內外能源價差對中國碳排放影響的非對稱效應

何凌云 程 怡 殷 勇

(1.中國礦業大學管理學院，江蘇徐州221116;2.中國礦業大學環境科學與工程博士后流動站，江蘇徐州221116)

內外能源價差對中國碳排放影響的非對稱效應

何凌云1，2程 怡1殷 勇1

(1.中國礦業大學管理學院，江蘇徐州221116;2.中國礦業大學環境科學與工程博士后流動站，江蘇徐州221116)

新時期節能減排的中心問題圍繞能源價格展開，內外能源價差對碳排放影響效應反映國內能源市場化變遷下價格扭曲對碳排放的作用。我國內外部能源價差一直為負，且具有非線性和階段性特征。基于此，將內外能源價差與其他碳影響因素納入直接、調節及狀態空間模型中進行分階段實證檢驗對比，結果表明:在1978－1993年小價差階段，碳排放總量隨著負向價格扭曲增加而有小幅減少;而在1994－2011年大價差階段，負向價格扭曲碳拉動效用明顯，因此國內外能源價差對我國碳排放總量的非對稱效應顯著。結合我國實際，認為:能源市場化改革應從煤炭向石油、電力、天然氣逐步推進，尤其要加強能源企業體制改革，減少國家控股及行政干預，將政府補貼轉向能源消費主體以實現市場化的穩定過渡。

能源價格;能源價差;碳排放;非對稱效應

直接影響碳排放的因素均受市場配置功能影響，而能源價格是最基本有效的資源配置手段，因此有效地發揮間接減排政策，尤其是能源價格的作用提到了重要日程。從我國的實際情況看，內外部能源價差反映了開放經濟條件下能源商品價格扭曲和價格機制變遷，因此研究其對能耗乃至碳排放的影響，對于有效推進能源價格市場化改革以及節能減排更具有現實意義。

1 內外能源價差與碳排放的關系

國內外學者［1－3］將CO2排放總量進行因素分解，發現技術和產業能源效率提高是抑制碳排放最重要的因素，能源消費結構和工業結構優化的節能減排效應明顯，但受到一國要素稟賦和總體發展目標影響，作用小于能源效率。由于經濟總量、產業結構、技術效率、能源強度及能源消費結構等因素均受到市場價格的調節，能源價格逐漸成為節能的中心問題［4］。現有相關文獻集中研究了各層面能源價格與碳排放影響因素之間的關系［5－8］，總體來看，能源價格的上漲對經濟增長及行業產出有一定的負面沖擊［9］，且不同行業反應效力具有差異性，因而對產業及工業結構優化有引導作用。另一方面，從能源效率的角度出發，國內外研究大都肯定能源價格對能源效率的顯著影響［10－17］，能源價格上升促進能源效率提高，從而對抑制碳排放產生重要作用，但也有學者認為能源價格對能源效率的影響存在非線性及動態性，不同類型能源價格變動對能源效率有差異性影響。考慮到更加復雜多變的能源市場環境，有學者開始對內外能源相對價格進行研究，魏一鳴［18］指出國家對能源價格的控制使內外部能源價格存在扭曲，能源消費與能源價格不掛鉤。柴建、郭菊娥等［19］提出了“能源價格扭曲度”概念，認為能源比價關系的調整比單種能源價格的國際接軌更重要，我國能源商品價格扭曲提高了中國的能耗強度。楊繼生［20］使用STR模型指出維持國內外能源價格相對調整的基本一致是提高能源配置和使用效率，減少污染排放的客觀要求，因此內外部能源價差更能反映國內能源市場定價機制變遷下價格變動對碳排放的影響。

理論上講，若內外部能源價差＞0，企業為保證生產和成本控制而轉向能源進口，碳排放總量變動不明顯;行政干預下的企業接受國內高能價，生產成本上升，產業收益及產出總量縮減，刺激企業技術創新，提高能源效率，多渠道影響碳排放。若內外部能源價差＜0，能源價格負向扭曲，各類產業增長成本尤其是高能耗高污染行業生產的環境成本被忽視，低生產成本導致能源過度消費，出現價格倒掛;企業消極節能，出現能源低效;國家壟斷企業能源供給減少，出現局部“能荒”。內外部能源價差=0，國內外能源價格絕對一致，價格升降通過產業和技術路徑影響碳排放總量。

目前我國行政干預和國有企業壟斷能源定價，國內現行能源價格無法反映市場供求雙方的真實意愿及能源使用成本，碳減排視角下價格資源配置功能難以發揮［21］，內外部能源價格扭曲成為我國能源領域面臨的重大挑戰［22］。本文旨在分析內外部能源價差對我國碳排放總量的影響，基于內外部能源價差的變動特征，將價差、碳排放總量與其他碳排放影響因素統一納入實證分析中，研究不同階段價格扭曲度對碳排放的影響效應，并尋求基于環境效益的內外部能源價差變動區間，以此細化市場和行政分工，為我國完善市場化能源定價機制提供補充和支持。

2 內外部能源價差變動特征

根據能源消費結構(煤炭、石油、天然氣、電力消費占比)，按工業品出廠價格指數(1978年=100)折算，剔除通貨膨脹影響，構建國內能源價格變動的綜合指數;選擇國際Brent原油FOB現貨價格作為替代指標，按照當年匯率折算得到國外能源價格指數(1978年=100)，內外部能源價差反映內外部能源價格扭曲程度。

圖1 內外部能源價差走勢Fig.1 Tendency of external and internal energy price gap

圖2 相關變量與我國CO2排放量變動趨勢Fig.2 Tendency of industrial total，structure and efficiency，spread and carbon emissions

根據圖1可以看到:

(1)1978－2011年內外部能源價差均為負值，內部政府指導能源價格一直低于外部市場化能價，我國長期的計劃經濟體制和明顯的行政干預使國內能價無法充分反映我國現行工業化過程中能源資源的稀缺性，不同市場化程度下內部能源價格扭曲方向未變，但價格扭曲程度變化明顯。

(2)整體來看內外能源價差呈擴大趨勢，且在1994年負差突破500點后明顯增加。1978－2011年間內部能源價格爬行式上升，而國外能價波動明顯，內部能源價格漲幅明顯低于國外，這說明市場化緩慢進程下的價格扭曲日益嚴重，內部能價仍缺乏彈性，這與我國政府主導能源定價，國家控股壟斷能源企業，忽視國內能源稀缺性及能源市場供求有直接關系。

由于內外部能源價差不存在正負交替，本文著重研究不同階段內價差變動對我國碳排放影響效應。1978－1993年內外部能源價差范圍在(－451.18，－116.35)，價格扭曲程度小。此間能源要素價值有限，國內外能源價格均小幅增長。1992年國家逐步放開煤炭價格均推動國內能源價格上升，內外部能源價差有明顯縮小。1994－2011年價差范圍在(－3 064.90，－358.31)，價差擴大接近10倍，價格扭曲程度明顯大于前一階段。此間能源地位日益凸顯，2004年后世界經濟的全面增長推動石油需求增加，國際能源價格大幅上升;國內能源價格得益于一系列市場化改革，包括放開電煤指導價格、煤炭價格由市場定價以及1998年后國內原油價格與國際市場接軌等，價格漲幅大于前一時期，但電力、天然氣價格仍采用“政府指導價”，內外部能源價格扭曲度進一步增加。按內外部能源價差值大小將其劃分為1978－1993年小價差和1994－2011年大價差兩階段，研究不同價差變動范圍內對碳排放影響的非對稱性。

3 價差變動對碳排放影響的非對稱性

3.1 變量定義及數據預處理

變量包括內外部能源價差、產業總值、產業結構、產業內能源效率和碳排放總量。對內外部能源價差(P)取絕對值以避免負值檢驗不便，產業總量(Y)選取以1978為基期的GDP指數，產業結構(S)為第二產業與第三產業的GDP比例(%)，產業能源效率(E)使用GDP與能源消費總量比值表示。CO2排放量(C)來自世界銀行公布數據，單位108t。樣本區間在1978－2011年，相關變量數據來自1993－2011年《中國統計年鑒》、《中國能源統計年鑒》、中經網產業數據庫和中國資訊行數據庫。

表1 1978－1993年相關變量對CO2排放的直接效應結果Tab.1 Results on explanatory variables acting on carbon emissions directly in 1978 －1993 years

表2 1994－2011年相關變量對CO2排放的直接效應結果Tab.2 Results on explanatory variables acting on carbon emissions directly in 1994 －2011 years

根據圖2可以看出:

(1)我國碳排放總量、內外部能源價差、產業總值、產業效率在樣本區間內均呈現上升趨勢，而產業結構則呈下降趨勢。具體來看，1978－1993年小價差階段，碳排放總量小，上升幅度小;內外部能源價差擴大對應的碳排放增速放緩，而價差縮小對應碳排放增幅明顯，產業結構在此階段下降明顯，與內外部能源價差和碳排放量之間的負向相關關系需要進一步驗證。1994－2011年大價差階段，碳排放總量明顯增加，內外部能源價差的增加與減少對應著碳排放的拉動和抑制。產業內的能源效率在小價差階段變動極小，能源產業領域內技術水平的提升和新能源的開采運用使產業能源效率在20世紀90年代中后期明顯提高，局部來看我國碳排放增速在能源效率增加時有所減緩。不同階段內價差與碳排放總量變動關系呈非對稱。

(2)原序列取對數以避免異方差影響，CO2排放量、產業總量、產業結構、產業效率和內外部能源價差分別記為lnC、lnY、lnS、lnE和lnP。使用ADF對變量序列進行平穩性檢驗，各時間序列均為I(1)序列。針對同階非平穩序列進行協整檢驗，結果證實變量之間存在均衡關系，在長期內外部能源價差變動影響我國碳排放總量。使用AIC和SC確定最佳滯后期為4，對差分后序列進行格蘭杰因果檢驗，結果顯示變量中只有產業效率的前期變化能有效解釋我國碳排放量變動，但這種解釋只是從先后時序上，且滯后4期后的小樣本容量影響了因果關系的顯著性［23］，我國碳排放量的變動是各類因素綜合作用的結果，需要進一步實證分辨。

3.2 直接效力比較

結合理論分析，價差對碳排放的作用也是間接的，內外部能源價差以價格形式通過產業內能源供需總量、結構及效率等路徑間接影響我國碳排放總量。首先將中間路徑黑箱化，內外能源價差和產業三維度變量一同納入碳排放因素中，構建直接效應模型:

基于不同階段內價差與碳排放變動關系的非對稱描述，將價差對碳排放影響效應研究按照兩個階段劃分，對比相關變量變動對碳排放總量的影響，見表1、表2。

(1)在1978－1993年區間內，E沒有通過顯著性檢驗，結合圖2可以看到，產業效率變動極小，反映敏感度低，對碳排放總量作用不明顯。將E剔除后模型及解釋變量均通過顯著性檢驗，擬合優度99.23%，Y、S及P的碳排放變動系數分別為 0.464 4、－0.158 0 和 －0.012 9，在小價差階段Y與碳排放變動同向，S與碳排放變動反向，即經濟結構優化促進碳減排的實現。1978－1993年我國第二、三產業產值均有所上升，重工業的穩定占比導致我國經濟結構優化進程緩慢，碳排放總量仍保持增長。內外部能源價差與碳排放總量存在負向關系，但效力小于Y和S，將能源價格控制在此范圍并適度增加價格扭曲度有利于碳抑制。

(2)在1994－2011年區間內，各變量中除P外均通過檢驗，但是DW=0.98表明模型存在自相關，因此檢驗系數有效性喪失。消除自相關后S沒有通過顯著性檢驗，將S剔除后模型及解釋變量均通過顯著性檢驗，擬合優度仍在60%以上。此時Y與碳排放總量仍保持同向變動，E對碳排放的負向作用明顯。P與碳排放總量存在正相關關系，此階段價格扭曲過度，政府為穩定國內物價而加大能源定價干預，使國內能價升幅落后于國外，或與國外能價相對調整方向相悖，拉動碳排放量，能源價格倒掛現象出現，國內能源過度消費，局部地區因企業限制能源供給出現“能荒”。

3.3 調節效力比較

能源價格必須通過供需總量調整對經濟總量、結構和效率產生影響，因此與碳排放總量呈遠程調節關系。去黑箱化后，內外部能源價差對碳排放僅有間接影響，調節效力的比較更符合實際意義，構建內外能源價差對我國碳排放影響的調節效應模型:

仍基于兩個階段的劃分將其調節作用進行比較，1978－1993年直接效應模型中E沒有通過顯著性檢驗，產業效率在小價差階段內存在阻滯，將內外能源價差傳遞途徑限于產業總量及結構，1994－2011年直接效應模型中S沒有通過顯著性檢驗，產業結構在此階段內存在阻滯，將內外能源價差傳遞途徑限于產業總量及效率，結果見表3、表 4。

表3 1978－1993年相關變量對CO2排放的調節效應結果Tab.3 Results on explanatory variables acting on carbon emissions adjusted in 1978－1993

表4 1994－2011年相關變量對CO2排放的調節效應結果Tab.4 Results on explanatory variables acting on carbon emission adjusted in 1994－2011

(1)在調節效應模型中Y、S和E的作用方向與直接效應一致。能源是企業生產要素之一，企業生產帶動能源消費增加，Y對碳排放有正向作用，且彈性系數大于其他變量。高能耗集中在鋼鐵、水泥等工業產業，80年代中后期產業結構優化，碳排放增速放緩，90年代中后期產業效率上升，單位產值下能源成本降低，碳抑制作用明顯。

(2)在1978－1993年區間內，內外能源價差分別通過Y和S實現的碳排放調節效力為0.162 9和0.014 6，價格負向扭曲，能源消費成本低，包括重工業在內的產業生產恢復，能耗增加。同時納入Y和S，價差調節效力分別為0.161 8和－0.081，通過S實現的調節效力增大，且在S碳抑制作用中有接近25%的貢獻。低能源消費成本推動產業總值增加，社會消費水平上升，產業結構轉向低能耗。而在1994－2011年區間內，內外能源價差分別通過Y和E實現的碳排放調節效力為0.455 9和0.630 4，同時通過Y和E實現的調節效力為0.303 7和0.338 1，皆為正效應。在此階段，E成為價差影響碳排放的最主要路徑，能源價格負向扭曲顯著，企業技術研發動力不足，能源效率整體提升受阻，內外能源價差擴大會抵消產業效率的碳抑制作用。

(3)對比兩階段的調節效力看到前期效力明顯小于后期，計劃體制主導下價格對碳排放的影響效力有限，小幅價差的碳抑制效力也較小;而市場化程度提高后價格對碳排放的影響效力增強，價格扭曲過度對碳排放的拉動效應會更大。因此現階段通過市場化改革將內外能源價差控制在合理范圍內，縮小內外價差是逐步實現碳抑制，控制碳排放總量及增速的多重選擇。

4 非對稱性進一步考察

直接和調節效力模型只是從平均意義上分析國內外能源價差對碳排放影響的非對稱性，需要采用狀態空間模型SSM從時變意義上進一步考察能源價格扭曲度對碳排放影響的非對稱效應。不同階段內的碳排放影響因素不同，價差變動對碳排放的時變影響模型也需要分階段調整，結果如表5、圖3、圖4所示。

(1)剔除1978－1980年作用效力的異常波動，1981－1993年區間內，Y和S影響效力一直大于內外能源價差，S在1981－1983年的正效應極有可能受1980年異常負向波動的滯后影響回升，除此之外Y與S的效力彈性系數基本穩定。在此階段內，內外能源價差變動對碳排放有負向影響，效力范圍在(－0.020 9，－0.012 1)，彈性系數變動平穩，此時國內外能源開發使用有限，能源要素稀缺性高，能源計劃價格體制發揮了價格調節抑制碳排放的作用。

表5 價差及相關變量碳排放影響彈性系數Tab.5 Elasticity coefficient of spread and other explanatory variables affecting carbon emissions

(2)剔除1994－1996年技術倒掛下作用效力的異常波動，1997－2011年區間內，Y和E影響效力一直大于價差，效力范圍在(0.682 7，1.368 0)和(－ 0.051 6，－1.129 8)，彈性系數均呈擴大后縮減變動，E對碳排放負向影響從1996年開始明顯，2002年后效力逐年減小，結合調節效應分析認為價差擴大弱化了產業效率的碳抑制作用。在此階段內，內外能源價差變動對我國碳排放總量的影響是正向的，效力范圍在(0.014 1，0.251 7)，彈性系數呈下降后回升趨勢，其中1994－1999年彈性系數均在0.1以上，價差范圍在(500，700)之間，碳拉動效應明顯。2000－2011年價差在(800，300 0)之間時，彈性系數變動在(0.014 1，0.092 1)范圍內，碳拉動效力小于前期，但2006年價差進一步突破200 0點后拉動效力回升明顯，如何快速全面控制內外部能源價格扭曲亟待解決。

圖3 1978－1993年相關變量時變參數軌跡Fig.3 Variables flexible trajectory of parameters on carbon emissions in 1978－1993

圖4 1994－2011年相關變量時變參數軌跡Fig.4 Variables flexible trajectory of parameters on carbon emissions in 1994－2011

(3)對比兩階段價差彈性系數，1978－1993年價差對碳排放影響為負向且效力平穩，能源要素不顯著情形下，價差對碳排放有低抑制作用。1994－2011年價差的效力為正，效力及其波動明顯大于前期，能源要素價值顯著情形下，低市場化下價差對碳排放的拉動作用會一直處于較高水平，價格扭曲度變化也會增加效力的不確定性。全面的市場化改革勢在必行。

5 結論及建議

內外部能源價差對我國碳排放總量影響存在非對稱效應，不同價格扭曲程度對碳排放影響的效力方向、大小、路徑和效力變動幅度均有所不同。①1978－1993年間能源要素地位不顯著，產業總量、產業結構對碳排放作用明顯，強計劃定價下，內外部能源價差對碳排放存在負效應，并且通過產業結構調整路徑實現，效力小且變動平穩。碳減排視角下，此范圍內存在的能源價格扭曲是可接受的。②1994－2011年間能源要素地位凸顯，產業總量、產業能源效率對碳排放作用明顯，低市場化定價下，內外部能源價差對碳排放有明顯正向拉動作用，效力大于前期，并主要通過產業效率調整路徑實現，正效力波動性大。緩慢的能源市場化進程對國內節能產生阻礙，減少碳排放需要縮小內外部能源價差，而將價差控制在某時點范圍內可以減少碳拉動效力。基于上述結論，提出如下政策建議:

第一，自上而下推進國內能源產品市場化改革，以市場定價為主，與國外能源價格相對調整保持一致，發揮價格資源配置作用。目前我國煤炭價格已經基本實現了市場化，在石油、電力、天然氣價格方面也應該逐步開放，減少行政定價，由能源消費主體自行選擇。現行能源企業的國家控股或主導性質直接限制了能源價格變動的靈活性，非國有化能源企業，將民間資本引入能源行業，減少行政對能源企業補貼也成為能源價格市場化的重要方面。

第二，行政干預在現階段市場化進程中需要全面的配合調整，在掌握能源價格的適時變動下針對性地引導國內能源價格變動，完善股市、期市中能源相關交易，轉移行政補貼方向，引導能源消費主體定價。

第三，現階段產業結構的碳抑制作用弱化，產業效率提高成為降低碳排放的最有效手段。而目前我國產業效率仍處于較低水平，調整能源消費結構，降低能源消費總量，尤其是減少煤炭、石油等傳統能源的低價消費及出口，增加新能源的開發與使用，是實現產業總量的高效化，減少總體能耗及碳排放量的必然選擇。

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Research on Non-symmetric Effect of External and Internal Energy Prices on China’s Carbon Emission

HE Ling-yun1，2 CHENG Yi1 YIN Yong1
(1.China University of Mining and Technology，School of Management，Xuzhou Jiangsu 221116，China;2.Environmental Science and Engineering Post-doctoral Mobile Stations，China University of Mining Technology，Xuzhou Jiangsu 221116，China)

Energy price has become the key problem of Energy conservation and emission reduction.The study of the effect of the gap between the international and domestic energy prices to carbon emission can reflect the carbon emission function with the change of domestic energy market.The energy price gap in China is normally negative，which is non-linear and periodical.The gap of internal and external energy price and other factors affecting Chinese carbon emissions into the model of direct，adjustive and state space effect are used to compare with a phrased test.It shows that the total amount of carbon emission decreases slightly when negative price distortedly increases in the little gap stage of 1978－1993.The negative energy price distortion has a pulling effect on carbon emission during the large gap stage of 1994－2011.So the gap between the international and domestic energy price has a significant dissymmetric effect on Chinese carbon emissions.Based on the analysis，combined with the present situation of China’s energy market，it put forward that firstly the government should promote the energy marketization reform from coal field to petroleum，electricity and gas industries gradually.Moreover，reform on energy enterprise system should be specially strengthened.Lastly，the state-control and administrative intervention should be restricted and government allowance should be transformed to energy consumers to get a smooth transition to marketization.

energy price;energy price gap;carbon emission;dissymmetric effect

F062.1

A

1002－2104(2013)11－0014－07

10.3969/j.issn.1002－2104.2013.11.003

2013－03－02

何凌云，博士后，副教授，主要研究方向為能源與環境金融。

國家自然科學基金“能源價格波動視角下的產業發展、碳排放效應及間接減排政策研究”(編號:71203219);教育部人文社會科學基金“碳減排約束下能源價格波動與產業發展的系統性作用機理及政策研究”(編號:11YJCZH050);全國統計科研計劃項目“能源價格及結構對我國工業產業碳排放影響的測度研究”(編號:2010LC15)。

(編輯:劉照勝)