基于庫茲涅茨模型的江蘇省產業結構對碳排放影響的實證分析

摘要：為了盡快實現雙碳目標，江蘇省作為經濟大省應起到示范作用。文章在分析江蘇省產業結構與碳排放發展現狀的基礎上，構建了庫茲涅茨模型分析江蘇省產業結構的調整對碳排放的影響，并加入了能源強度效應、碳排放強度等因素進一步探討各因素對江蘇省及三大城市群碳排放產生的影響。結果表明，總體而言產業結構的調整會導致碳排放的降低，但是第三產業中隱含碳排放也不容忽視。文章最后進行了總結并提出江蘇省碳減排措施。

關鍵詞：庫茲涅茨模型；產業結構；碳排放

中圖分類號：X22，F127中圖分類號" 文獻標志碼：文獻標志碼A

0 引言

隨著全球氣候變化的加劇，在經濟發展的同時減少二氧化碳的排放是各國追求的目標。我國致力于在2030年前實現全國碳排放峰值，即2030年碳排放強度較2005年水平降低65%以上，2060年實現碳中和。目前我國二氧化碳減排任務非常艱巨，主要因為城鎮化進程和能源強度的變化會加大碳排放，除此之外不合理的產業結構也將導致碳排放的增加。江蘇省作為經濟、科技強省，同時也是碳排放大省，迫切需要加快綠色轉型，探尋以科技創新助力實現綠色低碳發展的新路徑，從而成為長三角地區實現碳達峰的關鍵突破口，有力推動全國雙碳目標的實現。

1 江蘇省產業結構與碳排放發展現狀

近年來，江蘇省GDP連續多年保持全國排名第二，2006—2020年GDP平均增速為9.39%。經濟增長伴隨著能源消耗以及碳排放量的上升。2020年，江蘇省規上工業企業總量為3.14億噸，比2006年增長40.56%，2006—2020年年均增長45.85%，碳排放量由2006年的4.19億噸標準煤上升至6.25億噸標準煤，15年間平均增長速度為44.45%。2006—2020年，江蘇省工業碳排放總體呈上升趨勢，由4.19億噸上升至6.25億噸。江蘇省工業碳排放主要來源于煤炭類能源的消費，“十三五”期間，碳排放總量得到控制，煤炭碳排放占比由“十二五”期間的最高點即2012年的76%下降至2020年的71%。江蘇省第三產業產值持續發展壯大，經GDP不變價計算可知，2006—2020年，每年第三產業產值平均增速為11.83%，占GDP的比重由37%提高至47%。

2 模型構建與分析

2.1 模型構建

美國學者Simon Kuznets通過收集18個國家的有關資料，對收入差距水平和居民收入水平的相關關系進行分析后發現，二者之間的趨勢圖呈倒“U”型，該趨勢圖被稱為庫茲涅茨曲線。后來，Grossman和Krueger將庫茲涅茨曲線運用到環境品質與經濟增長關系的分析之中^［1］，他們認為，最初環境會隨著經濟的發展逐漸惡化，但到達一個拐點之后，環境則會隨著經濟的發展得到改善。國內學者梁青青^［2］（基于經典環境農業）通過研究構建了我國農業碳排放與經濟增長的簡化模型，宋帥等^［3］（基于環境庫）構建了貴州省環境庫茲涅茨模型研究城鎮化與環境污染的擬合關系。

在上述學者研究成果的基礎上，本文建立了模型（1）：

C=α+β1GI+β2（GI）2+ε（1）

式（1）中，C為碳排放水平，α為常數項，GI為人均國內生產總值，β1和β2為待估計參數，ε為隨機誤差項。梁力軍等^［4］、郭文強等^［5］等學者認為，除了人均GDP，產業結構、能源強度效應和碳排放強度等因素均對二氧化碳的排放產生了影響。因此，本文在（1）式的基礎上逐步加入上述三個影響因素得到模型（2）、（3）、（4）。產業結構的調整與優化有利于低碳經濟的實現，本文以IS為產業結構因素，用第三產業產值占GDP的比重表示。由于江蘇省碳排放主要來自煤炭類能源的消費，并且集中于電力、工業和交通運輸業，近年來，江蘇省電力消耗逐年增長導致碳排放量隨之增多。本文以單位GDP的電力消耗量作為能源強度指標，用EI表示；以碳排放強度作為技術指標，說明單位GDP的碳排放量，用TEC表示。

C=α+β1GI+β2（GI）2+β3IS+ε（2）

C=α+β1GI+β2（GI）2+β3IS+β4EI+ε（3）

C=α+β1GI+β2（GI）2+β3IS+β4EI+β5TEC+ε（4）

為了減少異方差，對GI、IS、EI、TEC等數據進行預處理，進行對數運算后，轉換為模型（5）、（6）、（7）：

lnC=α+β1lnGI+β2（lnGI）2+β3lnIS+ε（5）

lnC=α+β1lnGI+β2（lnGI）2+β3lnIS+β4lnEI+ε（6）

lnC=α+β1lnGI+β2（lnGI）2+β3lnIS+β4lnEI+β5lnTEC+ε（7）

本文通過上述系列模型首先對江蘇省經濟發展與碳排放的庫茲涅茨曲線進行分析，然后再對江蘇省三大城市群的產業結構對二氧化碳的影響進行探究。本文對以地理位置劃分為依據的城市群進行研究^［6］，即蘇南、蘇中和蘇北3個城市群。其中蘇南城市群有南京和蘇州兩個核心城市，蘇中以南通為核心城市，蘇北以徐州為核心城市。通過3個城市群的數據針對產業結構對碳排放影響的地域差異進行研究。

2.2 數據來源

基于碳排放數據的可獲得性，本文選擇了2006—2019年的相關數據進行研究。人口、GDP、能源消耗等數據來源于歷年的《江蘇統計年鑒》和《中國能源統計年鑒》，GDP數據均以2005年為基準作了不變價處理。各個城市的碳排放數據來源于中國碳核算數據庫（China Emission Accounts and Datasets，CEADs），該數據采用人工智能算法將DMSP/OLS和NPP/VIIRS兩套夜間燈光數據進行融合，測度了中國縣級市的二氧化碳排放量^［7-8］，各城市群的碳排放量由相應地級市的數據匯總而成。

基于模型（1）—（7）運用最小二乘法進行線性回歸分析，發現各自變量之間存在高度的相關性導致方差膨脹因子（VIF值）大于10。為解決此問題，本文采用嶺回歸法對碳排放模型進行回歸。嶺回歸法通過設置非負因子K的方法來消除多重共線性，它放棄了最小二乘法的無偏性，損失了部分信息，從而使得回歸結果更為可靠。嶺回歸參數K值為0.01，運用SPSS 26.0進行計算。

2.3 擬合結果分析

運用模型（1），對碳排放和人均GDP指標取對數后可計算出回歸方程為：

lnc=5.626+0.715×lnGI-0.052×（lnGI）2（8）

式（8）中，β1gt;0，β2lt;0，表示人均GDP和環境質量之間呈現出典型的倒U型關系，符合庫茲涅茨曲線的形態。即隨著經濟的發展，碳排放量不斷增長，當過了增長的拐點之后，由于技術改進等原因，環境狀況向好轉變。

根據式（5）、（6）、（7）由嶺回歸計算分別得出模型一、二、三（見表1）。三個模型的R2均大于0.9，基于F檢驗顯著性P值為0.000^***，表明模型解釋因變量變異性的程度較為優秀，模型一除產業結構外，未考慮其他控制因素，此時產業結構的系數為負，說明提高第三產業占比將會減少碳排放。在模型二和模型三中，所有自變量的系數均為正，表示在經濟發展的過程中，能源的大量使用將會引起碳排放量的增長，技術水平的發展，尤其是碳減排技術的發展將會降低二氧化碳的排放總量。但是隨著模型二、模型三中加入其他變量后，產業結構系數由負數變為正數，表示產業結構的調整反而會引發碳排放量增長，這可能是由于江蘇省作為我國經濟發達省份，第三產業的占比較高，第三產業中的交通運輸、倉儲與郵政業的碳排放年年攀升，住宿與餐飲業的碳排放持續增長，金融業的數據中心能耗增加均會造成第三產業占比提高導致碳排放增長。

模型四、五、六為蘇南產業結構變量影響碳排放的回歸結果（見表2），三個模型均通過了顯著性水平為1%的F檢驗。模型四中，產業結構的系數為負，表示產業結構的改善會降低碳排放，模型五中加入了能源強度效應因素、模型六中加入了技術因素后，產業結構系數仍為負值，這說明雖然蘇南地區的碳排放占江蘇省60%，但是其在經濟發展的同時，加大了技術投入，有效采取了碳減排措施，也表明蘇南地區率先通過了環境庫茲涅茨曲線的拐點。

模型七、八、九由式（5）、（6）、（7）通過嶺回歸計算而得（見表3）。擬合優度R2均大于0.9，基于F檢驗顯著性P值為0.000^***，表明擬合模型較為優秀。三個模型的產業結構系數均為負值，表示在蘇中地區產業結構的調整和優化有效地減少了該地區的碳排放。隨著技術投入的增加，碳排放也得到了相應的控制。

模型十、模型十一、模型十二3個模型回歸效果比較顯著（見表4）。在模型十一和模型十二中，隨著其他控制因素的加入，產業結構的系數均大于0，表示產業結構的調整引起了碳排放的增長，說明該地區在進行產業結構優化時，提升第三產業隱含碳排放的效率成為當務之急。

3 結論與啟示

3.1 結論

本文基于環境庫茲涅茨曲線構建回歸模型，分析產業結構的變動對碳排放的影響，得出以下結論。

（1）對于調整產業結構、提高第三產業在GDP中的占比是否能夠降低碳排放，從江蘇省及三大城市群的分析結果來看，如果不能有效抑制第三產業的碳排放則會加大總體碳排放量。

（2）環境庫茲涅茨模型可用來判斷某地區經濟增長與碳排放之間的形態及關系，并計算到達拐點時所需要的時間及人均GDP水平。通過分析江蘇省三大城市群的回歸模型，蘇南、蘇中和蘇北地區分別處于庫茲涅茨曲線的不同位置，應該根據地域特點采取" 不同的能源使用及相應的碳減排措施。

（3）碳達峰目標的實現，需要地方政府根據所在區域特點優化能源結構，推動科技發展創新，采取措施切實實現區域碳排放量的降低。

3.2 啟示

根據上述研究結論，本文提出江蘇省碳減排措施如下。

（1）蘇北地區自然資源豐富，可充分發展清潔能源；蘇南地區經濟發達，可探索建立產業鏈的“碳長”制，利用零碳、負碳技術，實施節能改造，加快經濟增長與碳排放的脫鉤。

（2）調整產業結構，加強技術創新，推動能源轉型，鼓勵低消耗、低排放、高產出產業發展，減少第三產業隱含碳排放。企業可與省內高校院所合作，加快碳中和相關科技成果的產出和轉化。

（3）加強區域交流合作與協同發展。加強江蘇省內蘇南、蘇中和蘇北的協同、長三角城市群的協同發展，加強關鍵技術合作，優化產業空間布局，推動制造業綠色轉型，推動第三產業向綠色低碳轉型。

參考文獻

［1］藍艷，花瑞祥，景宜然，等.東盟國家碳排放動態演變及環境庫茲涅茨曲線實證檢驗分析［J］.生態與農村環境學報，2024（3）：303-312.

［2］梁青青.基于經典環境庫茲涅茨曲線的我國農業碳排放拐點預測及區域比較［J］.科技與經濟，2017（3）：106-110.

［3］宋帥，唐馥希.基于環境庫茲涅茨曲線的貴州省城鎮化與生態環境相關性及協調發展路徑［J］.再生資源與循環經濟，2024（5）：27-31.

［4］梁力軍，馮江林，孫玉璇.區域碳排放達峰預測模型構建與實現路徑研究［J］.生態經濟，2024（8）：30-36.

［5］郭文強，于忠萍，雷明.基于比較研究的華中三省產業結構與低碳經濟的關系分析［J］.生態經濟，2024（8）：62-70.

［6］何雨.江蘇城市群重構與區域協調發展研究［J］.上海城市管理，2019（5）：36-40.

［7］SHAN Y L，GUAN Y R. City-level emission peak and drivers in China［J］. Science Bulletin， 2022（18）：1910-1920.

［8］岳書敬.長三角城市群碳達峰的因素分解與情景預測［J］.貴州社會科學，2021（9）：115-124.

（編輯 張碧雪）

Empirical analysis of the impact of industrial structure on carbon emission

in Jiangsu Province based on the Kuznets model

ZHANG" Min， SHI" Xingxing， XI" Xi

（Jincheng College，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， Nanjing 211156， China）

Abstract：" In order to achieve the dual-carbon target as soon as possible，Jiangsu Province as a large economic province should play a demonstration role. This paper analyses the current situation of industrial structure and carbon emission in Jiangsu Province，constructs a Kuznets model to analyse the impact of industrial structure adjustment on carbon emission in Jiangsu Province，and adds energy intensity effect and carbon emission intensity to further explore the impact of each factor on carbon emission in Jiangsu Province and the three major urban agglomerations. The results show that，in general，the adjustment of industrial structure will lead to the reduction of carbon emissions，but the implicit carbon emissions in the tertiary industry should not be ignored. The article concludes with a summary and proposes measures for carbon emission reduction in Jiangsu Province.

Key words： Kuznets model; industrial structure; carbon emission