碳排放和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系的實(shí)證研究

陳澤佳，葉育甫，吳 凱

（云南師范大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，云南 昆明 650500）

改革開(kāi)放以后，中國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，成為當(dāng)前世界第二大經(jīng)濟(jì)體，國(guó)民生產(chǎn)總值達(dá)100萬(wàn)億元。然而，經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的同時(shí)，環(huán)境卻沒(méi)有得到很好的保護(hù)。二氧化碳、二氧化硫和臭氧等溫室氣體的過(guò)量排放，導(dǎo)致溫度逐年上升。［1］為此，我國(guó)許多學(xué)者開(kāi)始針對(duì)我國(guó)（或地區(qū)）的碳排放量進(jìn)行研究，探究其與經(jīng)濟(jì)間的關(guān)系。

一、文獻(xiàn)綜述

國(guó)外學(xué)者Hamit-Haggar、Shahbaz、Ozturk利用面板數(shù)據(jù)分別對(duì)加拿大、巴基斯坦和土耳其等國(guó)家的碳排放和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系進(jìn)行研究，因各個(gè)國(guó)家的資源稟賦、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平各不相同，得出的結(jié)論也不相同。［2-4］朱歡、鄭潔、趙秋運(yùn)通過(guò)對(duì)全球67個(gè)樣本進(jìn)行實(shí)證研究，發(fā)現(xiàn)碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)間存在著倒U型的關(guān)系。［5］郭然然，陳詩(shī)一在對(duì)碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系的研究中，采用了柯布道格拉斯函數(shù)作為實(shí)證模型，該函數(shù)模型越來(lái)越受到學(xué)者們的青睞。［6］姜博、馬勝利對(duì)東北三省進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)碳排放有正向影響，但不及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費(fèi)對(duì)其的影響大。［7］趙明軒、呂連宏、張保留等通過(guò)實(shí)證分析得出西部地區(qū)、中部地區(qū)和東北地區(qū)二氧化碳的排放量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平存在雙向因果關(guān)系且也存在雙向正向沖擊。［8］王菲、楊雪、田陽(yáng)等通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)我國(guó)某些地區(qū)二氧化碳和人均GDP的關(guān)系符合EKC假說(shuō)中倒U型曲線。［9］李偉舵認(rèn)為隨著出口水平的增加，污染程度會(huì)降低。［10］施錦芳指出就目前的經(jīng)濟(jì)水平來(lái)說(shuō)，中國(guó)在“一帶一路”的倡議中，出口能夠抑制碳排放的增加。［11］陳曦認(rèn)為我國(guó)現(xiàn)在的國(guó)際貿(mào)易對(duì)碳排放有著積極的抑制作用，但其貢獻(xiàn)作用卻在不斷下降［12］。

二、實(shí)證分析

（一）數(shù)據(jù)變量說(shuō)明與模型構(gòu)建

采用柯布—道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)作為計(jì)量模型，該模型為：

其中Y為產(chǎn)出，用國(guó)民生產(chǎn)總值（GDP）表示；K為投資投入量，用各省全社會(huì)固定投資額表示；L為勞動(dòng)投入量，用各省年末在職員工表示；C為二氧化碳排放量，二氧化碳排放量參照聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）發(fā)布的國(guó)家溫室氣體清單中二氧化碳排放量的計(jì)算方法準(zhǔn)則測(cè)算得出。Trade為國(guó)際貿(mào)易的進(jìn)出口量。本文構(gòu)建的回歸方程為：

1.數(shù)據(jù)來(lái)源

本文數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，由于有些數(shù)據(jù)缺失，選取2004—2019年的相關(guān)數(shù)據(jù)。地區(qū)生產(chǎn)總值以2004年為基期，剔除了價(jià)格因素。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，本文的能源選擇為原碳、原油以及天然氣，由于電力屬于二次能源，它的碳排放系數(shù)為0，故不參與計(jì)算。

2.二氧化碳排放量的測(cè)算

二氧化碳排放量的測(cè)算是基于各種燃料品種的單位發(fā)熱量、含碳量，以及燃燒各種燃料的平均氧化率，此外還扣除燃料在燃燒過(guò)程中的固碳量。省級(jí)溫室氣體清單編制指南提出計(jì)算公式為：

二氧化碳的排放量 =（燃料消費(fèi)量（熱量單位））×單位熱值燃料含碳量 -固碳量）×燃料燃燒過(guò)程中的碳氧化率

為了測(cè)算方便，本文借鑒聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）的計(jì)算碳排量的方法來(lái)估算測(cè)算二氧化碳的排放量，即用各種燃料的消費(fèi)總量與相對(duì)應(yīng)的碳排放系數(shù)相乘再求和，其表達(dá)式為：

其中CO2表示各燃料燃燒后的二氧化碳排放總量，Ei表示第i種燃料的消費(fèi)量，對(duì)燃料進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化的處理，換算成標(biāo)準(zhǔn)煤。α2i表示第i種燃料的碳排放系數(shù)。

3.二氧化碳排放系數(shù)的計(jì)算

由《廣東省市縣溫室氣體清單編制指南的通知》可知，碳排放量的計(jì)算公式為：

其中，α2i就是碳排放系數(shù)，i=1,2,3代表三種燃料，44/12為二氧化碳和碳分子量的比例。本文從通過(guò)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）收錄的各種燃料CO2排放數(shù)據(jù)表中找到相關(guān)的數(shù)據(jù)，并將碳排放系數(shù)近似為二氧化碳的排放系數(shù)，計(jì)算的結(jié)果如表1所示。

表1 二氧化碳排放系數(shù)

最后根據(jù)表1和（4）式計(jì)算得到二氧化碳的排放量。

根據(jù)三種能源的碳排放系數(shù)，計(jì)算出各省的碳排放量，從折線圖（見(jiàn)圖1）可以看出，各省的碳排量雖然有個(gè)別年份是下降，但是總體上是上升的趨勢(shì)，并且廣東省的碳排量在這幾個(gè)省份中總是位居第一。

圖1 各省碳排放量

為了消除異方差的影響，提高數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性，對(duì)所有變量進(jìn)行對(duì)數(shù)處理，且各變量的描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。

表2 各變量的描述性統(tǒng)計(jì)

（二）面板單位根檢驗(yàn)

面板單位根檢驗(yàn)有兩大類(lèi)，其中LLC檢驗(yàn)、Breintung檢驗(yàn)適用于“同根”的情形，IPS檢驗(yàn)和ADF檢驗(yàn)適用于“不同根”的情形。本文基于嚴(yán)謹(jǐn)性，分別采用LLC檢驗(yàn)和ADF檢驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，根據(jù)LLC檢驗(yàn)中AIC信息準(zhǔn)則確定階數(shù)后再進(jìn)行ADF檢驗(yàn)，結(jié)果如表3所示，各變量在一階差分后是平穩(wěn)的。接著進(jìn)行協(xié)整檢驗(yàn)，通過(guò)了Kao、Pedroni協(xié)整檢驗(yàn)，證明變量間存在著長(zhǎng)期穩(wěn)定關(guān)系。

表3 單位根檢驗(yàn)結(jié)果

（三）回歸分析結(jié)果

1.環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線基本模型回歸結(jié)果

環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線是指環(huán)境質(zhì)量會(huì)隨著人們的收入增加而降低，當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定水平后，也就是到達(dá)拐點(diǎn)后，環(huán)境質(zhì)量會(huì)隨著收入水平的上漲而上漲。為了驗(yàn)證環(huán)境庫(kù)茲涅茨假說(shuō)是否成立，本文將國(guó)民生產(chǎn)總值的二次項(xiàng)和一次項(xiàng)作為自變量，碳排放量作為因變量協(xié)整檢驗(yàn)后回歸。用模型（1），模型（2）對(duì)方程（1）進(jìn)行回歸，回歸結(jié)果如表4所示。模型（1）、模型（2）為：

表4 環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線回歸結(jié)果

模型1中沒(méi)有采用工具變量，直接用國(guó)民生產(chǎn)總值的二次項(xiàng)和一次項(xiàng)和碳排放直接回歸，兩個(gè)自變量沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，組內(nèi)R2也只有0.59，擬合效果不佳。模型2采用工具變量，將兩個(gè)自變量的滯后一期作為當(dāng)期值工具變量參與回歸，實(shí)證結(jié)果表明兩個(gè)自變量都通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，其中國(guó)民生產(chǎn)總值的二次項(xiàng)為負(fù)，說(shuō)明與二氧化碳排放量之間存在著倒U型的關(guān)系，環(huán)境庫(kù)茲涅茨假說(shuō)成立。

2.固定效應(yīng)模型的回歸結(jié)果

根據(jù)豪斯曼檢驗(yàn)，本文選擇固定效應(yīng)模型接著進(jìn)行回歸分析。用模型（3）對(duì)回歸方程（2）進(jìn)行回歸，模型（4）對(duì)回歸方程（3）進(jìn)行了回歸，模型（5）為了解決內(nèi)生問(wèn)題，將碳排放的滯后一期作為當(dāng)期值工具變量進(jìn)行回歸。模型（3）、模型（4）、模型（5）回歸結(jié)果如表5所示。模型（3）、模型（4）、模型（5）為：

表5 固定效應(yīng)模型回歸結(jié)果

由模型（3）的實(shí)證結(jié)果可知，二氧化碳排放量的系數(shù)為正，與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)呈現(xiàn)正向關(guān)系，通過(guò)10%的顯著性檢驗(yàn)，組內(nèi)R2為0.9804，擬合程度高；模型（4）加了三個(gè)控制變量，分別為固定投資量、勞動(dòng)力投入量和進(jìn)出口貿(mào)易額，二氧化碳排放量的顯著性提高，達(dá)到了5%的顯著性水平，而固定投資量和勞動(dòng)力投入量的顯著性分別為1%和10%，系數(shù)皆為正，說(shuō)明這三者對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)皆有正向的促進(jìn)作用。模型（5）使用了滯后一期的自變量作為工具變量，由回歸結(jié)果可知，各變量系數(shù)都是正顯著的。由各變量系數(shù)的大小可知，勞動(dòng)力對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)貢獻(xiàn)最大，其次為二氧化碳排放量，說(shuō)明福建省、廣東省、廣西省、海南省、云南省的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)比較依賴(lài)于勞動(dòng)要素的投入，且經(jīng)濟(jì)在高速增長(zhǎng)的同時(shí)會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的壓力。

（四）穩(wěn)健性檢驗(yàn)

上述實(shí)證結(jié)果表明二氧化碳排放量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)間存在著正向關(guān)系。為了檢驗(yàn)實(shí)證結(jié)果的穩(wěn)定性，本文采用更換因變量的方法，用各省的人均GDP來(lái)代替國(guó)民生產(chǎn)總值后重新進(jìn)行回歸分析，其穩(wěn)健性檢驗(yàn)的結(jié)果如表6所示。模型（3）、（5）的系數(shù)的正負(fù)沒(méi)有發(fā)生改變，說(shuō)明模型是穩(wěn)健的。

表6 穩(wěn)健回歸結(jié)果

三、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

本文對(duì)福建省、廣東省、廣西省、海南省、云南省的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，結(jié)合柯布道格拉斯的生產(chǎn)函數(shù)進(jìn)行擬合，實(shí)證結(jié)果顯示二氧化碳的排放量、資本投入以及勞動(dòng)力投入對(duì)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)均有正向促進(jìn)作用且都有顯著性影響，其中二氧化碳的排放量產(chǎn)出彈性為0.4819，資本投入的產(chǎn)出彈性為0.4705，勞動(dòng)力的產(chǎn)出彈性為0.8250。國(guó)民生產(chǎn)總值二次項(xiàng)系數(shù)為 -9.7142，一次項(xiàng)系數(shù)為17.7861，根據(jù)數(shù)學(xué)計(jì)算公式，推導(dǎo)出拐點(diǎn)為0.9561，說(shuō)明環(huán)境庫(kù)茲涅茨假說(shuō)成立，環(huán)境污染問(wèn)題會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)可能帶來(lái)的環(huán)境規(guī)制或者低碳經(jīng)濟(jì)而逐步得到解決。

（二）建議

由這些邊境省份的數(shù)據(jù)可知，二氧化碳的排放量逐年上升，經(jīng)濟(jì)總量也隨之增長(zhǎng)，說(shuō)明碳排放對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)存在促進(jìn)作用。但是我們不能長(zhǎng)期依靠以破壞環(huán)境為代價(jià)來(lái)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。我們應(yīng)努力在保持產(chǎn)出的同時(shí)減少二氧化碳的排放。可以依托勞動(dòng)力的各種優(yōu)勢(shì)和資本的投入，推動(dòng)科技的研發(fā)和創(chuàng)新，在低碳環(huán)保的同時(shí)，保持經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。基于此，本文提出以下四點(diǎn)建議：

第一，提高能源的利用率與清潔能源的使用率。政府應(yīng)加強(qiáng)管控高排放低產(chǎn)能的企業(yè)，對(duì)那些能源效率較高的企業(yè)給予一定的優(yōu)惠政策或補(bǔ)貼，投資研發(fā)以及推廣能夠提高能源效率的技術(shù)和設(shè)備。同時(shí)提倡使用清潔能源，例如水能、風(fēng)能等，降低單位產(chǎn)值的碳排放量，打造環(huán)境友好型、資源友好型社會(huì)。

第二，提高公民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，讓每個(gè)人都參與到低碳經(jīng)濟(jì)的行動(dòng)中來(lái)。在城市中，提倡由公共交通代替私家車(chē)出行，垃圾分類(lèi)，不隨意排放或者丟棄有害垃圾；在農(nóng)村中，禁止隨意焚燒秸稈，由政府統(tǒng)一處理生成沼氣或者乙醇等清潔能源，合理規(guī)劃和優(yōu)化農(nóng)業(yè)生態(tài)結(jié)構(gòu)，推動(dòng)高生產(chǎn)值的現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)，協(xié)調(diào)農(nóng)林牧漁業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

第三，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。政府要逐步淘汰落后產(chǎn)能的企業(yè)，重新調(diào)整并優(yōu)化主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè)內(nèi)部的耗能方式。政府通過(guò)大力建設(shè)電網(wǎng)、軌道交通等基礎(chǔ)設(shè)施，以此來(lái)加強(qiáng)對(duì)電力的使用。在加快電能使用的進(jìn)程中，也要發(fā)展用生物質(zhì)能、太陽(yáng)能等再生能源發(fā)電，逐步減弱煤炭發(fā)電和對(duì)化石能源的依賴(lài)。除此之外，還要大力宣傳和推廣低碳消費(fèi)，提高生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力等等。

第四，制定合理的獎(jiǎng)懲制度。讓企業(yè)的二氧化碳、二氧化硫等氣體的排放量及相關(guān)信息公開(kāi)，政府加大對(duì)企業(yè)的監(jiān)督力度，讓改善環(huán)境的責(zé)任落實(shí)到每個(gè)企業(yè)、每個(gè)人身上，對(duì)符合達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)沒(méi)達(dá)標(biāo)的企業(yè)進(jìn)行懲罰。