中日韓貿易開放對碳排放的影響機制研究

廖洋紅

〔內容提要〕基于中日韓1979—2021年的面板數據，通過傳統回歸、面板分位數回歸和中介效應模型，研究貿易開放對二氧化碳排放的影響及作用機制，研究結果表明：貿易開放顯著促進碳排放，高碳排放區受貿易開放影響較大，低碳排放區受貿易開放影響較小；貿易開放的規模效應、技術效應和結構效應均為正，貿易開放通過技術效應和結構效應間接作用于規模效應，從而促進碳排放；經濟增長對碳排放的影響最為顯著，現階段仍表現為促進作用。中日韓應當加強新能源領域合作，加快改善貿易結構，提高能源效率和綠色技術轉化率，盡快實現產業轉型，助推亞太地區實現“碳中和”。

〔關鍵詞〕貿易開放；二氧化碳排放；規模效應；技術效應；結構效應

一、引言

近年來，氣候變化問題引起社會各界的廣泛關注，貿易開放作為全球經濟發展的重要支柱，也被認為是造成環境問題的“罪魁禍首”。貿易開放對環境的影響一直備受關注，貿易既可以提高經濟效益、促進技術創新，也會加劇能源消耗、促進碳排放。為實現經濟發展與環境保護之間的平衡，滿足高質量發展新期待，有必要探究貿易開放與碳排放之間的關系。本文以中日韓三國作為樣本，研究貿易開放對碳排放的影響及作用機制，并進一步探討規模效應、技術效應和結構效應之間的相互作用關系，研究結果對于深入理解貿易開放與碳排放的關系、制定環保政策以及推進低碳經濟發展具有重要意義。

關于貿易開放和環境的關系，學界存在一系列假說，包括“污染天堂假說”“向底線賽跑假說”“環境收益假說”等。關于貿易開放和環境的研究大體可分為兩類。一類是研究貿易開放對碳排放的直接影響，常用一階滯后工具變量構建動態模型來驗證，研究結果大多因區域差別而不同。以中國為樣本的研究結果表明貿易開放促進碳排放，滿足“污染天堂假說”。另一類是研究貿易對碳排放的間接效應。有學者提出貿易影響環境的三大效應：一是規模效應，二是技術效應，三是結構效應。

相較于已有的文獻，本文的邊際貢獻在于：第一，以修正的貿易開放度作為核心解釋變量，并用外貿依存度替換核心解釋變量作為穩健性檢驗；第二，靜態面板和動態面板估計方式結合，以緩解模型內生性問題，輔助使用面板分位數回歸，多維度分析不同碳排放水平下貿易開放的影響；第三，鑒于多數研究止步于貿易開放對碳排放的直接影響，本文構建中介效應模型，進一步探究影響機制。

二、貿易開放與碳排放的關系

中日韓三國作為經濟體量占全球四分之一的重要經濟體，在全球貿易中占據五分之一的份額，但同時其碳排放總量也占據全球的三分之一。這種現象引發了人們對貿易對環境消極影響的擔憂，尤其歐盟“碳關稅”協議的達成，更激化了這一矛盾。關于貿易開放對碳排放的影響，可從規模效應、技術效應、結構效應三方面加以考慮。

就規模效應而言，一方面，貿易開放促進生產規模擴大，進而增加要素投入，引發資源消耗，碳排放增加。2000年至2021年，中日韓三國貿易總額擴大了4.24倍，一次能源消耗從73.04艾焦增長至187.96艾焦，增長1.57倍，對化石能源的依賴加劇了碳排放。另一方面，生產規模的擴大也可以促進人均收入水平提高，從而使得居民對優質環境及清潔產品的需求增加，抑制碳排放。從目前整體情況來看，中日韓地區的人均收入增加對碳排放的抑制作用尚不明顯，已有研究表明，日本的碳排放與經濟增長的關系正處于向強脫鉤狀態的過渡階段，但中國和韓國總體處于弱脫鉤狀態，對化石能源依賴較強。據此作以下假設：

假設1a：貿易開放的規模效應為正，促進碳排放。

就技術效應而言，對外貿易可以通過國際技術交流、人力資本流動、管理創新、清潔產品的應用等渠道促進東道國技術進步，抑制碳排放。若是綠色低碳技術得到發展，則技術進步提高能源使用效率，抑制碳排放；若是污染型技術得到發展，則技術進步會加劇能源消耗，增加碳排放。根據OECD數據庫，與2001年相比，2018年中國、日本環境相關的專利申請量分別增長20倍、7倍，韓國于2001年環境專利申請量已經達到4321.88件，至2018年仍實現19%的增長。近年來，各國技術創新越來越偏向于低碳環保，而低碳技術的應用有利于抑制碳排放。據此作以下假設：

假設1b：貿易開放的技術效應為負，抑制碳排放。

就結構效應而言，如果一國的比較優勢源于較為寬松的環境規制和豐富的資源稟賦，國際貿易會將其產業向高耗能、高污染結構轉移。產業結構能反映污染密集型產業轉移的結果，第二產業對能源依賴程度較大，其占比越高，說明污染密集型產品生產越具有比較優勢，對碳排放的消極影響越大。中日韓進出口貿易額最大的領域均為電機、電氣設備及其零部件，屬于第二產業，第二產業對化石能源的依賴在短時間內無法改變。據此作以下假設：

假設1c：貿易開放的結構效應為正，促進碳排放。

貿易開放對碳排放的影響取決以上效應的合力方向，從圖1的散點圖初步推斷，整體而言貿易開放與碳排放呈正向相關關系，貿易開放程度越高，碳排放量越大。據此作以下假設：

假設2：貿易開放促進碳排放。

三、研究設計

（一）靜態模型設定

（三）數據說明

限于數據的可獲得性，本文選取中國、日本、韓國1979—2021年的面板數據進行研究，變量的含義及數據來源如下：

1.被解釋變量（CO2）

本文的碳排放是指化石能源燃燒和工業生產過程直接釋放的二氧化碳，包括煤炭、石油、天然氣的燃燒和水泥、鋼鐵等其他工業生產過程的碳排放，不包括土地利用變化產生的二氧化碳，數據來源于Our World in Data，以噸為計量單位。

2.核心解釋變量（Open）

貿易開放度最常用的指標是外貿依存度，即貿易總額占GDP的比重。外貿依存度僅考慮貿易額，并沒有考慮外商投資的影響，實際上一個國家的經濟體系越完善，其吸引外國投資的市場潛力就越大，本文構建如下貿易開放度指標，見式（3）。

其中Openit表示i國第t年的貿易開放度，Fit表示i國第t年的外商直接投資凈流入，Tit表示i國第t年的貿易總額，GDPit表示i國第t年的GDP，WGDPt表示第t年的世界GDP。同時，為確保估計結果的穩健性，以外貿依存度（Tra）作為貿易開放度代理變量進行估計。

3.控制變量（PGDP、Urb、Eff）

人均收入水平（PGDP）、城市化水平（Urb）數據均來源于世界銀行的世界發展指標數據庫（WDI）。能源效率（Eff）用能源強度的倒數表示，能源強度是單位GDP的能源消費量，本文選取的是一次能源消費量，數據來源于英國石油公司（BP），GDP數據來源于世界銀行。各變量取自然對數的統計性描述如表1所示。

（四）數據預處理

中日韓三國地理位置相近，經濟貿易往來日益密切，面板數據可能存在同期截面相關。本文采用五種考慮截面相關的方法對序列進行單位根檢驗，分別是LLC檢驗、Breitung檢驗、Fisher-ADF檢驗，Fisher-PP檢驗、CIPS檢驗，五種檢驗均通過則視為平穩序列。檢驗結果如表2所示，所有變量在一階差分后均為平穩序列，即為一階單整序列，可以進行協整檢驗。Johansen檢驗和Kao協整檢驗結果均通過，表明變量之間存在長期協整關系。

四、實證分析

（一）回歸結果分析

回歸結果如表3所示，四種不同的估計方法均表明核心解釋變量貿易開放對碳排放的影響在1%的水平上顯著，且系數為正，說明貿易開放對碳排放具有促增作用，假設2成立。一般而言，使用PCSE估計最穩健，全面FGLS估計最有效率，此處用穩健性更強的PCSE的估計結果進行分析。貿易開放度每增加1%，碳排放將增加0.13%，隨著貿易自由化逐步提高，關稅等貿易限制減少，商品及生產要素流動性增強，生產規模擴大，能源消耗加劇，碳排放增加。人均GDP的估計系數最大，是影響碳排放最重要的因素，這一結果與諸多學者的研究相同，目前中日韓地區仍未實現碳排放與經濟增長脫鉤，人均GDP每增長1%，碳排放增加0.82%。城市化水平提高促進碳排放，說明目前城市建設仍存在高耗能、高污染的問題，構建新型綠色城市迫在眉睫。用能源效率代表的技術水平系數為負，說明技術進步所帶來的能源效率提高可以有效抑制碳排放，替換核心解釋變量的穩健性檢驗也可以得出相似的結論。

（二）面板分位數回歸分析

為進一步分析不同碳排放量下貿易開放的影響，本文以0.1、0.25、0.5、0.75、0.9為分位點進行面板分位數回歸，結果如表4所示。所有變量系數估計均顯著，表明在碳排放的各個階段，貿易開放、經濟增長、城市化水平、技術水平均對碳排放有顯著影響。隨著碳排放量分位點增加，貿易開放對碳排放量的影響逐漸增加，即高碳排放區受影響較大，低碳排放區影響較小。其原因可能在于碳排放量高的地區一般能源使用效率低、清潔技術不成熟、環境管制寬松，貿易開放促進高碳產業向這些地區的轉移，進一步加劇碳排放，即“污染天堂假說”。隨著分位數的增加，人均GDP的影響程度逐漸降低，這意味著人均GDP對高碳排放區影響較小，對低碳排放區影響較大；城市化水平、技術水平的估計系數也隨著碳分位點的升高而逐步下降，說明隨著碳排放量的增加，城市化水平、能源效率對碳排放的影響減弱，即在碳排放量低的地區，城市化水平、能源效率對碳排放的影響更大。

（三）作用機制分析

本文以規模效應、技術效應、結構效應為中介變量，通過逐步回歸法和Bootstrap進行中介效應檢驗，實際GDP（RGDP）作為規模效應的代理變量，環境專利申請量（Epa）作為技術效應的代理變量，工業增加值所占GDP的比重（Str）作為結構效應的代理變量，并取自然對數以減緩異方差。控制變量分別為：城市化水平（lnUrb）、能源效率（lnEff）、人均GDP滯后一期（l.lnPGDP）。

構建逐步回歸的中介效應模型見式（3）：

其中c1、c2、c3分別為單獨考慮規模效應、技術效應、結構效應后貿易開放對碳排放的直接效應，β1y1、β2y2、β3y3分別為貿易開放對碳排放的間接效應，即規模效應、技術效應和結構效應。若加入中介變量后，ci和yi均顯著不為0，且ci與c1相比顯著性下降或系數值下降，說明該中介變量充當部分中介；若yi顯著，而ci變得不顯著，則該中介變量為完全中介變量。

表5的逐步回歸結果顯示，貿易開放的間接效應β1y1、β2y2、β3y3均顯著為正，即規模效應、技術效應、結構效應對碳排放的影響為正，對碳排放具有促增作用，見表5。其中規模效應充當完全中介變量，如表5的模型（7），加入中介變量lnRGDP后，貿易開放對碳排放的影響變得不顯著，而中介變量lnRGDP對碳排放的影響在1%水平上顯著；技術效應和結構效應充當部分中介作用，如表5的（8）、（9），加入中介變量后，中介變量對碳排放影響在1%水平上顯著，而貿易開放對碳排放影響的顯著性下降。規模效應和結構效應為正，假設1a、1c成立，結果符合預期，貿易開放帶來的經濟規模擴張與工業增加值的增長促進碳排放；技術效應也為正，說明貿易開放帶來的技術進步促進碳排放，貿易開放對環境相關專利申請量有顯著促進作用，但專利申請的增加卻進一步促進碳排放，結果與預期不符，假設1b不成立，這可能與專利轉化率、政策管制、人力資本等因素相關，技術進步并沒有起到抑制碳排放的作用。

為保證結果的穩健性，使用考慮時間和個體固定效應的Bootstrap法進行檢驗。經1000次重復抽樣后，若效應值置信水平區間不包含0，則效應顯著；若中介變量的間接效應和直接效應均顯著，則該中介變量為部分中介，若間接效應顯著而直接效應不顯著，則為完全中介。Bootstrap檢驗結果如表6所示，非參數百分位（Percentile）Bootstrap法和經偏差校正（Biascorrected）的非參數百分位Bootstrap法所計算出的間接效應值均顯著，說明以規模效應、技術效應、結構效應為中介的間接效應存在，其中規模效應為完全中介，技術效應和結構效應為部分中介，這一結果與逐步回歸法的檢驗結果一致。

三大間接效應全為正向，且其中一種效應為完全中介，另外兩種效應為部分中介，說明這三種效應間存在相互作用。考慮到技術水平和產業結構均會對經濟增長產生影響，所以假設貿易開放通過技術效應和結構效應間接影響規模效應，進而作用于碳排放，作用機制示意見圖2。

為驗證以上中介效應，此處使用具有較高檢驗力度的Bootstrap法進行檢驗。由于前文已證實規模效應為完全中介，故此處主要驗證從貿易開放到實際GDP的間接效應，分別以lnEpa和InStr為中介。結果如表7所示，間接效應值和直接效應值的置信區間均不包含0，說明都充當部分中介，間接效應占比分別為41.81%、45.47%，貿易開放通過促進技術進步和工業發展間接促進經濟增長，經濟增長再正向作用于碳排放，以上中介效應假設成立。

以上中介效應的成立可以說明前文2b假設不成立的原因，即技術效應為正的研究結果與技術效應為負的假設不符。貿易開放所帶來的技術進步既可以通過提高低碳技術來抑制碳排放，也可以通過促進經濟發展增加碳排放，現階段中日韓貿易開放的技術效應表現為抑制作用尚不顯著，而通過經濟增長對碳排放的促增作用較為明顯，所以導致最終技術效應為正，促進碳排放。

五、結論與政策建議

本文通過深入研究中日韓貿易開放對碳排放的影響及作用機制，得出以下結論：第一，貿易開放顯著促進碳排放，高碳排放區受貿易開放的影響較大，低碳排放區受影響較小。第二，貿易開放的規模效應、技術效應和結構效應均為正，三大效應之間存在相互作用，貿易開放通過技術效應和結構效應間接作用于規模效應，促進碳排放。第三，中日韓的經濟增長仍處于促進碳排放階段，對碳排放的抑制作用尚未顯現。

基于以上結論，提出如下政策建議：第一，改善貿易結構。高碳排放區受貿易開放影響較大，且主要通過規模效應促進碳排放，應當著重改善貿易結構，從高耗能產品向集約型產品轉型，改善能源消費結構，逐步形成低碳產業發展模式。第二，提高專利技術轉化率，引導產業實現轉型升級。現階段中日韓貿易開放的技術效應和結構效應為正，貿易開放所帶來的技術創新沒有起到抑制碳排放的作用，貿易也沒有對產業結構升級產生積極影響，應當增強專利技術的實用性，提高勞動者的受教育水平，以增加對創新技術的吸收，提高技術轉化率，同時積極引導國內產業升級轉型，淘汰落后產能，提高能源使用效率，讓技術進步和產業轉型達到抑制碳排放的效果。第三，實現碳排放與經濟增長脫鉤。生產方面，鼓勵支持企業向綠色低碳新型生產模式轉型，完善碳排放核算標準體系和評估機制；消費方面，積極倡導綠色低碳新型消費理念，降低綠色消費成本，形成良好的低碳社會循環體系。第四，不同區域的碳減排措施應當有所側重。高碳排放區要更注重改善貿易結構和生產模式，低碳排放區要更注重新型城市化建設和能源效率的提高。第五，加強中日韓區域合作。在東盟10+3、RCEP等框架機制下，加快推進中日韓FTA談判，提升多邊層面的貿易自由化、便利化水平，充分利用中國極具潛力的市場和日韓較高的技術水平，建立優勢互補的合作機制，加強新能源領域技術合作，共同助推亞太地區實現“碳中和”。

（作者單位：延邊大學融合學院）