基于能源消費的浙江省碳排放影響因素實證研究

鄭啟偉

(浙江省發展規劃研究院，浙江 杭州 310012)

1 引言

關于碳排放研究，現有文獻主要集中在方法和驅動機理兩方面。研究方法方面，Huang 等提出指數分解分析、協整分析等［1］，Dietz 等在IPAT 模型基礎上建立了STIRPAT 模型［2］。驅動機理方面，主要研究了人口規模、經濟發展、城市化水平、技術進步、對外貿易等因素對碳排放的影響，如Zha 等研究認為人口增加無論對城市或農村均導致碳排放的增加［3］，Dong 等研究提出碳排放增長因GDP 的增長而增長［4］，Stern 認為以能源強度下降為代表的技術進步是推進碳排放降低的主要原因［5］，張友國研究提出貿易規模的增長使我國成為碳凈輸出國［6］;城市化與碳排放之間關系則有城市化利于降低碳排放強度［7］、城市化增加碳排放［8］、城市化對碳排放影響不顯著［9］三種不同觀點。

浙江目前正處于全面提升工業化、信息化、市場化、城市化、國際化水平的關鍵時期，能源資源需求和碳排放仍將在一段時間內持續增加。根據2014年《中美氣候變化聯合聲明》，我國要實現“在計劃2030年左右二氧化碳排放達到峰值且將努力早日達峰”的控碳目標，必將采取更加嚴格的減碳措施。2013年，浙江省萬元GDP 能耗為0.53 噸標準煤居全國前列［10］，進一步提高能源效率壓力巨大。因此，在日趨嚴格的減碳形勢下，開展碳排放驅動因素研究，探索經濟發展與碳排放之間規律，對浙江加快轉變經濟發展步伐，促進區域經濟健康發展具有重要的現實意義。基于此，本文結合浙江省作為我國沿海發達省份、吸納外來人口大省、對外貿易大省和城市化水平較高省份等特點，運用STIRPAT模型對浙江的碳排放問題進行深入分析，以期為浙江轉型發展提供研究支撐。

2 研究方法及數據來源

2.1 模型構建

IPAT 模型構建了環境沖擊(I)和人口(P)、富裕度(A)、技術(T)三個因素之間的恒等式。但鑒于模型局限性，Dietz 等將IPAT 以隨機形式表示，通過對人口、財富和技術的回歸分析，并進行環境影響的隨機估計，提出了環境影響隨機模型(STIRPAT)。本文參考STIRPAT 模型，構建模型:

為消除各變量的異方差對方程進行自然對數處理，得到如下線性回歸方程:

為了能夠充分反應浙江特色，本文根據STIRPAT模型易于拓展的特點，進一步引進城市化(UR)和對外貿易(EX)兩項，構建如下模型:

在(3)式中，C 為碳排放量，EF 為能源效率(地區生產總值與能源消費總量比值)代表技術進步，GDP 和EX(進出口總額占GDP 比例以)代表富裕程度，POP 表示人口規模，UR 表示城市化水平;δ 為常數項，β1、β2、β3、β4、β5為估計系數，ε 為隨機誤差項，t 為年份。

2.2 數據來源與處理方法

本文樣本區間為1995－2013年。GDP、人口和進出口數據來源于歷年《浙江省統計年鑒》，其中，為消除價格因素帶來的誤差，本文把歷年GDP 數據折算成1995年價;為真實反映浙江作為我國吸納外來人口大省的客觀實際，文中人口用常住人口數據，城市化水平用城市人口與常住人口的比值;進出口數據用同期的美元匯率進行折算，匯率數據來源于《浙江省統計年鑒》。

由于官方統計機構還沒有碳排放的數據，本文采用《省級溫室氣體清單編制指南》所提供的參考方法和歷年《中國能源統計年鑒》數據對浙江碳排放進行估算。具體方法為，先根據《中國能源統計年鑒》公布的包括煤炭、柴油、汽油、煤油、原油、燃料油、焦炭、天然氣等八種化石能源的折標煤系數，將各種能源消費量折算成標準統計量，再乘以《省級溫室氣體清單編制指南》提供的碳排放系數，得到八種能源消費的碳排放量，加總后即為浙江碳排放總量。

本文所使用的計量分析軟件Eviews 6.0。

3 浙江省碳排放的特點分析

圖1 描述了浙江省1995－2013年碳排放強度(碳排放總量與GDP 的比值)和人均GDP 變化情況。從圖1 中可以看出，浙江省碳排放強度總體呈現下降趨勢，且在觀察期內大致可分為3 個階段:第一階段1995－2003年，碳排放強度呈現下降趨勢;第二階段2004－2005年碳排放強度快速回升;第三階段2006－2013，碳排放強度再次呈下降趨勢。而同時期，浙江省人均GDP 一直呈穩定上升趨勢。上述結果說明，在考察期內浙江生產單位GDP 帶來的碳排放量在下降，反應了浙江經濟增長與碳排放之間存在一定的“脫鉤”關系。

圖1 浙江省1995－2013年碳排放強度和人均GDP 變化

4 浙江省碳排放實證分析

4.1 單位根檢驗

在實證研究過程中，一些非平穩的經濟時間序列可能存在虛假回歸或偽回歸現象。本文構建的是面板數據模型，包含時間序列數據。為避免偽回歸現象的發生，確保估計結果的有效性，必須對各面板序列的平穩性進行檢驗。為提高檢驗結果的穩健性，本文采用ADF 檢驗方法對各時間序列進行單位根檢驗，以判斷各序列的平穩性。根據變量序列的折線圖，本文選擇檢測方程類型包括常數項和趨勢項，得到單位根檢驗結果如表1 所示。

表1 時間序列數據的單位根檢驗結果

檢驗結果表明，浙江碳排放量、能源效率、對外貿易水平、經濟增長、城市化水平和人口規模的水平序列在5%的顯著水平下均存在單位根，不是穩定序列。進行一階差分后的服從I(1)過程，滿足構造協整模型的必要條件。

4.2 協整檢驗

本文涉及多個變量之間協整關系的檢驗，因此采用Johansen 檢驗法。Johansen 協整檢驗是一種基于向量自回歸模型的檢驗，檢驗之前必須確定VAR 模型的結構。本文就lnEF、lnGDP 、lnEX、lnUR、lnPOP 對lnC 檢驗并進行判斷，并依據AIC 和SC 最小值原則，最終確定VAR 模型的最優滯后期為1。在此基礎上，得到協整檢驗結果見表2。

表2 Johansen 協整檢驗結果

由表2 可知，采用跡統計量檢驗在5%的顯著性水平下，接受變量間存在1 個協整關系的原假設，由此可判斷各變量之間存在長期均衡關系，其協整方程為:

從協整方程看，人口系數是正直，說明長期內浙江省人口規模是刺激碳排放增長的重要因素。這一結論與Zha 等［3］、紀建悅等［12］的研究結論一致。需要說明的是，在本文考察期內浙江省自然人口增長率5.54‰，而常住人口的增長率為12.59‰顯著高于自然增長率，說明浙江吸納了大量外來人口。并且，由于低層次的產業結構對技能和學歷的要求相對較低，使得外來人口文化素質提高緩慢［12］，導致低碳生活理念和行為培育難度較大，這可能是浙江省人口增長與碳排放增長存在正向相關的重要原因之一。

GDP 系數為正，說明長期內浙江省經濟增長與碳排放長期內存在均衡的正向關系。根據統計年鑒計算，浙江省在研究期內的人均GDP年均增長率為9.98%，而人均二氧化碳排放年均增長率為6.95%，兩者相差3.03 個百分點，說明浙江碳排放與經濟增長在一定程度上呈現“弱脫鉤”的特點，這與劉其濤［13］、員開奇和董捷［14］等的研究結論一致。

能源效率系數為負，與郭朝先［15］、趙志耘等［16］的研究結論一致，說明長期內浙江省能源效率與碳排放之間存在穩定的均衡關系，表明能源效率的提高是浙江省碳排放的負向驅動因素。

城市化系數為負，與趙紅和陳雨蒙研究一致［17］。這可能與城市化水平的提升有利于建立起對環境保護的激勵與約束機制，使碳排放水平得到一定程度上的抑制有關。

貿易開放水平的系數為正值，說明長期內浙江省經濟增長與碳排放長期內存在均衡的正向關系，這與張友國研究結論一致［6］，也與浙江出口以紡織、家具、服裝、機電等勞動密集型商品為主和進口以原材料資源性商品為主，以及在國際分工體系中處于比較低端的加工環節的實際相符。

4.3 Granger 因果檢驗

在確定上述變量之間均衡關系的基礎上，進一步用Granger 因果檢驗確定各變量之間的因果關系。本文用“≯”表示符號前面的變量不是引起符號后面變量變化的Granger 原因。檢驗結果見表3。

表3 Granger 因果關系檢驗結果

從表3 看出，浙江能源效率和碳排放互為Granger原因，兩者之間的影響機制是雙向的;經濟增長、對外貿易、城市化和人口增長是碳排放的Granger 原因，但碳排放不是經濟增長、對外貿易、城市化和人口增長的Granger 原因，經濟增長、對外貿易、城市化和人口增長與碳排放的影響機制是單向的。

5 結論與政策建議

5.1 結論

本研究根據1995－2013年間的統計數據，通過協整分析與Granger 因果檢驗，對浙江省碳排放驅動因素進行了定量觀察。經研究發現，考察期內浙江省碳排放與經濟增長之間呈現“弱脫鉤”關系;碳排放(被解釋變量)與能源效率、對外貿易、經濟增長、城市化水平和人口增長等四個解釋變量之間存在長期均衡關系，其中，能源效率和城市化水平對浙江省碳排放有負向驅動效應，對外貿易、經濟增長和人口增長對碳排放有正向驅動作用。從因果檢驗看，對外貿易、經濟增、城市化水平和人口增長是引起浙江省碳排放變化的Granger 原因，且僅存在單向影響機制。但能源效率與碳排放互為因果關系。上述結論是浙江省有效控制碳排放和大力發展低碳經濟的重要依據。

5.2 主要政策建議

在人口規模方面，在人口基數大、人口增長較快的情況下，要降低人口對碳排放的影響，就必須采取各種有效措施減少人類活動所帶來的碳排放。首先各級政府要采取積極措施，引導和鼓勵外來人口自主參加職業教育和培訓，鼓勵用人單位、各類教育培訓機構和社會力量開展相關的培訓內容，提高外來人口素質和就業能力。其次，加快擺脫對低端產業的路徑依賴，推進產業轉型升級，提高產業技術含量。再次要加對低碳生活理念的宣傳，正確引導人民群眾選擇低碳的生活或行為，營造低碳生活的社會氛圍。

在經濟增長方面，盡管浙江省經濟增長與碳排放之間呈現一定程度的“弱脫鉤”現象，但經濟增長依然是推進碳排放增長的重要因素，尚未實現碳排放負增長和經濟增長的“強脫鉤”，因此，要在保持經濟穩定增長的條件下，大力發展生物、新能源、節能環保、物聯網、新材料等碳排放強度低、產業帶動強的戰略性新興產業和現代服務業，同時嚴格控制高碳行業發展，加快淘汰落后產能，進一步調整和優化產業結構，減少生產過程碳排放。同時，要在稅收激勵、相關法律法規知識產權保護等多方面支持相關產業發展。

在技術方面，要提升技術水平，加大技術研發和推廣，減少碳排放，切實提高能源利用效率。要限制高投入、高污染、高能耗、低效率企業，整改、關停碳排放不達標的企業，積極引導和鼓勵企業更采取有效的減排措施。在提高能源效率的同時，優化能源結構也是通過技術水平的提升實現減排的有效措施。此外，要構建低碳技術評價認定體系，形成低碳技術遴選、示范和推廣動態管理機制，提高能源使用效率，從源頭上控制因能源效率不高引起的碳排放。

在城市化發展方面，要繼續以新型城市化戰略和主體功能區戰略為指導，構筑以省域中心城市建成區為中心、縣城和中心鎮為節點、綜合交通為骨架的城市空間形態，實現城鎮結構的低碳化。同時，要在城市基礎設施、公共服務設施等建設方面堅持綠色低碳理念。

在貿易開放方面，理性對策應是轉變出口增長模式，優化出口產品結構，通過出口產品結構變化控制碳輸出，其中，重點是要鼓勵出口附加價值率高而能源強度較低的產品或服務，并對能源強度高的產品通過適當的經濟、法律和行政手段加以限制。

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