摘 要：選取全國(guó)二氧化碳排放量為研究對(duì)象，從人口和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面，對(duì)影響二氧化碳排放的因素進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。先用SAS軟件擬合方程，通過(guò)進(jìn)行異方差性、序列相關(guān)性、多重共線性等檢驗(yàn)證明方程的可行性。再用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件確定最優(yōu)組合方案。

關(guān)鍵詞：二氧化碳排放;SAS方程擬合;正交試驗(yàn)設(shè)計(jì);計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)檢驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：F124.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2014）31-0277-03

引言

溫室氣體排放是全球所面臨的重大環(huán)境問(wèn)題，越來(lái)越受到全世界的關(guān)注，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、降低碳排放是遏制全球氣候變暖的重大戰(zhàn)略舉措。

改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，同時(shí)也帶來(lái)了二氧化碳排放的快速增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)際能源署（IEA，2009）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2007年中國(guó)二氧化碳的排放量已經(jīng)超過(guò)美國(guó)，成為世界上最大的二氧化碳排放國(guó)。為此，中國(guó)政府向全世界承諾，2020年單位GDP二氧化碳排放量要在2005年的基礎(chǔ)上降低40%～45%。這使得中國(guó)竭力優(yōu)化碳排放結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)未來(lái)碳排放的目標(biāo)。

本文以二氧化碳排放為研究對(duì)象，從人口和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面選取指標(biāo)進(jìn)行分析。人口方面選取了人口數(shù)量、人均GDP兩個(gè)因素;經(jīng)濟(jì)方面選取了煤炭比重、城市化程度、工業(yè)增加值比重三個(gè)因素。對(duì)所選數(shù)據(jù)，先用SAS軟件進(jìn)行方程擬合，并進(jìn)行計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)檢驗(yàn)。再用正交設(shè)計(jì)助手進(jìn)行直觀分析與方差分析，以確定因素對(duì)指標(biāo)的影響程度，最終確定最優(yōu)組合。

一、SAS方程擬合

（一）模型建立

1.建立模型

本文采用對(duì)數(shù)模型：

lnY=lnX1+lnX2+lnX3+lnX4+lnX5

其中，Y代表二氧化碳排放量，X1代表煤炭比重，X2代表人口數(shù)量，X3代表城市化程度，X4代表人均GDP，X5代表工業(yè)增加值比重。

2.二氧化碳排放量的測(cè)算

根據(jù)《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，能源消費(fèi)種類(lèi)分為煤炭、汽油、柴油、天然氣、煤油、燃料油、原油、電力和焦炭等九類(lèi)。能源的消費(fèi)必然會(huì)產(chǎn)生二氧化碳的排放，所以可以根據(jù)歷年能源消費(fèi)量來(lái)測(cè)算二氧化碳的排放量。公式如下：

Yt=∑（Eti*ηi）

其中，Yt為第t年的二氧化碳排放量，Eti為第t年第i種能源消費(fèi)量，ηi為第i種能源的碳排放系數(shù)。

查詢(xún)資料可知，各種能源的碳排放系數(shù)分別為：煤炭為0.7476t碳/t標(biāo)準(zhǔn)煤、汽油為0.5532t碳/t標(biāo)準(zhǔn)煤、柴油為0.5913t碳/t標(biāo)準(zhǔn)煤、天然氣為0.4779t碳/t標(biāo)準(zhǔn)煤、煤油為0.3416t碳/t標(biāo)準(zhǔn)煤、燃料油為0.6176t碳/t標(biāo)準(zhǔn)煤、原油為0.5854t碳/t標(biāo)準(zhǔn)煤、電力為2.2132t碳/t標(biāo)準(zhǔn)煤、焦炭為0.1228t碳/t標(biāo)準(zhǔn)煤。

由于測(cè)算碳排放需要轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)量，2008年《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》給出具體換算方法為：煤炭為0.7143kg標(biāo)煤/kg、焦炭為0.9714kg標(biāo)煤/kg、原油為1.4286kg標(biāo)煤/kg、燃料油為1.4286kg標(biāo)煤/kg、汽油味1.4714kg標(biāo)煤/kg、煤油為1.4714kg標(biāo)煤/kg、柴油為1.4571kg標(biāo)煤/kg、天然氣為13.300t標(biāo)煤/萬(wàn)立方米、電力為1.229t標(biāo)煤/萬(wàn)kWh。

3.數(shù)據(jù)搜集

通過(guò)參閱2001—2013年的中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒，可以搜集到五個(gè)解釋變量從2000—2012年的的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，部分?jǐn)?shù)據(jù)需要通過(guò)一些運(yùn)算才能得到。

（二）方程擬合與計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)檢驗(yàn)

1.方程擬合

應(yīng)用SAS軟件進(jìn)行方程擬合，擬合結(jié)果如下：

lnY=1.93482lnX1+19.60461lnX2-0.85549lnX3+0.17548lnX4-

0.21170lnX5-90.50714

F=200.99，R2=0.9931，R2=0.9881

由擬合結(jié)果可知，模型擬合是成功的，但是解釋變量都沒(méi)有通過(guò)t檢驗(yàn)，所以需要進(jìn)行進(jìn)一步提取，應(yīng)用逐步回歸法擬合方程可以消除多重共線性。選取R2最大的那個(gè)，方程如下：

lnY=2.07965lnX1+14.71320lnX2+0.17365lnX4-73.55598

F=428.43，R2=0.9930，R2=0.9907

由F與R2可知，再次擬合的方程擬合很成功，并且每個(gè)指標(biāo)都通過(guò)了t檢驗(yàn)。同時(shí)可知：二氧化碳排放量主要有煤炭比重、人口數(shù)量與人均GDP決定，而與城市化程度、工業(yè)增加值比重關(guān)系不大。

從實(shí)際意義上出發(fā)，在煤炭消費(fèi)中，工業(yè)消費(fèi)占主要部分，工業(yè)增加也就意味中煤炭比重上升，所以煤炭比重上升中包括工業(yè)增加值比重;同時(shí)，人均GDP上升的直接結(jié)果就是國(guó)民追求更高層次的生活條件、設(shè)備等等，最直接的就是城市移民，造成城市化程度的上升。

2.異方差性檢驗(yàn)

本文采用懷特檢驗(yàn)，SAS運(yùn)行結(jié)果如下：

lnY=-0.33283lnX1+0.17767lnX2-0.43005lnX4+0.00724（lnX4）2+

0.0779lnX1lnX4

F=0.59，R2=0.2953，R2=-0.2081

可知，因素都沒(méi)有通過(guò)t檢驗(yàn)，F(xiàn)值與R2值很小，所以，方程擬合不成立，方程不存在異方差。

3.序列相關(guān)性檢驗(yàn)

本文應(yīng)用拉格朗日乘數(shù)檢驗(yàn)，1階滯后殘差項(xiàng)的輔助回歸方程為：

lnY=-0.51026lnX1+10.47830lnX2-0.40298lnX4+0.47223et_1-44.0.388

F=1.74，R2=0.4990，R2=0.2128

由方程的擬合程度來(lái)看。F值與R2值很小，同時(shí)因素都沒(méi)有通過(guò)t檢驗(yàn)，所以方程擬合不成立，方程不存在序列相關(guān)性。

綜上，可知再次擬合的方程成立，并且二氧化碳排放量主要二氧化碳排放量主要有煤炭比重、人口數(shù)量與人均GDP決定。其中，人口數(shù)量影響程度最大，煤炭比重次之，人均GDP最小。

二、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析

1.直觀分析

煤炭比重、人口數(shù)量與人均GDP具體數(shù)據(jù)可以由表1可知。選取最近三年的數(shù)據(jù)作為因素的水平，用正交表處理，應(yīng)用正交設(shè)計(jì)助手，直觀分析結(jié)果如下：

可知，因素X2的極差最大，因素X1的極差次之，因素X4的極差最小，所以影響程度X2最大，X4最小，這個(gè)結(jié)果與SAS運(yùn)行的結(jié)果分析一致，也佐證了SAS運(yùn)行的正確性。最優(yōu)組合為：X1的三水平，X2的一水平，X4的一水平。

2.方差分析

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)助手方差分析結(jié)果如下：

可知，三個(gè)因素X1、X2與X4的F值都大于臨界值，所以對(duì)作為因變量的二氧化碳排放量都有較為明顯的影響。由F比可知，455.514最大，51.783最小，所以，因素X2的影響最大，因素X1次之，因素X4的影響最小，這個(gè)結(jié)果與上面直觀分析的結(jié)果、SAS運(yùn)行結(jié)果都一致，將相關(guān)數(shù)值帶入擬合的方程，可以得到最優(yōu)組合對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為負(fù)值，并且通過(guò)了指標(biāo)的預(yù)估計(jì)，所以最優(yōu)組合為X13X21X41。

本部分主要是對(duì)數(shù)據(jù)的處理過(guò)程，分別用SAS軟件和正交設(shè)計(jì)助手軟件進(jìn)行擬合和相關(guān)檢驗(yàn)，最終確定最優(yōu)方程，繼而確定最優(yōu)組合。

結(jié)論

論文主要分三步：（1）確定因變量和解釋變量，測(cè)算因變量的值，搜集解釋變量的數(shù)值，建立模型，為分析做準(zhǔn)備。（2）應(yīng)用SAS軟件，先擬合方程，再利用計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)檢驗(yàn)確定最終方程。（3）應(yīng)用正交設(shè)計(jì)助手軟件，進(jìn)行直觀分析和方差分析，找出解釋變量對(duì)因變量的影響程度的大小，最終確定最優(yōu)組合。

從本論文的結(jié)果看，二氧化碳排放量主要二氧化碳排放量主要有煤炭比重、人口數(shù)量與人均GDP決定。并且煤炭比重保持2012年的數(shù)值，人口數(shù)量保持2010年的數(shù)值，人均GDP保持2010年的數(shù)值，可以使二氧化碳排放量保持最低。

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[責(zé)任編輯 " 陳 鶴]