基于VAR模型的中國(guó)碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的分析

陸文捷

(江蘇大學(xué)京江學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212113)

1 文獻(xiàn)綜述

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度，人們?cè)诰駥用嫔舷蛲玫纳钚枨笾饾u變成了主流，環(huán)境問(wèn)題正是美好生活需求中的一部分。碳減排作為我國(guó)如今實(shí)現(xiàn)綠色低碳經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的重要一環(huán)，需要我國(guó)迫切落實(shí)。目前，有諸多學(xué)者對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了研究，如周迪進(jìn)行碳排放效率測(cè)算[1]；汪明月采用熵值法、層次分析法和非線性規(guī)劃建模方法對(duì)碳減排效用進(jìn)行測(cè)算[2]；胡春璇選擇典型評(píng)估模型對(duì)中國(guó)碳排放社會(huì)損失進(jìn)行了試算[3]；劉麗通過(guò)匹配博弈機(jī)制研究碳交易過(guò)程[4]，等等。而認(rèn)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展與碳排放總量有著密切關(guān)系的學(xué)者也不占少數(shù)，如：姜克雋認(rèn)為我國(guó)30年后碳減排影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技發(fā)展[5]；臧良震認(rèn)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式和碳排放間存在穩(wěn)定的長(zhǎng)期均衡關(guān)系[6]；卜亞男認(rèn)為我國(guó)政府在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)制定碳減排政策，從可持續(xù)發(fā)展到綠色經(jīng)濟(jì)再到當(dāng)前的低碳經(jīng)濟(jì)[7]；陳燕認(rèn)為碳減排約束會(huì)降低經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的包容性[8]，等等。

筆者為了分析碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的具體關(guān)系，通過(guò)構(gòu)造沖擊數(shù)列方程和方差分解等方式，進(jìn)而對(duì)我國(guó)碳排放政策作出總結(jié)和建議。

2 我國(guó)碳排放現(xiàn)狀

1990年～2018年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)加快，也造成了能源的消耗加快。我國(guó)是煤炭大國(guó)，碳排放總量的增加已經(jīng)是不可避免。如圖1所示，我國(guó)近三十年的碳排放總量呈持續(xù)上升，其中2002年至2007年排放量增加量加快十分明顯。2002年，中國(guó)出臺(tái)政策鼓勵(lì)發(fā)展第二、三產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟(jì)得到增長(zhǎng)，增加了碳排放。2008年可能受金融危機(jī)影響，部分煤炭工業(yè)無(wú)法盈利后關(guān)閉，使得碳排放量減少。碳排放總量攀升對(duì)我國(guó)環(huán)境以及人民生活現(xiàn)狀造成巨大影響，減少碳排放迫在眉睫。

圖1 1990年～2018年碳排放總量

通過(guò)圖2我們不難看出，我國(guó)碳排放強(qiáng)度呈現(xiàn)逐年遞減的趨勢(shì)。2012年，我國(guó)產(chǎn)業(yè)政策由于產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不斷加強(qiáng)，大大提高了能源利用效率，使得產(chǎn)業(yè)聯(lián)系與經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)在中國(guó)碳減排中起到了重要作用，伴隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化和技術(shù)進(jìn)步，碳減排方式趨于多元化[9]。

圖2 1990年～2018年碳排放強(qiáng)度

2.1 我國(guó)碳排放要求分析

據(jù)中華人民共和國(guó)生態(tài)環(huán)境部報(bào)道，僅我國(guó)2013年的碳排放量在全球范圍內(nèi)的排放量占比(14%)，是整個(gè)美國(guó)的碳排放量(28%)的二分之一[10]，要完成“十四五”規(guī)劃中第35條提出的：“降低碳排放強(qiáng)度，支持有條件的地方率先達(dá)到碳排放峰值，制定2030年前碳排放達(dá)峰行動(dòng)方案”都十分具有挑戰(zhàn)性，需要我們針對(duì)碳減排采取更加有效的措施。

2.2 我國(guó)碳排放優(yōu)勢(shì)與壓力

“十四五”規(guī)劃中提出：“將加快建設(shè)全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)”。我國(guó)有著較完善的碳交易體系，中國(guó)將實(shí)現(xiàn)從試點(diǎn)先行到建立全國(guó)統(tǒng)一市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)從單一行業(yè)突破到多行業(yè)納入，實(shí)現(xiàn)從啟動(dòng)交易到持續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行。同時(shí)，我國(guó)碳排放總量占全球碳排放的比重逐年上升，基于我國(guó)是溫室氣體排放大國(guó)，所以在國(guó)際上關(guān)于履行環(huán)保減排的合作有著不可忽視的優(yōu)勢(shì)。此外，中國(guó)對(duì)《巴黎協(xié)定》《京都議定書(shū)》等國(guó)際碳排放條約的簽署，無(wú)疑是讓我國(guó)這一發(fā)展中國(guó)家面臨著發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)國(guó)際環(huán)境的管理控制政策，雖然協(xié)定簽署對(duì)我國(guó)碳排放有著監(jiān)督、推動(dòng)作用，但是發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)發(fā)展中國(guó)家的壓力也不可小視。

3 基于VAR模型分析碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)

3.1 指標(biāo)與數(shù)據(jù)的選取和處理

筆者選取1990年～2018年我國(guó)碳排放數(shù)據(jù)和GDP數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象，由于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)本質(zhì)上就是GDP的增幅情況，故用GDP來(lái)表示。

核心公式如下：

C=Σimi*δi，(mi=E*Fi)

(1)

其中，C為CE(碳排放總量)；mi為i類能源的消費(fèi)量；δi為i類能源的碳排放系數(shù)，數(shù)據(jù)來(lái)源為煤炭、石油、天然氣的碳排放系數(shù)的均值；E為能源消費(fèi)總量，F(xiàn)i為i類能源消費(fèi)量占總消費(fèi)量的比重，數(shù)據(jù)來(lái)源為《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》，見(jiàn)表1、表2。

表1 煤、石油、天然氣的排放系數(shù)

表2 我國(guó)1990年～2018年碳排放數(shù)據(jù)

圖3是關(guān)于我國(guó)GDP與CE趨勢(shì)的變化圖。從圖3中可以發(fā)現(xiàn)，從1990年～2018年，我國(guó)GDP呈現(xiàn)不斷遞增趨勢(shì)。其中，2018年相對(duì)于1990年的年增長(zhǎng)率高達(dá)46.70%，GDP從1990年的18 872.9億元增加到2018年的900 309.5億元。CE變化與GDP變化都呈現(xiàn)正向增長(zhǎng)。能源消費(fèi)的增加是我國(guó)進(jìn)入現(xiàn)代化必不可少的因素，當(dāng)科技發(fā)展到一定高度的時(shí)候，能源的需求量也會(huì)相應(yīng)上升，CE持續(xù)的增加也就成了必然結(jié)果。

圖3 我國(guó)GDP與CE變動(dòng)情況

3.2 VAR模型建立

筆者構(gòu)建變量以便于VAR模型研究CE與GDP的關(guān)系，見(jiàn)表3。

表3 變量符號(hào)

3.3 模型檢驗(yàn)

3.3.1 變量平穩(wěn)性檢驗(yàn)

由表4可以看出，lnx和lny原始的時(shí)間數(shù)列兩者P值都遠(yuǎn)超0.05，并且在10%的臨界值處都接受原假設(shè)，所以原數(shù)據(jù)方程是非平穩(wěn)的。而D(lnx)的P值為0.0005，遠(yuǎn)小于0.05，拒絕其原假設(shè)，呈現(xiàn)出平穩(wěn)狀態(tài)。所以D(lnx)的時(shí)間數(shù)列是平穩(wěn)的。

表4 變量平穩(wěn)性檢驗(yàn)

3.3.2 Johansen協(xié)整檢驗(yàn)

經(jīng)過(guò)Johansen協(xié)整檢驗(yàn)，如表5所示，筆者選取Trace與MAX-Eigen作為判別數(shù)據(jù)，由其結(jié)果可得，在0.05的Critical Value下，Trace與MAX-Eigen都拒絕了原假設(shè)，故CE和GDP之間存在穩(wěn)定關(guān)系。

表5 Johansen協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果

3.3.3 Grange因果檢驗(yàn)

最佳滯后期的確定是當(dāng)AIC和SC的數(shù)值達(dá)到最小。如表6所示，模型推薦期為2期。

表6 最佳滯后期

在確定推薦時(shí)期后，進(jìn)行格蘭杰檢驗(yàn)。通過(guò)表7可以發(fā)現(xiàn)，原假設(shè)為：“CE does not Cause GDP”時(shí)，P值為0.0068<0.05，所以顯著拒絕原假設(shè)。原假設(shè)為：“GDP does not Cause CE”時(shí)，P值為0.1857>0.05，所以接受原假設(shè)。綜上，碳排放總量是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的原因，減少一定程度的碳排放總量，會(huì)對(duì)GDP造成負(fù)面影響。

表7 Grange因果檢驗(yàn)

3.3.4 脈沖響應(yīng)函數(shù)

由圖4單位根檢驗(yàn)，沒(méi)有點(diǎn)位于單位圓外，實(shí)驗(yàn)方程效果顯著，模型十分穩(wěn)定。

圖4 單位根檢驗(yàn)

脈沖響應(yīng)函數(shù)的構(gòu)建，可以更好反應(yīng)時(shí)間和沖擊強(qiáng)度對(duì)變量影響，因此選取20期分析影響。 脈沖響應(yīng)結(jié)果如圖5所示，從圖5-a可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)GDP受自身沖擊之后，開(kāi)始緩慢上升，到第4期后增速放緩并穩(wěn)定在一定數(shù)值，從第10期開(kāi)始數(shù)值下降直至20期；圖5-b所示為GDP對(duì)CE的響應(yīng)，CE受到GDP沖擊后，逐漸上升到第8期，在取得極值后，后緩慢下降，到達(dá)17期向后時(shí)逐漸平穩(wěn)。這表明GDP對(duì)自身的沖擊幅度影響并不大，變動(dòng)趨勢(shì)相較平緩，而GDP對(duì)CE的沖擊幅度影響在8年內(nèi)迅速增加，隨后隨著沖擊期數(shù)增加而緩慢減少； 圖5-c所示為CE對(duì)GDP的響應(yīng)，GDP受到CE一個(gè)沖擊后開(kāi)始逐漸上升，在第7期取得極值后緩慢減弱，在16期之后趨于平緩；圖5-d所示，CE受自身一個(gè)沖擊之后，逐漸上升到第4期，在取得極值后，隨后開(kāi)始遞減，在13期向后又開(kāi)始有上升趨勢(shì)。這表明CE對(duì)自身的沖擊幅度影響前4年有較強(qiáng)的反應(yīng)，但這反應(yīng)在13年之后趨于平緩。CE在短時(shí)期內(nèi)對(duì)GDP有著較為激烈影響。

圖5 脈沖響應(yīng)函數(shù)結(jié)果

3.3.5 方差分解分析

方差分解用于解釋在一定時(shí)間內(nèi)，所實(shí)驗(yàn)的變量受其他變量或自身的引起程度。其結(jié)果見(jiàn)表8-a、 表8-b和圖6。表8-a是對(duì)LNX(GDP)的方差分解，表8-b是對(duì)LNY(CE)的方差分解。從表8-a中可以看出，隨著時(shí)期的增加，GDP解釋CE的方差程度越來(lái)越高，在第10期達(dá)到了63.94%。這一結(jié)果說(shuō)明我國(guó)改革開(kāi)放以后，1990年～2018年間我國(guó)濫用自然資源，雖然短時(shí)間內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)加快，工業(yè)化水平提高，但是環(huán)境遭到污染破壞，邁向近代化進(jìn)程被加快了，但因此導(dǎo)致我國(guó)碳排放總量急劇增加。從表8-b中可以看出，CE對(duì)GDP的解釋程度并不高，最大值只能達(dá)到18.18%，并隨期數(shù)的增加逐漸降低，到第8期往后有回升趨勢(shì)。其原因是我國(guó)改革開(kāi)放初期主要以人口密集性和資源密集型產(chǎn)業(yè)為主，所以我國(guó)在該階段的GDP增長(zhǎng)大多依靠能源資源。該結(jié)果與上一節(jié)中的結(jié)論存在一致性。

表8-a 方差分解分析結(jié)果(1)

表8-b 方差分解分析結(jié)果(2)

圖6 方差分析結(jié)果

4 結(jié)論與建議

4.1 減少碳排放同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)

碳減排會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)產(chǎn)生逆效用。煤炭使用占我國(guó)總能源比重與其他能源相比具有顯著優(yōu)勢(shì)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)依賴于煤炭使用量，從而導(dǎo)致離不開(kāi)大量碳排放。而經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)是不可分割的，經(jīng)濟(jì)發(fā)展要盡量在減少對(duì)自然環(huán)境、資源的破壞和濫用的基礎(chǔ)上，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展。而減少碳排放總量也只有在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中才能得到有效的解決。我們不能為了一味追求環(huán)境質(zhì)量，強(qiáng)行實(shí)施碳減排政策；也不能為了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，濫用自然資源，加大碳排放總量。

4.2 基于碳減排加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移

碳減排的要求，促進(jìn)了我國(guó)從第二產(chǎn)業(yè)向第三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型速度，國(guó)家應(yīng)當(dāng)出臺(tái)相應(yīng)政策，引導(dǎo)和促進(jìn)碳減排工程的有效進(jìn)行，使得中高度碳排放污染企業(yè)轉(zhuǎn)向輕度碳排放污染企業(yè)，甚至做出轉(zhuǎn)型，向高新技術(shù)行業(yè)改變。大力鼓勵(lì)第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展，減少溫室氣體排放，促進(jìn)鋼鐵煤炭行業(yè)的優(yōu)化轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)低碳綠色產(chǎn)業(yè)。

4.3 完善碳排放權(quán)市場(chǎng)化交易

“十四五”規(guī)劃第36條提出：“全面實(shí)行排污許可制，推進(jìn)碳排放權(quán)市場(chǎng)化交易”。擴(kuò)大碳交易市場(chǎng)規(guī)模有利于改善環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)[11]。目前，落實(shí)和優(yōu)化完善“十四五”規(guī)劃中的碳排放權(quán)市場(chǎng)化交易是我國(guó)邁向綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要一步，也是實(shí)現(xiàn)碳減排的好選擇。

4.4 提高原有技術(shù)，發(fā)展清潔能源

碳排放的數(shù)量很大程度上受煤炭利用率的影響。我國(guó)要減少碳排放，需要提高原有技術(shù)，加強(qiáng)煤炭利用率，大力發(fā)展科技，減少碳排放。近年來(lái)，煤炭不可能大幅度增產(chǎn)，供需矛盾將日趨尖銳。而沸騰床燃燒[12]等通過(guò)提高燃燒過(guò)程之中的技術(shù)，來(lái)提高煤炭利用率的新型方法，值得我們?nèi)ド钏紝W(xué)習(xí)。一方面提高煤炭利用技術(shù)的同時(shí)，另一方面也需要提高對(duì)清潔能源的使用。清潔能源具有易獲得、產(chǎn)量大等等優(yōu)點(diǎn)，其產(chǎn)能也不低于傳統(tǒng)能源產(chǎn)能。在改善煤炭利用率的基礎(chǔ)上，充分利用和提高清潔能源使用比例，可以使得碳減排的實(shí)現(xiàn)，達(dá)成中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

4.5 加強(qiáng)國(guó)際碳減排的合作

隨著《巴黎協(xié)議》《京都議定書(shū)》的簽署，發(fā)展中國(guó)家承擔(dān)著越來(lái)越多的來(lái)自發(fā)達(dá)國(guó)家的環(huán)境管理的約束和目標(biāo)。不少小島嶼國(guó)家因?yàn)樵庥鎏寂欧胚^(guò)多而造成海面上漲的問(wèn)題，迫切希望發(fā)展中國(guó)家能實(shí)現(xiàn)碳減排。我國(guó)是眾多發(fā)展中國(guó)家碳排放位于前列的國(guó)家，如果我國(guó)在碳減排過(guò)程中未達(dá)到規(guī)定目標(biāo)，就意味著日后要受到更多發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)碳減排指標(biāo)的約束，承擔(dān)其對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成的沖擊，同時(shí)也失去了發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)碳減排的援助。我國(guó)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)與國(guó)際間的碳排放合作，與各盟友協(xié)調(diào)可持續(xù)互相發(fā)展，建設(shè)人類命運(yùn)共同體。