碳排放與經(jīng)濟增長關(guān)系的實證分析
——以京津冀為例

(天津財經(jīng)大學(xué) 天津 300222)

一、引言

我國經(jīng)濟快速發(fā)展，必然會使我國面臨的能源供給、環(huán)境污染等壓力越來越大。京津冀在我國經(jīng)濟發(fā)展中有非常重要的地位，隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，能源消耗導(dǎo)致的碳排放量也在逐年增加。

張雷通過多元化指數(shù)從經(jīng)濟能源結(jié)構(gòu)的角度研究了經(jīng)濟發(fā)展對碳排放的影響。他認為，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致能源消耗結(jié)構(gòu)、煤炭比重和能源消費中的煤炭消耗以及碳排放的變化。在對碳排放因素的研究中，有學(xué)者認為經(jīng)濟的高速增長是影響碳排放的直接原因。王中英、王禮茂(2006)也用計量經(jīng)濟學(xué)方法研究了我國GDP增長，這個研究表明，R2=0.96，意味著碳排放和經(jīng)濟發(fā)展存在顯著的相關(guān)關(guān)系。他們發(fā)現(xiàn)，中國GDP增長主要取決于工業(yè)增加值和投資增長率，導(dǎo)致中國碳排放大幅增加。

本文通過描述性統(tǒng)計方法確定京津冀地區(qū)經(jīng)濟增長和碳排放的相關(guān)概念和趨勢。在實證分析階段，運用時間序列分析模型，使用單位根檢驗來檢查時間序列是否穩(wěn)定。然后，利用協(xié)整檢驗判斷經(jīng)濟發(fā)展與碳排放之間是否存在均衡關(guān)系。最后采用格蘭杰因果分析來判斷經(jīng)濟增長與碳排放間的關(guān)系。采用面板數(shù)據(jù)建立模型，先采用面板單位根檢驗來檢驗面板數(shù)據(jù)是否穩(wěn)定，在達到差分同階平穩(wěn)后，采用Granger協(xié)整檢驗，包括面板協(xié)整檢驗和誤差修正模型證明北京、天津和河北的經(jīng)濟增長與碳排放之間的關(guān)系。

二、統(tǒng)計方法

(一)京津冀地區(qū)碳排放與經(jīng)濟增長關(guān)系模型

模型為含截距項、誤差項的一元三次模型。其中，y為碳排放總量，x為地方GDP總值，i為地區(qū)，t為時間，α為常數(shù)項，βi為因變量的系數(shù)，εit是隨機誤差項。

(二)時間序列分析方法

為了研究非平穩(wěn)時間序列數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，先檢驗序列平穩(wěn)性，采用單位根檢驗，單位根檢驗是進行協(xié)整檢驗和模型估計的基礎(chǔ)；在不平穩(wěn)、存在單位根且差分后同階平穩(wěn)的基礎(chǔ)上，進行協(xié)整檢驗，協(xié)整意味著變數(shù)之間存在穩(wěn)定的關(guān)系；在協(xié)整檢驗存在協(xié)整關(guān)系的基礎(chǔ)上，對模型進行擬合；進行格蘭杰因果檢驗，驗證統(tǒng)計意義上的因果關(guān)系，格蘭杰因果檢驗是考察統(tǒng)計意義的原因，并不意味著存在現(xiàn)實意義上的因果關(guān)系。

(三)面板數(shù)據(jù)分析方法

面板數(shù)據(jù)是截面數(shù)據(jù)和時間序列數(shù)據(jù)兩者相結(jié)合的數(shù)據(jù)面板數(shù)據(jù)。面板單位根檢驗是指將變量的截面作為一個整體對其進行單位根檢驗，使用LLC檢驗，PP檢驗和IPS檢驗。面板數(shù)據(jù)的協(xié)整檢驗，采用Pedroni檢驗和Kao檢驗。面板模型估計方法如下。

①無個體影響的常系數(shù)模型的單方程回歸，設(shè)定結(jié)構(gòu)不變也沒有個體成員影響。

②變截距模型的單方程回歸，設(shè)定結(jié)構(gòu)不變但有個體成員影響。

③變系數(shù)模型的單方程回歸，設(shè)定結(jié)構(gòu)變化，也有個體成員影響。

協(xié)整關(guān)系成立基礎(chǔ)上，就能建立誤差修正模型：若截距項不為0，則經(jīng)濟增長是碳排放的短期格蘭杰原因；若β系數(shù)不為0，則經(jīng)濟增長是碳排放的長期格蘭杰原因。同理，可驗證經(jīng)濟增長是否為碳排放的長期或者短期格蘭杰原因。

三、實證分析

描述性統(tǒng)計分析：從1995—2018年，京津冀能源消耗量都是呈不斷上升的趨勢，尤其以河北能源消耗增量最為明顯。京津冀能源消費總體碳排放呈不斷上升趨勢。河北碳排放量變化最大。天津碳排放量變化幅度較北京大，北京變化較為穩(wěn)定。

京津冀地區(qū)國內(nèi)生產(chǎn)總值實現(xiàn)了大飛躍，經(jīng)濟增長速度一直保持著高速和中高速。從人均GDP來看，雖然河北的經(jīng)濟總量是第一位的，但反映居民生活水平的人均GDP都位居最后。

京津冀碳排放與經(jīng)濟增長的時間維度分析如下。

首先將GDP和碳排放總量取對數(shù)，消除異方差，然后對其進行序列單位根檢驗。lngdp和lnc經(jīng)過一階差分后平穩(wěn)，ADF檢驗的P值分別為0.01和0.038，京津冀地區(qū)整體經(jīng)濟增長與碳排放的關(guān)系符合一次線性模型。

其次進行序列協(xié)整回歸：lnC=0.3856lnGDP+6.05597,R2為0.9512,則說明模型擬合程度較好。整體來看，碳排放與經(jīng)濟增長存在正相關(guān)關(guān)系，系數(shù)為正,β1、α不為0，β2、β3均為0。對殘差序列進行檢驗，殘差序列平穩(wěn)。所以，京津冀經(jīng)濟增長與碳排放存在協(xié)整關(guān)系。

最后進行格蘭杰因果關(guān)系檢驗：在滯后長度為2，并且在5%的顯著性水平上，接受lnC并不是lnGDP的格蘭杰原因，拒絕lnGDP不是lnC的格蘭杰原因。由此可見，京津冀經(jīng)濟發(fā)展會造成碳排放增多，但是碳排放量的增加，或能源大量消耗并不會促進經(jīng)濟發(fā)展。但總體而言，京津冀地區(qū)情況符合我國粗放型經(jīng)濟發(fā)展模式。碳排放與經(jīng)濟增長息息相關(guān)。

京津冀碳排放與經(jīng)濟增長的空間維度分析如下。

面板單位根。Lnc、lngdp、lng2、lng3原序列不平穩(wěn)，經(jīng)過一階差分后均平穩(wěn)，P值均小于0.05，存在單位根，可進行下一步的協(xié)整檢驗。kao檢驗和Pedroni檢驗均通過協(xié)整檢驗，在協(xié)整的基礎(chǔ)上對lnc、lngdp、lng2、lng3進行模型估計。

面板模型估計。采用固定效應(yīng)法對經(jīng)濟發(fā)展和碳排放和長期均衡方程估計，R2為0.9348，回歸系數(shù)為正，表明碳排放與經(jīng)濟發(fā)展方向一致。

誤差修正模型。使用經(jīng)過一階差分平穩(wěn)后的面板數(shù)據(jù)，α11不顯著，在統(tǒng)計學(xué)意義上，經(jīng)濟增長不是碳排放的短期格蘭杰原因；α21顯著不為0，碳排放是經(jīng)濟增長的短期格蘭杰原因；β1顯著不為0，經(jīng)濟增長是碳排放的長期格蘭杰原因；β2不顯著，碳排放不是經(jīng)濟增長的長期格蘭杰原因。

格蘭杰因果檢驗。北京：在統(tǒng)計意義上，北京的經(jīng)濟發(fā)展并未帶來該地區(qū)碳排放量的增加，而碳排放量的增加也沒有促進經(jīng)濟發(fā)展，北京地區(qū)走上低碳經(jīng)濟發(fā)展的道路。天津、河北：由結(jié)果可見，天津、河北的經(jīng)濟增長帶來了碳排放量的增加，而碳排放量的增加并未導(dǎo)致經(jīng)濟增長。

四、結(jié)論及展望

(一)研究結(jié)論

本文對京津冀整體經(jīng)濟發(fā)展與碳排放之間、分區(qū)域北京、天津、河北的經(jīng)濟發(fā)展和碳排放關(guān)系進行實證研究。得出以下結(jié)論。

第一，對京津冀的經(jīng)濟發(fā)展進行了描述分析。從分地區(qū)來看，雖然河北經(jīng)濟總量最大，但是人均 GDP最低，碳排放量較大，天津、北京在經(jīng)濟增長和碳排放量方面明顯優(yōu)于河北。

第二，從時間角度分析了京津冀整體碳排放量與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系。在統(tǒng)計意義上京津冀GDP增長會導(dǎo)致碳排放量的增加，但碳排放量的多少不會影響經(jīng)濟發(fā)展。

第三，采用面板數(shù)據(jù)分析方法，得到天津、河北經(jīng)濟發(fā)展長期將促進碳排放，碳排放短期會對經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生影響。北京的經(jīng)濟發(fā)展與碳排放沒有直接統(tǒng)計意義上的因果關(guān)系，發(fā)展經(jīng)濟并沒有造成環(huán)境的惡化。

(二)對策

京津冀地區(qū)只有實現(xiàn)經(jīng)濟增長與能源消耗、碳排放之間協(xié)同發(fā)展，才能使京津冀地區(qū)有更好的未來、構(gòu)建和諧美好的社會、鼓勵創(chuàng)新和綠色發(fā)展。

第一，政府的政策指引。各地政府部門要跟著國家發(fā)展低碳經(jīng)濟的方向，制定出與本地經(jīng)濟發(fā)展相適應(yīng)的經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略，不斷引導(dǎo)企業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型發(fā)展，對高能耗、高污染企業(yè)征收高環(huán)境稅。

第二，調(diào)整經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)、能源結(jié)構(gòu)，不斷地改善企業(yè)對能源的依賴，利用科技研發(fā)、技術(shù)升級促使企業(yè)由高耗能向低耗能轉(zhuǎn)變，尤其是化工、制藥、鋼鐵等產(chǎn)業(yè)；提高一次能源中可再生、替代、清潔能源的比例。

第三，要加大人力資本投資，鼓勵研究開發(fā)，推動科技進步，將科技進步轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力來促進經(jīng)濟增長，并且通過科技的進步，改進企業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，減少能源消耗，降低污染物排放。政府公共研發(fā)應(yīng)該更多地投向基礎(chǔ)學(xué)科和關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)等；鼓勵企業(yè)積極投入技術(shù)、能源的開發(fā)，通過研發(fā)技術(shù)運用于生產(chǎn)生活領(lǐng)域來降低溫室氣體的排放。