易艷春，肖六億

（湖北師范學(xué)院 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖北 黃石 435002）

1 問(wèn)題的提出

改革開放30年，是中國(guó)締造“經(jīng)濟(jì)奇跡”的30年。2010年中國(guó)GDP總量超過(guò)日本,成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體。

然而，我國(guó)已成為世界第一大二氧化碳排放國(guó)，大約占世界總排放量的30%左右。2009年12月的哥本哈根氣候會(huì)議上，我國(guó)政府許下了到2020年單位GDP減排40-45%的承諾。因此，如何更為全面有效地協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放，使中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境保護(hù)均能滿足可持續(xù)發(fā)展的必然要求。

2 實(shí)證分析

2.1 模型與數(shù)據(jù)說(shuō)明

根據(jù)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與CO2排放之間的內(nèi)在聯(lián)系，本文構(gòu)建以下反映工業(yè)行業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與二氧化碳排放的計(jì)量模型:

上式中，Ci,t表示第i行業(yè)第t年的碳排放量，Yi,t表示第i行業(yè)第t年的工業(yè)總產(chǎn)值，γi是LnYi,t的系數(shù)，βi表示個(gè)體效應(yīng)，反映行業(yè)的個(gè)體差異，ui,t是隨機(jī)誤差項(xiàng)。關(guān)于第i行業(yè)t年的CO2排放量的數(shù)值的計(jì)算，本文參考了Pan et al（2008）的方法（該排放系數(shù)來(lái)源于CAIT提供的轉(zhuǎn)換率）：以各行業(yè)每年的能源消耗量乘以單位能源使用的碳排放系數(shù)。單位能源使用的碳排放系數(shù)為2.13噸二氧化碳/每噸標(biāo)準(zhǔn)煤。各行業(yè)的能源消費(fèi)總量數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》。各行業(yè)各年工業(yè)總產(chǎn)值的數(shù)據(jù)來(lái)源于中經(jīng)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)證分析的時(shí)間跨度為1994～2010年。

關(guān)于行業(yè)的分類，2004年之前和之后的分類方法有所差異，因此本節(jié)的分析選取了兩種分類方法中名稱相同或類似的且外資參與度高于10%的工業(yè)行業(yè)，為以下26個(gè)行業(yè)：農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)、食品制造業(yè)、飲料制造業(yè)、紡織業(yè)、紡織服裝、鞋、帽制造業(yè)、皮革、毛皮、羽絨及其制品業(yè)、木材加工及木、竹、藤、棕、草制品業(yè)、家具制造業(yè)、造紙及紙制品業(yè)、印刷和記錄媒介的復(fù)制、文教體育用品制造業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)、化學(xué)纖維制造業(yè)、橡膠制品業(yè)、塑料制品業(yè)、金屬制品業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、非金屬礦物制造業(yè)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、通用設(shè)備制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)、儀器儀表及文化、辦公用機(jī)械制造業(yè)。

2.2 面板單位根檢驗(yàn)

所謂面板單位根檢驗(yàn)是指將面板數(shù)據(jù)中的變量各橫截面序列作為一個(gè)整體進(jìn)行單位根檢驗(yàn),由于面板數(shù)據(jù)的單位根檢驗(yàn)到目前為止還沒(méi)有完全統(tǒng)一,為了檢驗(yàn)的穩(wěn)健性,本文采用了四種單位根檢驗(yàn)方法,主要有：LLC檢驗(yàn)、IPS檢驗(yàn)、ADF Fisher檢驗(yàn)、PP Fisher檢驗(yàn)。

考慮以下基于面板數(shù)據(jù)的AR(1)過(guò)程:

yi,t=Qiyi,t-1+Li,t

其中,i=1,2,..,N為面板單位數(shù)目;t=1,2…,Ti為面板單位的時(shí)間跨度;Qi

為自回歸系數(shù);Li,t為相互獨(dú)立的異質(zhì)的擾動(dòng)項(xiàng)。

根據(jù)Qi對(duì)同(異)質(zhì)性假定的不同,所有的檢驗(yàn)可分為兩類,一類是假定所有的面板單位包含著共同的單位根,即對(duì)于各個(gè)不同單位的i,Qi=Q,代表性的檢驗(yàn)如LLC檢驗(yàn)、Breitung檢驗(yàn)及Hadri檢驗(yàn),這三種檢驗(yàn)的區(qū)別在于LLC檢驗(yàn)和Breitung檢驗(yàn)的原假設(shè)為各面板單位存在著共同的單位根,而Hadri檢驗(yàn)則采用了不存在共同單位根的原假設(shè);另一類檢驗(yàn)則放寬了同質(zhì)性假定,允許Qi在不同的面板單位中自由變化,與第一類檢驗(yàn)相比,放寬了假定、進(jìn)一步接近了客觀現(xiàn)實(shí),其中代表性的如IPS檢驗(yàn)、Fisher2ADF和Fisher2PP檢驗(yàn)。

下面利用LLC檢驗(yàn)、IPS檢驗(yàn)、ADF Fisher檢驗(yàn)、PP Fisher檢驗(yàn)方法對(duì)各行業(yè)各年度工業(yè)總產(chǎn)值和碳排放量的數(shù)據(jù)進(jìn)行單位根檢驗(yàn)的結(jié)果如下表1：

表1 LnCi,t與LnYi,t的單位根檢驗(yàn)結(jié)果

由表1的單位根檢驗(yàn)結(jié)果可知，序列LnCi,t與LnYi,t的水平值都是不平穩(wěn)的，一階差分是平穩(wěn)的，即序列LnCi,t與LnYi,t均為一階差分平穩(wěn)序列。

2.3 面板協(xié)整檢驗(yàn)

面板數(shù)據(jù)的協(xié)整檢驗(yàn)方法可以分為兩大類，一類是建立在Engle and Granger二步法檢驗(yàn)基礎(chǔ)上的面板協(xié)整檢驗(yàn)，具體方法主要有Pedroni檢驗(yàn)和Kao檢驗(yàn)；另一類是建立在Johansen協(xié)整檢驗(yàn)基礎(chǔ)上的面板協(xié)整檢驗(yàn)。

Pedroni提出了幾種協(xié)整關(guān)系的檢驗(yàn)方法，那些方法允許截面間存在異質(zhì)性截取和趨勢(shì)系數(shù)?？梢詫⒛Ｐ蛯憺椋?/p>

yit=Ait+Ditt+xitBi+eit

其中,t=1,2..,T;i=1,2,..，N;yit和xit分別是(N@T)@1和(N@T)@m維的可觀察變量。

Pedroni建議用兩類檢驗(yàn):第一類基于聯(lián)合組內(nèi)尺度檢驗(yàn),包括四種統(tǒng)計(jì)方法:Panel v統(tǒng)計(jì)量,Panel Q統(tǒng)計(jì)量,Panel pp統(tǒng)計(jì)量和Panel ADF統(tǒng)計(jì)量。這些統(tǒng)計(jì)量包含了不同變量的自回歸系數(shù)對(duì)估計(jì)的殘差的單位根檢驗(yàn)。第二類檢驗(yàn)基于組間尺度檢驗(yàn),包括三種統(tǒng)計(jì)方法:Group Q統(tǒng)計(jì)量,Group pp統(tǒng)計(jì)量和Group ADF統(tǒng)計(jì)量。這些統(tǒng)計(jì)基于每個(gè)向量個(gè)體估計(jì)系數(shù)的簡(jiǎn)單平均。

檢驗(yàn)過(guò)程中不僅允許不同面板單位存在不同固定效應(yīng)和短期動(dòng)態(tài)效應(yīng),而且允許存在不同的長(zhǎng)期協(xié)整系數(shù);同時(shí),Pedroni的研究表明,每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計(jì)量漸進(jìn)滿足標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N(0,1)。同時(shí)Pedroni給出了各種情況下蒙特卡洛模擬結(jié)果,并在Pedroni(1999)給出了利用這些模擬結(jié)果構(gòu)造的近似臨界判別值。要拒絕/不存在協(xié)整關(guān)系0這個(gè)零假設(shè),所計(jì)算出來(lái)的各個(gè)統(tǒng)計(jì)量的絕對(duì)值必須大于Pedroni中所列示的近似臨界判別值。Pedroni的Monte Carlo模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示,對(duì)于大于100的樣本來(lái)說(shuō),所有的7個(gè)統(tǒng)計(jì)量的檢驗(yàn)效力都很好并且很穩(wěn)定。但是對(duì)于小樣本(T＜20)來(lái)說(shuō),Group ADF統(tǒng)計(jì)量是最有效力的,接下來(lái)是Panel2V統(tǒng)計(jì)量和Panel2Rho統(tǒng)計(jì)量。因此,在本文的實(shí)證檢驗(yàn)過(guò)程中,如果各個(gè)統(tǒng)計(jì)量給出的判別結(jié)果出現(xiàn)矛盾,將重點(diǎn)考慮這三個(gè)統(tǒng)計(jì)量所顯示的結(jié)果。

由于序列LnCi,t與LnYi,t均為一階單整，下面采取Pedroni檢驗(yàn)方法對(duì)兩個(gè)序列進(jìn)行協(xié)整檢驗(yàn)，以考察兩序列間是否存在長(zhǎng)期的協(xié)整關(guān)系。面板協(xié)整檢驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)下表2：

表2 LnCi,t與LnYi,t的協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果

由上表的結(jié)果可知，除了統(tǒng)計(jì)量Panel v之外，其它統(tǒng)計(jì)量都在5%的顯著性水平上通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)，表明工業(yè)行業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放之間存在長(zhǎng)期的協(xié)整關(guān)系。下面對(duì)變量之間進(jìn)行因果關(guān)系檢驗(yàn)。

2.4 面板因果關(guān)系檢驗(yàn)

由于行業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與CO2排放是協(xié)整的,也就是說(shuō),行業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與CO2排放在長(zhǎng)期中有因果關(guān)系,本節(jié)運(yùn)用基于面板的誤差修正模型來(lái)發(fā)現(xiàn)行業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與CO2排放是單向的因果關(guān)系還是互為因果關(guān)系。

與傳統(tǒng)的基于誤差修正模型的檢驗(yàn)一樣：可以建立如下的面板誤差修正方程:

在上式中，K代表滯后期，Δ代表差值，他們是運(yùn)用Step-down方法直到最大2個(gè)時(shí)滯的最佳選擇,C代表二氧化碳排放量，Y指各行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值。

對(duì)方程（2）和（3）獨(dú)立變量系數(shù)的顯著性進(jìn)行檢驗(yàn)，可以確定因果關(guān)系。對(duì)于短期因果關(guān)系，本文對(duì)方程（2）檢驗(yàn)所有i和k，H0∶θ12ik=0 或檢驗(yàn)方程（3），對(duì)所有i和k，H0∶θ12ik=0。長(zhǎng)期因果關(guān)系可以由觀察調(diào)整速度λ的顯著性來(lái)檢驗(yàn)，λ是錯(cuò)誤修正式的εit-1的系數(shù)。λ的顯著性揭示了協(xié)整過(guò)程的長(zhǎng)期關(guān)系。沿著這一路徑的運(yùn)動(dòng)可以認(rèn)為是永久的。對(duì)長(zhǎng)期因果關(guān)系，本文檢驗(yàn)對(duì)方程（2）的所有i，H0∶θ12ik=0 或?qū)Ψ匠蹋?）的所有i，H0∶θ12ik=0 。最終，本節(jié)運(yùn)用聯(lián)合檢驗(yàn)（WALD檢驗(yàn)）來(lái)檢驗(yàn)強(qiáng)因果檢驗(yàn)。

因?yàn)闄z驗(yàn)方程中的變量都是平穩(wěn)的,所以本文就用WALD檢驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)工業(yè)總產(chǎn)值和碳排放之間的的面板因果關(guān)系，見(jiàn)表3。從表3中可知,在短期內(nèi)無(wú)論是用方程（2）還是用方程（3），得出的結(jié)果在1%顯著性水平下顯著，說(shuō)明從短期看工業(yè)總產(chǎn)值和碳排放之間存在因果關(guān)系。同樣在長(zhǎng)期內(nèi)，無(wú)論是用方程（2）還是用方程（3），得出的結(jié)果在1%顯著性水平下顯著，說(shuō)明從長(zhǎng)期看工業(yè)總產(chǎn)值和碳排放之間存在因果關(guān)系。

表3 工業(yè)總產(chǎn)值與碳排放之間的因果關(guān)系檢驗(yàn)

3 結(jié)論與討論

本文運(yùn)用我國(guó)26個(gè)行業(yè)1994～2010年的數(shù)據(jù),檢驗(yàn)了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和CO2排放的協(xié)整及因果關(guān)系。用面板協(xié)整和基于面板誤差修正模型來(lái)進(jìn)行研究。在長(zhǎng)短期內(nèi)，,面板數(shù)據(jù)得出的結(jié)果證實(shí)了在長(zhǎng)短期工業(yè)碳排放與工業(yè)總產(chǎn)值之間的相互因果關(guān)系。這是因?yàn)?5%的CO2主要是化石燃料燃燒產(chǎn)生的?；茉赐度氲脑黾訒?huì)帶來(lái)碳排放增加，從而帶來(lái)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的增加。特別在我國(guó)，煤炭在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重最大，煤炭一直占總能源消費(fèi)比例的75%。同樣,當(dāng)工業(yè)行業(yè)經(jīng)濟(jì)總量擴(kuò)大時(shí),對(duì)化石能源的需求也會(huì)增加，從而帶來(lái)二氧化碳排放量的增加。這表明CO2排放和工業(yè)部門經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是內(nèi)生的,因此用任何一個(gè)單一的方程來(lái)預(yù)測(cè)將會(huì)是不準(zhǔn)確的。既然能源是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的一個(gè)刺激因素,限制碳排放政策的實(shí)施可能會(huì)影響到我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的趨勢(shì),中國(guó)經(jīng)濟(jì)可能會(huì)受到減碳的影響?？焖俚墓I(yè)化對(duì)環(huán)境有負(fù)面影響。

在全球溫室氣體減排的壓力下,每個(gè)國(guó)家都面臨著能源戰(zhàn)略和能源政策的調(diào)整,我國(guó)在2009哥本哈根國(guó)際氣候會(huì)議中已許下了承諾,2020年碳強(qiáng)度比2005年下降40～45%,這將對(duì)中國(guó)能源政策的調(diào)整產(chǎn)生重要影響,從而會(huì)對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)產(chǎn)生一定的影響。美國(guó)之所以退出京都議定書,主要原因也是因?yàn)橄拗颇茉聪M(fèi)必然損害美國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。這樣，保持我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)增長(zhǎng)就必須要改善能源的質(zhì)量，比如調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，提高低碳和無(wú)碳能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重，開發(fā)新能源品種，大力發(fā)展可再生能源等。

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