張苗等

摘要：基于DDEPM模型對1984-2020年的中國碳排量和GDP進行預測，對預測值進行Johansen協(xié)整檢驗，然后展開碳排放量與GDP的脫鉤分析。結(jié)果表明，①2020年單位GDP碳排放量將比2005年降低61.49%，超過中國政府碳減排目標，中國將在2014年提前實現(xiàn)降低幅度為40%的碳減排目標；②1984-2010年，碳排放量與GDP關系整體處于弱脫鉤態(tài)勢，表明中國經(jīng)濟增長在一定程度上帶動了碳排放量的增長，但是經(jīng)濟增長速度大于碳排放量增長速度；③預測2010-2020年十年間中國弱脫鉤的狀態(tài)并沒有改變，表明碳減排目標的實現(xiàn)并未改變經(jīng)濟增長與碳排放的弱脫鉤狀態(tài)。最后根據(jù)研究結(jié)論，提出未來的研究方向。

關鍵詞：碳減排目標；DDEPM模型；協(xié)整檢驗；脫鉤分析

中圖分類號：F062.1；F124.5 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）18-4635-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.18.062

工業(yè)化時代以來，大量以煤、石油、天然氣為主的化石燃料燃燒產(chǎn)生的以二氧化碳為主的溫室氣體是全球氣候變化的最主要人為因素[1]。人類為保護惟一的家園，采取了不同的措施來防止全球氣候變化，國際上針對主要的世界經(jīng)濟體和主要的二氧化碳排放國家制訂了如《聯(lián)合國氣候變化框架公約》、《京都議定書》和《哥本哈根協(xié)議》等公約，中國作為發(fā)展中國家遵循“共同但有區(qū)別的責任”原則，同各國一起積極推進應對氣候變化。2009年11月，中國國務院宣布到2020年，在2005年基礎上將碳排放強度，即單位GDP二氧化碳排放量降低40%～45%[2]。那么中國能否順利實現(xiàn)碳減排的國際承諾？二氧化碳排放量和GDP存在什么關系，碳減排目標實現(xiàn)過程中兩者關系會怎樣發(fā)生變化？本研究試圖回答以上兩個問題。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 碳減排目標研究現(xiàn)狀

目前，關于碳減排目標方面的研究文獻不多，研究觀點大致分為兩派。一部分學者認為依據(jù)中國現(xiàn)有減排能力無法完成2020年碳減排目標。張傳國等[3]認為中國朝著“重型化”發(fā)展，煤炭在中國經(jīng)濟增長中的地位愈來愈重要，這將給中國的減排目標帶來挑戰(zhàn)，另外他還從能源結(jié)構優(yōu)化的角度對能源結(jié)構調(diào)整下的二氧化碳排放進行預算，認為在無約束條件下中國不可能實現(xiàn)碳減排目標，在能源規(guī)劃約束下2020年最多能實現(xiàn)40%的減排目標；孫根年等[4]通過碳減排環(huán)境學習曲線模型的計算，得出2020年中國各省區(qū)碳減排潛力為15%～58%，全國碳減排總效率為30.6%，這距離最低40%的減排目標還有9.4%的缺口。還有一部分學者認為通過轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式和調(diào)整能源結(jié)構可以實現(xiàn)碳減排承諾目標。如李忠民等[5]認為經(jīng)濟增長、基礎設施投資和工業(yè)化進一步發(fā)展是碳排放增加的主要動力，他通過對產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整的研究，認為要實現(xiàn)2020年碳減排目標，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式勢在必行；劉磊[6]則通過分析中國能源消耗和經(jīng)濟發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀，系統(tǒng)梳理了到目前為止中國所制定和實施的能源政策，并結(jié)合情景分析法進行預測，認為中國實現(xiàn)碳減排目標是樂觀的，但仍需要有針對性的政策導向。

1.2 中國經(jīng)濟增長與碳排放脫鉤分析研究現(xiàn)狀

目前相關研究主要是基于宏觀層面分析碳排放與經(jīng)濟增長之間的脫鉤關系。有些學者從國家角度展開分析，彭佳雯等[7]通過構建經(jīng)濟與能源碳排放脫鉤分析模型探討中國經(jīng)濟增長與能源碳排放的脫鉤關系及程度，分析了二者脫鉤發(fā)展的時間和空間演變趨勢。有些學者從省域角度進行研究，如劉竹等[8]以中國低碳試點省份為研究對象，探討了試點省份1995-2008年經(jīng)濟增長與碳排放變化的相關關系。本研究在上述研究現(xiàn)狀基礎上，綜合各種預測方法的優(yōu)點，采取DDEPM預測方法對2010-2020年中國碳排放和GDP進行預測，并與2005年數(shù)據(jù)進行比較，驗證碳減排目標的可達性，同時對2010-2020預測年間的碳減排與GDP進行脫鉤分析，從定量角度來預測中國未來經(jīng)濟增長與碳排放的脫鉤關系。

2 碳排放與GDP數(shù)值預測

2.1 基準數(shù)據(jù)來源說明

在工業(yè)國家，能源消費碳排放是最主要的碳排放類型，占二氧化碳排放的90%以上[8]。本研究以能源消費碳排放代替碳排放量，碳排放數(shù)據(jù)采用IPCC溫室氣體排放清單核算指南中的能源消費碳排放量數(shù)據(jù)，能源表觀消費量數(shù)據(jù)來自1986-2009年《中國能源統(tǒng)計年鑒》具體計算數(shù)值，GDP數(shù)值來自1981-2009年《中國統(tǒng)計年鑒》（表1）。

2.2 基于DDEPM的碳排放與GDP預測

離散二階差分方程預測模型（DDEPM）是基于時間序列的預測方法，能夠有效彌補目前預測方法的局限性。本研究采用趙息等[9]推導的DDEPM，借助Matlab軟件，基于1980-2009年的碳排放數(shù)據(jù)和GDP數(shù)據(jù)對2010-2020年的數(shù)值進行預測，各指標數(shù)據(jù)見表1，其預測值與實際值的曲線分別表示為圖1和圖2。

3 經(jīng)濟增長與碳排放脫鉤分析

3.1 脫鉤分析模型簡介

采用脫鉤理論深入分析碳排放量和GDP之間的相互關系，現(xiàn)行通用的脫鉤指標構建分為OECD模型和TAPIO模型，其中TAPIO模型相比OECD模型具有穩(wěn)定性、精確性和不受統(tǒng)計量綱變化的影響等優(yōu)點，故本研究采用TAPIO構建模型：

DI■=■ （1）

其中DI為脫鉤指數(shù)；EP為環(huán)境壓力變量；DF為經(jīng)濟驅(qū)動力變量；t0、t1為時間段的起止時刻。本研究中EP為碳排放量預測值，DF為GDP預測值。

TAPIO脫鉤模型本質(zhì)上是彈性分析，并根據(jù)彈性值的大小劃分為8種脫鉤狀態(tài)（表2）。

3.2 預測數(shù)據(jù)協(xié)整檢驗

本研究選取的碳排放量和GDP數(shù)據(jù)均為時間序列數(shù)據(jù)，當碳排放量和GDP關系不穩(wěn)定時，研究兩者的脫鉤關系是沒有意義的[10]。因此，在做脫鉤分析之前，先對兩者是否存在長期穩(wěn)定關系進行檢驗，本研究采用Johansen協(xié)整檢驗方法[11]。endprint

如果兩個變量都是單整變量，只有當他們的單整階相同才可能協(xié)整[12]。在進行協(xié)整檢驗之前，先對碳排放和GDP預測數(shù)據(jù)進行ADF單位根檢驗，結(jié)果表明，碳排放預測數(shù)據(jù)在二階差分后（1%水平）序列平穩(wěn)，GDP預測數(shù)據(jù)在二階差分后（1%水平）序列平穩(wěn)。據(jù)此認為碳排放和GDP預測數(shù)據(jù)都是二階單整，因此可以進行Johansen協(xié)整檢驗。本研究借助EViews6.0軟件對兩者進行協(xié)整檢驗，跡統(tǒng)計量的檢驗判定為：原假設None假設下的跡統(tǒng)計量值為34.046 04，大于臨界值25.872 11且概率P值為0.003 8，可以拒絕原假設，認為至少存在一個協(xié)整關系；下一個假設“At most 1”表示最多有一個協(xié)整關系，該假設下跡統(tǒng)計量值為4.873 425，小于臨界值12.517 89，可以接受原假設，認為最多有一個協(xié)整關系。

綜上，認為碳排放量預測數(shù)據(jù)和GDP預測數(shù)據(jù)之間存在長期穩(wěn)定關系，可以展開脫鉤分析。

3.3 脫鉤分析

以表1中的碳排放量和GDP預測數(shù)據(jù)（1984-2020）為基準數(shù)據(jù)，根據(jù)脫鉤分析模型得出脫鉤狀態(tài)表3。為了直觀地顯現(xiàn)表3，描繪了1984-2020年中國碳排放和GDP預測數(shù)據(jù)的關系趨勢圖（圖3）。為避免兩者量綱的影響，圖中的標準化值是指將碳排放量與GDP值分別進行標準化，標準化公式為：

x′t=（xi-xmin）/（xmax-xmin） （2）

其中，x′t表示指標標準值，xi表示指標原始值，xmin表示該項指標的最小值，xmax表示該項指標的最大值。

4 結(jié)果與分析

4.1 碳減排目標能否實現(xiàn)

應用DDEPM所預測的碳排放量數(shù)值，誤差率最大值為7.21%，最小值為0.56%，超過6%的誤差率僅有6次，可見其預測精準度很高[9]。根據(jù)表1中1984-2020年碳排放和GDP預測值計算2005、2010-2020年單位GDP碳排放的預測值，其中2005年單位GDP碳排放量采用預測值，具體見圖4，其中平行于x軸的橫線表示中國預期2020年最低實現(xiàn)碳減排目標。

通過圖4可以看出，在2014年中國可實現(xiàn)最低碳減排目標，即達到中國政府提出的比2005年碳排放量降低40%的目標，至2020年將實現(xiàn)降低60%以上的碳減排幅度。該結(jié)果不但提前實現(xiàn)了中國政府的國際減排政治意愿，還超過預期目標20個百分點，通過降低趨勢圖可以看出降低幅度呈上升發(fā)展趨勢。

4.2 碳排放量與GDP關系變化分析

通過表3看出，1984-2010年間，中國碳排放量與GDP脫鉤情況除去2001-2004年處于擴張負脫鉤，以及個別年間如1989-1990、1992-1993年處于強脫鉤狀態(tài)外，大部分年間處于弱脫鉤的整體態(tài)勢。強脫鉤是一種經(jīng)濟發(fā)展和碳排放的最理想狀態(tài)，此時碳排放量變化率下降，GDP變化率上升，表明經(jīng)濟水平在提高，碳排放量水平在下降，經(jīng)濟增長與碳排放實現(xiàn)脫鉤發(fā)展。按照環(huán)境庫茨涅茨曲線的倒“U”型理論，認為經(jīng)濟發(fā)展處于曲線的右半部分，經(jīng)濟增長的同時環(huán)境污染程度在下降，如針對1998-2000年中國碳排放量與GDP的強脫鉤狀態(tài)，有學者從宏觀經(jīng)濟發(fā)展角度解釋認為這是由1996年中國采取措施淘汰、關閉了一批技術落后、污染嚴重、效率低下的小企業(yè)以及1997年亞洲金融危機及其滯后效應所致[7]。擴張負脫鉤是指碳排放變化率、GDP變化率同時提高，但是碳排放量變化速度遠遠大于GDP變化速度，這是經(jīng)濟發(fā)展與碳排放的不理想狀態(tài)。本研究認為中國2001-2004年間處于擴張負脫鉤狀態(tài)，與彭佳雯等認為2000-2005年間中國經(jīng)濟增長與能源碳排放處于擴張負脫鉤狀態(tài)的研究結(jié)果基本一致。2000-2005年是中國宏觀經(jīng)濟周期運行的一個重要階段[13]，2001年中國加入WTO，進入了全方位開放的再工業(yè)化和迎接“世界工廠”階段，采取了增加投資擴大內(nèi)需的一系列宏觀經(jīng)濟政策，有力地帶動了中國工業(yè)的發(fā)展，GDP增長率增長相對較快，同時工業(yè)化的發(fā)展帶動能源消費，導致碳排放變化率提高，從而出現(xiàn)擴張負脫鉤現(xiàn)象。本研究2004-2005年出現(xiàn)的增長連結(jié)的狀態(tài)，是指碳排放變化率與GDP變化率保持同步上升狀態(tài)，同樣是一種不理想的狀態(tài)。弱脫鉤是中國目前的整體態(tài)勢，也稱相對脫鉤，是指碳排放變化率在上升，GDP變化率也在提高，但是GDP變化率大于碳排放變化率，相對于擴張性負脫鉤和增長連結(jié)是一種較好的狀態(tài)，但是仍未能實現(xiàn)經(jīng)濟增長與碳排放的脫鉤發(fā)展。

根據(jù)表3預測的2010-2020年間經(jīng)濟增長與碳排放的脫鉤關系，除去2015-2016年為增長連結(jié)，2019-2020年為擴張負脫鉤外，其余年間仍呈現(xiàn)弱脫鉤的整體態(tài)勢，研究結(jié)論從定量的角度驗證了彭佳雯等[7]的推斷：隨著工業(yè)化和城市化的加速發(fā)展，未來中國經(jīng)濟與能源碳排放弱脫鉤發(fā)展趨勢在一定時期內(nèi)仍將持續(xù)。可以認為，假如中國不采取新的能源政策，中國經(jīng)濟增長與碳排放的弱脫鉤狀態(tài)仍將持續(xù)，中國經(jīng)濟增長方式改變的環(huán)境效應最早能在2020年以后體現(xiàn)，甚至時間更長。

圖3也驗證了上述分析，1984-2020年GDP一直處于上升趨勢，碳排放量整體處于上升趨勢，但是上升速度不及GDP，偶爾有些年份出現(xiàn)下降現(xiàn)象，這是導致強脫鉤、擴張負脫鉤和增長連結(jié)會偶爾出現(xiàn)在弱脫鉤的整體態(tài)勢中的原因。

綜上分析可知，碳減排目標雖然能夠提前實現(xiàn)，但是未能改變中國經(jīng)濟增長與碳排放的弱脫鉤發(fā)展態(tài)勢。

5 結(jié)論與討論

5.1 結(jié)論

本研究基于DDEPM模型對碳排放和GDP數(shù)據(jù)進行預測，根據(jù)預測值判斷碳減排目標能否實現(xiàn)，并基于預測值展開脫鉤分析，從定量角度預測未來十年碳排放與GDP的脫鉤關系，得出以下研究結(jié)論。

1）2020年中國單位GDP碳排放量為0.012 3萬t/億元，2005年的單位GDP碳排放量為0.032 0萬t/億元，2020年單位GDP碳排放量將比2005年降低61.49%，超過中國政府降低40%～45%的碳減排目標。更精確地說，中國將在2014年提前實現(xiàn)降低幅度為40%的碳減排目標。endprint

2）1984-2010年，碳排放量與GDP關系可描述為整體處于弱脫鉤態(tài)勢，表明中國經(jīng)濟增長在一定程度上帶動了碳排放量的增長，但是經(jīng)濟增長速度大于碳排放量增長速度。預測2010-2020年十年間中國弱脫鉤的狀態(tài)并沒有改變，中國經(jīng)濟增長方式改變的環(huán)境效應最早能在2020年體現(xiàn)，甚至時間更久，碳減排目標的實現(xiàn)未能改變經(jīng)濟增長與碳排放的弱脫鉤狀態(tài)。

5.2 討論

1）目前相關研究主要是基于全國層面來回答中國碳減排目標的可達性。未來的研究應將碳減排目標在省域、地級市層面展開目標分解，進一步驗證中國碳減排目標的可達性，同時將碳減排任務落實到地方，同GDP增長一起納入政府考核體系。

2）有研究表明，中國一直以來的經(jīng)濟增長與能源消耗之間具有雙向的因果關系[14]，本研究結(jié)論認為中國的經(jīng)濟增長與碳排放一直處于未脫鉤發(fā)展狀態(tài)，甚至未來十年都是此種態(tài)勢。中國應該怎樣轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式和采用能源利用對策來盡早實現(xiàn)經(jīng)濟增長和碳排放的脫鉤發(fā)展也是值得進一步研究的問題。

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