基于協整檢驗的江蘇省碳排放強度影響因素分析

劉曉燕，董 鋒

（中國礦業大學 管理學院，江蘇 徐州 221116）

一、引 言

“十二五”規劃指出把碳排放強度作為約束性指標，《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案》提出，到2015年全國實現碳排放強度比2010年下降17%的目標，作為重碳排放區的江蘇省實現全國首個低碳經濟示范區的目標任重道遠。碳排放強度的研究越來越受到國內外學者的重視，國外學者如Barnali et al.（2000）通過對印度碳排放強度變化進行研究認為人均收入與碳排放強度存在密切關系［1］；Obas et al.（2005）認為能耗強度、能源結構和經濟結構與碳排放強度有關［2］；國內學者何建坤（2004）教授較早的對碳排放強度問題進行研究［3］；Fan et al.（2007）、張友國（2010）、王金南（2010）、杜官印（2010）從不同的角度研究了我國不同時間段內碳排放強度的變化［4-7］，為學者們對碳排放強度影響因素的分析提供了一定的指導作用；丘兆逸（2011）認為中國各個省區碳排放強度不同與工業化程度有關［8］；黃文若、魏楚（2011）比較了世界七大地理板塊國家碳排放強度演變特征，認為能源結構、能耗強度與碳排放強度存在重要影響關系［9］；趙蕓泰等（2011）探討了國家、區域和省際層面碳排放強度特征、區域差異和演變，認為碳排放強度的區域差異與經濟發展、能源強度以及產業結構有關［10］；虞義華等（2011）利用1995—2007年中國29個省、市、自治區的面板數據探討了碳排放強度同經濟發展水平及產業結構之間的關系［11］；張志強等（2011）分析了7個主要工業發達國家以及5個新興經濟體國家的碳排放、人均GDP變化趨勢以及人均GDP與碳排放強度關系、產業結構與碳排放強度關系［12］；吳殿廷（2011）等通過對世界112個國家進行定量分析得到碳排放強度與經濟發展的關系模式［13］；陳詩一（2011）從中國工業進程的角度分析了碳排放強度的變化，并指出能源利用率的提高是影響碳排放強度變化的主要因素［14］。根據以上文獻資料，發現學者們近兩年側重于研究碳排放強度空間格局的演變及其區域特征，缺少對影響因素的實證分析，現有的研究碳排放強度影響因素的文獻大多是簡單地考慮某個方面的影響，例如王偉林（2008）等從橫縱兩個角度對影響江蘇省碳排放強度變化的因素進行分析，得出工業行業結構對江蘇省碳排放強度有重要影響［15］；徐大豐（2010）研究認為產業結構調整政策對實現低碳有促進作用［16］；蘇萬春（2011）從產業結構的角度研究珠三角城市碳排放強度［17］。鑒于以上不足，總結學者們的研究結果，得出可能影響碳排放強度的因素并納入本文，然后以江蘇省為實例，篩選符合江蘇省情況的因素，進行協整分析。

二、碳排放量的計算

使用江蘇省1985—2010年的一次能源消費總量進行碳排放量估算，一次能源包括煤炭、油品合計和天然氣。相關數據源于1985—2010年《中國能源統計年鑒》江蘇能源平衡表中煤炭、油品合計以及天然氣相應的能源消費總量統計數據。

對碳排放量的計算根據《中國能源統計年鑒》提供的各種能源折標準煤參考系數，將各年份的煤炭、石油、天然氣消費量折合成標準煤。按照公式（1）分別計算江蘇省1985—2010年的碳排放量。碳排放量的估算公式為：

其中，Ct為碳排放量；Ef為煤炭消費標準煤量；Sf為煤炭消費的碳排放轉換系數；Em為油品合計消費標準煤量；Sm為油品合計消費的碳排放轉換系數；En為天然氣消費標準煤量，Sn為天然氣消費的碳排放轉換系數。三種能源的碳排放系數根據學者們的研究成果取平均值。

三、江蘇碳排放現狀分析

江蘇省碳排放量從1985年的3022萬噸增長到2010年的16073萬噸，由圖1可知：碳排放量自1985年整體呈上升趨勢，1985—2001年碳排放量的增長比較緩慢，2001—2007年碳排放量的增長速度加快，2007—2009年碳排放量增長有所減緩。江蘇省碳排放強度從1985年的1.66噸/萬元下降到2010年的0.58噸/萬元，由圖2可知2001年以來碳排放強度變化幅度很小。碳排放量整體上升趨勢與碳排放強度整體下降趨勢說明江蘇省經濟發展速度超過碳排放增長速度，但是碳排放強度降低速度緩慢。2001—2010年江蘇省碳排放強度的平均下降速度不足1%，作為經濟大省和重碳排放區的江蘇省需要積極采取措施平衡經濟發展和碳排放強度的關系，實現低碳經濟。

圖1 江蘇省198 5—2010年碳排放量

圖2 江蘇省198 5—2010年碳排放強度

四、變量選擇

研究對象是江蘇省碳排放強度影響因素，數據來源于《江蘇省統計年鑒》和《中國能源統計年鑒》。因變量為碳排放強度（碳排放量/GDP），關于自變量的選取，總結其他學者的研究成果，從能源效率（用能源強度表征：能源消費總量/GDP）、能源結構（煤炭消費量/能源消費總量）、經濟發展（用人均GDP表征）、產業結構（用第三產業比重、重工業比重表征）、城市化水平（城市人口/總人口）、對外開放程度（用外貿依存度表征：進出口總額/GDP）、技術進步（用科技投入占GDP比重表征）等七個維度選取八個指標進行表征，其中碳排放強度、能源強度和人均GDP三個指標計算涉及的GDP是以2000年不變價格計算的。利用SPSS17.0將八個指標與碳排放強度（CI）分別進行pearson關聯度分析，篩選出相關度最高的能源強度（EI）、第三產業比重（PTI）和外貿依存度（FTD）三個指標作為自變量。關聯度分析結果如表1。

表1 Pearson關聯度分析結果

五、協整檢驗

（一）單位根檢驗

研究時間跨度為1985—2010年，時間序列數據不再平穩，可能造成“偽回歸”現象，為了有效地檢驗數據的特征，利用Dichey-Fuller（ADF）方法檢驗CI、EI、PTI和FTD的平穩性。由于自然對數變換不改變原來的協整關系，并能消除時間序列中存在的異方差，故對各變量取自然對數，分別記為LCI、LEI、LPTI和LFTD。ADF檢驗采用包含常數項和時間趨勢項的限制方程形式，在ADF檢驗、協整檢驗以及Granger因果關系檢驗中，滯后階數都通過AIC定階準則確定。第五部分涉及的檢驗均借助Eviews 6完成。檢驗結果見表2。

表2 單位根檢驗結果

根據表2單位根檢驗結果得知LCI和LFTD在5%、LEI在10%、LPTI在1%的顯著水平下一階差分平穩，即一階單整。

（二）協整檢驗

本文涉及三個自變量，Johasen方法適用于多變量協整關系分析，因此采用Johasen協整檢驗方法，運行Eviews 6得到如表3所示的協整檢驗結果。

表3 Johasen協整檢驗結果

由表3可知：LCI、LEI、LPTI和LFTD四個變量在5%的顯著水平下存在一個協整方程：

其中，括號中數字為相應回歸系數估計量的標準差。根據協整方程可知：長期來看，碳排放強度的能源強度彈性為0.921885，碳排放強度的產業結構彈性為0.003253，碳排放強度的對外開放程度彈性為-0.156071。從協整方程系數的大小來看，能源強度對碳排放強度的影響作用大于其他兩個自變量。能源強度與外貿依存度對碳排放強度的影響作用與其他學者的研究結果是一致的，但是第三產業比重與碳排放強度之間的影響關系與其他學者的結論不同。發展第三產業理論上會引起碳排放強度的降低，但是要達到理想的結果，應保證第三產業的生產方式低碳化，人民生活方式的低碳化。江蘇省1985—2010年第三產業比重平均增長速率為3%，2010年第三產業比重為66.99%，能源消費量的平均增長速率為7.8%，說明江蘇省在調整產業結構的過程中沒有遵循社會化的低碳模式，造成更多能源消耗。

（三）Granger因果分析檢驗

根據Granger因果關系分析方法分別建立了LCI與LEI、LCI與LPTI、LCI與LFTD的分析模型。檢驗結果如表4。

表4 Granger因果關系分析結果

檢驗結果表明LEI和LPTI分別是LCI的單向Granger原因，LCI是LFTD的單向Granger原因。

（四）向量誤差修正模型

協整方程表明CI與EI、PTI、FTD之間存在長期均衡關系，但是實際的經濟活動中，變量之間存在短期不均衡狀態，為研究變量之間長期均衡與短期調整之間的關系，本文建立向量誤差修正模型。VEC模型的表示為：

其中，vecmt-1=β'yt-1是誤差修正項，反映變量之間的長期均衡關系，系數向量α反映反映變量之間的均衡關系在偏離長期均衡狀態時將其調整到均衡狀態的速度，解釋變量差分項的系數反映各變量的短期波動對被解釋變量短期變化的影響。運行結果采用矩陣形式表示如下：

（五）脈沖響應函數和方差分解

江蘇省碳排放強度（LCI）的脈沖響應函數如圖3所示。對于EI的沖擊，碳排放強度的反應第一期為0.067317，第二期達到頂點（0.105172），第三期下降到底點（0.063967），之后緩慢上升；對于PTI的沖擊，碳排放強度的反應第一期為正（0.009103），然后下降，第三期達到低谷（-0.03272），第四期回升到-0.00678，之后在小范圍內波動；對于FTD的沖擊，碳排放強度第一期反應為0.000983，第二期上升到頂點（0.025078），第三期下降到-0.00705，之后維持在小范圍水平之間。說明能源強度、第三產業比重、外貿依存度在短期內與碳排放強度存在影響。

圖3 碳排放強度對各變量沖擊的脈沖響應函數

碳排放強度的方差分解結果如圖4，EI對碳排放強度的貢獻率第二期達到33.86182%，以后緩慢下降；PTI對碳排放強度的貢獻率第一期和第二期變化很小，第三期達到7.977668%，之后貢獻率緩慢上升；FTD對碳排放強度的貢獻率第二期達到3.116704%，之后緩慢下降。長期來看，碳排放強度的預測方差有59.69%來自本身，29.88%來自能源強度，8.76%來自第三產業比重，1.67%來自外貿依存度。

圖4 碳排放強度的方差分解

六、對策建議

本文以江蘇省為對象研究區域碳排放強度的影響因素，首先從學者們的研究成果中總結出可能相關的變量，然后利用關聯度分析得到相關度最高的前三個變量進行協整分析，結果表明：能源強度、第三產業比重和外貿依存度是江蘇省碳排放強度的影響因素。長期來看，江蘇省能源強度、第三產業比重與碳排放強度之間存在正向影響關系，外貿依存度與碳排放強度存在負向影響關系，且能源強度對碳排放強度的影響作用大于其他兩個變量。結論中第三產業比重增加引起碳排放強度增加說明江蘇省發展第三產業過程中存在資源浪費，導致產業結構調整不能實現低碳的目標。

為響應國家低碳政策以及完成減排任務，本文建議從以下三個方面實現低碳：①提高能源利用效率，改善能源結構。1985—2010年江蘇省煤炭在能源消費結構中所占比例的平均下降速度為0.1%，2010年煤炭占能源消費總量的69%，鑒于能源強度的降低能夠促進碳排放強度的降低，應引進推廣低能耗的設備和生產工藝，逐步提高能源利用效率，使用清潔環保能源。②減少第三產業發展進程中的能源浪費，確保社會化的低碳生產生活方式。研究結果表明第三產業比重對碳排放強度存在正向影響關系，但是并不說明發展第三產業是錯誤的決策。當前江蘇省第三產業比重為67%，但是產業結構調整進程中存在能源浪費，導致碳排放強度不能有效降低。低碳應當保證發展低碳的第三產業，推動低碳產品、低碳技術、低碳服務的市場化，建設資源節約型社會。③改善對外貿易結構，平衡貿易比例。江蘇省外貿依存度自1985年以來整體呈現上升趨勢，2005、2006、2007三年的外貿依存度都突破了100%，2008年以后呈現下降趨勢，2010年的外貿依存度為76%，說明江蘇省經濟的發展較大程度地依賴對外貿易，而且從脈沖響應函數和方差分解分析來看，當前的對外貿易不能有效地降低碳排放強度，應當積極優化外貿結構和經濟結構，獨立自主地發展低碳經濟，兩者協調發展以求降低碳排放強度。

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