中國碳排放特征及其動態演進分析

摘要 人類經濟發展史表明，經濟發展與環境質量存在著密切的聯系。為此，基于EKC模型，采用 平均分配余量的分解方法，構建中國碳排放的因素分解模型，定量分析1990-2005年經濟規 模、產業結構和碳排放強度對碳排放的貢獻，即規模效應、結構效應和技術效應。結果表明 ：中國碳排放變化效應均值為19．55％。其中，經濟規模、產業結構和碳排放強度引起的變 化效應分別為15．76％，-0．86％和4．65％。總的看來，經濟增長與碳排放之間呈現 出“N ”型關系，經濟規模對碳排放變動具有增量效應，這是推動碳排放增加的主要因素；由于不 同產業之間碳排放差異性越來越大，產業結構調整對碳排放具有一定的減量效應，但抑制作 用并不明顯，產業結構仍有待優化；技術效應波動性較大，總體上具有正的效應，從減少碳 排放角度來看，現行技術對降低碳排放并未發揮優勢。本研究結果對于理解我國碳排放變化 與經濟發展之間的內在聯系，以及產業發展調整具有一定的意義。

關鍵詞 碳排放；環境庫茲涅茨曲線（EKC）；分解分析模型；效應

中圖分類號 X196 文獻標識碼 A 文章 編號 1002-2104(2008)03-0038-05

改革開放以來，中國經濟發展取得了顯著的績效，快速的經濟增長不可避免帶來了資源消 耗、碳排放增加等問題。1990-2003年間，中國二氧化碳排放量增加了17億t，增幅超過73％ ，已成為世界第二大碳排放國［1］。尤其是2005年的《京都協定書》的生效，雖然 沒有對中國 提出減排任務，但卻給中國經濟發展帶來了嚴峻的挑戰，如何有效地減少碳排放成為國際政 治經濟及學術研究關注的熱點之一，更是中國國際政治交往中的重要內容。針對碳排放與經 濟增長關系研究，具有代表性的是環境庫茲涅茨曲線（EKC）的檢驗和拐點閾值的預測， 類似于經濟發展與環境質量之間的倒“U”型關系［2～3］。但倒“U”型并非兩者唯 一的關系，經 濟發展不是解決環境問題唯一的辦法［4～6］。除了經濟發展之外，許多其他社會因 素也會影響 環境質量［7］。分解分析法能夠揭示各種可能的影響因素對碳排放的貢獻度。在生 態、環境領 域分解分析方法已成為一種重要的分析工具［8～10］。為此，本研究在EKC模型分析 的基礎上，引入分解分析法分析中國碳排放變化的機制。

1 研究方法與數據來源

1.1 碳排放的環境庫茲涅茨曲線模型[BT)]為解釋經濟增長與碳排放之間的關系，本文采用經濟增長—環境質量的簡約式回歸方程進行 分析，以直接模擬經濟發展與碳排放之間的關系，進而根據經濟發展水平估算出污染排放的 變化趨勢。在分析過程中，假定除經濟發展以外的其他因素對碳排放影響不變，用方程中的 截距項表示，得出經驗方程［11～12］：

式中：yi表示第i年碳排放量；x表示經濟發展變量（常用人均GDP表示）；εi為截距項（包括技術 、貿易、制度等影響因素）。對于不同的βi，i＝1、2、3，模型具有不同的意義。具體 來講， 當β３≠0時，模型刻畫了人均碳排放量與人均GDP之間呈現N型或倒N型曲線關系 ；當β2≠0且β３＝0時 ，人均碳排放量與人均GDP之間呈現U型或倒U型曲線關系；而當β1≠0 、β2＝0且β３＝0時，模型反映出人均碳排放量與人均GDP單調變化特征。

1.2 碳排放的分解分析

EKC模型揭示經濟增長與環境質量方面存在著理論上的局限性［13］。為此，在EKC模 型難以全面 解釋碳排放機制的情況下，分解分析的方法被引入EKC研究中，以定量分析碳排放變化過程 中各種影響因素的相對重要性。將碳排放的變化看作經濟規模（以GDP表示）、產業結構（ 七大細分產業分別占GDP的比例Sit）和碳排放強度這3個因素共同作用的結果，即碳 排放變化分解為3種不同的變化效應：規模效應、結構效應和技術效應。

碳排放分解模型可用下式表示：

式中：Et為碳排放量；Yt為t年GDP，代表規模效應；Sit(S it=Yit/Yt)為t年i行業GDP占全國GDP 的份額，代表行業結構效應；Iit(Iit=Eit/Yit)為t年i 行業污染排放強度，代表廣 義技術效應。本研究采用平均分配余量的方法計算碳排放各類效應的貢獻率［10，14］ 。

式中：gx=(xt-x0)x0為t年變量x相對于基年的變化率，x代表r，Iit，Sit，Yt;ei0=Ei0/E0為基年各行業i的碳排放比例。若 三要素變化相應引起的碳排放效應為正值，表示各因素的變化對碳排放的沖擊在增長，其變 化值為碳排放量變化的增量效應；反之，為減量效應。

1.3 數據來源與說明

本研究數據來源于中國能源統計年鑒(1996-1999年，2006年)和中國統計年鑒(2006年)，包 括全國31省、自治區和直轄市(由于資料限制沒有考慮中國香港、澳門和臺灣3個 地區)。行業劃分采用世界上通用的產業結構分類，并結合中國統計年鑒所劃分產業結構，具體為第 一產業（農、林、牧、漁業）；工業；建筑業；交通運輸、郵政和通訊業；商業、批發與零 售業；其他服務業。由于能源數據統計為實物消耗量，為此對能源消耗數據作了相 應的換算， 統一折算成標準煤，其中煤炭的標準煤系數為0.714 3 kg標準煤/kg，石油換 算系數為1.428 6 kg標準煤/kg，天然氣換算系數為1.33 kg標準煤/m3(中國能源年 鑒，2006)。

2 中國碳排放特征及其成因分析

2.1 碳排放量的估算及其特征

中國碳排放量采用以下公式進行估算：

C=∑imi×δi

其中， C為碳排放量；mi為中國一次能源的消費標準量；δi為i類能源的碳排放系數。 通過 查閱有關文獻，收集有關能源消耗的碳排放系數并進行比較計算，最終取平均值確定為各能 源消耗碳排放系數（見表 1），通過整理以上數據得到中國不同行業的碳排放量(見表2)。

從我國碳排放總量以及行業碳排放量來看，具有以下特征：

（1）碳排放量的階段性。在研究時序內，碳排放總量具有明顯的階段性，1980-1996年是 碳排放量的迅速增長階段，1996-1999年是碳排放的平穩階段，2000-2005年是碳排放的急速 增長階段(見圖1)。

（2）行業碳排放具有明顯的差異性。總的碳排放量中，第一產業、工業、建筑業、交 通運 輸郵電業、批發等服務業、其他服務業碳排放所占比重分別約為2.5%、80％、1％、5％、1 ％、10％左右，其中工業碳排放占絕大部分比重，為71％～84％之間，并且有不斷上升的趨 勢，這說明快速工業化過程推動了碳排放量的增長。

（3）行業碳排放差異逐漸擴大。在研究時序內，碳排放量變異系數在不斷擴大，碳排放量 在行業之間的差異不斷的擴大，1980年行業之間的差異系數為0.62，至2005年為0.74（見圖 2）。

2.2碳排放的動態演進分析

（1）碳排放與經濟增長的關系。Grossman等學者依據實證分析［17］，認為這種隨 收入水平提 高環境質量先惡化再好轉的演變與諾貝爾獎獲得者Kuznets提出的收入與經濟增長的相依關 系類似，均呈現出“倒U型”變化趨勢，故稱之為“環境庫茲涅茨(Kuznets) 曲線”。為進 一 步驗證碳排放與收入水平之間的關系，本文選取1980－2005年的數據進行回歸分析得出：

y=1.13×10-7x3-0.002x2+18.24x+38793.55

（R2=0.966，F＝133.59，sig.=0.000）

模型中系數都顯著異于零，且擬合程度很高，β1>0 ，β2<0，β3>0，呈現不太明 顯 的N型趨勢，即碳排放量隨經濟的發展先上升，再保持一定的水平，而后又上升，這區別于 一般意義上的倒“U” 型特征，說明我國的碳排放與經濟發展之間處在非均衡、難以協同的 發 展階段。從曲線特征來看，人均GDP達到6 000左右時（即1996年），曲線有所下降。當 達到7 000左右時（即2000年）曲線迅速上揚。我國經濟增長與碳排放之間不具備嚴格的倒 “ U”型關系，這也驗證了我國碳排放具有波動性，與經濟增長之間具有不協調性，為此在下 面分解模型中對碳排放背后的機制進行研究，初步探討經濟規模、產業結構和碳排放強度分 別在不同時期對碳排放變化影響的程度、特點和規律。

（2）碳排放變化的分解分析。為分析中國碳排放變化背后的機制，對1990-2005年的 碳排放每年分別進行了分解(見表3)。

碳排放的規模效應均為正值（6％～33％），年平均值為15.76％，表明經濟規模的擴 大 導致了碳排放的增加，但隨著經濟增長規模效應呈下降的趨勢。我國在1990-2005年GDP以每 年10%左右的速度遞增，尤其是1992-1994年經濟增長速度達到了14%左右，1996-1999年 經濟增長速度大幅度下降，1999年跌至7.6%，此后經濟保持10%左右的速度高速增長。1990- 1995年的快速上升階段，經濟 增長規模明顯印證了碳排放規模效應的變化規律；1996-199 9年這一效應大幅度下降，這可能是因為1996年我國采取措施淘汰、關閉了一批技術落后、 污染嚴重、浪費資源的小企業和1997年的亞洲金融危機及其滯后效應所致；2000-2005年 規模效應又在波動中上升，這可能是由于擴大內需和增加投資的宏觀政策導致大批高能耗、 重 復性的基礎設施項目和工業項目盲目上馬，導致經濟發展對碳排放貢獻保持高位。所以說中 國經濟規模的不斷增長，導致經濟活動副產品（碳排放）的不斷增加。在可以預見的未來， 中國仍然面臨經濟增長與碳排放的壓力。

結構效應比較平穩，其值在-8％～2％之間，多數年份為負效應，年平均值為-0.8％，中國 經濟結構變動對降低碳排放具有一定的作用，但貢獻不是很大。在時序1990-2005年內 ，第 一產業由26%下降至12.5%；第三產業持續上升了8個百分點，低碳經濟的第三產業能降低碳 排放；第二產業雖然出現了一定的波動性，但仍保持在46%左右，其中工業比重維持在40%左 右。 從我國產業結構變動規律來看，中國作為發展中國家，工業化仍是我國經濟發展的主要特征 ，在工業結構和服務業比重不斷上升的背景下，結構效應是經濟結構在競爭中的結果。在降 低碳排放量的角度，我國經濟結構仍有待優化。

技術效應在研究時序也比較平穩，其值在-3％～32％之間，技術效應值波動較大，年平均值 為4.65％，這說明技術效應對碳排放量的貢獻不是很大，且具有一定的隨意性

3 結論與政策性建議

3.1 結 論

（1）碳排放的非均衡狀態。EKC曲線模擬結果顯示我國碳排放量呈現“N”型，并沒有呈現 嚴格的倒“U”型特征，這與規模效應具有一致性。說明我國經濟增長并不會自發導致碳排 放量的減少，經濟增長也并不一定引發碳排放的增加，關鍵是我國的環境治理的機制、市場 和政策不完善，若不施行合理有效的控制措施，未來在降低碳排放方面面臨著許多風險。

（2）環境經濟政策對碳排放的配置效應。我國碳排放政策的缺失，節能減排政策實施滯后 是導致我國碳排放持續上升的又一重要因素。環境經濟政策的實施改變了不同碳排放單位與 國家、排放單位之間、區域與區域之間的關系，在政府、企業與消費者之間進行有效配置。

（3）經濟結構調整在降低碳排放中的作用。在規模效應、結構效應和技術效應中，只有結 構效應的平均值為負，表明經濟結構優化能降低碳排放，是減少碳排放的有效手段。

（4）碳排放與技術的分離。從理論上講，技術效應對碳排放具有負效應， 然而實際上我國 碳排放技術效應具有隨意性。這說明技術在降低碳排放方面并未發揮優勢，現行技術應用主 要目的是提高勞動生產率，許多技術進步并非與提高環境質量有關，盡管技術進步非常快， 但對降低碳排放的作用并不大。

3.2 控制碳排放的政策性建議

（1）建立和實施不同時間尺度上的環境調控政策。控制經濟發展過程中的碳排放，應建立 實施碳排放法律法規、技術標準、碳交易、碳排放的企業準入門檻、節能減排等政策措施降 低碳排放量。

（2）積極推進產業結構向節能型、高級化發展，并大力發展環保產業。按照“減量化、再 利用、資源化”原則和走新型工業化道路的要求，采取各種有效措施，進一步改進產業結構 和能源結構從而降低碳排放。調整產業結構就要大力發展第三產業和高新技術產業，尤其是 要大力發展環保產業。

（3）推行削減碳排放的技術，提高能源利用效率；發展低碳能源和可再生能源，改善能源 結構。（編輯：王興杰）

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Character of Carbon Emission in China and Its Dynamic Development Analysis

HU Chuzhi HUANG Xianjin ZHONG Taiyang TAN Dan

(School of Geographic and Oceanographic Sciences of Nanjing University， NanjingJiangsu 210093， China)

Abstract From the history of human economic development， It's shows that there is close relationship between economic development and environment quality. Thus this art icle builds a factors decomposition model of carbon emission in China， and analy zes the contribution that economic scale， industrial structure and carbon emissi on intensity make to carbon emission quantitatively from 1990 to 2005， namely sc ale effects， structural effects and technical effects using the decomposition me thod of average distribution cushion which is based on the EKC model.The resultshows that the average of the effect changes of carbon emissions in China is 19. 55%， the effects brought by economic scale， industrial structure and carbon emis sion intensity are 15.76%， -0.86% and 4.65%. Generally speaking， The relation be tween carbon emission and China's economy was more like an “N” Curve， Economysc ale is a primary drive factor and have increment effect to carbon emission. From otherness of different industry getting bigger， the industry restructure has cer tain decrement effect to carbon emissions， but the restrain function is not obvi ous， the industrial structure need to be further optimized; The technical effectis positive and its volatility is large. From the perspective of reducing carbo n emission the current technology has not played to its advantages. This researc h will promote understanding the theory about between carbon emission and econom y development ，and possess reference value by all means to the adjustment of ind ustrial development.

Key words carbon emission; Environmental Kuznets Curves(EKC); d ecomposition analysis model; effect