我國碳排放量與能源消費和經濟增長的動態關系分析

陳志芳　馮利英

[摘要] 本文利用1990-2010年的數據，基于宏觀和動態的視角，采用向量自回歸方法，建立我國碳排放量與能源消費和經濟增長量比關系的實證模型。研究表明：我國碳排放量與經濟增長和能源消費之間存在著一種長期均衡關系；經濟增長對自身的沖擊產生持續的正響應，能源消費和碳排放量對經濟增長沖擊產生的也是正響應；能源消費與碳排放量互為Granger因果關系，同時能源消費和碳排放量是經濟增長的Granger原因。最后提出相關建議。

[關鍵詞] 向量自回歸（VAR）；脈沖響應函數；方差分解；Granger因果檢驗

[中圖分類號] F064.1 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）07- 0047- 05

1 引 言

能源消費與環境問題是國際社會普遍關注的熱點問題。目前由于過多地排放二氧化碳而導致的全球氣候變暖問題已成為威脅人類生存和發展的關鍵因素之一。國際社會普遍認為減少溫室氣體特別是二氧化碳排放是解決該問題的最佳途徑。聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC，2007）第四次評估報告表明，在過去的100年（1906-2005年）間全球平均地表溫度升高0.74℃；未來100年，全球地表溫度可能升高1.6℃～6.4℃。IPCC第四次評估報告中指出，20世紀中期以來，全球平均氣溫的升高，至少在90%的可能性以上是由于人類活動排放的二氧化碳增多所致。[1]

控制溫室氣體的排放，防止全球氣候變暖是全人類的責任，需要世界各個國家的共同參與和努力。在聯合國的歷次環境大會的推動下，締約國先后共同制定并通過一系列重要文件，在緩解全球氣候變化的過程中發揮了關鍵性的作用，尤其是《聯合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》。中國屬于《京都議定書》中的附件Ⅱ國家（即發展中國家），在2008-2012年間的第一承諾期內不承擔減排義務，而主要工業發達國家要將溫室氣體排放量在1990年的基礎上平均減少5.2%。《京都議定書》的正式生效給中國帶來了數十億美元的商業價值，加速了能源消費結構的轉變，但同時也對中國環境保護提出了挑戰。1978 年以來，我國經濟保持持續高速增長，相應地與經濟增長共同增加的是溫室氣體排放量的增加，特別是二氧化碳排放量的增加。到2011年，我國的人均碳排放量已達到歐洲水平。從全球的角度而言，碳排放量在2011年增長了3%，達到了歷史的新紀錄——340億噸。我國也因碳排放總量而成為了2011年全球最大的污染國，全球29%的二氧化碳是我國排放的[2]。伴隨著工業化和城市化進程的加快，未來溫室氣體的排放量仍會持續增加。但隨著經濟的發展，能源在經濟活動中的作用日益明顯。而能源的消費必然導致溫室氣體排放量的增加，以至于研究能源的消費、碳排放量之間的關系也成為研究的熱點之一。因此，當前中國碳排放的相關問題成為眾多學者研究的對象。控制溫室氣體的排放，研究我國碳排放量與能源消費和經濟增長之間的量化關系不僅是實現可持續發展的需要，而且對于制定我國經濟更好更快的發展策略具有重要意義。

本文立足于經濟發展、能源消費和碳排放量之間相互關系的理論，基于宏觀和動態的視角，運用VAR模型對我國經濟發展、能源消費和碳排放量的短期和長期關系進行分析，并進行三者之間的Granger因果關系分析，是對“3E”系統理論實踐運用的積極探索。

可持續發展理論最早是由美國世界觀察研究所在20世紀70年代提出的。可持續理論的基本觀點是既要滿足當代人的需求，又不危及子孫后代的發展能力；既要保證適度的經濟增長和結構優化，又要保持資源的永續利用和環境良好，從而做到環境與經濟社會相協調，實現人口、社會、經濟、資源、環境的可持續發展。

經濟能源環境（3E）系統理論是在可持續理論的基礎上發展起來的，是對可持續發展理論的具體化和操作化。人類對環境問題的認識是一個由淺入深的過程，最初把環境問題歸結為道德原因，并用道德解釋保護環境的必要性。隨著研究的深入，人類構建了經濟能源環境（3E）系統理論模型，多以國家為主體對一個國家或區域內的能源、經濟、環境系統展開研究。考慮到實際研究需要，本文主要借鑒由宏觀經濟子模型、能源子模型和環境子模型構成的3Es-Model（Macroeconomic， Energy and Environments-Model）的思想，并將模型系統指標簡化，即分別以能源消費量、國內生產總值GDP和碳排放量衡量能源、經濟和環境，通過研究能源、經濟和環境三者之間的關系，來預測能源消費量和碳排放量對經濟發展趨勢的影響。

2 樣本選擇與碳排放量的測算

“3E”理論是一個復雜的系統，為簡單起見并結合實際需要，本文將用能源消費量ENE代表能源指標，碳排放量GAS代表環境質量指標，國內生產總值GDP代表經濟增長指標。基于這一簡化的“3E”系統，分析我國能源、環境和經濟之間的關系。樣本區間為1990-2010年，其中能源消費量ENE數據來源于《2012年中國統計年鑒》，單位為萬噸標準煤；GDP是按照計算的實際GDP，單位為億元人民幣。由于經濟發展過程中價格不斷變化，以現價計算的單位碳排放量不能直接進行比較，所以需要采用不變價。計算方法：1990-2010年的GDP是按照1990年不變價計算的實際GDP，單位為億元人民幣。

本文采用的碳排放量是根據聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）2006年公布的碳排放量計算指南缺省值，并結合中國統計數據，采用以下方法計算得到：

式中，GAS為碳排放量，單位為104（萬噸）；Ck為能源消費量，按標準煤計，單位為104t（萬噸標準煤）；Ik為能源碳排放系數，單位為（萬噸/萬噸標準煤）；k為能源總類，取為4類。

我國主要能源消費的碳排放系數來源于IPCC碳排放計算指南缺省值，原始數據以J為單位，為與統計數據單位一致，已將能量單位轉化為標準煤，具體轉化系數為1×104t標準煤=2.93×105GJ，各種能源的碳排放系數見表1。采用《中國統計年鑒》1990-2010年的能源數據，計算碳排放量時考慮以下幾個方面：①只計算終端能源消費產生的碳排放量；②不計加工轉換過程、運輸和輸配損失能源的碳排放量[3]。

3 碳排放量與能源消費和經濟增長的VAR模型

3.1 理論描述分析

本文選用向量自回歸（Vector Auto-Regressive，VAR）模型來進行分析。相對于其他的計量模型而言，1980年Sim提出的VAR模型最大的優點就是采用多方程聯立的形式，不以嚴格的經濟理論為基礎。在VAR模型的每一個方程中，內生變量對模型的全部內生變量的滯后項回歸，從而估計全部內生變量的動態關系。對于一個含有N個變量滯后k期的VAR模型定義如下[4]：

在進行動態分析之前，先對三者的變化特征進行分析。首先將數據繪制成折線圖，如圖1所示。通過對數據的觀察可以發現，三組數據均為非平穩序列。在經歷了1990-2010年20余年的發展，我國的GDP、能源消費量和碳排放量均出現了大幅的增長。從圖1中可以看出，我國GDP的增長明顯高于能源消費量和碳排放量的增長，同時碳排放量的增長低于能源消費量的增長。利用對數變換不會對原有數據間的協整關系有很大影響，本文將對數據進行對數變換。轉換后，GDP、能源消費量和碳排放量變量名依次是LNGDP、LNENE、LNGAS。數據分析在Eviews 6.0 軟件中進行。