王曉英

(鄭州大學(xué)商學(xué)院，河南 鄭州 450001)

0 引言與文獻(xiàn)綜述

經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。 隨著能源的大量使用，許多國家尤其是發(fā)展中國家和一些新興的工業(yè)化國家大大增加了以二氧化碳為代表的溫室氣體排放。 碳排放問題一直以來都是世界所關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng)域，出于國際上節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展需要，我國也在積極承擔(dān)環(huán)境保護(hù)的責(zé)任與義務(wù)。 我國已提出在2030 年之前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，完成碳排放與經(jīng)濟(jì)增長的徹底脫鉤。 河南省作為中部地區(qū)的人口大省以及能源大省，在節(jié)能減排方面承接著國家戰(zhàn)略規(guī)劃目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的嚴(yán)峻任務(wù)。 該背景下，本文圍繞河南省碳排放與經(jīng)濟(jì)增長進(jìn)行了一系列的實(shí)證分析，以期提供相關(guān)參考。

對碳排放與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系研究主要分為定性分析和定量分析，定性分析中最為流行的是環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)的相關(guān)研究。 美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家Grossman 和Kruecer[1]最早提出關(guān)于環(huán)境污染與人均收入的理論，后來經(jīng)過Panayoyou[2]的發(fā)展，借用了庫茲涅茨的倒“U”型曲線，形成了環(huán)境庫茲涅茨曲線。 該曲線揭示了環(huán)境污染與GDP 之間的動態(tài)關(guān)系，認(rèn)為碳排放會隨著經(jīng)濟(jì)增長呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，即倒“U”型走勢。 國內(nèi)學(xué)者也對兩者的關(guān)系進(jìn)行了大量研究:一些學(xué)者討論了全國碳排放與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系[3-4]；還有研究者從區(qū)域異質(zhì)性的視角來討論EKC 曲線[5]；此外，也有許多省域?qū)用娴难芯縖6-7]。 定量分析的研究主要是指運(yùn)用對脫鉤理論動態(tài)地分析兩者之間的關(guān)系，在環(huán)境領(lǐng)域，“脫鉤”被用來形容經(jīng)濟(jì)增長與資源消耗或環(huán)境污染耦合關(guān)系的破裂。 Tapio[8]在研究歐洲交通運(yùn)輸、溫室氣體排放與經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤關(guān)系時首次提出了以彈性分析為特點(diǎn)的Tapio 模型，得到了廣泛的應(yīng)用。

1 河南省2001—2020 碳排放概況

本文采用IPCC(政府間氣候變化專門委員會)在《2006 年國家溫室氣體排放清單指南》中所推薦的碳排放估算方法進(jìn)行測算，具體測算公式為:

其中CE 表示總碳排放量(萬噸碳)；Ei表示能源i的消費(fèi)量(萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤)；Ci表示能源i對應(yīng)的碳排放系數(shù)(萬噸碳/萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤)。 本文選取煤炭、石油、天然氣和電力四種化石能源為代表進(jìn)行測算，能源碳排放系數(shù)使用IPCC 公布的系數(shù)。 以2001—2020 年為區(qū)間，得到四種化石能源每年的能源消耗量，計(jì)算得到碳排放總量(見表1)，數(shù)據(jù)來源于《河南省統(tǒng)計(jì)年鑒2021》。

表1 2001—2020 河南省碳排放總量

2 河南省碳排放與經(jīng)濟(jì)增長的EKC 分析

2.1 模型構(gòu)建與變量說明

EKC 主要呈現(xiàn)出倒“U”型，但是根據(jù)各地情況不同，也會出現(xiàn)線性關(guān)系、“N”型、倒“N”型等形式，模型設(shè)定如下:

式中CE 和GDP 分別代表碳排放量和地區(qū)生產(chǎn)總值；時間區(qū)間為2001—2020(t＝2001，2002，…，2020)；β0為截距項(xiàng)，β1、β2、β3為待估參數(shù)；β1、β2、β3的值與正負(fù)反映出碳排放與經(jīng)濟(jì)增長的不同相關(guān)關(guān)系與曲線形式；εt表示隨機(jī)擾動項(xiàng)。

2.2 實(shí)證分析——碳排放與經(jīng)濟(jì)增長的EKC模型

2.2.1 單位根檢驗(yàn)

為了避免時間序列數(shù)據(jù)出現(xiàn)偽回歸的現(xiàn)象，首先對兩個變量進(jìn)行單位根檢驗(yàn)。 檢驗(yàn)前對兩個變量取對數(shù)處理以消除異方差等問題，記為lnCE 和lnGDP，對其進(jìn)行ADF 檢驗(yàn)，滯后階數(shù)根據(jù)SIC 準(zhǔn)則確定。 檢驗(yàn)結(jié)果見表2。 可以看出，原始序列l(wèi)nCE 和lnGDP 以及一階差分后的序列ΔlnCE 和ΔlnGDP 均為不平穩(wěn)序列；而經(jīng)過二階差分后的序列Δ2lnCE和Δ2lnGDP 為平穩(wěn)性變量。 由此序列l(wèi)nCE 和lnGDP 均為二階單整I(2)序列，滿足后續(xù)協(xié)整分析的條件。

表2 單位根檢驗(yàn)結(jié)果

2.2.2 協(xié)整檢驗(yàn)

lnCE 和lnGDP 的單整階數(shù)相同，滿足協(xié)整分析的前提，為了分析兩者之間的長期均衡關(guān)系，進(jìn)行協(xié)整檢驗(yàn)。 本文運(yùn)用E-G 兩步法，首先對上述兩個變量進(jìn)行最小二乘回歸(OLS)估計(jì)，然后生成殘差序列，對該殘差序列進(jìn)行單位根檢驗(yàn)，結(jié)果如表3 所示。 查MacKinnon 專用臨界值表可以得到C(0.05)＝-3.546 6小于-2.138 078，拒絕原假設(shè)，殘差序列平穩(wěn)，因此碳排放和GDP 之間存在長期穩(wěn)定的均衡關(guān)系。

表3 殘差序列的ADF 檢驗(yàn)

2.2.3 格蘭杰因果檢驗(yàn)

接下來，為了探究碳排放量與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系，在通過單位根檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上對兩者的對數(shù)序列做格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)，結(jié)果見表4。 可以看出，河南省的經(jīng)濟(jì)增長是碳排放的格蘭杰原因；而河南省的碳排放不是經(jīng)濟(jì)增長的格蘭杰原因，碳排放與經(jīng)濟(jì)增長之間存在單向的格蘭杰因果關(guān)系。

表4 格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)結(jié)果

2.2.4 EKC 模型分析

根據(jù)以上的檢驗(yàn)結(jié)果可以知道lnCE 和lnGDP均為二階單整序列，協(xié)整檢驗(yàn)證明兩者之間存在長期穩(wěn)定的均衡關(guān)系，并且lnGDP 是lnCE 的單向格蘭杰原因，滿足EKC 模型的條件。 為了進(jìn)一步判斷數(shù)量關(guān)系和具體趨勢，本文運(yùn)用最小二乘法進(jìn)行回歸分析，分別建立兩個變量之間的線性、二次型和三次型回歸方程，結(jié)果如表5 所示。 從回歸結(jié)果可以看出，三個方程的p值均小于顯著性水平5%，模型顯著，但是三次模型調(diào)整后的可決系數(shù)為0.99，大于線性模型和二次模型，說明三次模型的擬合效果最好，因此選取三次模型作為河南省碳排放和經(jīng)濟(jì)增長的分析模型，最終回歸方程如下:

表5 EKC 模型估計(jì)結(jié)果

其中β1＞0、β2＜0、β3＞0，說明河南省的碳排放與經(jīng)濟(jì)增長之間呈現(xiàn)“N”型曲線。

3 河南省碳排放與經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤分析

3.1 脫鉤彈性指數(shù)構(gòu)建及說明

本文采用彭佳雯等[9]的做法，建立三個脫鉤彈性指數(shù)，分別為碳排放與GDP 的脫鉤彈性指數(shù)e(CE，GDP)、能源消費(fèi)與GDP 的脫鉤彈性指數(shù)e(EC，GDP)和碳排放與能源消費(fèi)的脫鉤彈性指數(shù)e(CE，EC)，各脫鉤彈性指數(shù)表達(dá)式如下:

其中，CE、GDP 表示碳排放和經(jīng)濟(jì)增長，EC 代表能源消費(fèi)。 用碳排放對經(jīng)濟(jì)增長的彈性e(CE，GDP)來表示河南省環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤狀態(tài)；接著基于恒等式對該指數(shù)進(jìn)行因果鏈分解，將其分解為能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長的彈性e(EC，GDP)和碳排放與能源消費(fèi)的彈性e(CE，EC)。e(EC，GDP)能夠反映能源消費(fèi)在碳排放與經(jīng)濟(jì)增長之間起到的中介作用；e(CE，EC)可以視為減排脫鉤指標(biāo)。 Tapio 定義了八種脫鉤狀態(tài)，如表6 所示。

表6 Tapio 模型脫鉤狀態(tài)判斷標(biāo)準(zhǔn)

3.2 結(jié)果分析

經(jīng)計(jì)算得到的脫鉤指數(shù)結(jié)果如表7 所示，除了2001—2005 年為擴(kuò)張性連接狀態(tài)外，河南省經(jīng)濟(jì)增長與碳排放均呈現(xiàn)出弱脫鉤的狀態(tài)。 即2001—2005年，GDP 增長、碳排放增加，但是由于此時的經(jīng)濟(jì)增長較碳排放增加張力不足，所以脫鉤關(guān)系沒有建立，可以看作脫鉤與負(fù)脫鉤之間的過渡狀態(tài)。 進(jìn)入2005 年以后，一直到2020 年，中間三個階段，河南省碳排放與經(jīng)濟(jì)增長長時間都處于弱脫鉤的狀態(tài)，即總體上經(jīng)濟(jì)增長的同時碳排放也在增加，但是碳排放增加的速度要小于經(jīng)濟(jì)增長的速度。 其中，2005—2010 年的脫鉤最為顯著，碳排放的GDP 彈性達(dá)到了0.343，這可能與我國“十一五”時期提出強(qiáng)制性節(jié)能減排指標(biāo)有關(guān)，2010 年之后，GDP 增速持續(xù)放緩，同時在省政府對節(jié)能減排的一系列文件發(fā)放與工作部署之下，碳排放與能源消費(fèi)的增長率也大幅度下降，到最近的五年期僅為0.6%和1.8%，可以看到河南省的低碳化舉措的實(shí)行具有明顯的成效。

表7 河南省碳排放、能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長的相關(guān)脫鉤分析結(jié)果

4 結(jié)論

本文運(yùn)用IPCC 測算法對河南省2001—2020 年河南省工業(yè)碳排放進(jìn)行了測算，運(yùn)用環(huán)境庫茲涅茨(EKC)模型和Tapio 脫鉤模型對河南省碳排放與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系進(jìn)行了定性和定量的分析，研究結(jié)論如下:

第一，運(yùn)用EKC 模型對河南省碳排放與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系進(jìn)行定性的實(shí)證分析，發(fā)現(xiàn)兩者之間存在長期穩(wěn)定的均衡關(guān)系，并且有著單向的格蘭杰因果關(guān)系以及兩者之間呈現(xiàn)出“N”型關(guān)系。

第二，運(yùn)用Tapio 脫鉤模型對河南省碳排放與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系進(jìn)行定量的測度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)河南省碳排放與經(jīng)濟(jì)增長在2000—2005 年處于擴(kuò)張聯(lián)結(jié)狀態(tài)，而2005—2020 年整體上處于弱脫鉤的狀態(tài)。

對此，本文提出以下建議:

第一，繼續(xù)優(yōu)化調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，推動能源結(jié)構(gòu)多元化、清潔化發(fā)展，改變“高碳化”的特征，推進(jìn)電氣能源的普及使用。

第二，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，保持“三二一”產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型方向，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化和高級化，同時促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)與高質(zhì)量經(jīng)濟(jì)。

第三，立足實(shí)際情況，在不同的階段予以合適的政策，支持低碳體系、綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。