胡 杰,那廣宇，劉奭昕

(1．東北電力設(shè)計院有限公司，吉林 長春 130021；2．國網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽 110006)

美國和中國作為全球第一和第二大經(jīng)濟體，也是二氧化碳排放量最高的兩個國家。根據(jù)2021年兩國簽署的《中美應(yīng)對氣候危機聯(lián)合聲明》和《中美關(guān)于在21世紀(jì)20年代強化氣候行動的格拉斯哥聯(lián)合宣言》，兩國共同提出應(yīng)對氣候變化的相關(guān)行動與合作任務(wù)。

考慮到2020年新冠疫情影響，全球經(jīng)濟及碳排放數(shù)據(jù)具有特殊性，本文采用1990—2019年相關(guān)數(shù)據(jù)，對中美碳排放情況進(jìn)行對比分析，表明我國碳排放總量始終處于增長狀態(tài)，碳排放強度較高，碳排放尚未實現(xiàn)達(dá)峰，而美國近期碳排放量呈減少狀態(tài)，碳排放強度較低，并已實現(xiàn)碳達(dá)峰。通過散點圖分析中美碳排放與經(jīng)濟發(fā)展相互關(guān)系，證明中美兩國CO2排放量與人均國民收入(GNI)的關(guān)系均基本符合環(huán)境庫茲涅茨曲線，且在達(dá)峰前，兩國經(jīng)濟增長與CO2排放量基本保持正相關(guān)性；通過Eviews軟件對中美碳排放與電力能源消費占比的Granger因果關(guān)系檢驗分析，證明兩國電力能源消費占比是碳排放量的單向Granger原因。在此基礎(chǔ)上，為促進(jìn)中國盡早實現(xiàn)碳達(dá)峰提出有關(guān)電力消費方面的建議。

1 碳排放量分析

1.1 碳排放總量分析

2019年，中國碳排放總量約9876.5×106t，美國碳排放總量約為4744.5×106t[1]。1990—2019年，中國碳排放總量年均增速約為5.5%；而美國在2007年達(dá)到峰值后，碳排放總量呈現(xiàn)下降趨勢。2006年，中國碳排放總量超過美國，成為全球碳排放量最高的國家。1990—2019年中美碳排放量變化情況見圖1。

根據(jù)歷史碳排放量已達(dá)最高水平且在碳排放量達(dá)峰后5年左右時間內(nèi)，地區(qū)碳排放量減少10%以上等[2]評判標(biāo)準(zhǔn)，美國已實現(xiàn)碳達(dá)峰，而中國尚未實現(xiàn)碳達(dá)峰。

1.2 碳排放強度分析

2019年，中國碳排放強度約為1.56 kg/美元(GDP為2000年可比值，下同)，美國碳排放強度約為0.32 kg/美元[1,3-4]，中國約是美國的4.9倍。中國碳排放強度呈現(xiàn)波動性下降趨勢，美國碳排放強度下降趨勢較為平緩，從量值看，中國與美國碳排放強度差距較大，可下降潛力巨大。1990—2019年中美碳排放強度變化情況見圖2。

2 電力消費分析

2.1 電力消費總量

2019年，中國電力消費總量約為71 542.7 億kWh，美國電力消費總量約為41 867 億kWh[5]。1990—2019年，中國電力消費年均增速約為9.1%，近10年由于基數(shù)的增加，年均增速降至7.5%，但仍明顯高于3.1%的全球平均增速；而美國電力消費增速基本保持在1%左右，近10年的平均增速降至0.6%。2011年，中國電力消費總量超過美國，成為全球電力消費量最高的國家。1990—2019年中美電力消費總量變化情況見圖3。

2.2 電力能源消費占比

2019年，中國電力能源消費占比約為26.80%，美國電力能源消費占比約為20.73%[6]。1990—2019年，中國電力能源消費占比基本處于穩(wěn)定提高的狀態(tài)，而美國電力能源消費占比相對穩(wěn)定，近期基本保持在20%左右。1990—2019年中美電力能源消費占比變化情況見圖4。

3 經(jīng)濟增長與碳排放量關(guān)系分析

1991年，Grossman等對二氧化硫和煙2種污染物濃度與經(jīng)濟增長之間關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)，在國民收入水平較低的情況下，其濃度隨人均GDP的增長而增加，而在收入水平較高的情況下，其濃度隨人均GDP的增長而降低[7]。Panayotou在庫茲涅茨“倒U字形曲線”假說基礎(chǔ)上，首次將環(huán)境質(zhì)量與人均收入之間的關(guān)系稱為環(huán)境庫茲涅茨曲線[8-9](environment kuzents curve，EKC)。

本文利用散點圖對中美人均CO2排放量[1,10]與人均GNI數(shù)據(jù)[11]進(jìn)行分析，初步論證中美經(jīng)濟增長與碳排放量之間的關(guān)系。由于中國尚未實現(xiàn)碳達(dá)峰，國家經(jīng)濟增長與CO2排放量基本保持了正相關(guān)性，且擬合優(yōu)度R2很高，擬合程度較好。美國已經(jīng)實現(xiàn)碳達(dá)峰，達(dá)峰前國家經(jīng)濟增長與CO2排放量和中國情況相似，基本保持了正相關(guān)性，而達(dá)峰后，隨著人均GNI的增加，CO2排放量呈現(xiàn)減少的趨勢。中美兩國CO2排放量與人均GNI的關(guān)系均基本符合環(huán)境庫茲涅茨曲線。圖5和圖6分別為1990—2019年中美兩國人均CO2排放量與人均GNI的散點圖。

4 碳排放與電力消費Granger因果關(guān)系檢驗分析

本文通過協(xié)整理論和分析方法論證中美碳排放與電力消費的相互關(guān)系。為消除數(shù)據(jù)的異方差性，使模型更具實際意義，對1990—2019年中美碳排放量、電力消費量、電力能源消費占比3類數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)變換，分別用lnCO2、lnPC、lnPCP表示。

4.1 數(shù)列穩(wěn)定性分析

實施經(jīng)濟計量和預(yù)測的基本前提是樣本數(shù)據(jù)反映的統(tǒng)計特征具有代表性、可延續(xù)性，均值、方差、協(xié)方差等統(tǒng)計量的取值在未來仍能保持不變，稱這樣的樣本時間序列為平穩(wěn)序列。在經(jīng)濟系統(tǒng)中，非平穩(wěn)的時間序列通常均可通過差分變換的方法轉(zhuǎn)換成為平穩(wěn)序列。在應(yīng)用協(xié)整理論進(jìn)行分析前，需檢驗被分析序列變量是否平穩(wěn)[12]。本文應(yīng)用Eviews軟件，采用ADF檢驗方法驗證數(shù)據(jù)穩(wěn)定性，檢驗結(jié)果如表1所示。

表1 中美CO2、PC、PCP數(shù)據(jù)單位根檢驗結(jié)果

由表1檢驗結(jié)果表明，1990—2019年中國及美國的lnCO2序列不平穩(wěn)，但一階差分后能夠滿足相應(yīng)的平穩(wěn)性。中國的lnPC序列不平穩(wěn)，在一階差分后仍不能滿足相應(yīng)的平穩(wěn)性要求。因此，本文選取中美一階差分后均穩(wěn)定的dlnCO2和dlnPCP序列進(jìn)行Granger因果關(guān)系檢驗。

4.2 Granger因果關(guān)系檢驗

Granger因果關(guān)系檢驗主要用于分析經(jīng)濟變量之間的因果關(guān)系，從時間序列的意義上提出了因果關(guān)系的計量經(jīng)濟學(xué)定義，“欲判斷X是否引起Y，則考察Y的當(dāng)前值在多大程度上可以由Y的過去值解釋，然后考察加入X的滯后值是否能改善解釋程度，如果X的滯后值有助于改善對Y的解釋程度，則認(rèn)為X是Y的Granger原因”[13]。中美CO2和PCP的Granger因果關(guān)系的檢驗結(jié)果見表2。

表2 中美CO2和PCP的Granger因果關(guān)系的檢驗結(jié)果

檢驗結(jié)果表明，在滯后階數(shù)(本文為數(shù)據(jù)滯后年數(shù))分別為1、2、3時，認(rèn)為中國的dlnPCP不是dlnCO2的Granger原因的假設(shè)概率分別為0.1399、0.0397、0.0438，除滯后階數(shù)為1的情況外，均小于0.05，假設(shè)不能被接受；認(rèn)為美國的dlnPCP不是dlnCO2的Granger原因的假設(shè)概率分別為0.0364、0.0003、0.0006，均小于0.05，假設(shè)不能被接受。在滯后階數(shù)(本文為數(shù)據(jù)滯后年數(shù))分別為1、2、3時，認(rèn)為中國的dlnCO2不是dlnPCP的Granger原因的假設(shè)概率分別為0.1379、0.7465、0.1384，均大于0.05，假設(shè)可以被接受；認(rèn)為美國的dlnCO2不是dlnPCP的Granger原因的假設(shè)概率分別為0.0834、0.0180、0.0809，除滯后階數(shù)為2的情況外，均大于0.05，假設(shè)可以被接受。上述結(jié)果分析表明，在95%以上的置信水平下，中美兩國的dlnPCP是dlnCO2的Granger原因。因此，根據(jù)1990—2019年中美兩國碳排放量和電力能源消費占比數(shù)據(jù)分析，電力能源消費占比是碳排放量的單向Granger原因。

5 結(jié)論

a.1990—2019年，中國碳排放總量始終處于增長態(tài)勢，美國在2007年達(dá)到峰值后，碳排放總量呈現(xiàn)下降趨勢，目前美國已實現(xiàn)碳達(dá)峰，而中國尚未實現(xiàn)碳達(dá)峰；中國碳排放強度呈現(xiàn)波動性下降趨勢，美國碳排放強度下降趨勢較為平緩，中國與美國碳排放強度差距較大，可下降潛力巨大。

b.通過散點圖對中美人均CO2排放量與人均GNI數(shù)據(jù)的分析，初步證明中國經(jīng)濟增長與CO2排放量基本保持了正相關(guān)性，且擬合優(yōu)度R2很高，擬合程度較好；美國在碳達(dá)峰后，隨著人均GNI的增加，CO2排放量呈現(xiàn)減少的趨勢。中美兩國CO2排放量與人均GNI的關(guān)系均基本符合環(huán)境庫茲涅茨曲線。

c.中美碳排放量與電力能源消費占比存在長期穩(wěn)定的均衡關(guān)系，且電力能源消費占比是碳排放量的單向Granger原因。因此，提高能源消費電氣化程度可有效促進(jìn)碳排放量的下降。結(jié)合近期中國提出的建議以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，建議應(yīng)進(jìn)一步加大電力在能源消費終端的利用率，提高清潔能源在電力消費中的占比，促進(jìn)用能結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改善，盡早實現(xiàn)中國碳達(dá)峰。