)角度來看，隨著消費結(jié)構(gòu)升級，居民對低碳綠色的農(nóng)產(chǎn)品、環(huán)保的工業(yè)品和優(yōu)質(zhì)的現(xiàn)代服務(wù)業(yè)產(chǎn)品需求增加，而傳統(tǒng)消費產(chǎn)品主要由制造業(yè)、建筑業(yè)和交通業(yè)生產(chǎn)，這種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變對降低二氧化碳排放強度有促進(jìn)作用。

此外，通過考察表2的LNGDP和LNGDP2的系數(shù)可以判斷經(jīng)濟(jì)增長與碳排放之間的非線性關(guān)系。這是因為從表2可知，LNGDP和LNGDP2兩者的系數(shù)在1%顯著水平下分別為負(fù)和正，表明在研究時間范圍內(nèi)，經(jīng)濟(jì)增長與碳排放之間存在倒U型非線性關(guān)系。

上文從靜態(tài)面板分析了消費結(jié)構(gòu)變動對二氧化碳排放的影響，可以得到消費結(jié)構(gòu)升級會降低二氧化碳排放的結(jié)論。為了進(jìn)一步分析碳排放對消費結(jié)構(gòu)升級的響應(yīng)機制，可以在模型中引入GDP能耗強度、消費結(jié)構(gòu)變動和GDP能耗強度的交乘項等變量。通過考察GDP能耗強度的系數(shù)在1%水平下顯著為負(fù)可知，2000-2016年，GDP能耗強度變化促進(jìn)了碳排放的下降，符合我國積極推動節(jié)能減排的實踐。從消費結(jié)構(gòu)升級與能源效率的交乘項系數(shù)在1%水平下為正、且在1%的顯著水平明顯可知，消費結(jié)構(gòu)升級會使能源效率對二氧化碳排放的影響呈現(xiàn)正向作用，也表明較大幅度的消費結(jié)升級有利于我國通過提高能源效率來實現(xiàn)碳減排。

表2 靜態(tài)測算結(jié)果

表3 動態(tài)測算結(jié)果

（三）穩(wěn)健性分析結(jié)果

二氧化碳排放具有鎖定效應(yīng)，即當(dāng)期二氧化碳排放可以影響下一期二氧化碳排放，面板數(shù)據(jù)的一個優(yōu)點是可以對個體動態(tài)行為進(jìn)行建模?；诖?，為了考察二氧化碳排放所產(chǎn)生的滯后效應(yīng)，在動態(tài)面板的基礎(chǔ)上，把被解釋變量的滯后值引入解釋變量中，也就是在公式（3）的右邊加入二氧化碳排放的一階滯后項作為解釋變量，將公式（3）拓展如下：

加入滯后項的目的是為了分析碳排放所帶來的滯后效應(yīng)，但引入滯后項后會在模型分析過程中存在內(nèi)生性問題并產(chǎn)生估計偏差，一般處理方式是在模型測算時引入工具變量?，F(xiàn)有的處理工具變量方法中，主要運用差分廣義矩（DIFF-GMM）（Arellano and Bond，1991）和系統(tǒng)廣義矩（SYS-GMM）兩種矩估計方法消除內(nèi)生性問題。這兩種矩估計方法各有優(yōu)劣，差分廣義矩的處理方法是先對目標(biāo)方程進(jìn)行差分，以消除估計模型的固定效應(yīng)，再用一組滯后解釋變量作為差分之后方程中變量的工具變量進(jìn)行估計。但差分廣義矩估計量也同時存在容易造成樣本信息缺失和產(chǎn)生估計偏差等問題，必須用系統(tǒng)廣義矩估計量的方法來解決。系統(tǒng)廣義矩估計量綜合考慮差分方程和水平方程，可以得到相對接近真實的測算結(jié)果。在動態(tài)面板測算中，進(jìn)行動態(tài)估計還要判別過度識別問題，如表3給出了Hansen檢驗及p值用來檢驗工具變量是否存在過度識別，從表3結(jié)果可知都沒有拒絕原假設(shè)，說明選取的工具變量是有效的。此外，測算時還需要對模型是否存在自相關(guān)進(jìn)行檢驗，考察表3中AR（1）的P值小于0.1，說明滯后一階的估計p值在10%概率下顯著，差分后的殘差存在一階序列相關(guān)；AR（2）的p值大于0.1，說明滯后二階的估計p值在10%概率下不顯著，不存在二階序列相關(guān)。因此通過相關(guān)性檢驗后表明原模型誤差項不存在序列相關(guān)性。

根據(jù)表3動態(tài)估計結(jié)果的分析，消費結(jié)構(gòu)升級系數(shù)以及能源效率系數(shù)均在1%水平上顯著為負(fù)，且根據(jù)SYSGMM的估計量，消費結(jié)構(gòu)升級與能源效率的交乘項系數(shù)在10%水平上顯著為正，可以判斷二氧化碳排放滯后相應(yīng)的動態(tài)分析結(jié)果和上文靜態(tài)面板分析的回歸結(jié)果一致，進(jìn)一步印證了消費結(jié)升級可以影響二氧化碳排放，因此可以推斷消費結(jié)構(gòu)升級影響二氧化碳排放的內(nèi)在機制是消費結(jié)構(gòu)升級有利于我國通過提高能源效率來實現(xiàn)碳減排。

政策建議

基于本文的研究結(jié)論，應(yīng)對氣候變化工作不僅與經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)節(jié)能減排相關(guān)，也與城鄉(xiāng)居民消費結(jié)構(gòu)升級有關(guān)。因此，政府不僅需要繼續(xù)推動應(yīng)對氣候變化和節(jié)能減排工作，還需要提質(zhì)增效，促進(jìn)消費結(jié)構(gòu)升級。第一，積極推動居民消費結(jié)構(gòu)升級，針對在八大類消費支出中衣食住行等生存性消費占比過高所引起的高碳排放問題，政府應(yīng)制定科學(xué)的財稅調(diào)節(jié)手段，增加居民收入，減小貧富差距，推動居民消費結(jié)構(gòu)向低碳的享受型消費升級。第二，消費結(jié)構(gòu)升級與提高能源效率同步推進(jìn)，研究表明，消費結(jié)構(gòu)升級通過提高能源效率來降低碳排放，在宏觀層面上，應(yīng)該積極發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，在微觀層面上，加大環(huán)境友好型產(chǎn)品供給，因此在政府政策供給上應(yīng)從宏觀和微觀兩個方面入手推動綠色發(fā)展。第三，加大宣傳力度推動居民綠色消費。個人的環(huán)保意識覺醒，消費觀念的轉(zhuǎn)變，是推動綠色消費和消費結(jié)構(gòu)升級的重要抓手，因此，政府應(yīng)該加強相關(guān)領(lǐng)域的工作，通過宣傳教育、財稅政策推動居民綠色可持續(xù)消費轉(zhuǎn)型。