中部六省碳排放因素分析和趨勢預測

梁一鳴 雷社平

摘要：利用STIRPAT面板模型分析中部六省2000-2012年碳排放情況，發現：六省的碳排放量遞增，碳排放強度遞減，地區差異顯著。人均收入水平的二次項系數顯著為負，環境庫茲涅茨假說成立。城鎮化水平、技術水平與碳排放量、排放強度呈負相關;人口規模、能源結構與碳排放量、排放強度呈正相關。運用灰色GM（1，1）模型，預測中部六省2015年、2020年碳排放量分別達到12萬噸、18萬噸，碳排放強度分別降至6.7噸/萬元、4.7噸/萬元。最后提出了節能減排的措施。

Abstract： The STIRPAT panel model is used to analyze the carbon emissions of the six central provinces from 2000 to 2012， and it is found that the carbon emissions of the six provinces are increasing， the carbon emission intensity is decreasing， and the regional differences are significant. The quadratic coefficient of per capita income level is significantly negative， and the environmental Kuznets hypothesis is established. Urbanization level and technical level are negatively correlated with carbon emissions and emission intensity; population size and energy structure are positively correlated with the carbon emissions and emission intensity. Using the gray GM （1，1） model， it is predicted that the carbon emissions in the six central provinces in 2015 and 2020 will reach 120，000 tons and 180，000 tons respectively， and the carbon emission intensity will be reduced to 6.7 tons/10，000 yuan and 4.7 tons/10，000 yuan respectively. Finally， measures for energy conservation and emission reduction are proposed.

關鍵詞：中部六省;碳排放;STIRPAT模型;GM（1，1）模型;預測

Key words： six provinces in central China;carbon emissions;STIRPAT model;GM （1， 1） model;prediction

中圖分類號：X502;F224? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）21-0011-04

0? 引言

近十年來，氣候問題被國際社會列為全球十大環境問題之首。而碳排放是引起全球氣候變暖的主要原因。目前我國的中西部節能碳減排壓力較大[1]。因此，深入探析中部地區碳排放的影響因素，是中部地區節能減排的重要前提，對中部崛起戰略的實施，實現低碳經濟可持續發展具有重大的意義。

國內外關于碳排放影響因素研究的文獻比較多，分解法是學者們常用的方法。分解法主要有結構分解法（Structural Decomposition Analysis，SDA）和指數分解法（Index Decomposition Analysis，IDA）（Ang et al.，1998[2];Peters，2008[3];陳詩一，2011[4]），分解因素較為單一，應用規范的計量經濟學方法進行的較為少見（李小平，盧現祥，2010[5];何小鋼，張耀輝2011[6]）。結合STIRPAT模型研究碳排放問題的也不多（何小鋼，張耀輝2012[7]）?？偟膩砜矗瑖鴥韧馓寂欧叛芯枯^成熟，具有方法模型化、手段信息化、尺度多元化、視野拓展化等趨勢。中部六省發展模式多為高能耗的粗放型增長方式，會給自然生態系統帶來較大壓力，影響社會經濟的可持續發展和生態文明的建設。齊紹洲等[8]運用面板模型對中部六省經濟增長方式對區域碳排放的影響進行了研究，而針對中部六省碳排放的驅動因素分析研究較為少見，基于此，本文利用STIRPAT模型對中部六省2000-2012年碳排放影響因素進行分析，并利用灰色系統GM（1，1）模型對2015-2020年的碳排放進行預測，可為中部六省節能減排政策的制定提供科學依據，也有利于中部地區的生態建設及可持續發展。

1? 研究方法及數據

1.1 STIRPAT碳排放因素模型的建立

式（3）中斜率系數b、c、d表示在其他影響因素不變時，該因素每變化1%所引起的環境影響變化的百分比。

最后利用面板數據模型分析碳排放影響因素，利用灰色GM（1，1）預測中部地區碳排放量。

1.2 中部地區碳排放核算及分析

1.2.1 數據選取

本文根據中國能源統計年鑒計算碳排放量，用C表示，并采用美國能源部DOE/EIA推薦的碳排放系數（單位：kg碳/kg標準煤）：煤炭，0.702;石油，0.478;天然氣，0.389 ①。

1.2.2 碳排放量

1.2.3 碳排放強度

碳排放強度（噸/億元）指單位產值碳排放的數量。圖3是中部六省碳排放強度歷史數據趨勢圖?？梢钥闯?，山西省的碳排放強度先增后減，且始終保持較高水平。其他五省的碳排放強度逐年下降，并且遠小于山西省排放量。

1.2.4 人均碳排放量

如圖4，2000-2012年，山西省呈波動增長，且增速快;其余五省增速緩慢。

1.2.5 預測模型構建

灰色系統預測是一種以 “小樣本”、“貧信息”的不確定系統為研究對象[11]，實現對系統運行行為、演化規律的正確描述，運算簡便、精度高、易于檢驗，常用于能源指標預測[12]。本文采用灰色GM（1，1）模型對中部六省2015-2020年碳排放量進行預測。

2? 中部地區碳排放的因素分析

本文選取5個影響因素指標，即人均收入水平、城鎮化率、人口規模、技術水平和能源結構。具體數據來自《中國統計年鑒》和各省統計年鑒。

2.1 實證分析

2.1.1 面板模型選擇

為判定模型的具體形式，運用EViews8.0，首先對模型進行F檢驗，結果如表1。

結果顯示，P值小于0.01，表明拒絕建立混合模型的原假設，建立個體固定效應模型優于混合模型。接下來，對模型進行Hausman檢驗，結果如表2。

2.1.2 實證結果

利用EViews8.0軟件并采用加入時間趨勢變量lnt以控制時間、政策等對各省碳排放的共同影響。表3是因變量分別為碳排放量自然對數和碳強度自然對數的回歸結果。模型1、2用固定效用模型估計了回歸方程（4）?？梢钥闯?，中部六省人均收入水平的一次項、二次項的系數均顯著，人均收入水平的二次項系數為負，說明人均收入水平與碳排放量成倒U型關系，環境庫茲涅茨假說成立。為了檢驗模型1的穩健性，在其基礎上增加了城鎮化率、人口規模、技術水平、能源消費結構4個控制變量得到模型2，從回歸結果看，人均收入水平的二次項在5%的水平上顯著為負，再一次證明環境庫茲涅茨假說成立。由于模型2可能存在內生性的問題，采用滯后期工具變量策略，以內生變量中部六省人均收入水平對數的滯后一期和人均收入水平對數二次項的滯后一期為當期值的工具變量得到模型3。經檢驗發現，滯后期的內生變量（工具變量）與當期值有較強的相關性，通過當期值對碳排放產生影響，而當期的碳排放對前一期的內生變量則沒有影響，因此工具變量選擇符合要求。

從模型3 的估計結果來看，人均收入水平的二次項顯著為負，環境庫茲涅茨假說仍然成立，人均收入水平的一次項和二次項通過了1%和5%水平檢驗，說明滯后期工具變量作用明顯;城鎮化水平顯著為負，即城鎮化水平越高，碳排放量和碳排放強度均下降;人口規模水平在1%水平上顯著且為正，表明人口總量的增加，碳排放量和碳排放強度均增加;技術水平在1%的水平上顯著且為負，即單位能源消耗利用率增大，碳排放和碳排放強度均減小;能源結構在10%的水平上顯著為正，即煤炭消費比重越大，碳排放量和碳排放強度均增大。

2.2 碳排放預測

設中部六省碳排放保持“慣性發展”，以2000-2012年碳排放量、碳排放強度作為原始數據，通過灰色系統GM（1，1）計算，可對2015-2020年碳排放量、碳排放強度進行預測，結果見表4。

由表4可知，中部六省2020年碳排放量將是2005年的2.82倍，碳排放強度為2010年的37.63%，降幅為62.37%，表明中部六省如果按目前節能減排強度持續推進，至2020年能夠完成國家設定的單位GDP排放較2005年下降40～45%的目標。

3? 結論與政策建議

3.1 結論

2000-2012年中部地區不同省份的排放量差距很大。2012年，排放量最多，且始終保持較高水平的山西省，比江西省多5萬噸，排放量是江西省的10.81倍。其他五省的碳排放強度逐年下降，并且遠小于山西省。這期間，山西省人均碳排放量呈波動增長趨勢，其余五省人均碳排放量都呈穩健增長趨勢。

從碳排放影響因素來看，人均收入水平的二次項顯著為負，環境庫茲涅茨假說仍然成立。城鎮化水平越高，碳排放量和碳排放強度均下降。人口規模增加，碳排放量增加和碳強度也增加。技術水平系數顯著且為負，即單位能源消耗利用率提高，碳排放和碳排放強度均下降。能源結構系數顯著為正，即煤炭消費比重越大，碳排放和碳排放強度也越大。

根據灰色預測的結果，中部六省碳排放量2015年將達到120063.31萬噸，2020年將達到182709.2萬噸，碳排放強度2015年降至67409.94噸/億元，2020年降至47431.18噸/億元。中部六省如果按目前節能減排強度持續推進，至2020年能夠完成國家設定的單位GDP排放較2005年下降40～45%的目標。

3.2 政策建議

從上文分析得知，中部六省未來碳排放量將進一步加大，將會進一步加劇生態環境的壓力，中部崛起戰略的實際效果要打折扣，生態文明建設面臨重大挑戰，據此，提出以下建議：

優化能源結構。降低煤炭消費比重，積極開發利用低污染的太陽能、水能、生物能等清潔能源，努力提高能源利用率。

繼續落實國家人口計劃生育政策，努力將人口數量控制在資源環境承載力范圍內。同時，倡導綠色低碳環保消費，實現生活生態化，以降低生活消費的碳排放量。

調整經濟結構，加快經濟結構向資源環保型轉變，大力發展低能耗、高附加值的高新技術產業及環保產業。植樹造林，提高植被覆蓋率，加快碳匯農林業，充分發揮碳匯潛力。

注釋：

①資料來源：國家發展和改革委員會能源研究所（國家發展和改革委員會能源研究所.中國可持續發展能源暨碳排放情景分析綜合報告[R].2003：37）：王剛、馮霄（汪剛，馮霄.基于能量集成的CO2減排量的確定[J].化工進展，2006，25（12）：1467-1470）。

參考文獻：

[1]國務院公布今明兩年節能降碳方案 中西部形勢嚴峻[N].21世紀網-21世紀經濟報道，2014-5-27.

[2]Ang， B. W.， Zhang F.Q.， Choi K. Factoring Changes in Energy and Environmental Indicators though Decomposition[J].Energy，1998，23（6）.

[3]Peters，G. ，C.L.Weber，D. Guan，K.Hubacek.2007.“Chinas Growing CO2 Emissions：A Race between Lifestyle Changes and Efficiency Gains.”Environmental Science and Technology，41（17）：5939 -5944.

[4]陳詩一.中國碳排放強度的波動下降模式及經濟解釋[J].世界經濟，2011（4）.

[5]李小平，盧現祥.國際貿易、污染產業轉移和中國工業CO2排放[J].經濟研究，2010（1）.

[6]何小鋼，張耀輝.行業特征，環境規制與工業CO2排放—基于中國工業36個行業的實證考察[J].經濟管理，2011（11）.

[7]何小鋼，張耀輝.中國工業碳排放影響因素與CKC重組效應—基于STIRPAT模型的分行業動態面板數據實證研究[J].中國工業經濟，2012（1）.

[8]齊紹洲，林屾，王班班.中部六省經濟增長方式對區域碳排放的影響——基于Tapio脫鉤模型、面板數據的滯后期工具變量法的研究[J].中國人口·資源與環境，2015（5）：59-66.

[9]Ehrlich， P.R.， Holdren，J.p..Impact of Population Growth[J].Science，1971（171）：1212-1217

[10]Dietz.T，and Rosa.E.A. Rethinking the Environmental Impact of Population，Affluence and Technology[J].Human Ecology Review，1994：277-300.

[11]劉思峰，黨耀國.灰色系統理論及其應用[M].三版.北京：科學出版社，2004.

[12]徐明德.灰色GM（1，1）模型及其在能源預測中的應用[J].應用能源技術，1995（2）：6-7.