安徽省碳排放量的实证研究

第35卷第2期 上海理工大学学报 J．University of Shanghai for Science and Technology Vo1．35 No．2 2013 文章编号10076735201302012605 安徽省碳排放量的实证研究 郝静文， 陆秋君 上海理工大学理学院，上海200093 摘要采用加权最小二乘法和多元线性回归模型建立了安徽省碳排放量影响因素的实证模型，并 进一步运用向量自回归模型对安徽省的产业结构、经济水平和碳排放量进行Johansen协整检验、 脉冲响应分析．研究表明，产业结构和经济水平这两种影响因素与碳排放量之间存在一种长期均衡 稳定的关系，并根据分析结果提出了相关建议． 关键词碳排放量；加权最小二乘法；向量自回归模型；协整检验 中图分类号F 205 文献标志码A Empirical Study on Carbon Emissions in Anhui Province HAO J ingwen，LU Oiujun College of Science，University of Shanghai fo Science and Technology，Shanghai 200093，China AbstractThe weighted least squaresWLSmethod and the multiple linear regression model were mainly used to establish empirical models for investigating the relationship between carbon emissions and its affecting factors in Anhui province．Additionally，the vector autoregressionVAR method was applied in Johansen CO-integration test and impulse response analysis on industrial structure，economic development and carbon emissions，and a longterm relationship between them was found out．Finally，corresponding suggestions were provided according to the results of analysis． Key wordscarbon emissions intensity；,weighted least squares method；vector autoregressit method；CO．integration test 1 问题的提出 我国正处于快速的工业化和城市化进程中，这 两大因素将成为驱动我国碳排放的主要因素．“低 碳经济”概念的提出为经济增长方式的转变提供了 新思路，控制二氧化碳排放量是解决气候变暖问题 的关键，国内外已有很多文献_1 2]对低碳经济进行 了研究．但是，不同国家、不同省域的碳排放量影响 因素存在很大差异，例如，人口、经济、技术、产业结 构等均有不同．安徽省作为长江三角洲的腹地，拥有 充足的人力资源、旅游资源和矿藏资源，2010年安 徽省的年生产总值达到12 263．4亿元，与2009年 相比，增长率为22％．而安徽省作为一个农业大省， 收稿日期2011～1209 第一作者郝静文1988一，女，硕士研究生．研究方向应用统计及经济数学．E-mailahhjw8996163．COrn 通讯作者陆秋君1974一，女，副教授．研究方向应用统计．Emaillggaqiujun163．corn 第2期 郝静文，等安徽省碳排放量的实证研究 127 20世纪90年代后期，三产业比重一直徘徊在30 3634左右ll]．进人2l世纪后，安徽省的工业化、 城市化进程不断加快，经济规模迅速扩大，2010年 三产业比重已经达到145234．可见在这几十年 的时间里，第一产业的比重迅速下降，第二产业的比 重不断上升，导致产业比重不均衡。产业结构、经济 水平和碳排放量都在不断增长，而它们之间的关系 如何，是本文研究的内容之一。本文利用加权最小 二乘法WLS、向量自回归法VAR、Johansen协整 检验法和脉冲响应分析法对安徽省的碳排放量和影 响因素进行研究． 2模型的构建与数据说明 目前公认的碳排放量的影响因素很多，如人口 规模、人均财富、技术水平、能源结构、产业结构、居 民消费方式、运输线路单位长度能耗、燃料结构及交 通工具数量等．针对安徽省的特点选用4个因素人 口规模P、人均财富F、技术水平T和产业结构S， 则碳排放量 A，P，F，T，S 1 为了消除异方差，本文采用CD生产函数双 对数模型，模型为 ln A￡gbin P cln Ft dIn Tteln S t 2 式中，下标t为年份；A为碳排放量，单位为百万 吨；P为人口规模，用本省的年底总人口表示，单位 为万人；F为人均财富，用此省的人均国内生产总 值GDP表示，单位为元1995年为基价；T为技 术水平，用能源强度表示，即单位GDP产出的能源 消费，单位为吨标准煤／万元，S代表产业结构，第 二产业GDP／第三产业GDP； 代表残差；a，b，c， d，e均为回归方程的系数． 考虑到先前年份的环境质量对后来年份的影 响，因此，在式中加入了因变量的滞后项，则得到动 态模型 ln A ahln A￡1bIn P cln F￡dIn T￡eln S 3 式中， 为回归系数． 根据式3可判断环境质量是否存在路径依赖 现象．若 0，则存在路径依赖现象． 根据回归结果可计算出调整到均衡状态的时间 为1／h． 由于目前我国没有省一级的碳排放量的直接检 测数据，根据中华人民共和国气候变化初始国家信 息通报中的数据，能源消耗是我国最主要的C2 排放源．因此，本文根据安徽省能源消耗量及各种能 源的碳排放系数进行测算．安徽省统计年鉴将能 源划分为原煤、焦炭、原油、燃料油、汽油和柴油．根 据文献[4]，计算碳排放量为 6 A ∑E“ 1 式中， n为第t年第i种能源的消耗量；7i为第 种能源的碳排放系数，如表1所示． 表1各种能源碳排放系数 Tab．1 Coefficient of various kinds of energy carbon emissions 吨／吨标准煤 3碳排放量及影响因素的实证研究 3．1 WLS回归结果分析 运用加权最小二乘法对模型3进行分析，结果 如表2所示． 表2 WLS结果 Tab．2 Resuits of WLS 注权重采用1／absresidua1；R 为司决系数；F值为统计值； A／C，SC，DW为判断准则． 从表2可以看出，R 和Adj R 值都很接近1， 且F值很大，说明整体拟合程度很好，DW的值为 2．04，接近2，可认为加权后的残差序列是不相关 的，并且各系数的P值都远远小于0．05，说明这4 个影响因素都在95％以上水平影响显著，可认为拟 合优度很好．于是，得出模型回归方程为 ln A 12．840．721n At l0．471n P 0．621n F 0．791n T ～0．081n S￡ 结果表明，造成安徽省碳排放量不断增长的主 128 上海理工大学学报 2013年第35卷 要因素是经济的发展和技术的改革．在样本期间，经 济增长l％，碳排放量就增加0．62％．能源强度每增 长1％，就会拉动碳排放量增加0．79％． 人口增长1％就会拉动人均碳排放量增长 0．47％．事实上，人口规模对环境的影响是双向 的l9]一方面人口增长对资源产生了压力，增加了能 源消费，导致环境恶化；另一方面人口增长会促进技 术改革，这样就会减轻对环境的负面影响．本文研究 的样本期内，安徽省人口因素对碳排放量的正向影 响大于负向影响，最终呈现出正向影响的效果． 回归方程中h0．720，说明环境质量存在路 径依赖现象，且碳排放量对后来年份的影响要经过 1．4年才能调整到均衡状态． 产业结构对碳排放量起抑制的作用，回归系数 为一0．08，P值为0．013，即以90％的置信水平拒绝 原假设． 从图l可以看出，自2005年产业结构趋势明显 改变．1995～2004年，产业结构基本保持平缓的下 降趋势；而2005年以后，产业结构急剧上升，说明第 二产业所占比重越来越大．这可能是由于2005年以 后政策改变的影响，导致以2005年为分界点的两时 蜒 蜾 年份 图1 19952010产业结构变化图 Fig．1 Varying trend of industrial structure from 1995 to 2010 问段内产业结构的趋势不同，而这种变化可以通过 在产业结构的系数中引入虚拟变量D 来考察．设 Dt』1， 995，1996，，2。。4 l0，t2005，2006，，2010 则可建立模型 ln Atahln AtI1bIn PtCIn Ft dIn TteIn S￡．，’D ln StgD￡ 4 式中，-厂， 为回归参数． 模型4所表示的函数为 2005年前 FIn At l ln P ，ln Ft，ln Tt，ln St，D 1 aghln At一1bIn P￡CIn Ft dIn Tte ‘In S 2005年后 Fin At l ln Pt，1n Ft，ln Tt，ln S ，D 0a hln A 一1bIn P cln F dln T eln S￡ ￡ 由模型4得到的回归结果如表3所示．且回归 模型为 2005年前 ln A 12．620．701n A l0．501n P 0．631n F 0．741n T 0．051n S 2005年后 ln At12．630．701n A l0．501n P 0．631n F￡0．741n T 一0．101n St 表3引入虚拟变量后WLS模型结果 Tab．3 WIS model results when introducing dummy variable 3．2碳排放量和经济增长、产业结构的VAR实证 分析 VAR模型一个很重要的功能就是用来分析模 型受到随机变量的冲击之后，整个系统发生的动态 影响．VAR法中采用的数据和处理方法同wLS法 一样．首先，为消除原始数据的异方差性，对各变量 都进行取对数处理，分别记为ln A，ln F，ln P， ln T，ln S．采用ADF单位根检验来检查序列的平 稳性，结果显示，在l0％显著性水平下序列是一阶 差分平稳的． 3．2．1 VAR估计结果 VAR分析结果如表4所示，可以看出，经济增 长和产业结构对碳排放量的解释程度较高． a．滞后一期，滞后二期的碳排放量对自身的回 归系数分别为0．94，0．34，可以看出，碳排放量的影 响在当期就很明显，之后影响会逐渐减小．这与 WLS分析的结果相吻合． b．滞后一期，滞后二期的经济增长状况对碳排 放量的回归系数分别为1．02，0．63．随着经济增长 第2期 郝静文，等安徽省碳排放量的实证研究 方式的优化、能源利用效率的提高，在一定范围内会 对碳排放量起抑制作用，但是，这种影响还没有呈现 出很好的效果，需要进一步强化． c．人口结构对碳排放量的回归系数不显著为 正，滞后一期、滞后二期的回归系数分别为0．38和 0．37，说明安徽省较大的人口基数也正向影响了碳 排放量． d．技术水平对碳排放量影响的显著程度相对 来说比较明显，且滞后一期、滞后二期的影响系数为 0．89和0．63，均为正数．可认为安徽省粗放型的产 业发展方式带给环境的影响比较大，且之后的影响 会逐渐减小． e．产业结构滞后一期和滞后二期对碳排放量 的影响显著程度分别为一0．22，0．02，说明产业结构 对碳排放量起正向影响作用，表明安徽省的产业结 构还不够合理，有待改进． 表4 VAR估计结果 Tab．4 I suits of VAR model 注方括号里为t值 3．2．2 Johansen协整检验及脉冲响应分析 运用Johansen协整检验方法来检验碳排放量 A、经济水平F、产业结构S之间的协整关系，检验 结果如表5所示． 表5碳排放量、经济水平、产业结构间协整检验结果 Tab．5 Results of cointegration test Oil carbon emissions． economic level and industrial structure 原假设None没有协整关系，该假设下计算的 迹统计值为58．26，大于临界值29．80，且概率P值 为0，可以拒绝该假设；At most 1表示有一个协整关 系，该假设下计算的迹统计量值为13．01，小于临界 值15．49，且概率P值为0．11，所以，不拒绝原假 设，认为存在协整关系，说明经济水平、产业结构与 安徽碳排放量之间存在一种长期均衡稳定的关系． 图2中的实线表示ln A受冲击后的走势，两侧 的虚线表示走势的两倍标准误差．综上可以看出 l 2 3 4 5 6 7 8 9 l0 时间／a a碳排放量 时间／a b经济水平 时间／a c产业结构 图2脉冲响应 Fig．2 Results of impulse response analysis a．碳排放量受自身的一个冲击后到第4期降 到最低，之后开始回升，自第6期后基本趋于稳定． 130 上海理工大学学报 2013年第35卷 这说明安徽省前期碳排放量对自身的冲击效果比较 明显，这是长久的能源消费习惯和能源利用方式造 成的． b．给经济发展水平一个标准差扰动冲击之后， 碳排放量会迅速在前两期内上升，然后又回升，自第 4期逐渐趋于稳定．从总体上来说，经济水平上升会 很明显地正向影响碳排放量，这种影响在前后期都 十分明显，响应程度也很大，在经历一段作用期后依 然对碳排放量产生影响，这也验证了协整检验中经 济增长和碳排放量的长期关系． c．产业结构在受到一个标准差扰动冲击后，引 起碳排放量的波动最大．从初期的0迅速上升，在第 3期达到最大值，然后又开始迅速下降到第5期的 0，再回升到第7期时才逐渐趋于平稳状态．说明产 业结构对冲击反应较为敏感，从而带动碳排放量较 大的波动．波动期之长反映了产业结构在安徽省碳 排放量治理过程中的重要作用． 4结论与建议 WLS模型检验显示，造成安徽省碳排放量不断 增长的主要因素是经济的发展和技术的改革，而人 口因素和产业结构对碳排放量起抑制的作用．脉冲 响应分析揭示经济水平和产业结构影响效果具有长 久性．协整检验发现这两种影响因素与碳排放量之 间存在一种长期均衡稳定的关系，且环境质量存在 路径依赖现象，碳排放量对后来年份的影响要经过 1．4年才能达到均衡状态． 基于以上研究结论，提出低碳经济发展的政策 建议优化能源消费结构和提高能源利用效率，通过 能源替代改变以煤炭为主的能源结构；积极推进产 业结构优化升级，提高技术水平，促进第三产业的大 力发展；控制人口总量，提高人民生活水平，将高科 技的生活方式引入人们的日常生活，从底层改变能 源消耗方式． 参考文献 [1]Bin S．Consumer lifestyle approach to US energy use and the related C2 emissions EJ]．Energy Policy， 2005，332197208． [2]Liu F L，Ang B W．Eight methods of aggregate energy intensity of industry[,J]．Applied Energy，2003，761 1523． [3]王铮，朱永彬．我国各省区碳排放量状况及减排对策 研究[J]．战略与决策研究，2008，232109115． [4]徐国泉，刘则渊，姜照华．中国碳排放的因素分解模型 及实证分析1995～2004[J]．中国人口资源与环 境，2006，166158161． [5]籍艳丽，郜元兴．二氧化碳排放量的实证研究[J]．统 计研究，2011，2873744． [6]高辉．环境污染与经济增长方式转变[J]．财经科学， 2009，44108115． [7]王峰，吴丽华，杨超．中国经济发展中碳排放增长的驱 动因素研究【J]．经济研究，201027172． [8]宋帮英，苏方林．我国省域碳排放量与经济发展的 GWR实证研究_J]．财经科学，201044149． [9]林伯强，蒋竺均．中国二氧化碳的环境库兹涅茨曲线 预测及影响因素分析[J]．管理世界，20094 3342． [10]黄少鹏，郑涛．碳排放的行业特征与能源需求互动皖 省路径I-J]．宏观经济，2011，2842533． 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