對環(huán)境庫茲涅茲曲線的質(zhì)疑

趙寶山，高曉玲

對環(huán)境庫茲涅茲曲線的質(zhì)疑

趙寶山1，高曉玲2

（1.安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子商務(wù)學(xué)院，安徽 蕪湖 241002；2.中國人民銀行 臨沂支行，山東 臨沂 276000）

通過對二氧化碳排放影響因素的分解和我國數(shù)據(jù)的實證分析發(fā)現(xiàn)，環(huán)境庫茲涅茲曲線是人均國內(nèi)生產(chǎn)總值變化和碳排放強度變化相互作用的結(jié)果，不存在穩(wěn)定的形狀；根據(jù)該曲線判斷二氧化碳排放與經(jīng)濟增長的關(guān)系，會做出錯誤的結(jié)論。

環(huán)境庫茲涅茲曲線；二氧化碳；經(jīng)濟增長；碳排放強度

一、引言

目前，全球變暖問題已引起了世界各國的關(guān)注。作為一個負責任的大國，我國于2020年9月在聯(lián)合國大會上提出了“雙碳”戰(zhàn)略：“采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。”作為一個發(fā)展中的大國，為了實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興，我們要保持經(jīng)濟增長。這使我們不得不思考：碳排放和經(jīng)濟增長的關(guān)系是怎樣的？

國內(nèi)外關(guān)于該問題的研究最常用的是環(huán)境庫茲涅茲曲線。美國經(jīng)濟學(xué)家格羅斯曼（Grossman） 和克魯格（Kureger）研究二氧化硫和“煙”兩種污染物與經(jīng)濟增長的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，環(huán)境污染和經(jīng)濟增長之間呈現(xiàn)倒U型關(guān)系，即在收入水平較低時，環(huán)境污染隨著經(jīng)濟增長而加重，而在收入水平較高時隨著經(jīng)濟增長而降低。[1]后來，有學(xué)者比照庫茲涅茲曲線，將該曲線命名為環(huán)境庫茲涅茲曲線。二氧化碳排放和經(jīng)濟增長之間是否存在該曲線，學(xué)者們的研究結(jié)論很不一致。馬丁·瓦格納（Martin Wagner）的研究認為，二氧化碳排放與經(jīng)濟增長之間呈單調(diào)遞增關(guān)系，并不存在拐點。[2]奧納福沃拉（Onafowora）等研究了多個國家二氧化碳排放與經(jīng)濟增長的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)日本和韓國存在倒U型環(huán)境庫茲涅茲曲線，而其他六個國家的環(huán)境庫茲涅茲曲線卻是N型。[3]阿拉姆（Alam）等的研究發(fā)現(xiàn)，中國、巴西和印尼的二氧化碳排放隨著收入的增加而減少，而印度卻相反。[4]朱歡、鄭潔等利用全球67個經(jīng)濟體1990—2018年的面板數(shù)據(jù)分析表明，二氧化碳排放與經(jīng)濟增長之間顯著呈現(xiàn)倒U型關(guān)系。國內(nèi)學(xué)者有關(guān)我國的研究結(jié)論更加多樣。[5]同樣是研究人均二氧化碳排放量和人均GDP的關(guān)系，林伯強等發(fā)現(xiàn)兩者間呈倒U型庫茲涅茲曲線[6]，而劉華軍等卻發(fā)現(xiàn)兩者之間呈倒 N 型關(guān)系[7]；高靜等的研究又顯示我國東部呈倒U型，西部呈正U型。[8]總之，無論是國內(nèi)的研究還是國外的研究，二氧化碳的環(huán)境庫茲涅茲曲線都出現(xiàn)了多種形態(tài)。這使我們懷疑使用環(huán)境庫茲涅曲線分析環(huán)境污染與經(jīng)濟增長的關(guān)系是否可靠？

目前，學(xué)術(shù)界只有李正升通過定性分析對環(huán)境庫茲涅茲曲線提出了質(zhì)疑，卻仍然認為該曲線對于解決環(huán)境和經(jīng)濟問題具有較強的指導(dǎo)意義。[9]本文從理論和實證兩方面證明環(huán)境庫茲涅茲曲線只是一種假象，使用環(huán)境庫茲涅茲曲線來分析經(jīng)濟增長和環(huán)境污染的關(guān)系而得出的結(jié)論是不可靠的。

二、二氧化碳排放影響因素的理論分析

（一）二氧化碳排放影響因素的分解

用C和L分別表示二氧化碳排放總量和人口，則：

根據(jù)（1）式，一國的碳排放量與人口總量、人均碳排放量有關(guān)。一國的人口一般較穩(wěn)定，可以看作是外生的。在人口保持不變的情況下，一國的碳排放量由人均碳排放量決定。

用Y表示該國的GDP，則人均碳排放量可以表示為：

（3）式兩邊同時對時間t求導(dǎo)，得到：

人均二氧化碳排放量變化率=人均GDP變化率+碳排放強度變化率 （5）

這告訴我們，人均碳排放量是增加還是減少取決于人均GDP的變化和碳排放強度的變化。（5）式也告訴我們，經(jīng)濟增長會增加二氧化碳排放量，因為經(jīng)濟增長時人均GDP變化率為正，會使人均碳排放量增長。在一國的人均GDP保持增長的情況下，人均GDP的變化率為正值，要想讓人均碳排放量下降即讓人均碳排放量變化率為負值，該國的碳排放強度的變化率必須為負且絕對值要大于人均GDP的變化率。因此，降低碳排放量的關(guān)鍵在于降低碳排放強度。

（二）環(huán)境庫茲涅茲曲線只是一種假象

用（5）式可以解釋環(huán)境庫茲涅茲曲線出現(xiàn)各種形狀的原因。當人均GDP的增長率高于碳排放強度的下降率時，人均碳排放量的變化率為正?？梢钥吹诫S著人均GDP的增加，人均碳排放量也增加，表現(xiàn)為環(huán)境庫茲涅茲曲線的上升階段。而當人均GDP增長率低于碳排放強度的下降率時，人均碳排放量的變化率為負，這時可以看到隨著人均GDP的增加，人均碳排放量下降，表現(xiàn)為環(huán)境庫茲涅茲曲線的下降階段。隨著一國人均GDP變化率和碳排放強度變化率的數(shù)值改變，人均碳排放量變化率會有時為正值，有時為負值，甚至在正負值之間多次擺動。因此，不存在穩(wěn)定形狀的環(huán)境庫茲涅茲曲線。這是很多實證研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境庫茲涅茲曲線呈現(xiàn)倒U型、U型、N型、倒N型等多種形態(tài)的原因。根據(jù)環(huán)境庫茲涅茲曲線的形狀判斷經(jīng)濟增長對環(huán)境污染的影響無法得出可靠結(jié)論。

很多工業(yè)化國家在收入水平較低時經(jīng)濟增長速度較快，而收入水平較高時，經(jīng)濟增長速度放緩。這應(yīng)該是倒U型環(huán)境庫茲涅茲曲線出現(xiàn)比較多的原因。在收入水平較低時，人均GDP增長較快，人均GDP變化率為正且絕對值較大。這時由于技術(shù)水平較低、為了富裕愿意忍受污染等，經(jīng)濟發(fā)展往往是高耗能高污染的，因而碳排放強度變化率為正值或絕對值較小的負值。這時，人均GDP增長率和碳排放強度的變化之和為正，根據(jù)（5）式可知，這會導(dǎo)致人均碳排放量變化率為正，表現(xiàn)為環(huán)境庫茲涅茲曲線上升。當該國收入較高時，經(jīng)濟增長速度放緩，人均GDP增長率較低，而由于收入較高有能力研發(fā)降低碳排放的技術(shù)、人們對環(huán)保的要求也更高，國家開始制定嚴格的環(huán)保政策，引起碳排放強度出現(xiàn)較大幅度下降。這時，碳排放強度的下降率超過了人均GDP的增長率，人均碳排放量變化率為負，表現(xiàn)為環(huán)境庫茲涅茲曲線下降。

（三）數(shù)據(jù)說明

人均二氧化碳排放量、人均GDP和碳排放強度用我國歷年二氧化碳排放量、GDP和人口計算得到。GDP用2010年不變價表示，人均GDP用GDP除以人口得到，人均二氧化碳排放量用二氧化碳排放量除以人口得到，碳排放強度用二氧化碳排放量除以GDP得到。研究的時間范圍為2001年到2018年。由于國內(nèi)統(tǒng)計年鑒中沒有二氧化碳排放量的數(shù)據(jù)，本文數(shù)據(jù)統(tǒng)一采用世界銀行網(wǎng)站的公開數(shù)據(jù)。

三、我國經(jīng)濟增長對二氧化碳排放的影響

很多學(xué)者在分析碳排放和經(jīng)濟增長的關(guān)系時用環(huán)境庫茲涅茲曲線來說明。本文認為這種分析是不可靠的。為此，我們用環(huán)境庫茲涅茲曲線來分析，并指出這種分析的問題，繼而用我國的數(shù)據(jù)印證理論部分的觀點：經(jīng)濟增長會增加二氧化碳排放量。

（一）我國二氧化碳的環(huán)境庫茲涅茲曲線估計

環(huán)境庫茲涅茲曲線假說認為環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間存在倒U型曲線。計算我國的人均二氧化碳排放量與人均GDP并做散點圖，見圖1。圖中縱軸是人均二氧化碳排放量，橫軸是人均GDP?？梢钥闯?，隨著人均GDP的增加，人均二氧化碳排放量總體上先增加，然后出現(xiàn)拐點。我國二氧化排放與經(jīng)濟增長之間似乎開始顯現(xiàn)倒U型曲線。

如果用經(jīng)典的環(huán)境庫茲涅茲曲線模型估計該曲線，也會得出倒U型曲線的結(jié)論。模型為：

ct=α+βyt+γyt2+εt

其中， ct、 yt和εt分別表示t年的人均二氧化碳排放量、人均GDP和誤差項；α、β、γ是待估系數(shù)。用Eviews9軟件對上述模型進行最小二乘估計，結(jié)果如下：

ct= 2.5455*yt-0.1867yt2-1.3193

(18.9428) (-13.2563) (-4.6486) R2=0.9897

人均GDP平方項的系數(shù)為負且顯著，說明人均碳排放和人均GDP之間存在倒U型曲線關(guān)系。根據(jù)上述估計結(jié)果計算，倒U型曲線的頂點對應(yīng)的人均GDP約為6817美元，到2016年時我國人均GDP已經(jīng)超過該水平。目前，我國似乎已經(jīng)處于倒U型環(huán)境庫茲涅茲曲線的下降階段。

圖1 人均二氧化碳排放和人均GDP散點圖

（二）環(huán)境庫茲涅茲曲線存在的問題

倒U型庫茲涅茲曲線是否意味著，只要經(jīng)濟不斷增長，我國的人均碳排放量就會下降呢？如果根據(jù)環(huán)境庫茲涅茲曲線得出這種判斷，將是錯誤的。在2001年到2018年時間范圍內(nèi)，我國二氧化碳排放符合倒U型環(huán)境庫茲涅茲曲線，這不代表未來仍符合倒U型曲線。正如引言部分所述，很多實證研究已經(jīng)證明環(huán)境庫茲涅茲曲線可以是Ｎ型、倒Ｎ型等多種形態(tài)。

其實，環(huán)境庫茲涅茲曲線只是一種表面現(xiàn)象。理論部分已經(jīng)表明人均碳排放量變化是人均GDP變化和碳排放強度變化共同作用的結(jié)果。下面，用我國的實際數(shù)據(jù)進行分析。表1中，第４列是人均GDP變化率和碳排放強度變化率之和，每年的第４列數(shù)值與人均二氧化碳排放量變化率都幾乎相等，這印證了（5）式。各年的人均GDP變化率都為正，說明人均GDP一直在增加。從2002年到2013年，人均二氧化碳排放量的變化率都為正，說明這些年人均碳排放量在增加，表現(xiàn)為圖1中環(huán)境庫茲涅茲曲線的上升。人均二氧化碳排放量的變化率之所以為正，是因為人均GDP的上升比率超過了碳排放強度的下降比率，甚至從2003到2005年碳排放強度也在上升。2014年、2015年和2016年的人均二氧化碳排放量變化率為負，說明這三年人均二氧化碳排放量下降，也就是圖1中環(huán)境庫茲涅茲曲線下降的階段。這三年的人均二氧化碳排放量變化率為負是因為這三年的碳排放強度下降比率都超過了人均GDP的上升比率。而2017年后人均二氧化碳排放量變化率又轉(zhuǎn)為正值是因為人均GDP的增長比例超過了碳排放強度的下降比率。從數(shù)據(jù)來看，我國2001—2018年的環(huán)境庫茲涅茲曲線應(yīng)該是N型。

可見，環(huán)境庫茲涅茲曲線的上升和下降是人均GDP變化和碳排放強度變化共同作用的結(jié)果。長期來看，隨著兩者的不斷變化，環(huán)境庫茲涅茲曲線會呈現(xiàn)更多上升和下降的轉(zhuǎn)折。因此，環(huán)境庫茲涅茲曲線沒有固定的形態(tài)，根據(jù)該曲線判斷經(jīng)濟增長和碳排放的關(guān)系不能得出可靠結(jié)論。

（三）經(jīng)濟增長增加了我國的二氧化碳排放量

理論部分提出，經(jīng)濟增長會增加二氧化碳排放量，從表1中可以看出這一點。我國每年的人均GDP增長率都為正，這增加了每年的人均二氧化碳排放量變化率，甚至使大多數(shù)年份的人均二氧化碳排放量變化率為正值。也就是說，人均GDP的增長使人均二氧化碳排放量增長了。因此，經(jīng)濟增長增加了我國的二氧化碳排放量。

表1 我國環(huán)境庫茲涅茲曲線變化的解釋

數(shù)據(jù)來源：本文根據(jù)我國人口、GDP和二氧化碳排放數(shù)據(jù)計算得到

四、結(jié)論和后續(xù)研究建議

（一）研究結(jié)論

本文通過理論分析和基于我國數(shù)據(jù)的實證檢驗，得出以下結(jié)論：（1）一國的碳排放量與人口總量、經(jīng)濟增長、碳排放強度三個方面有關(guān)。經(jīng)濟增長會提高人均碳排放量，碳排放強度下降會降低人均碳排放量。在一國人口相對穩(wěn)定、經(jīng)濟持續(xù)增長的情況下，降低碳排放量的關(guān)鍵在于降低碳排放強度。（2）環(huán)境庫茲涅茲曲線只是一種假象。它是人均GDP變化和碳排放強度變化共同作用的結(jié)果，隨著兩者的不斷變化它會多次上升或下降，因而沒有穩(wěn)定的形狀。根據(jù)環(huán)境庫茲涅茲曲線判斷經(jīng)濟增長與二氧化碳排放的關(guān)系，無法得出可靠結(jié)論。

（二）后續(xù)研究建議

后續(xù)應(yīng)該加強對碳排放強度影響因素的研究。為了使研究結(jié)論對政策制定具有實際意義，應(yīng)該考察政府可以干預(yù)的碳排放強度影響因素。

[1]Grossman, G. M. and Krueger, A. B. Environmental Impacts of a North American Free Trade Agreement[R].Cambridge:National Bureau of Economic Research，1991（11）：1-57.

[2]Martin Wagner. The Carbon Kuznets Curve: A Cloudy Picture Emitted by Bad Econometrics? [J]. Resource and Energy Economics，2007（11）：388-408.

[3]Onafowora Olugbenga A.,Owoye Oluwole.Bounds testing approach to analysis of the environment Kuznets curve hypothesis[J].Energy economics，2014 （7）：46-47.

[4]Alam M, Murad M&Noman A.Relationships among carbon emissions，economic growth，energy consumption and population growth: Testing Environmental Kuznets Curve hypothesis for Brazil, China, India and Indonesia[J].Ecological Indicators，2016（6）：466-479.

[5]朱歡，鄭潔，趙秋運等.經(jīng)濟增長、能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與二氧化碳排放——基于面板數(shù)據(jù)的經(jīng)驗分析[J].經(jīng)濟與管理研究，2020（11）：19-34.

[6]林伯強，蔣竺均.中國二氧化碳的環(huán)境庫茲涅茨曲線預(yù)測及影響因素分析[J].管理世界，2009（4）：27-36.

[7]劉華軍，閆慶悅，孫曰瑤.中國二氧化碳排放的環(huán)境庫茲涅茨曲線——基于時間序列與面板數(shù)據(jù)的經(jīng)驗估計[J].中國科技論壇，2011（4）：108-113.

[8]高靜，黃繁華.貿(mào)易視角下經(jīng)濟增長和環(huán)境質(zhì)量的內(nèi)在機理研究——基于中國 30 個省市環(huán)境庫茲涅茨曲線的面板數(shù)據(jù)分析[J].上海財經(jīng)大學(xué)學(xué)報，2011（5）：66-74.

[9]李正升.對環(huán)境庫茲涅茨曲線的質(zhì)疑與思考[J].生態(tài)經(jīng)濟，2010（11）：55-58.

Doubts about the Environmental Kuznets Curve

Zhao Baoshan1, Gao Xiaoling2

Through the decomposition of the influencing factors of carbon dioxide emissions and the empirical analysis of my country's data, it is found that the environmental Kuznets curve is the result of the interaction between the change of per capita GDP and the change of carbon emission intensity, and there is no stable shape; according to the curve Judging the relationship between carbon dioxide emissions and economic growth will lead to wrong conclusions.

Environmental Kuznets curve; Carbon dioxide; Economic growth; Carbon emission intensity

2022-03-03

安徽省高校人文社科重點項目（SK2021A1051）；安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研項目(2021ZDG11)；安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院“雙高計劃”項目 (2020sgxm17)

趙寶山（1983－ ），男，山東臨沂人，安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子商務(wù)學(xué)院講師，碩士。

10.13685/j.cnki.abc. 000631

F124.5

A

1671-9255（2022）02-0027-04