基于環境EKC理論的碳排放與經濟增長實證研究

摘要：根據環境EKC理論，本文利用24個省市1999年至2015年的面板數據建立個體固定效應變截距模型，分析二氧化碳排放與經濟增之間的關系。結果表明，碳排放與人均GDP呈現倒 U型曲線的關系，我國存在著環境質量隨著經濟增長先退化后改善的趨勢，與環境EKC理論一致。對此，本研究提出相應建議，以期實現環境保護與經濟發展的雙贏。

關鍵詞：EKC 曲線;碳排放;經濟增長

一、前言

隨著全球經濟的高速發展，工業化與城市化進程使得人類對化石燃料的需求急劇膨脹，氣候變暖及其帶來的各種環境問題已經成為世界各國關注的焦點。據測算，目前中國能源消耗占世界總量的四分之一，二氧化碳排放占世界總量的三分之一， 其中化石能源的消費已經占到我國能源消費比重的 90%（賈書梅、宋天和，2011）。中國經濟的增長主要依賴高污染、高能耗的粗放型發展模式，在經濟新常態下，這種模式難以為繼，低碳經濟已經成為一個新的經濟增長點和發展機遇，碳排放與經濟增長的關系成為研究的熱點。

20世紀六七十年代，人類社會的生產力極大地提高了，環境污染、資源短缺、生態惡化、物種滅絕等現象伴隨著經濟發展接踵而來，人們開始關注生態環境與經濟增長之間的關系，代表性的研究是《增長的極限》。1970年，美國麻省理工學院教授米都斯等人受羅馬俱樂部的委托，就當前的增長趨勢與未來人類境關系進行研究，于 1972 年提交了一份名為《增長的極限》的研究報告，他們認為資源耗竭和環境污染最終會導致經濟系統的崩潰，主張經濟零增長，人口和資本保持基本穩定（金燕，2005）。由于《增長的極限》所描述的前景過于悲觀，學界出現了相反的觀點，有些學者認為經濟增長與環境質量的關系是一種相互促進的和諧關系，通過價格機制和技術進步可以減少或者彌補經濟發展對于自然的破壞。20世紀90年代，關于經濟發展與環境質量之間的關系再次掀起研究的熱潮。1991年，Grossman 和Krueger研究后發現環境污染與經濟增長之間呈現倒 U 形的關系，隨著經濟的增長，環境質量呈現先惡化、后逐步改善的趨勢，故被稱為“環境庫茲涅茨曲線”。環境庫茲涅茨曲線的第一階段是經濟發展初期，追求經濟增長導致自然資源的過度開采以及廢棄物的迅速增加，受收入水平的制約，對環保的投入不足，因此經濟增長與環境退化水平同方向變動。第二階段，隨著收入水平的進一步上升，人們尋求更好的環境質量，經濟增長方式轉變，產業結構調整與優化，經濟發展更多地依賴技術進步以及管理、組織形式的創新，再加上環保投入的增加、環保技術的進步和更嚴格的環境政策，環境質量得到改善，因此經濟增長與環境退化水平反方向變動。繼Grossman和Kureger之后，產生了大量關于環境污染與經濟增長關系的研究。總的來說，環境EKC曲線是不同經濟發展階段收入——環境關系的基本軌跡，這在工業化完成的發達國家均有顯著呈現，仍處于工業化進程中的發展中國家倒U型特征不明顯。環境EKC曲線僅適用于某些污染物，對于區域性與全球性的污染物的適用程度不同。對于一些不可逆的環境要素，如土地使用、生物多樣性等，一旦突破環境閾值就不能或者很難修復（張學剛，2009）。環境EKC曲線的形成需要外生條件推動，環境不會隨著經濟增長而自發改善。重視生態問題，加大環保投入，實施嚴格的環境政策，削減曲線峰值的高度，促使拐點向左下方移動，倒U型曲線的拐點才會到來（王勇等，2016）。目前大多數對環境EKC理論的研究集中于對氮氧化物、二氧化硫等排放物的研究，選擇二氧化碳作為環境指標的研究文獻相對較少。二氧化碳排放不僅是導致全球氣候變暖的首要因素，也是化石能源消費的主要產物之一，兼具衡量能源消耗、環境污染和氣候變暖的功能，因此本文選擇碳排放作為環境指標，通過實證模型分析碳排放與經濟增長之間的關系。

二、實證分析

（一）模型設定

結合理論分析部分，本文設定的模型為：

其中：[lnco2it]表示 i省第 t年二氧化碳排放量，[lngdpit）]表示 i省第 t年人均GDP，[μit]為隨機誤差項，[lnpeoit]表示 i省第 t年第二產業增加值， [lnindit]表示 i省第 t年人口規模，[lnco2it-1]是[lnco2it]的滯后一期項，工業的固定投資比重大，使用年限長，工業生產具有慣性，據此推測前一期的二氧化碳排放量對本期二氧化碳排放量具有影響。

（二）數據說明

1.碳排放測算

進行二氧化碳排放與經濟增長關系的實證研究，首先必須測算二氧化碳排放量，目前我國還沒有形成完整的碳排放核算體系，根據聯合國政府間氣候變化委員會（IPCC）的評估報告，一個區域的碳排放量主要來源于化石燃料燃燒，因此碳排放量主要通過化石能源消費量推算得來。具體計算方法為：將各省份的各種能源消費數量按照一定的系數折算成標準煤數量，再乘以各自的碳排放系數，可得到各種能源消費的碳排放數量，最后將各種能源的碳排放量簡單加總即可得到某個省份的二氧化碳排放總量，公式為：

其中：[Cit]表示為i省第t年的二氧化碳排放總量，[Eitn]表示為i省第t年第n 種能源折合為標準煤的消費量，[Kn]表示 n種能源的碳排放系數。

煤炭的資源和價格優勢使得中國的能源消費結構仍將以煤炭為主（比例在85%以上），結合數據收集情況，本文以煤炭、原油這兩種消耗量較大的一次能源為基準大致估算中國各省二氧化碳排放總量。

2.變量的描述性統計

本文收集了中國1999-2015年中國24個省市的面板數據，其他省市的能源數據缺失，故省略。數據來源于中經網產業數據庫，選取的數據有：人均 GDP（單位：元）、原油消費總量（單位：萬噸）、煤炭消費總量（單位：萬噸）、人口數量（單位：萬人）和第二產業增加值（單位：億元）。根據碳排放測算公式以及表2的數據，可以計算出各省市每年二氧化碳的排放量。在回歸模型中，所有數據均取對數。

變量的描述性統計如下表：

（三）結果分析

本文利用Stata13.0進行回歸分析，結果如下所示：

解釋變量的t值依次為-4.02、5.28、-6.26、2.25、1.64和27.57。各地區截距項估αi估計值如下：

從回歸系數看，β1>0， β2<0， β3=0，我國的碳排放與人均 GDP 之間的關系屬于倒

U 型曲線，實證結果與環境 EKC 理論一致，總體上我國存在著環境質量隨著經濟增長先退化后改善的趨勢。系數β4表示人口規模對碳排放的直接影響，人口規模增加1個單位，則碳排放量增加 0.226 單位;β5表示第二產業增加值對碳排放的直接影響，第二產業增加值提高1個單位，則碳排放量增加 0.226 單位，符合一般經驗。系數β6表示前一期碳排放對本期的影響，前一期碳排放增加1個單位，本期碳排放增加β6單位，β6的估計值高達 0.882，說明各地區碳排放慣性和路徑依賴程度較強，未來我國減排壓力較大，因此我國在短期內應提高化石能源的清潔利用技術以減少碳排放，長期中應優化能源消費結構與產業結構，逐步提高可再生能源比重，從源頭控制碳排放。

三、結論建議

本文利用 24 個省市 1999 年至 2014 年的面板數據建立個體固定效應變截距模型，分析二氧化碳排放與經濟增長之間的關系。結果表明，我國碳排放與人均GDP 呈現倒 U 型曲線的關系，總體上我國存在著環境質量隨著經濟增長先退化后改善的趨勢，與環境 EKC 理論一致。

環境 EKC 理論對我國處理環境問題具有重要借鑒意義。雖然環境庫茲涅茨曲線存在階段性，但并不意味著只要經濟發展到一定程度，環境問題就會迎刃而解。環境庫茲涅茨曲線是對發達國家經驗的總結，不能成為中國“先污染，后治理”的借口，環境不會隨著經濟增長而自發改善，只有重視生態問題，加大環保投入，倒 U 型曲線的拐點才會到來。從環保技術、產業到環保制度、政策，發達國家對環境保護投入了巨大的努力，中國應該吸取發達國家的經驗教訓，發展經濟的同時兼顧環境質量，堅持可持續發展道路，實現環境保護與經濟發展的雙贏。

我們應堅持節約資源和保護環境的基本國策，轉變傳統的“高污染，高能耗” 的經濟增長方式，優化產業結構，依靠科技進步和管理創新發展經濟，提高經濟增長質量;同時不斷提高能源的利用效率，加快可再生能源、新能源、固碳和低碳技術的研發，優化能源消費結構，減少對化石能源的依賴度，逐步減少碳排放， 形成節約資源和保護環境的空間格局、產業結構、生產方式及生活方式。

參考文獻：

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作者簡介：

方暉，南京財經大學經濟學院研究生，研究方向：人口、資源與環境經濟學。