徐國泉，欒　昊

(蘇州科技大學 商學院，江蘇 蘇州，215009)

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江蘇能越過碳排放庫茲涅茨曲線拐點嗎?
——基于江蘇碳排放的二階段因素分解模型分析

徐國泉，欒昊

(蘇州科技大學 商學院，江蘇 蘇州，215009)

摘要：對江蘇省能源消耗的碳排放進行了估算，分析了人均碳排放與人均GDP的關系，并對江蘇省碳排放進行了二階段因素分解分析。結果發(fā)現(xiàn)，江蘇碳排放庫茲涅茨曲線存在拐點，經(jīng)濟發(fā)展是帶動江蘇省人均碳排放增長的主要因素，而能源效率對抑制江蘇人均碳排放增長起到了關鍵的作用，能源結構、產(chǎn)業(yè)結構的貢獻份額都呈現(xiàn)“倒U型”曲線。江蘇能否順利越過該拐點，則取決于包括加大轉型升級力度等一攬子政策的實施。

關鍵詞：碳排放；庫茲涅茨曲線；產(chǎn)業(yè)結構

中國政府宣布到2020年單位GDP碳排放強度比2005年下降40%～45%，如何控制和減少碳排放的問題已成為國內外討論的熱點問題。江蘇省作為中國經(jīng)濟發(fā)達的省份，其溫室氣體排放的控制狀況受到極大的關注。為此，本文將首先基于環(huán)境庫茲涅茨曲線假說，分析江蘇省碳排放與經(jīng)濟發(fā)展之間的關系，然后采用二階段對數(shù)平均迪氏分解法(LMDI)對江蘇碳排放的影響因素進行分析，以論證江蘇到達并越過碳排放倒U型曲線拐點的時間和可能性。

1文獻綜述

1.1碳排放庫茲涅茨曲線

許多學者對碳排放與經(jīng)濟增長之間的關系做了探討，其中最為典型的研究是關于碳排放的庫茲涅茨曲線(CKC)假說及拐點的估計。在二氧化碳庫茲涅茨曲線方面，國外學者主要研究不同發(fā)展程度國家的特征，主要學者有Martinez-Zarzoso與Bengochea-Morancho[1]、Abdul Jalil與Syed F.Mahmud[2]、 Aaron Kearsley與Mary Riddel(2010)[3]等，也有學者對庫茲涅茨曲線假說提出了質疑，如Galeotti、Lanza與Pauli[4]。

同國外的研究相比，中國學者關于碳排放庫茲涅茨曲線的實證研究起步較晚，2009年以后相關研究才開始逐漸涌現(xiàn)。該方面的研究主要集中在采用不同的模型方法對中國不同區(qū)域二氧化碳庫茲涅茨曲線假說進行驗證與特征分析，如林伯強等利用庫茲涅茨曲線，研究了中國二氧化碳排放的拐點，并進行了預測[5]；許廣月等驗證了碳排放庫茲涅茨曲線的存在性，結果表明，東部、中部存在碳排放庫茲涅茨曲線，而西部不存在碳排放庫茲涅茨曲線[6]，張為付等得到類似結論[7]；孫作人等的研究結果表明，城市化率、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)與非煤能源比重對二氧化碳排放的彈性系數(shù)分別成線性、倒N型、N型與U型關系[8]；劉華軍等則研究認為中國的人均排放量與人均收入之間存在倒N型關系[9]；鄭麗琳等的研究結果顯示，中國碳排放與經(jīng)濟增長間存在長期穩(wěn)定的倒U型關系[10]。

由此可見，國內外學者對碳排放庫茲涅茨曲線進行了有益的嘗試，但是得出的結論不盡相同，這主要是由于采用了不同的方法與不同的研究角度。

1.2碳排放因素分解法

在國際上，學者廣泛應用對數(shù)平均迪氏指數(shù)分解方法對CO2排放量的時序變化分解為規(guī)模、結構、強度等多種因素的驅動變化，如Ang等[11]、Zhang F Q等[12]。而在國內，徐國泉等首次將因素分解法應用到中國碳排放的影響因素分析[13]，此后，涌現(xiàn)大量相關的研究文獻，因素分解法也成為國內學者[14-21]分析碳排放因素的主流方法，該方法能夠將產(chǎn)業(yè)結構、技術進步、能源結構變化等因素對能源效率和碳排放的影響程度進行分解分析。

從目前的文獻來看，由于因素分解模型本身的限制，在對碳排放的因素分解中，僅能單獨分解出能源結構或者產(chǎn)業(yè)結構因素，而不能同時分解出能源結構、產(chǎn)業(yè)結構。為了克服因素分解模型的限制，本文采取二階段因素分解法，從而能夠同時分解出能源結構和產(chǎn)業(yè)結構對碳排放的影響，這在模型方法具有一定的創(chuàng)新性。

2數(shù)據(jù)收集、估算與整理

對江蘇省總的碳排放量采用徐國泉等[13]提出的公式進行估算：

(1)

式中：Ei為i類能源的消費量；Fi為i類能源的碳排放強度；這里Fi的取值如下表1。

表1　各類能源的碳排放系數(shù)

注：資料來源于文獻[22]。

考慮到可比性，江蘇省各產(chǎn)業(yè)增加值、GDP按2000年不變價進行縮減。各類型能源消費量由實物量按《中國能源統(tǒng)計年鑒2013》中的能源折算系數(shù)折合成標準煤(表2～表3)。

表2　江蘇省各類能源消費、GDP及碳排放估算

注：資料來源于江蘇省歷年各類型能源消費量(萬噸標準煤)、GDP(2000年不變價，億元)等數(shù)據(jù)引自《江蘇統(tǒng)計年鑒》。

表3　江蘇省各產(chǎn)業(yè)增加值與能源消費量

注：數(shù)據(jù)來源于《江蘇統(tǒng)計年鑒》。

3江蘇省碳排放庫茲涅茨曲線

借鑒國內外學者有關環(huán)境庫茲涅茨曲線的實證研究模型，碳排放庫茲涅茨曲線反映人均碳排放與人均GDP的關系。以A表示人均碳排放，以R表示人均GDP，建立碳排放庫茲涅茨曲線的二次方程模型為：

A=α+β1R+β2R2

(2)

式中：α為截距項；β1、β2分別為R2和R的估計系數(shù)。

首先考慮江蘇碳排放是否存在拐點。當碳排放庫茲涅茨曲線呈“倒U”型曲線時，表明碳排放庫茲涅茨曲線存在拐點，表現(xiàn)在二次方程模型中，一次項系數(shù)β1為正，二次項系數(shù)β2為負。在此基礎上，則可以測算碳排放庫茲涅茨曲線的拐點路徑。

通過擬合，模型結果為：

A=-0.2279+0.8244R-0.0756R2(-2.185)(11.004) (-6.383)

擬合優(yōu)度檢驗：R-squared=0.9887，F(xiàn)-statistic =395.4286，擬合效果好。

根據(jù)公式(3)的結果可以看出，一次項系數(shù)為正，二次項系數(shù)為負，說明江蘇碳排放庫茲涅茨曲線具有“倒U”型特征，存在拐點，符合環(huán)境庫茲涅茨曲線假說。計算碳排放庫茲涅茨曲線拐點ε：

圖1　江蘇省碳排放庫茲涅茨曲線

ε計算結果和圖 1 表明：以2000年不變價格計算，當江蘇省人均GDP小于5.451 1萬元時，江蘇人均碳排放隨著人均GDP的增長而增加；人均GDP大于5.451 1萬元時，人均碳排放隨著人均GDP的增長而降低；在5.451 1萬元處達到人均碳排放的最大值，是江蘇省碳排放的理論拐點。2014年，按2000年不變價格核算，江蘇省人均 GDP為5.423 4萬元，已經(jīng)基本達到了江蘇省碳排放的理論拐點。

“十三五”是江蘇省經(jīng)濟轉型升級的關鍵期，能否成功越過碳排放庫茲涅茨曲線拐點，還需要從能源結構、產(chǎn)業(yè)結構、技術進步等角度對江蘇庫茲涅茨曲線的影響進行分析。

4江蘇人均碳排放的影響因素分析

4.1碳排放的二階段因素分解模型

這里采用徐國泉[13]提出的碳排放量的基本等式：

(3)

公式(3)可以寫為：

(4)

式中：人均碳排放量A的變化來自于SEi的變化(能源結構)、Fi的變化(能源排放強度)、Ij的變化(能源效率)、SYj(產(chǎn)業(yè)結構)以及R的變化(經(jīng)濟發(fā)展)。

第t期相對于基期的人均碳排放量的變化可以表示為：

ΔA=At-Ao=ΔASE+ΔAF+ΔAI+ΔASY+ΔAR+ΔArsd

(5)

式中：ΔASE為能源結構因素；ΔAF為能源排放強度因素；ΔAI為能源效率因素；ΔASY為產(chǎn)業(yè)結構因素；ΔAR為經(jīng)濟發(fā)展因素；ΔArsd為分解余量。

由于公式(4)存在雙重結構因素(即能源結構、產(chǎn)業(yè)結構)，直接采用因素分解法，無法同時將這兩重結構因素分解出來。由此，本文將公式(4)分成以下兩個階段分解模型：

(6)

(7)

采用Ang 等人[11]在1998年提出的對數(shù)平均權重Divisia分解法(LMD)分別對公式(6)、(7)進行二階段因素分解。

第一階段，對公式(6)分解得到：

第二階段，對公式(3)分解得到：

本文將以上分解方法稱之為“二階段因素分解法”。

4.2因素分析

本文中，F(xiàn)i是固定的，即影響江蘇人均碳排放的因素主要為能源結構變化、能源效率變化、產(chǎn)業(yè)結構變化以及經(jīng)濟發(fā)展變化。因此，ΔAF=0，其他4個因素的影響效果計算結果見表4。

表4　2003—2012年江蘇省人均碳排放的二階段因素分解結果

注：表4計算結果是以2000年為基期的二階段因素分解結果。

從圖2可以看出，江蘇省人均碳排放量總體在不斷增加，而帶動江蘇省人均碳排放增長的主要因素是江蘇省經(jīng)濟的快速發(fā)展。圖2顯示，經(jīng)濟發(fā)展對江蘇省人均碳排放的貢獻值是在不斷增大的。

我們也注意到，2003—2005年江蘇省人均碳排放增長幅度有所增大，但從2006年起，江蘇省人均碳排放增長幅度在不斷收小，特別是2012年人均碳排放的增長幅度僅為0.064 t。從圖2的因素分解結果分析，能源效率對抑制江蘇人均碳排放增長起到了關鍵的作用，這應該是由于江蘇省產(chǎn)業(yè)的升級改造，技術水平大幅提高，能源效率得到提高，從而抑制了碳排放的增長速度。

進一步分析其他因素的影響效果，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結構的貢獻份額呈現(xiàn)倒U型，即在2003—2006年產(chǎn)業(yè)結構對人均碳排放起拉動作用，而2007年以后，產(chǎn)業(yè)結構開始抑制人均碳排放的增長，特別是2012年起貢獻值已轉為負，說明了產(chǎn)業(yè)結構的貢獻值已優(yōu)于2000年。這也反映了江蘇產(chǎn)業(yè)結構升級改造取得了初步成果。倒U型曲線同樣出現(xiàn)在了能源結構上，2005年以前，能源結構沒有帶動人均碳排放的下降，2006年以后抑制人均碳排放的作用逐步顯現(xiàn)，但抑制作用的貢獻值很小，這說明，江蘇省以煤為主的能源結構仍未發(fā)生根本性的改變。

圖2　2003—2012年江蘇省人均碳排放的二階段因素分解結果

5結論及對策

對江蘇省能源消耗的碳排放進行了估算，分析了人均碳排放與人均GDP的關系，并對江蘇省碳排放進行了二階段因素分解分析，可以得到以下結論：

(1)江蘇碳排放庫茲涅茨曲線存在拐點，具有“倒U”型特征，符合環(huán)境庫茲涅茨曲線假說。江蘇省碳排放的理論拐點人均GDP為5.451 1萬元。2014年，按2000年不變價格核算，江蘇省人均 GDP為5.423 4萬元，已經(jīng)基本達到了江蘇省碳排放的理論拐點。

(2)江蘇省人均碳排放量總體在不斷增加，而帶動江蘇省人均碳排放增長的主要因素是江蘇省經(jīng)濟的快速發(fā)展。經(jīng)濟發(fā)展對江蘇省人均碳排放的貢獻值是在不斷增大的。

(3)江蘇省人均碳排放增長幅度在不斷收小，能源效率對抑制江蘇人均碳排放增長起到了關鍵的作用。

(4)產(chǎn)業(yè)結構的貢獻份額呈現(xiàn)“倒U型”曲線，即在2003—2006年產(chǎn)業(yè)結構對人均碳排放起拉動作用，而2007年以后，產(chǎn)業(yè)結構開始抑制人均碳排放的增長。這也反映了江蘇產(chǎn)業(yè)結構升級改造取得了初步成果。

(5)能源結構的貢獻也呈現(xiàn)“倒U型”曲線，2005年以前，能源結構沒有帶動人均碳排放的下降，2006年以后抑制人均碳排放的作用逐步顯現(xiàn)，但抑制作用的貢獻值很小，這說明，江蘇省以煤為主的能源結構仍未發(fā)生根本性的改變。

由此可見，江蘇省碳排放庫茲涅茨曲線是存在，且已到達理論拐點，但能否順利越過該拐點，取決于后續(xù)一攬子政策的效果，為此提出以下對策建議：

(1)技術進步依然是提高能源效率的有效途徑。進一步加大轉型升級力度，加大能源技術研發(fā)投入，推廣新型的節(jié)能技術，提升產(chǎn)業(yè)技術水平，淘汰高耗能的陳舊設備，提高能源效率。同時要重視省內技術溢出效應，加強地區(qū)間的技術轉移合作，推進蘇南先進技術向蘇中、蘇北擴散，促進蘇中、蘇北能源效率的提升，充分發(fā)揮能源效率因素的抑制作用。

(2)進一步發(fā)揮結構因素在節(jié)能減排中的作用。繼續(xù)調整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結構輕型化，大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，加快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結構升級轉移，進一步發(fā)揮產(chǎn)業(yè)結構的抑制作用。加強能源價格的市場化，充分利用價格手段調節(jié)能源與其他要素的替代效應，促使其他要素替代能源的投入。同時通過財政補貼等方式，積極降低煤炭在能源中所占比重，大力發(fā)展清潔能源，鼓勵企業(yè)采用清潔能源，改善能源結構。

(3)制定能源及環(huán)境保護政策時，要根據(jù)江蘇省蘇南、蘇中、蘇北地區(qū)間經(jīng)濟發(fā)展和能源消費的不平衡的實際情況，充分考慮各地區(qū)節(jié)能減排機制的演化路徑差異，合理采取相應的政策，推進區(qū)域間的有效合作，走可持續(xù)發(fā)展的能源節(jié)約型的低碳之路。比如，蘇中、蘇北地區(qū)在承接蘇南產(chǎn)業(yè)轉移時，要制定有效的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和能源政策；蘇南地區(qū)則要提升產(chǎn)業(yè)層次，發(fā)展高新技術產(chǎn)業(yè)、總部經(jīng)濟以及第三產(chǎn)業(yè)。

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Can Jiangsu Pass the Inflection Point of the Carbon Emissions Kuznets Curve?Based on the Analysis of Jiangsu’s Carbon Emissions on the Two-Stage Factor Decomposition Model

XU Guo-quan, LUAN Hao

(Business school of Suzhou University of Science and Technology,Suzhou 215009，China)

Abstract:This paper is to estimate the carbon emissions of energy consumption in Jiangsu,to analyze the relationship between per capita carbon emissions and per capita GDP,and to do the analysis of Jiangsu’s carbon emissions on two-stage factor decomposition model.We have obtained the following conclusions：firstly,Jiangsu carbon emissions Kuznets curve has a “inverted U” type;secondly,economic development is the main factor of per capita carbon emissions growth in Jiangsu province;thirdly,energy efficiency plays a key role in restraining per capita carbon emissions growth in Jiangsu;fourthly,the contribution share of energy structure and industrial structure is showing “inverted U” curve.Whether Jiangsu can successfully pass the inflection point or not,it depends on a package of policies including increasing the intensity of the transformation and upgrading.

Key words:carbon emissions；Kuznets curve；industrial structure

doi:10.3969/j.issn.1009-4210.2016.03.004

收稿日期：2016-03-31；改回日期：2016-04-24

基金項目：江蘇高校哲學社會科學研究資助項目(2015SJB560)

作者簡介：徐國泉(1979—)，男，副教授，博士，從事科技管理研究。

中圖分類號：F062(253)

文獻標志碼：A

文章編號：1009-4210-(2016)03-022-07