二氧化碳減排與經濟增長——基于中國數據的實證分析

范勇

（華東交通大學經濟管理學院，江西南昌330013）

我國二氧化碳的排放量從2006年起就超過美國，至今都是世界上最大的二氧化碳排放國，更有甚者，我國碳排放總量目前還在呈逐年上升的態勢。因此，在當前發展低碳經濟的國際潮流下，我國推動實現二氧化碳減排的任務十分艱巨和緊迫。盡管如此，我國政府仍然提出了一個節能減排的宏偉目標，即通過加大我們節能、提高能效和增加森林碳匯的力度，大幅度降低碳排放強度，實現到2020年單位GDP二氧化碳排放量下降40%～45%的目標。就目前的實際情況而言，我國要實現上述二氧化碳減排目標，還面臨著經濟、技術、制度等方面的諸多障礙和困難，這些困難勢必使我國減排的努力需要付出更大的代價。在當前我國經濟形勢還前途未卜的背景下，我們節能減排的努力到底會對我國經濟社會發展產生什么樣的影響？本文的目的就是要通過對二氧化碳排放與我國經濟增長之間關系的實證分析來回答這一問題。

源于二氧化碳排放與經濟增長關系問題的重要意義，這一問題越來越成為眾多學者研究的一個焦點[1]。學術界對二氧化碳減排與經濟增長關系問題的關注，最初來自于對環境質量與經濟增長之間關系問題的討論。近年來，在全球氣候變化危機加劇的背景下，隨著全球二氧化碳排放量的逐年上升，特別是2003年首次提出低碳經濟概念后，對環境質量與經濟增長關系問題討論的重點，就有越來越向二氧化碳排放與經濟增長關系問題上傾斜的趨向[2]。這種情況在中國尤為明顯。由于中國面臨巨大的二氧化碳減排壓力，近幾年，關于二氧化碳排放與我國經濟增長的關系問題、中國二氧化碳的環境庫茨涅茨曲線問題、以及中國二氧化碳排放的驅動因素等問題都成了目前國內學術界討論的熱點問題[3-6]。其中，對我國經濟增長與二氧化碳排放的關系問題的研究，由于數據和研究方法上的差別，研究結論也存在較大的差異，研究結果并非都一致支持兩者間呈倒U型的庫茨涅茨曲線關系的經驗結論[7-9]。本文利用我國1978－2010年的時間序列數據，綜合運用協整檢驗、格蘭杰因果關系檢驗以及誤差修正模型等實證研究方法，來分析我國二氧化碳排放與經濟增長的關系，特別是經濟增長對二氧化碳排放的長期影響和短期影響，同時得出相應的經驗研究結論及其政策性啟示。

1 二氧化碳減排與經濟增長關系的實證分析

對二氧化碳排放量與經濟增長關系問題的實證分析，本文采用協整檢驗和向量誤差修正模型方法，來揭示二氧化碳減排與經濟增長的長期均衡和短期均衡關系。協整檢驗有兩種不同的方法，即E-G兩步法和基于向量自回歸模型方法的JJ（Johansen-Juselius）協整檢驗。由于EG法局限較多，而Johansen方法更具有普遍性，因此，本文采用JJ檢驗方法[10]。主要的分析步驟包括：首先運用單位根的ADF檢驗方法來對各變量進行平穩性檢驗；然后建立VAR模型進行JJ協整檢驗和向量誤差修正模型分析，從而考察變量之間的長期與短期關系；最后通過格蘭杰因果檢驗進一步驗證二氧化碳減排和經濟增長的關系。

1.1 分析變量及數據處理

本文實證分析所涉及的變量包括二氧化碳排放量與經濟增長兩個變量，我們分別采用人均二氧化碳排放量與實際人均實際GDP來表示。人均二氧化碳排放量（PCO2）為各年二氧化碳排放總量除以當年總人口數，其中二氧化碳排放量1978－2006年的數據來源于世界銀行的WDI數據庫，2007年數據取自于Yan Yunfeng和Yang Laike[4]（2009）文章中的數據，2008年以后的數據系本文作者根據灰色預測方法推算的結果；人均實際GDP（PY），由歷年實際GDP除以各年年底人口總數計算得到，歷年實際GDP以1995年不變價格計算，基礎數據來源于《中國統計年鑒2011》。

1.2 變量平穩性的單位根檢驗

在時間序列分析中，為了避免虛假回歸問題，首先需要對相關變量進行平穩性檢驗。所謂平穩性，就是指一個序列的均值和自協方差不隨時間變化而改變，符合這一要求就說它是平穩的；相反，如果這個序列的均值和自協方差隨時間變化而變化，則是非平穩的。差分平穩序列稱為單整，記為I（d）。

對變量的平穩性檢驗可以有不同的方法，本文采用ADF單位根檢驗方法。為了盡可能消除數據異方差性的影響，本文對所涉及的變量采取對數化處理，并記為LnPCO2和LnPY。表1的單位根檢驗結果表明，人均二氧化碳排放量和人均實際GDP兩個變量的對數值均為非平穩時間序列，但經過一次差分后為平穩時間序列，我們把這種經過一次差分變成平穩的時間序列，稱作1階單整，記為I（1）。

表1 變量的單位根檢驗結果Tab.1 Unit root test

表1中△LnPCO2，△LnPY分別表示原序列的差分；檢驗類型中的C表示單位根檢驗方程中包含常數項，T表示包含時間趨勢項，K表示滯后階數。單位根檢驗的類型由各變量的折線圖及單位根檢驗的原理確定，滯后階數K依據AIC和SC準則確定。

1.3 協整檢驗與誤差修正模型分析

協整檢驗有一個前提是要求所有變量必須滿足同階單整。上述單位根檢驗的結果表明人均二氧化碳排放量與人均實際GDP這兩個變量均為一階單整。對于服從I（1）過程變量的協整檢驗，我們采用Johan?sen檢驗方法，由于這種方法是以向量自回歸（VAR）模型為基礎來檢驗回歸系數，因此需要建立相應的向量自回歸模型。而向量自回歸模型的有效性必須要滿足兩個條件，一是滯后期的選擇，二是模型的穩定性。對于前者，如何選擇最優的滯后期，一般情況下應該根據似然比檢驗、AIC和SC信息準則等加以確定。而后者關于模型穩定性的問題，我們可以利用滯后期確定后的VAR模型的特征方程的根的大小來判斷，如果模型特征方程的根的倒數值均小于1，也就是說都在單位圓之內，即表示該向量自回歸模型是穩定的。

依據上述原則，本文用作協整檢驗的向量自回歸模型的滯后期確定為滯后4期，而且該模型的穩定性檢驗表明所有特征方程的根的倒數值均小于1。最后我們可以得到協整檢驗的具體結果。如表2所示。

表2 協整檢驗結果Tab.2 Co-integration test

表2所示的Johansen協整檢驗表明，人均GDP和二氧化碳排放量在0.05的顯著性水平上至少存在一個協整向量，標準化后的協整向量為（1，-0.431，2.559）。所以，協整方程為

方程的括號內數據為標準差，ecm代表均衡誤差（殘差），t代表時期，表明該變量為時間序列。上述協整方程說明了人均GDP和二氧化碳排放量之間必然存在長期均衡關系。長期中，人均二氧化碳排放量與人均GDP呈單調遞增關系。人均二氧化碳排放量對人均GDP的彈性為0.431，也就是說，在其他條件不變時，人均GDP每增加1%，二氧化碳排放量增加0.431%。

上述協整分析描述了二氧化碳排放和國內生產總值之間的長期關系，但不能體現短期動態變化的特征。對于解釋二氧化碳排放量的變化而言，由于長期和短期作用都可能是十分重要的，因此，本文在前面建立的VAR模型的基礎上，進一步估計了向量誤差修正模型，以此來描述上述變量之間的短期動態關系。

上式中符號△表示差分，（-1）表示滯后一期，以此類推。括號內是標準誤差，CointEq1表示誤差修正項，用以體現長期均衡對短期波動的影響，其系數的大小反映了對偏離長期均衡的調整力度。上式中，誤差修正項的系數為小于零，符合反向修正機制。上述模型中各解釋變量差分的滯后項的系數表明了這種短期的影響關系。結果表明，短期內，經濟增長水平對二氧化碳排放的影響表現為負向關系，即經濟增長使二氧化碳排放減少，但經濟增長對二氧化碳排放的這種反向影響在統計學意義上并不顯著；短期內對二氧化碳排放起到顯著影響的是其滯后項，這種影響總體上表現為正相關關系，而且滯后一期的二氧化碳排放對當期排放的影響表現為正效應，但滯后期越往后，其影響則減弱并轉為負效應。這應該是符合經驗的，即前期二氧化碳排放越嚴重，本期減排的壓力就會越大，在較短的時期里，二氧化碳減排存在一定的慣性。

1.4 格蘭杰因果關系檢驗

本節我們采用格蘭杰因果關系檢驗來進一步驗證經濟增長和二氧化碳排放量之間的關系。進行格蘭杰因果關系檢驗同樣需要選擇最優滯后期，其滯后期數可以由相應的VAR模型的最優滯后期來確定。經濟增長和二氧化碳排放量之間的格蘭杰因果關系檢驗結果如表3所示。

表3的檢驗結果表明，在5%的顯著性水平下，經濟增長是引起二氧化碳排放量增加的格蘭杰原因，但二氧化碳排放卻并非經濟增長水平變化的原因。這一結論不僅符合我們的經驗認識，而且也和本文前面的分析結論相一致。

表3 格蘭杰因果檢驗Tab.3 Granger causality tests

2 研究結論及政策含義

本文通過對我國二氧化碳減排和經濟增長兩者之間關系的實證分析，得出如下結論：

1）二氧化碳減排和經濟增長之間存在穩定的長期均衡關系。對非平穩變量人均二氧化碳排放量與人均實際GDP的協整檢驗表明，二氧化碳排放量與國內生產總值之間呈現出正相關關系。換言之，伴隨著我國經濟發展水平的不斷提高，二氧化碳排放也隨之水漲船高。這一趨勢對我國實現低碳經濟發展模式的轉型和二氧化碳減排的努力勢必帶來不利影響。

2）格蘭杰因果檢驗進一步驗證了經濟增長對二氧化碳減排存在著顯著影響。經濟增長水平是引起二氧化碳排放量增加的格蘭杰原因，但二氧化碳排放量不是經濟增長水平變化的格蘭杰原因。也就是說，在目前的經濟模式下，盡管經濟增長會對我國二氧化碳減排帶來壓力，但二氧化碳減排的努力卻并不會對我國經濟發展產生負面影響，這也進一步說明我國實現經濟低碳發展具有可行性。

3）利用向量誤差修正模型對經濟增長與二氧化碳減排關系的短期效應分析表明，經濟增長對二氧化碳排放的影響表現為負向關系，但這種負影響并不顯著；同時，實證分析還表明，短期二氧化碳排放存在一定的慣性，即前期二氧化碳排放越嚴重，本期減排的壓力就會越大。這也說明減少二氧化碳排放量的任務十分緊迫，越往后壓力越大，我們付出的代價也就越大。

4）綜合上述研究結論，得出如下政策性推論：二氧化碳排放量和經濟發展水平之間的這種正相關關系，說明過去我國長期以來走的是一條高碳排放的發展之路，正是由于高碳經濟的發展模式，才使我國出現經濟越發展，二氧化碳減排的壓力就越大的問題。所以，如果不從根本上改變過去這種高碳發展模式，努力提高能源利用效率，降低二氧化碳排放量，必然會對我國經濟社會的可持續發展帶來不利影響。實際上，轉變經濟發展模式，兼顧經濟發展和二氧化碳減排的雙重需要，也是我國應對全球氣候變化以及實現可持續發展的內在要求。

5）減少二氧化碳排放、實現經濟低碳發展，其根本是我國經濟結構的轉變，主要途徑在于調整和優化我國不合理的能源消費結構，開發新能源替代傳統化石能源，努力提高能源的綜合利用效率，加快技術進步降低能源消費過程中二氧化碳排放，并通過制度創新來促進這一目標的實現。

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