我国碳排放量与能源消费和经济增长的动态关系分析

陈志芳　冯利英

[摘要] 本文利用1990-2010年的数据，基于宏观和动态的视角，采用向量自回归方法，建立我国碳排放量与能源消费和经济增长量比关系的实证模型。研究表明：我国碳排放量与经济增长和能源消费之间存在着一种长期均衡关系；经济增长对自身的冲击产生持续的正响应，能源消费和碳排放量对经济增长冲击产生的也是正响应；能源消费与碳排放量互为Granger因果关系，同时能源消费和碳排放量是经济增长的Granger原因。最后提出相关建议。

[关键词] 向量自回归（VAR）；脉冲响应函数；方差分解；Granger因果检验

[中图分类号] F064.1 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2013）07- 0047- 05

1 引 言

能源消费与环境问题是国际社会普遍关注的热点问题。目前由于过多地排放二氧化碳而导致的全球气候变暖问题已成为威胁人类生存和发展的关键因素之一。国际社会普遍认为减少温室气体特别是二氧化碳排放是解决该问题的最佳途径。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC，2007）第四次评估报告表明，在过去的100年（1906-2005年）间全球平均地表温度升高0.74℃；未来100年，全球地表温度可能升高1.6℃～6.4℃。IPCC第四次评估报告中指出，20世纪中期以来，全球平均气温的升高，至少在90%的可能性以上是由于人类活动排放的二氧化碳增多所致。[1]

控制温室气体的排放，防止全球气候变暖是全人类的责任，需要世界各个国家的共同参与和努力。在联合国的历次环境大会的推动下，缔约国先后共同制定并通过一系列重要文件，在缓解全球气候变化的过程中发挥了关键性的作用，尤其是《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》。中国属于《京都议定书》中的附件Ⅱ国家（即发展中国家），在2008-2012年间的第一承诺期内不承担减排义务，而主要工业发达国家要将温室气体排放量在1990年的基础上平均减少5.2%。《京都议定书》的正式生效给中国带来了数十亿美元的商业价值，加速了能源消费结构的转变，但同时也对中国环境保护提出了挑战。1978 年以来，我国经济保持持续高速增长，相应地与经济增长共同增加的是温室气体排放量的增加，特别是二氧化碳排放量的增加。到2011年，我国的人均碳排放量已达到欧洲水平。从全球的角度而言，碳排放量在2011年增长了3%，达到了历史的新纪录——340亿吨。我国也因碳排放总量而成为了2011年全球最大的污染国，全球29%的二氧化碳是我国排放的[2]。伴随着工业化和城市化进程的加快，未来温室气体的排放量仍会持续增加。但随着经济的发展，能源在经济活动中的作用日益明显。而能源的消费必然导致温室气体排放量的增加，以至于研究能源的消费、碳排放量之间的关系也成为研究的热点之一。因此，当前中国碳排放的相关问题成为众多学者研究的对象。控制温室气体的排放，研究我国碳排放量与能源消费和经济增长之间的量化关系不仅是实现可持续发展的需要，而且对于制定我国经济更好更快的发展策略具有重要意义。

本文立足于经济发展、能源消费和碳排放量之间相互关系的理论，基于宏观和动态的视角，运用VAR模型对我国经济发展、能源消费和碳排放量的短期和长期关系进行分析，并进行三者之间的Granger因果关系分析，是对“3E”系统理论实践运用的积极探索。

可持续发展理论最早是由美国世界观察研究所在20世纪70年代提出的。可持续理论的基本观点是既要满足当代人的需求，又不危及子孙后代的发展能力；既要保证适度的经济增长和结构优化，又要保持资源的永续利用和环境良好，从而做到环境与经济社会相协调，实现人口、社会、经济、资源、环境的可持续发展。

经济能源环境（3E）系统理论是在可持续理论的基础上发展起来的，是对可持续发展理论的具体化和操作化。人类对环境问题的认识是一个由浅入深的过程，最初把环境问题归结为道德原因，并用道德解释保护环境的必要性。随着研究的深入，人类构建了经济能源环境（3E）系统理论模型，多以国家为主体对一个国家或区域内的能源、经济、环境系统展开研究。考虑到实际研究需要，本文主要借鉴由宏观经济子模型、能源子模型和环境子模型构成的3Es-Model（Macroeconomic， Energy and Environments-Model）的思想，并将模型系统指标简化，即分别以能源消费量、国内生产总值GDP和碳排放量衡量能源、经济和环境，通过研究能源、经济和环境三者之间的关系，来预测能源消费量和碳排放量对经济发展趋势的影响。

2 样本选择与碳排放量的测算

“3E”理论是一个复杂的系统，为简单起见并结合实际需要，本文将用能源消费量ENE代表能源指标，碳排放量GAS代表环境质量指标，国内生产总值GDP代表经济增长指标。基于这一简化的“3E”系统，分析我国能源、环境和经济之间的关系。样本区间为1990-2010年，其中能源消费量ENE数据来源于《2012年中国统计年鉴》，单位为万吨标准煤；GDP是按照计算的实际GDP，单位为亿元人民币。由于经济发展过程中价格不断变化，以现价计算的单位碳排放量不能直接进行比较，所以需要采用不变价。计算方法：1990-2010年的GDP是按照1990年不变价计算的实际GDP，单位为亿元人民币。

本文采用的碳排放量是根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）2006年公布的碳排放量计算指南缺省值，并结合中国统计数据，采用以下方法计算得到：

式中，GAS为碳排放量，单位为104（万吨）；Ck为能源消费量，按标准煤计，单位为104t（万吨标准煤）；Ik为能源碳排放系数，单位为（万吨/万吨标准煤）；k为能源总类，取为4类。

我国主要能源消费的碳排放系数来源于IPCC碳排放计算指南缺省值，原始数据以J为单位，为与统计数据单位一致，已将能量单位转化为标准煤，具体转化系数为1×104t标准煤=2.93×105GJ，各种能源的碳排放系数见表1。采用《中国统计年鉴》1990-2010年的能源数据，计算碳排放量时考虑以下几个方面：①只计算终端能源消费产生的碳排放量；②不计加工转换过程、运输和输配损失能源的碳排放量[3]。

3 碳排放量与能源消费和经济增长的VAR模型

3.1 理论描述分析

本文选用向量自回归（Vector Auto-Regressive，VAR）模型来进行分析。相对于其他的计量模型而言，1980年Sim提出的VAR模型最大的优点就是采用多方程联立的形式，不以严格的经济理论为基础。在VAR模型的每一个方程中，内生变量对模型的全部内生变量的滞后项回归，从而估计全部内生变量的动态关系。对于一个含有N个变量滞后k期的VAR模型定义如下[4]：

在进行动态分析之前，先对三者的变化特征进行分析。首先将数据绘制成折线图，如图1所示。通过对数据的观察可以发现，三组数据均为非平稳序列。在经历了1990-2010年20余年的发展，我国的GDP、能源消费量和碳排放量均出现了大幅的增长。从图1中可以看出，我国GDP的增长明显高于能源消费量和碳排放量的增长，同时碳排放量的增长低于能源消费量的增长。利用对数变换不会对原有数据间的协整关系有很大影响，本文将对数据进行对数变换。转换后，GDP、能源消费量和碳排放量变量名依次是LNGDP、LNENE、LNGAS。数据分析在Eviews 6.0 软件中进行。