廣西能源消費、碳排放與經濟增長關系的實證研究

陽瑾瑜

（廣西大學　商學院，廣西　南寧　530004）

隨著經濟快速增長，能源的需求量不斷增加，人類活動對生態環境的影響逐漸擴大。以羅馬俱樂部為代表的“增長極限論”和以熊彼得為代表的技術創新學派將人類活動與資源和環境之間關系的爭論推向高峰，研究經濟增長與資源消費、環境問題之間的關系，對國家和地區經濟政策制定具有重大的指導意義。特別是在化石能源匱乏的廣西壯族自治區，能源的供需矛盾非常突出，環境問題也亟待解決，同時還要保持經濟的快速穩定發展，這類問題的研究可以為經濟的可持續性發展提供建議。本文在能源經濟理論的基礎上，運用向量自回歸（Vector Autoregression，VAR）模型，研究廣西能源消費、碳排放和經濟增長三個變量之間的長期格蘭杰因果關系和短期影響。文章還利用實證分析結果對廣西能源政策制定提出建議。

一、文獻綜述

結合能源經濟和環境經濟等領域的理論，學者們對能源、環境與經濟增長之間的關系進行了大量的研究。但是，由于研究的國家或地區的不同，研究的時間階段不同，以及使用的計量經濟分析方法不同，得出的結論存在差異，提出的政策建議也根據實證結果驗證的關系給出[1]。這些研究主要集中于三個方面：能源消費和經濟增長的關系，經濟活動對自然環境的影響，以及資源、環境和經濟活動的整合研究。

第一類研究者們關注經濟活動與能源消費之間的因果關系。這類研究的結論可以分為四種情況。第一，從經濟增長到能源消費的單向因果關系。也就是說這一經濟是非能源依賴型經濟，節能政策對于經濟產出沒有顯著的影響或者甚至沒有負面影響[2]。在對美國、法國和德國的格蘭杰因果關系檢驗均支持這一假設[3－5]。第二，從能源消費到經濟增長的單向因果關系。這一類型的經濟是能源依賴型經濟，能源消費的降低可能對經濟增長產生負面影響[2]。菲律賓（1950年至1976年）的能源消費是經濟增長的格蘭杰原因是較早支持這一假設的研究之一[6]。另外，Stern采用VAR模型研究美國的數據，發現1947年至1990年間存在從能源消費到經濟增長的單向因果關系[7]。第三，經濟增長與能源消費之間存在雙向因果關系。也就是說該經濟體是經濟增長與能源消費相互依賴型的[2]。在對日本、加拿大和美國的研究中均發現這一雙向因果關系[4]。第四，經濟增長與能源消費之間不存在因果關系，也就是說，經濟增長與能源政策之間沒有必然的聯系。在學者們對工業化國家的研究中均找到了支持這一假設的依據，例如美國、意大利和英國等[4；6]。

第二類研究主要關注經濟活動和碳排放之間的關系。這類研究主要受到1955年提出的環境庫茲涅茨曲線假說的影響。庫茲涅茨曲線是依據推測和經驗提出的，關于經濟發展與收入差距變化關系的倒U字形曲線假說，是發展經濟學中重要的概念[8]。而美國經濟學家Grossman和Krueger則首次實證研究了環境質量與人均收入之間的關系，為之后經濟活動與環境問題之間的線性和非線性關系研究奠定了基礎[9]。這類研究的研究結論與第一類研究類似，同樣是不確定的，或者與特定的國家或地區相關。

第三類研究結合前兩類研究，提出一個整合的研究框架，能源消費、碳排放和經濟增長三者之間的關系進行梳理。在這個新的研究領域，但研究結果也出現了較大的分歧。在對中國（1981年至2006年，1952年至2012年）的研究中發現，GDP與能源消費、碳排放之間存在雙向因果關系[10]，原煤消費對經濟增長和碳排放有顯著的影響[11]。但是，Wang等的研究結果發現中國（1990年至2012年）碳排放對經濟增長和能源消費的影響并不顯著，能源消費對碳排放有單向的因果關系，盡管經濟增長和能源消費之間存在雙向因果關系[12]。

綜上所述，對于能源消費－環境影響－經濟增長的研究熱點，學者們并未達成一致的結論。并且，隨著經濟形勢的變化，這三者之間的關系可能也會動態的產生變化。學者們大多以不同國家和地區的面板數據進行研究，而較少以區域為研究對象進行研究。由于中國各區域經濟發展水平和能源消費行為存在巨大的差異[2]，區域的能源消費－環境影響－經濟增長也是能源經濟研究重要課題。本文以廣西區域發展情況作為研究對象，研究其能源消費、碳排放和經濟增長之間的因果關系，提出更有意義和針對性的政策建議。

二、實證檢驗結果與分析

本文選取1995年至2015年廣西相關數據進行計量分析。其中，經濟增長和能源消費的數據均來自廣西區統計年鑒[13]。碳排放量是基于《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》和《中國省級溫室氣體清單編制指南》提供的計算方法和碳排放系數來估算的[14]。

1995－2015年，在GDP增長的同時，廣西能源消費總量快速上漲，從1995年的2256．52萬噸標準煤增加到2015年的9760．65萬噸標準煤，增長超過四倍，年均增長率達到7．75%。與全區GDP增速相比，2002年以前（除2000年以外）能源消費總量增長速度遠低于GDP增速。而在2002年～2013年十多年間，GDP增速保持在兩位數的高位增長，除2002年之外，能源消費增長率也保持在10%左右的高位，特別是2004年能源消費增長率達到了25．9%，可見這一階段的經濟建設是以巨大的能源消耗密不可分的。而近五年來，廣西GDP增速有所下降，能源消費總量增速逐年下降，2015年增幅僅為2．6%，年均增長率為5．77%。

此外，以化石能源為主的能源消費結構決定了廣西的二氧化碳排放量呈現逐年上升的趨勢。多年來，廣西能源消費結構中原煤消費在所有能源品種中占比最高。1995－2015年間，原煤所占能源消費總量年均達到53．1%，這一比例在50%左右上下波動，在2015年降到最低，為46%。2015年，石油和天然氣在能源消費總量的占比分別為17．7%和1．1%。廣西有著豐富的水資源條件，以水電為主的其他能源也是主要能源消費品種，1995－2015年間平均占到了30．8%。盡管在2003年后煤炭消費量和原油消費量猛增，水電和其他能源消費量比例降至30%以下，但近幾年又有所回升，2015年上升到35．2%，這是由于核電和風電消費量的增加，新能源生產和消費在廣西有了新的進展。本文以消耗化石能源的平均低位發熱量、單位熱值含碳量和碳氧化率折算二氧化碳排放量。由于廣西能源消費逐年增加，且化石能源消費占較高的比重，因此，折算的二氧化碳排放量也呈現逐年遞增的趨勢。

在建立模型和檢驗變量之間的關系之前，首先對三個變量：實際GDP（GDP）、能源消費總量（EC）和二氧化碳排放量（CE）取對數形式，分別為：lnGDP、lnEC和lnCE。三個變量的上升趨勢基本一致，有可能存在顯著的因果關系。

（一）單位根檢驗

由ADF檢驗和P－P檢驗結果可得，lnGDP、lnEC和lnCE均為二階差分序列，三個變量之間可能存在長期協整關系。也就是說，經濟增長、能源消費和碳排放之間可能存在某種長期穩定的均衡關系。在短期內，因為其他因素的影響，這些變量可能偏離均值，但隨著時間的推移，將會回到均衡正態[15]。

（二）建立VAR模型

為了研究經濟增長、能源消費和碳排放量三者之間的相互關系，以及各變量對其他變量的長期影響和短期影響，建立以下VAR模型：

其中，p_i是方程的滯后階數，β_ijk，是回歸系數，ε_jt是方程的殘差。

（三）VAR模型滯后階數確定和模型參數估計

根據LogL、LR、FPE、AIC、SC和HQ滯后階數選擇標準，確定模型的滯后階數為3。根據選擇的滯后階數，可以對VAR模型進行參數估計。三個方程估計的R平方值分別為0.9998、0.9968和0.9928，說明模型的擬合效果較好，可以繼續進行協整檢驗。并且，模型的全部特征根都在單位元內，可以進一步做脈沖函數分析。

（四）VAR模型的協整檢驗

運用Johanson方法進行變量之間的協整關系檢驗。在選擇第三種協整方程的基礎上，得到VAR模型的協整檢驗結果。結果表明，0個協整向量的跡統計量檢驗和最大特征值同計量檢驗的統計量分別為49.6268和36.3218，均在1%的顯著水平下拒絕原假設。最多1個協整向量的跡統計量檢驗和最大特征值同計量檢驗的統計量分別為13.3050和12.0776，均不能拒絕原假設。即，模型在1%的顯著性水平上存在1個協整向量，變量之間存在長期的協整關系，可以進行后續的分析。

（五）格蘭杰因果關系檢驗

針對所建立的VAR模型，本文采用Granger Causality／Block Exogeneity Wald Tests檢驗，對變量之間的因果關系進行分析。檢驗結果表明，在10%的顯著性水平下，可以拒絕“LnGDP不能格蘭杰引起lnEC”這一假設，說明lnGDP是lnEC的格蘭杰原因。而其余檢驗結果P值均大于10%，未能拒絕原假設。因此，只有經濟增長對能源消費存在顯著的單向影響。

（六）廣義脈沖響應函數分析

對前文建立的VAR模型進行廣義脈沖響應函數分析，以研究VAR模型的內生變量在一定時期內對新息沖擊的反應。本文將反應的時間長度設定為20期。在受到沖擊后，所有變量在短期波動后均會趨于平穩，說明模型具有收斂性。

在經濟增長受到一個正的標準差新息沖擊下，能源消費的表現為正向響應，并在第四期上升到高峰（0.074），說明在經濟增長的同時，需要大量的消耗能源，為能源依賴型經濟。碳排放量也一直是正響應，說明經濟增長的沖擊帶來的是二氧化碳排放量的增加。在能源消費總量受到一個正的標準差新息沖擊下，在前五期內，經濟增長響應均聚集在（-0.001，0.001）的區間內，響應不大，說明能源消費總量變化并不會帶來經濟增長的變化；隨后下降為負值并趨于平穩，說明存在一定的負效應。碳排放量在沖擊后初始表現為正向的響應，且達到峰值，說明能源消費總量的上升會帶來碳排放量的短期快速增長。在第四期快速降低為負值，說明存在碳減排的調控政策，但是政策的效果存在一定時間的延遲。在碳排放量受到一個正的標準差新息沖擊下，經濟增長在初期沒有響應，隨后為負值，在第十期下降到最小值（-0.031）后趨于平穩；能源消費在初期也沒有響應，在第二期上升到高峰（0.013）后下降，到第八期到達低谷（-0.042），隨后小幅上升趨于平穩。說明短期內，經濟增長和能源消費對碳排放量的變化響應都不大，但也存在一定的負效應，經濟系統為減少環境的影響，會做出一定的政策響應。

三、結論和建議

從上文的實證檢驗和分析結果來看，廣西的能源消費、二氧化碳排放量和經濟增長之間存在長期的協整關系。在格蘭杰因果關系的檢驗中發現，廣西的經濟增長對能源消費存在單向的顯著影響，經濟增長會帶來能源消費量的增加。但是二氧化碳的排放量與另外兩個變量之間均不存在格蘭杰因果關系。短期來看，廣西的經濟增長帶來的是能源消費總量的增加，是能源驅動型經濟增長。同時，隨著能源消費總量的增加，還會帶來碳排放量的增加。但是能源消費總量增長對經濟增長的影響不大，這與長期的因果關系也是一致的。短期的碳排放量增加，會帶來經濟增長和能源消費的減少。根據研究結論，本文提出以下建議：

第一，持續改善能源結構，大力推進新能源技術的發展。廣西經濟增長對能源消費有顯著的格蘭杰因果關系，在發展經濟的同時，需要消耗大量的能源，因此，新能源技術的發展是增加能源供給、減少能源對外依賴性和提高能源安全的必要手段。廣西屬于“缺煤、少油、乏氣”的能源資源匱乏地區，煤炭資源量少質差（低熱值、高含硫量），卻蘊含豐富的水力、生物質能和海洋能源（海上風能、潮汐能）。盡管廣西的水電和其他能源消費在能源消費總量中占據約三分之一的比例，但是全區的能源消費總量遠遠低于國內其他發達省份。在經濟持續高速增長的前提下，要滿足日益增長的能源需求，需進一步優化能源結構，從自身的資源條件出發，大力發展新能源和可再生能源。

第二，制定合理的可再生能源發展目標和規劃，建立減排長效機制。可再生能源發展目標和規劃的制定，是實現從化石能源消費向非化石能源消費轉變的重要保障和手段，同時可以降低能源消耗過程中產生的環境影響。目前，廣西的水電資源開發已近飽和，水能資源優勢已不復存在，豐富的生物質能和海洋能源等可再生能源尚未全面開發，未來能源供需形勢將更為嚴峻。特別是水力資源的季節性特征使得豐水期與枯水期能源供需矛盾突出，逐步開發利用風力資源，可以與水力能源形成優勢互補關系。風能發展戰略的制定和實施可以擴大可再生能源消費的比例，降低對化石能源的依賴，從根本上解決能源消費和環境變化的問題。可再生能源發展目標和規劃的制定和實施還需要結合政府、產業組織和研究機構的知識和力量，合理衡量自然資源稟賦，逐步推進資源開發利用。此外，分布式離網發電技術的發展可以解決能源生產與消費的矛盾，減少基礎設施建設的投入，保障可再生能源的實際利用率。

第三，積極開展國內外區域能源合作。在國家“一帶一路”戰略支持下，廣西在中國－東盟開放合作格局中具有重要的戰略地位，同時具備國際開發和國內合作的戰略優勢。在國際開發方面，調整外商直接投資框架，制定電價優惠政策，完善電網基礎設施建設，可以在吸引國外發電企業進行可再生能源開發的同時，獲得技術轉移和技術進步。其次，北部灣城市群的發展規劃，是國家促進國內區域間合作的戰略框架，合作的區域包括廣東、廣西和海南三省。可以通過統籌區域內能源消費和生產的協調發展，建立穩定、可靠的能源供給保證體系，有效地提高區域能源安全，解決經濟發展帶來的環境問題，實現區域經濟的可持續發展。此外，可以引進大型能源企業構成集群核心，建立產業園區和新能源產業供應鏈合作平臺，形成整合的新能源產業集群，向上下游中小型企業通過知識傳遞、信息傳遞和融資的方式，為區域新能源發展提供完整的價值鏈和供應鏈服務，從而提升區域新能源發展的核心競爭力。

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