陕西省碳排放与经济增长实证研究

2012~18 sci。 … dTe 甏 …t R h 20l2 N0．18 doi：10．3969／j．issn．1000—7695．2012．18．016 陕西省碳排放与经济增长实证研究 高琼琼，杨青 (西北工业大学管理学院，陕西西安710072) 摘要：选取1990年至2010年间陕西省GDP和碳排放量两组数据，通过回归分析及其协整检验和Granger因果关 系来分析两者之间的关系。结果表明经济增长推动了碳排放量的增长，但碳排放量的增长并不能换来经济相应 的增长。为陕西省走一条资源节约型、环境友好型的低碳发展道路提出相关对策与建议。 关键词：陕西省；碳排放量；经济增长；协整检验；Granger因果关系 中图分类号：F205；F124．5 文献标识码：A 文章编号：1000—7695(2012)18—0072—04 Empirical Study on Relationship between Carbon Emission and Economy Growth in Shaanxi Province GAO Qiongqiong，YANG Qing (Management School of Northwestern Polytechnical University，Xi’an 710072，China) Abstract：With the economic development of Shaanxi province，the carbon dioxide emission soars up greatly．The paper， based on carbon dioxide emission data and GDP of Shaanxi province from 1991 to 2010，obtains the relationship between carbon dioxide emission and GDP by regression analysis，cointegration test and granger causality test．The results show that economic growth forces the carbon emission increase，however，the inverse is not true．And the paper proposes several sug— gestions and solutions to build a resource conservation and environmental protection society for Shaanxi province． Key words：Shaanxi province；carbon emission；economy growth；cointegration test；granger causality test 1 引言 全球气候变暖已引起了全世界的关注，据政府 问气候变化专门委员会(IPCC)研究发现，自工业 化时期以来，人类通过燃烧化石燃料(煤、石油、 天然气等)向大气中排放的CO：占全球CO：排放总 量的95％以上，是引起大气增温的主要原因¨J。目 前，中国是世界第二大能源消费国，又是世界第二 大CO 排放国，中国未来经济发展将会受到国内外 各种压力。温家宝总理曾向世界各国宣布，到2020 年我国单位国内生产总值(GDP)的二氧化碳排放 量将比2005年下降40％一45％。这个减排指标将作 为约束性指标被纳入我国国民经济和社会发展的中 长期规划。 这个硬性指标只有具体实施才能产生实际效果， 但必须对各省能源消费、碳排放的具体情况进行研 究，制定相应的对策才能实现国家碳排放总体目标。 陕西省正处于工业化、城镇化高速发展期，以煤为 主的能源结构短时期内不会根本改变。陕西省一方 面要发展低碳经济，另一方面却面对的是“高碳” 收稿日期：2011—12—05。修回日期：2012—03—09 基金项目：教育部人文社科基金项目(07ja630049) 的发展方式。因此，研究碳排放量与经济增长之间 的关系对陕西省有很强的现实意义。 目前，国内外已有很多人对经济增长与CO 进 行了研究。RobertS和GrimeS通过研究若干国家提 出CO，强度和经济发展水平之间的关系已经从1962 年原本的直线形转变为1991年强烈的曲线形 J。 Schmalesee 和Galeotti 的研究，证实了CO2排放 与人均收入之间符合EKC假说。Heil和Selden利用 135个国家1951—1992年间各时间段数据，评估了 CO，排放和GDP的历史关系，且将这种关系同GDP 和人口增长率的可能联系结合起来建立一个模型， 用来预测下个世纪全球排放的可能轨迹 。王忠英、 王礼茂用计量经济学的方法探讨了经济增长对碳排 放量的影响，认为二者有明显的相关性 。王琛用 计量经济学的方法研究了人均GDP与人均CO 排放 的关系，发现我国人均二氧化碳排放量人均GDP的 关系曲线并不呈现发达国家所描述的倒u型 ；洪 芳柏研究了低碳经济温室气体核算意义和方法 8 J。 李明贤、刘娟用计量经济学方法分析碳排放与经济 增长关系，得出中国经济增长是碳排放增长的推动 高琼琼等：陕西省碳排放与经济增长实证研究 73 动因，但碳排放增长率明显低于经济增长率 。 本文在这些研究的基础上，对陕西省碳排放与 经济增长的关系进行回归分析及协整检验和Granger 因果检验，为陕西省走一条资源节约型、环境友好 型的低碳发展道路提供相关对策与建议。 2 陕西省碳排放随经济增长的变化 2．1 陕西省经济发展现状 21世纪初，陕西经济开始出现“后期飞跃”发 展态势。“十五”时期与“九五”时期相比，年均 增长由10．8％提高到11．6％，整体加快了0．8％； GDP总量由7434．08亿元，提高到13702．98亿元。 横向比较看，2007起，陕西的经济增长已进入全国 最快一个层次，与广东、浙江、江苏、山东等省大 体处于同一水平。2008年陕西经济以15．6％的增 速，排名全国第四。 2009年末陕西经济总量在全 国排名十七，比上年前移两位，增速13．6％，全国 排名第六，人均GDP已经超过3000美元。2010年 以来，陕西省逐步从2008年的金融危机的影响中回 复过来，前三季度全省累计实现生产总值5097．06 亿元，比去年同期增长12．9％。 由于陕西科研院所众多，科技综合实力位居全 国前列，聚集着巨大的发展势能；加之区位承东启 西、连接南北，发展新兴产业特别是高科技和现代 服务业，具有得天独厚的优势；拥有丰富的煤炭、 石油、天然气等资源，是国家的重要能源基地。显 而易见，陕西省经济发展后劲十足，前景光明。 2．2碳排放量随经济增长的变化 碳排放量主要来源于化石燃料的燃烧，而化 石燃料作为主要的能源，是重要的生产要素。陕 西省正处于经济高速增长的发展期，以煤为主的 能源结构短时期内不会根本改变。陕西省是能源 大省之一，也是能源消耗大省之一，2006年全省 煤炭消费比重为77．20％，高于全国的平均水平 69．4％。2007年，全省工业原煤消费7400万吨， 保守估计二氧化碳排放量超过1．66亿吨，人均 排放量超过全国平均水平近1．6倍。2008年单位 GDP能耗15．60吨标准煤／万元，2009年单位 GDP能耗为14．96吨标准煤／万元，而煤和石油 消耗是CO 排放的主要来源。陕西省的CO 排放 数据不能直接获得，需要对其进行估算。本文采 用下面的计算公式来计算陕西省的碳排放量¨J： CE= =EU+6 Em+6 E 其中，CE为碳排放量(carbon emission)， 为 煤炭消耗标准煤量， 为煤炭消耗转化的碳排放转 换系数；Em为石油消耗标准煤量， 为石油消耗 的碳排放转化系数；E 为天然气消耗标准煤量，6 为天然气消耗的碳排放转换系数。各类碳源的转换 系数如表1所示： 表1 不同能源的碳排放系数 项目 煤炭 石油 天然气水电、核电 ! 堡 互! 垄 2 ：!!!! ： 垄 ：竺 ： 资料来源：国家发展和改革委员会能源研究所，中国可持续发 展能源暨碳排放情景分析(2003)。 3数据来源和模型选择 3．1数据来源 本文以1990—2010的陕西省GDP和CE两个时 间序列数据来分析两者之间的关系。根据《陕西省 统计年鉴》(1990—2010)中的能源消费数据，并 应用碳排放量公式来计算陕西省1990—2010年期间 的碳排放总量，数据详情见表2： 表2 1990年一2010年陕西GDP与碳排放量统计表 3．2模型选择 为了减少数据异方差性的干扰，本文对CE、 GDP序列均作对数化处理，两变量分别记为和。以 下分析过程均通过分析软件EViews6．0ll 来实现。 通过绘制和序列的趋势图(见图1)，可以看 出，1990年至2000年陕西省经济增长相对比较缓 慢，碳排放量增长也相对比较平缓，但从2000年以 来，碳排放量增长速度盘升。从1990年的1626．84 万吨排放量增长到2010年的5677．22万吨排放量， 涨幅接近250％。由图1可以判断出，与之间存在一 定的相关关系。为了更精确的描述二者之间的数量 关系，用最小二乘法作进一步的回归分析，令InCE =C+卢 LnGDP。对1990—2010年陕西省和两组数 据进行回归分析结果如下： InCE=4．5214986+0．440803 ／InGDP t=(13．43297) (9．959416) R。=0 ．853688 D．W． ：0．217087 F： 99．18996 ① C、p通过了显著性水平为5％的t检验，R 为 85．37％，F=99．18996Fo ．05(1，17)=4．45则方 程拟合度较好，唯一的缺憾是D．w．值较低。为 了消除序列自相关加入AR(1)、AR(2)，回归分 析结果如表3： 74 高琼琼等：陕西省碳排放与经济增长实证研究 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 Year 图1 1991--2010年陕西省碳排放量和GDP增长趋势图 表3回归统计结果 D． 值查表 =17，k=1，可知d =1．13， d =1．38，D． =2．074一d ，所以不存在 自相关，即 CE=3．075139+0．613836InGD尸+1．27A (1)一0．43AR ② 虽然回归方程是显著的，但未必切合实际情况。 涉及时间序列的数据一般会存在“伪回归”问题， 因而有必要对变量进行平稳性检验。 3．3 回归诊断 3．3．1时间序列的平稳性检验。利用ADF单位根 检验方法分别对InCE与InGDP进行平稳性检验，根 据AIC信息准则确定滞后长度，检验结果列于表4： 表4和的ADF的单位根检验表 变量睑验形式(C，T，Valor值 临界值 AIC值 序列差分 InGDP (N，N，1)一4．15027-21．964418(5％ 3．187407 二阶 InCE (N，N，1)一4．655994 1．964418(5％÷2．227337 二阶 注：(c，T，K)分别表示所设定的检验方程含有截距项、趋势 项、滞后阶数。 由表4可知，如果ADF统计量均小于对应的 临界值，则说明数据是平稳的。序列经过二阶差 分后的ADF值小于5％水平的临界值，即一 4．150272一1．964418，说明序列经过二阶差分 后没有单位根，序列是二阶单整的。同理可判断 CE序列也是二阶单整序列。最后根据E—G两步 法，对方程(2)的残差ECM进行稳定性检验， 检验结果见表5： 表5协整检验表 变量睑验形式(C，T，KADF值l临界值(5％) AIC值 序列差分 ECM (N，N，0)一4．140089—1．964418—2．830261 零阶 通过表5结果的分析发现，残差序列在5％的置 信水平下拒绝原假设，因此确定回归方程的残差序 列是平稳的。由于InGDP和InCE这两个时间序列为 二阶协整，说明二者之间存在稳定的协整关系。 3．3．2建立协整方程。因为InGDP和InCE这两个 时间序列是协整的，则它们间的短期非均衡关系总 能有一个误差修正模型(ECM)来表述，即 EC =lnCE一3．075139—0．61836 GDP一 1．27AR(1)+0．43A(2) ③ 具有协整关系的变量一定具有协整方程表达式， 以残差作为误差项加入误差变量模型，通过对m DP和InCE两变量一级差分，可得： D(REDD)=一0．063851+0．86428D(GDP) +0．102147ECM(一1) ④ 协整方程表明，和之间存在一种长期均衡关系， 而差分项反映了短期波动的影响。碳排放量的短期 变动可以分为两部分：一部分是短期碳排放量的影 响，一部分是碳排放量偏离长期均衡的影响。从系 数估计值(0．102147)来看，当短期波动偏离长期 均衡时，将以(0．102147)的调整力度将非均衡状 态拉回到均衡状态。 3．4 Granger检验 通过协整检验表明陕西省InGDP和InCE之间存 在协整关系。这种长期均衡究竟是如何造成的，这 里运用Granger因果关系检验InGDP和InCE的因果 关系。本文采用Hsiao(1981)年提出的FPE最优 滞后准则来确定此检验滞后阶数为3，检验结果见 表6： 表6 Granger因果检验结果 由结果可看出，此检验拒绝了“对没有Granger 因果关系”的假设，接受了“对没有Granger因果 关系”的假设。这表明1991--2010年陕西省碳排放 量与经济增长之间存在到的单向因果关系。 4结果分析及对策建议 4．1 结果分析 (1)方程表达式是显著的，表明陕西省碳排放 量与经济增长存在线性相关关系，通过协整检验表 明这种关系是长期均衡的。这是因为当前陕西省仍 处于经济发展周期的上升阶段，能源结构仍将以煤 炭为主，重工业化比重仍在持续增加，能源消耗呈 现迅速增长的趋势。由于碳排放量主要来源于化石 高琼琼等：陕西省碳排放与经济增长实证研究 75 能源的燃烧，而化石燃料作为主要的能源，是重要 的生产要素，这就导致过了经济增长过程中碳排放 量不断增加的趋势。 (2)根据Granger因果检验结果，表明经济增 长推动了碳排放量的增长，但是碳排放量的增长并 不一定能换来经济相应的增长。这一结论一方面反 映了陕西省粗放型的经济增长方式，另一方面说明 在可持续发展的理念下，通过技术、制度创新、优 化产业结构、调整能源消费结构以及新能源开发等 多种手段，能降低碳排放量。 4．2对策建议 4．2．1调整能源消费结构，挖掘节能潜力。从能源 的利用和环境保护的角度出发，天然气、太阳能等 能源为主体的能源消费结构必要优于以煤炭、石油 为主体的能源消费结构，因此政府应加快出台有利 于能源结构调整的政策，从根本上推进能源消费结 构优化的进程。充分利用陕西省能源的优势，进一 步调整能源消费结构。 陕西省能源消费以煤和石油为主，提高煤炭利 用率，推进洁净煤技术，是降低碳排放量有效途径 之一。不断加强新能源的开发与利用，降低煤炭、 石油等石化能源消费比例，尤其是陕北化石能源资 源实行保护行开发的同时，不失时机地发展清洁能 源和可再生能源，改变能源结构相对单一的局面， 促进能源供应的多元化，发展新能源产业，如风能、 太阳能、地热能等。 4．2．2调整产业结构，降低高碳产业比重。调整产 业结构，逐步降低高碳产业在陕西省总体经济中的 比重，促进工业终端能源消费向低碳、清洁方向发 展。在三次产业中，第一产业和第三产业单位增加 值能耗远远低于第二产，因而积极调整产业结构， 大力改善第二产业内部轻、重工业比重关系，提高 高新技术产业份额，积极推进低能耗的第三产业发 展，促进产业结构优化升级，才能实现最终的低碳 经济发展道路。 4．2．3依靠技术进步，降低能源消耗的碳排放量。 降低碳排放量，不仅需要调整能源消费结构、产业 结构，还需要降低各个产业自身的碳排放量。利用 陕西省自身的优势(如陕西省科研院所众多，科技 综合实力位居全国前列，聚集着巨大的发展潜能)， 大力发展高新技术产业。借助于高新技术提高能源 资源的利用效率，减少碳排放量；加快推广应用新 技术、新工艺、新节能设备，降低单位增加值碳排 放量；积极发展知识密集型和技术密集型产业，降 低各个产业自身的碳排放量。 参考文献： [1]刘继森，颜雯晶．广东省经济增长与碳排放的关系研究[J]． 广东外语外贸大学学报，2010，21(2)：19—50 [2]ROBERTS J T，GRIMES P E．Carbon intensity and economic devel— opment 1962—1991：Abfief exploration of the environmental Kunets curve『J1．WoAd Development，1997，25：191—198 [3]SCHMALESEE R，STOKER T M，JUDSON R A．World Carbon Di． oxide Emissions：1950--2050 I J I．Review of Economics and Statis— tics，1998，80(1)：15—27 [4]GALEOTTI M．A Study on Carbon Dioxide Emissions in Developing Countries[R]．Proceedings from the 22ed IAEE Annual International Conference，1999 l 5 1 SEHMALENSEE R，STOKER T M，JUDSON R A．World carbon di— oxide emissions：1950—2050 1 J．Review of Economics and Statis． tics，1998，80(1)：15—27 [6]王忠英，王礼茂．中国经济增长对碳排放的影响分析[J]．安 全与环境学报，2006(5)：88—91 [7]王琛．我国碳排放与经济增长的相关性分析[J]．管理观察， 2009(3)：149—150 [8]洪芳柏．低碳经济与温室气体核算[J]．杭州化工，2009 (1)：4—6 [9]李明贤，刘娟．中国碳排放与经济增长关系的实证研究[J]． 技术经济，2010，29(9)：33—36 [1O]杨尚勤，石英，等．山西经济发展报告[M]．北京：社会科 学文献出版社，2010 [11]张晓峒．EVIEWS使用指南与案例[M]．北京：机械工业出版 社．2009 作者简介：高琼琼(1986一)，女，陕西榆林人，硕士研究生，在读 硕士，主要研究方向为技术经济分析；杨青(1971一)，女，陕西西 安人，副教授，博士，主要研究方向为技术经济分析及行为金融学。