能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)碳排放的影響研究

河北地質(zhì)大學(xué) 李卉婷

一、研究背景

（一）碳排放引起的國(guó)際環(huán)境問(wèn)題

經(jīng)濟(jì)發(fā)展使得人們生活幸福指數(shù)提高，主要是精神世界的豐富和生活質(zhì)量的提高。但是經(jīng)濟(jì)發(fā)展自然資源逐漸枯竭，環(huán)境自我修復(fù)能力逐漸減弱。

（二）國(guó)際社會(huì)對(duì)碳減排工作的努力

關(guān)于氣候問(wèn)題的第一屆大會(huì)在1979年拉開(kāi)了序幕，隨后在1990年，聯(lián)合國(guó)成立了氣候變化框架公約政府間談判委員會(huì)，主要職責(zé)是對(duì)全球范圍內(nèi)的溫室氣體進(jìn)行控制。1992年，里約熱內(nèi)盧通過(guò)了一項(xiàng)重大的決策，明確碳減排的責(zé)任劃分，指出發(fā)展中的國(guó)家和發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于該問(wèn)題都應(yīng)該承擔(dān)起相應(yīng)的責(zé)任，但不是將責(zé)任平均分配，這種責(zé)任是具有差異性的，這項(xiàng)公約是《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》。

（三）中國(guó)發(fā)展進(jìn)行碳減排工作的必要性

中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式特點(diǎn)比較突出，以高耗能的產(chǎn)業(yè)為主，偏向于重工業(yè)，這就使得我國(guó)的第二產(chǎn)業(yè)占比最高。導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)成中，二氧化碳的排放量較高。國(guó)際社會(huì)對(duì)各國(guó)的能源消耗的情況進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計(jì)，依據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示我國(guó)二氧化碳排放的增長(zhǎng)速度早已經(jīng)進(jìn)入了快車(chē)道，以4.2%的增長(zhǎng)速度位于世界的首位，我國(guó)單位GDP碳排放量遠(yuǎn)高于世界單位GDP碳排放量的平均值。

二、問(wèn)題的提出

理論和實(shí)踐都證明，碳排放的減少離不開(kāi)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以優(yōu)化能源，消費(fèi)結(jié)構(gòu)去解決碳排放的問(wèn)題，在實(shí)際操作中也存在著很多的困難。進(jìn)行能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的調(diào)整一定會(huì)影響經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因?yàn)樵擁?xiàng)工作的成本較高，所以要從能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及能源使用效率提高兩方面入手。

三、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)碳排放影響的實(shí)證研究

（一）變量定義及數(shù)據(jù)來(lái)源

1.被解釋變量

本文設(shè)定被解釋變量是碳排放量（CO2）。該變量的數(shù)據(jù)無(wú)法利用現(xiàn)有權(quán)威的數(shù)據(jù)進(jìn)行參考，所以依據(jù)IPCC和以前學(xué)者對(duì)碳排放的研究，利用9種燃料以及水泥的熟料產(chǎn)量進(jìn)行度量。

2.核心解釋變量

本文的核心解釋變量是能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，使用ei來(lái)表示。煤炭的使用，支撐著國(guó)家的發(fā)展，也是是能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中最重要的組成部分，占主要地位。所以本文使用煤炭消費(fèi)在能源消費(fèi)中的占比來(lái)表示部分能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。

3.控制變量

考慮到其他影響區(qū)域碳排放的因素，參考學(xué)者的研究結(jié)論，保留以下主要控制變量：城市化水平（urb），產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，(stru)，對(duì)外開(kāi)放程度（open），人均GDP（rgdp），人口規(guī)模（p）。

人均GDP（rgdp）代表了一個(gè)區(qū)域的財(cái)富水平以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，用區(qū)域年末總的GDP與區(qū)域年末的人口總數(shù)的比例進(jìn)行表示。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（stru）采用第二產(chǎn)業(yè)總值與國(guó)民生產(chǎn)總值的比值。第二產(chǎn)業(yè)一般是用碳量和排碳量很高的產(chǎn)業(yè)。國(guó)家最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)是第二產(chǎn)業(yè)的占比逐漸降低，代表產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正在逐步走向高級(jí)化，碳排放量會(huì)相應(yīng)地減少。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不同代表著在當(dāng)前時(shí)期高碳企業(yè)的占比，其變動(dòng)會(huì)對(duì)碳排放量的多少產(chǎn)生顯著的影響。

對(duì)外開(kāi)放程度（open）使用外商實(shí)際投資使用額占區(qū)域全年GDP的比重表示區(qū)域當(dāng)年的對(duì)外開(kāi)放程度。相關(guān)研究表明，對(duì)外開(kāi)放的規(guī)模以U型結(jié)構(gòu)影響著碳排放。

城市化（urb)改變了人口的城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)，帶來(lái)了高耗能和相應(yīng)的高碳排放。本文利用城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诘谋戎貋?lái)表示城市化率。

人口規(guī)模（p）越大，能源消費(fèi)的量級(jí)就會(huì)越大，碳排放的量級(jí)也會(huì)越大。

4.數(shù)據(jù)來(lái)源

本文采用的空間樣本數(shù)據(jù)范圍是全國(guó)。研究的時(shí)間區(qū)間為2003-2019。數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《新中國(guó)六十年統(tǒng)計(jì)資料匯編》，部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)源于各省份統(tǒng)計(jì)年鑒及統(tǒng)計(jì)公報(bào)、《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》、《科技統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站及各分省地統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站。

（二）能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與碳排放的空間相關(guān)性分析

空間自相關(guān)性可以衡量變量是否具有空間依賴性，驗(yàn)證其取值是否受到本區(qū)域的影響和鄰近區(qū)域。它刻畫(huà)的是變量和空間之間的關(guān)系，其研究的相關(guān)性相較簡(jiǎn)單的時(shí)間和個(gè)體要復(fù)雜的多。空間相關(guān)性是用來(lái)解釋兩個(gè)不同區(qū)間的值是相互獨(dú)立的還是相互聯(lián)系的。

1.空間權(quán)重矩陣設(shè)定

依據(jù)相鄰的標(biāo)準(zhǔn)，Wij的賦值規(guī)則為：當(dāng)Wij=1的時(shí)候，區(qū)域是相鄰關(guān)系，當(dāng)該值為0的時(shí)候，表示兩個(gè)區(qū)域的地理位置較遠(yuǎn)。本文結(jié)合實(shí)際情況，也采用的是Queen這種空間衡量的鑒別方式。此次空間距離矩陣采用的是GeoDa軟件，考慮到數(shù)據(jù)的可得性，本文研究了全國(guó)30個(gè)省份的情況。

2.全域空間自相關(guān)檢驗(yàn)

全域空間自相關(guān)檢驗(yàn)一般使用的是“莫蘭指數(shù)I”(Moran’s I）檢驗(yàn)，其目的是檢驗(yàn)整個(gè)空間區(qū)域中鄰近地區(qū)之間的相關(guān)關(guān)系，判斷變量在各個(gè)省份之間是正相關(guān)、負(fù)相關(guān)還是不相關(guān)。

（1）我國(guó)省域碳排放空間自相關(guān)檢驗(yàn)

經(jīng)過(guò)全域空間自相關(guān)檢驗(yàn)，得到從2003年到2019年17年間碳排放的全域Moran指數(shù)。所有樣本數(shù)據(jù)中，94%的樣本全域Moran指數(shù)通過(guò)了10%的顯著性水平檢驗(yàn)，這表明中國(guó)各個(gè)省市之間碳排放水平存在明顯的空間相關(guān)性，采用空間計(jì)量模型來(lái)研究能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)于碳排放的影響比較合理。

（2）我國(guó)省域能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)空間自相關(guān)檢驗(yàn)

30個(gè)省市能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的全域莫蘭指數(shù)全部通過(guò)了5%的顯著性水平檢驗(yàn)，在鄰近空間矩陣下，我國(guó)各個(gè)省份之間的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)存在著明顯的空間正相關(guān)性。

3.空間杜賓模型回歸

SDM模型是相較于SEM和SLM模型是應(yīng)用更加廣泛的模型，因?yàn)槠湓谔囟ǖ臈l件之下，可以簡(jiǎn)化為空間滯后模型或者是空間誤差模型，因此本節(jié)為了更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)剡x擇合適的空間計(jì)量模型，利用Wald檢驗(yàn)和LR檢驗(yàn)判定使用空間杜賓模型更佳。

4.空間計(jì)量估計(jì)結(jié)果

對(duì)全國(guó)范圍內(nèi)30個(gè)省份的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行空間杜賓模型的回歸，可以得到以下的結(jié)論（表1）。

我只覺(jué)得這個(gè)不愛(ài)說(shuō)話的炊事員不錯(cuò)，每天的大清早他都給我們包餃子吃。他天天都要起得很早。秋季里潮氣重，大清早，他孤零零一個(gè)人，在廚房里擇菜，洗菜，剁菜剁肉，連搟帶包，該多麻煩呀。

表1 空間杜賓模型回歸結(jié)果

比較擬合程度，固定效應(yīng)下的空間杜賓模型的擬合程度最好，R2的值為0.8225。從參數(shù)的估計(jì)結(jié)果來(lái)說(shuō)，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、對(duì)外開(kāi)放程度、人均GDP都通過(guò)了顯著性水平為0.01的檢驗(yàn)，空杜賓模型并不是一個(gè)完美模型，還需要通過(guò)對(duì)空間杜賓模型的直接效應(yīng)，間接效應(yīng)以及總效應(yīng)進(jìn)行分析，得到碳排放對(duì)于省域的影響以及空間溢出效應(yīng)，來(lái)彌補(bǔ)其回歸系數(shù)并不能完全反映自變量對(duì)因變量產(chǎn)生的效應(yīng)的缺陷。

5.空間計(jì)量模型參數(shù)估計(jì)結(jié)果解讀

通過(guò)分析杜賓模型中固定效應(yīng)模型的結(jié)果并進(jìn)行比較可以得出如下結(jié)論：

（1）引入的空間因素變量通過(guò)了1%的顯著性水平檢驗(yàn)。碳排放的水平有著明顯的空間相關(guān)性，排放量級(jí)的多少不僅與本地相關(guān)，與鄰近區(qū)域也有關(guān)，距離越近的區(qū)域?qū)ζ洚a(chǎn)生的影響越大。空間效應(yīng)系數(shù)為正，說(shuō)明地區(qū)碳排放之間存在顯著地示范和帶頭作用，低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要遏制地區(qū)碳排放的帶頭作用。

（2）地區(qū)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)在1%的水平上顯著，β3=0.1380。說(shuō)明對(duì)于中國(guó)的情況，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中碳的消費(fèi)量增長(zhǎng)會(huì)增加二氧化碳的排放且煤炭所占消費(fèi)總量的比例每增長(zhǎng)1%，二氧化碳排放量相應(yīng)增加0.1380%左右。也就是說(shuō)中國(guó)煤炭使用占比的擴(kuò)大對(duì)于二氧化碳排放量有顯著正效應(yīng)。這表明在全國(guó)范圍內(nèi)降低碳總量的排放需要從減少碳制品的使用開(kāi)始。

（3）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在1%的水平上顯著為正，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)增加1%，二氧化碳排放量增加0.4599%。說(shuō)明如果我國(guó)不改變目前以密集型重工業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)形式,碳減排的工作將會(huì)舉步維艱。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中第二產(chǎn)業(yè)的占比增加，工業(yè)化程度加深會(huì)導(dǎo)致碳排放量上漲，所以我國(guó)的產(chǎn)業(yè)一定要逐步向著環(huán)境友好型型的方向進(jìn)行優(yōu)化。

四、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

1.碳排放和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)空間相關(guān)性

2.優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)碳減排的貢獻(xiàn)

能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化能夠有效減少能源的消費(fèi)總量和CO2的排放。可以幫助國(guó)家早日達(dá)成綠色中國(guó)的目標(biāo)。

（二）建議

我國(guó)要在2030年達(dá)到碳達(dá)峰和碳中和，鑒于我國(guó)現(xiàn)狀，完成這個(gè)目標(biāo)是有一定的壓力的，結(jié)合本文研究的結(jié)論，提出以下的建議：

1.提高能源利用率

能源消費(fèi)水平不僅在較大程度上決定著碳排放量,而且是中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主要保證。合理調(diào)控能源消費(fèi)量,以提升能源利用效益，可以保持經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，同時(shí)可以控制碳排放量上升的速度。這種方式實(shí)際上是一種風(fēng)險(xiǎn)前置的舉措，能夠與防制約紅果經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源危機(jī)

2.政府政策干預(yù)碳排放

政府倡導(dǎo)的低碳政策應(yīng)該是長(zhǎng)期有效的，應(yīng)持續(xù)性地推進(jìn)這項(xiàng)工作，讓能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和節(jié)能減排的工作在各個(gè)省份中得到深化。

3.優(yōu)化清潔型能源結(jié)構(gòu)

充分發(fā)揮全省區(qū)域內(nèi)各個(gè)單位的能源優(yōu)勢(shì)，發(fā)展新能源工業(yè)，優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，穩(wěn)步構(gòu)建多樣化、清潔型的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。