浙江省城市化與碳排放關系研究

蔡樂　李浩

摘要：浙江省正處于城市化的快速發展階段，高耗能產業快速發展，能源消費增長迅速，導致浙江省碳排放量逐年增加。在計算和分析浙江省2000-2012年城市化水平與碳排放量的基礎上，運用EVIEWS7.0計量分析軟件，實證檢驗了浙江省城市化與碳排放之間的協整關系，以及浙江省城市化發展對碳排放的長期彈性和短期彈性，同時還探究了這兩者之間的因果關系。最后根據實證結果進行了綜合總結并提出了有關降低浙江省碳排放的建議。

關鍵詞：城市化；碳排放；協整；誤差修正模型；格蘭杰因果分析

DOI：10.16315/j.stm.2015.02.004

中圖分類號：F062.2 文獻標志碼：A

在全球氣候變暖的背景下，碳排放問題備受社會各界的廣泛關注。減排溫室氣體，應對氣候變化已經成為人類的共識。目前，中國正處于城市化與工業化的進程中，而浙江省作為沿海經濟大省，其城市化進程發展迅速，在城市化道路上走在了全國前列，在今后一段時期還將保持較快速度發展。據統計顯示，2012年浙江省城市化率超過64%，領先于全國平均水平。隨著不斷加快的城市化進程，高耗能產業迅速發展，能源消費增長較快，以煤為主的能源結構使得浙江省碳排放量逐年增加，浙江省二氧化碳排放強度居全國前列，高碳經濟特征十分明顯。因此，對浙江省碳排放與城市化發展之間的關系進行分析和實證研究，對于把握浙江省碳減排政策方向，保證經濟穩定持續發展，在城市化進程中實現低碳發展具有重要的現實意義。

1.文獻回顧

碳排放問題最初并未存在于經濟學的研究視野中。20世紀70年代末，在日內瓦召開的第一次世界氣候大會上，科學家們警告說，大氣中二氧化碳濃度持續增加將導致地球升溫，氣候變化問題這才開始引起國際社會各界的關注。20世紀90年代，關乎溫室氣體排放的《聯合國氣候變化框架公約》與《京都議定書》先后達成，主要發達國家承諾2008-2012年實現溫室氣體排放相比1990年平均減少5.2%的目標，碳減排問題從此成為國際社會的重要議題。近些年，隨著各國城市化進程的不斷推進，環境保護問題日益突出，有關城市化與碳排放兩者之間的關系引起學者們的關注與研究。國外研究方面，Jorgrnson選取39個不發達國家1975-2000年間的數據，運用固定效應模型實證分析了碳排放與城市化發展之間的關系，結果表明城市化水平的推進對碳排放量具有顯著正相關的影響。Parikh等選取43個發展中國家的面板數據，研究能源消耗、城市化進程與溫室氣體排放問題，發現發展中國家城市化進程的推進致使能源消耗增加、溫室氣體排放上升。Phetkeo等通過搜集1975-2005年99個國家的面板數據，使用STIRPAT模型對不同發展階段的國家進行分組，得出了城市化水平對不同收入水平國家的碳排放均產生正方向的影響，尤其是對于中等收入的國家影響最為顯著。

國內學者對于我國城市化進程與碳排放問題的相關研究，主要集中于碳排放的影響因素、城市化階段碳排放增長現狀及低碳經濟選擇路徑等的分析上。林伯強等選用1978-2008年的相關數據，針對中國當前經濟增長與能源消費的特征，對Kaya恒等式做出修正并引入城市化因素，探究了中國城市化發展不同階段碳排放的影響因素與減排策略，結果表明，城市化的推進導致中國碳排放總量增長；中國在推進城市化發展的同時應控制碳排放增量，實現低碳轉型要做到節能為主，發展清潔能源為輔。趙志耘等利用LMDI分解法對2000-2009年中國碳排放影響因素進行研究，結果發現，能源效率則對碳排放有負向影響，而經濟發展與城市化因素對碳排放的增加產生正向影響。劉夢琴等采用中國29個省份1995-2008年間的面板數據，實證研究了城市化發展水平和碳排放的關系，發現城市化水平的提高直接加劇了碳排放，其中，產業結構是導致碳排放增加的重要因素。佟新華等對中國城市化水平與碳排放進行了相關性分析，驗證了兩者之間具有較強的相關性，并指出中國在城市化發展進程中低碳經濟的路徑選擇。

總的來說，現有學者對城市化與碳排放的關系方面做了一定研究，但也存在一些不足之處。現有研究主要是基于國家層面的面板數據或時間序列數據對城市化與碳排放之間關系進行研究，而對一國內部不同地區層面的微觀研究比較少。此外，較少涉及城市化發展與碳排放之間關系的相關動態研究。基于此，本文試圖利用浙江省2000年-2012年的城市化水平與碳排放的年度時間序列數據，探討其城市化發展與碳排放兩者之間的短期及長期動態關系。

2.浙江省城市化發展現狀

城市化水平即指城市化發展的程度，是衡量一個地區經濟、社會發展水平的重要指標，城市化水平的衡量因指標選取上的差異而存在多種不同的方法。本文考慮到數據獲得的便利性，將采用人口比重法來衡量浙江省的城市化水平，即用城市人口占總人口的比重計算得到浙江省城市化率，計算結果如表1所示。

由表1可以看到，浙江省城市化進程發展迅速，一直領先于全國平均水平。2000年浙江省城市化率為48.7%，2012年城市化率已達到63.20%，領先于全國10.63個百分比。在城市化發展進程中，浙江省政府針對浙江省城市化發展現狀及問題統籌規劃，提出前瞻性的城市化發展戰略，比如2006年提出的“新型城市化”發展戰略，有效引導了浙江城市化的健康發展；同時在推動城市化建設進程中，統籌城鄉基礎設施與社會設施等的建設，并利用城鎮空間資源的優化組合有序推進城市群與中心城市建設，這些都有力地促進了浙江省城市化的發展。

3.浙江省碳排放量的變化

日本學者Yoichi Kaya提出了Kaya恒等式，將碳排放量分解為與人類生活相關的4個要素，用來解釋人類活動與溫室氣體排放之間的關系。基本公式如下：

其中：C代表二氧化碳排放量，Ci為第i種能源的碳排放量，E為一次能源消費量，Ei為第i種能源消費量，y代表國內生產總值（GDP），P代表人口。根據該恒等式，碳排放量主要是由能源消費碳強度、能源強度、生活水平（人均GDP）和人口決定的。

本文借助于上述計算方法，計算2000年-2012年浙江省的碳排放總量，并在此基礎上得出2000年-2012年浙江省人均碳排放量與單位產值碳排量，結果如表2所示。

由表2可知，2000年以來，浙江省年度碳排放規模與人均碳排放均呈逐年增長的趨勢，單位產值碳排放量則呈下降趨勢。其中，浙江省年度碳排放量由2000年的4395.51萬t增加到2012年的12604.91萬t。這主要是由于進入21世紀后，經濟高速發展，人民生活水平不斷提高，導致能源消耗與生活能耗等都大量增加，從而碳排放總量隨之增長，人均碳排放量也由2000年的0.98t/人上升到2012年的2.63t/人。而隨著經濟不斷發展，省內GDP快速上升，浙江省單位產值碳排放量由2000年的0.72t/萬元下降至2012年的0.36t/萬元。

4.浙江省城市化與碳排放關系的計量分析

根據浙江省2000年-2012年間城市化水平與碳排放量的變化情況，選用2000年-2012年浙江省城市化率作為自變量，2000年-2012年浙江省年度碳排放量作為因變量展開分析。為了消除初始數據中可能存在的異方差，分別對2個變量取自然對數，記作In U和In T，如表3所示。以下均采用Eviews7.0計量軟件進行分析。

（1）相關性分析。目前，浙江省正處于經濟快速發展、城市化進程加速的時期，城市化是浙江省碳排放量增加的重要因素。2000-2012年浙江省城市化水平與碳排放量的數據制作散點圖，如圖1所示，從圖中可以發現它們兩者之間具有相同的變化趨勢，且都呈增長趨勢。為了定量分析浙江省城市化與碳排放的關系，使用Eviews7.0計量軟件對浙江省城市化率與碳排放量進行了相關分析，發現兩者的相關系數R2為0.9549，F統計量為232.6525，且系數通過了t檢驗，這說明浙江省城市化水平與碳排放兩者之間具有很高的正相關性。

（2）序列平穩性檢驗。由于本文的實證分析采用的是時間序列數據，而時間序列數據計量分析的有效性以時間序列的平穩性為基礎，否則可能會出現“偽回歸”現象。在實踐中遇到的經濟和金融數據大都是非平穩的時間序列，因此有必要先對時間序列進行平穩性檢驗，本文擬用ADF檢驗對In u和In T進行單位根檢驗，據此判斷2個變量的平穩性。

通過時間序列圖可以發現In T和In U2個序列都有明顯的趨勢，由此判斷In T和In U兩者均為非平穩序列。分別對兩變量的一階差分In T和In U序列進行單位根檢驗，結果顯示In T和In U序列存在單位根，是非平穩的。接著再分別對In T和In U序列做差分并進行ADF檢驗，其結果如表4和表5所示。

表4與表5的檢驗結果顯示，In U和In T2個變量均在1%的顯著性水平下達到了二階平穩，均為二階單整序列。兩變量具備相同的單整階數，因而可以進一步對In U和In T進行協整關系分析。

（3）協整關系檢驗。運用Engle-Granger兩步法對In U和In T進行協整檢驗。先利用計量工具建立回歸方程并估計得到殘差序列；再使用ADF檢驗對所得殘差序列進行單位根檢驗以判斷殘差序列的平穩性。若殘差序列平穩，則說明變量間存在協整關系，否則變量間不存在協整關系。按照這個步驟，先利用Eviews7.0軟件對In U和In T進行回歸分析，其中，以In T為因變量，In U為自變量，回歸結果，如表6所示。

由表6可得，In T和In U之間的回歸方程為

In T=-8.1883+4.2699In U+ε。

由回歸方程（1）式可以得出殘差序列的表達式為

e=In T-（-8.1883+4.2699In U）。

采用ADF檢驗法對上式的殘差序列進行單位根檢驗，結果如表7所示。

由表7可得，殘差序列的ADF統計量為-3.717535，小于顯著水平1%、5%、和10%的臨界值，因此可以判斷殘差序列e是平穩的。該結果表明，In T與In U之間存在協整關系，也就是說浙江省城市化與碳排放之間存在著長期的均衡關系。相應的協整方程：In T=-8.1883+4.2699In U。由協整方程可知，從長期來看，浙江省城市化水平每變動一個百分比，會引起碳排放總量4.2699個百分點的同方向變動，說明城市化水平對浙江省碳排放量的增長具有重要影響。

（4）誤差修正模型。協整方程的建立反映了浙江省城市化與碳排放兩變量之間的長期均衡關系，誤差修正模型（ECM）則通過建立短期的動態模型，可以彌補長期模型的不足。現通過誤差修正模型（ECM）來考察浙江省城市化與碳排放之間的短期動態關系。

由誤差修正模型的估計結果可知，In T關于In U的長期彈性為4.2699，In T關于In U的短期彈性為0.8727。此外，式中差分項反映了短期城市化波動對浙江省碳排放的影響，誤差修正項ECM的系數（-0.2626）反映了在短期內，城市化與碳排放兩變量之間的長期均衡關系對當前碳排放偏離其均衡水平的調整力度。

（5）因果關系分析。為檢驗浙江省城市化水平與碳排放之間的因果方向，本文通過Eviews7.0軟件，采用格蘭杰因果檢驗法，對In U與In T之間的因果關系進行探究，結果如表8所示。

根據表8可知，當滯后期分別為2時，在5%的顯著性水平下，In U是In T的格蘭杰原因（P值為0.0447<0.05，可以拒絕原假設），而In T不是In U的格蘭杰原因（（P值為0.1606>0.05，接受原假設））。該結論說明浙江省城市化與碳排放兩變量間存在單向的格蘭杰因果關系，即浙江省城市化水平的提高是引起其碳排放量增長的格蘭杰原因，反之則不然。

5.結論與建議

研究結論為：浙江省城市化水平與碳排放之間具有協整關系；浙江省城市化進程不僅對碳排放具有長期的影響，也具有短期動態的影響，但短期的影響要小于長期的影響；浙江省城市化是導致碳排放量不斷增加的格蘭杰因果原因，但碳排放不是推動浙江省城市化進程的原因。

基于上述研究結果，針對如何降低浙江省碳排放，提出以下主要政策建議：

（1）城市化進程中注重調整能源消費結構，提高能源利用效率。浙江省本身就是一個“缺煤少油”的地區，在采取碳減排措施時，應該認識到其在城市化進程中的能源需求快速增長和剛性問題，必須改變浙江省以煤炭為主的能源結構，同時采用新的節能減排技術，從而降低城市化進程中的碳排放量。首先，應提倡資源節約型的經濟發展方式，在城市化發展的過程中，加大投入研發先進低碳技術，努力提高能源的利用效率，以降低單位產值及單位城市化率的碳排放水平；其次，要開拓新能源渠道，積極開發和利用可再生能源與清潔能源，加大水電、天然氣的開發力度，逐步改變過去以煤炭為主的能源消耗結構；此外，應利用市場機制引導企業進行低碳生產，轉變那種高資源能源消耗、高排放、高污染的生產經營模式，實行低消耗、低排放、低污染的生產經營模式。

（2）開啟政府、企業及社會公眾的多方合作，加快推進低碳城市化發展。發展低碳經濟需要構建政府、企業及社會公眾多方合作的低碳經濟治理結構。在實現低碳城市化發展的過程中，政府應起引導作用，積極推進城市能源系統、消費和交通運行等方面的低碳化，通過大力發展輕軌等綠色交通構建低碳城市化網絡系統，減少交通運輸產生的大量溫室氣體。同時，政府部門應制定相應的政策制度，如在浙江省內建立碳排放賬戶，對浙江省的碳排放情況給予規劃、分配與監測，并建立浙江省地方性的碳交易市場、采取征收碳稅等措施，從而有效地控制碳排放量；作為企業，應努力研發先進低碳技術，發展低碳產業，減少生產過程中的碳排放，同時推動傳統產業的優化升級，發展低碳產業；而社會公眾則應樹立低碳消費、綠色消費的意識，在日常生活中自愿節能減排，倡導低碳生活方式，以提升全社會的節能水平，構建集約型、生態型的低碳經濟發展模式。

（3）積極引進和開發低碳技術，構建低碳城市的金融支持體系。實現低碳城市化離不開低碳技術的使用與金融體系的支持。浙江省低碳排放技術的水平還比較低，所以，為早日實現低碳經濟目標，浙江省應致力于低碳技術的開發，同時引進國際上創新先進的降低碳排放的技術，如二氧化碳的捕獲封存，頁巖氣的勘探開發等成熟的低碳技術。另外，金融體系的支持是實現低碳城市化的重要條件之一。未來需要在金融業樹立起低碳經濟服務的新理念，參考英國設立“碳基金”等機構以促進節能減排，并培育碳交易多層次市場體系，實現低碳城市化建設和金融創新的雙贏。