内外能源价差对中国碳排放影响的非对称效应

何凌云 程 怡 殷 勇

(1.中国矿业大学管理学院，江苏徐州221116;2.中国矿业大学环境科学与工程博士后流动站，江苏徐州221116)

内外能源价差对中国碳排放影响的非对称效应

何凌云1，2程 怡1殷 勇1

(1.中国矿业大学管理学院，江苏徐州221116;2.中国矿业大学环境科学与工程博士后流动站，江苏徐州221116)

新时期节能减排的中心问题围绕能源价格展开，内外能源价差对碳排放影响效应反映国内能源市场化变迁下价格扭曲对碳排放的作用。我国内外部能源价差一直为负，且具有非线性和阶段性特征。基于此，将内外能源价差与其他碳影响因素纳入直接、调节及状态空间模型中进行分阶段实证检验对比，结果表明:在1978－1993年小价差阶段，碳排放总量随着负向价格扭曲增加而有小幅减少;而在1994－2011年大价差阶段，负向价格扭曲碳拉动效用明显，因此国内外能源价差对我国碳排放总量的非对称效应显著。结合我国实际，认为:能源市场化改革应从煤炭向石油、电力、天然气逐步推进，尤其要加强能源企业体制改革，减少国家控股及行政干预，将政府补贴转向能源消费主体以实现市场化的稳定过渡。

能源价格;能源价差;碳排放;非对称效应

直接影响碳排放的因素均受市场配置功能影响，而能源价格是最基本有效的资源配置手段，因此有效地发挥间接减排政策，尤其是能源价格的作用提到了重要日程。从我国的实际情况看，内外部能源价差反映了开放经济条件下能源商品价格扭曲和价格机制变迁，因此研究其对能耗乃至碳排放的影响，对于有效推进能源价格市场化改革以及节能减排更具有现实意义。

1 内外能源价差与碳排放的关系

国内外学者［1－3］将CO2排放总量进行因素分解，发现技术和产业能源效率提高是抑制碳排放最重要的因素，能源消费结构和工业结构优化的节能减排效应明显，但受到一国要素禀赋和总体发展目标影响，作用小于能源效率。由于经济总量、产业结构、技术效率、能源强度及能源消费结构等因素均受到市场价格的调节，能源价格逐渐成为节能的中心问题［4］。现有相关文献集中研究了各层面能源价格与碳排放影响因素之间的关系［5－8］，总体来看，能源价格的上涨对经济增长及行业产出有一定的负面冲击［9］，且不同行业反应效力具有差异性，因而对产业及工业结构优化有引导作用。另一方面，从能源效率的角度出发，国内外研究大都肯定能源价格对能源效率的显著影响［10－17］，能源价格上升促进能源效率提高，从而对抑制碳排放产生重要作用，但也有学者认为能源价格对能源效率的影响存在非线性及动态性，不同类型能源价格变动对能源效率有差异性影响。考虑到更加复杂多变的能源市场环境，有学者开始对内外能源相对价格进行研究，魏一鸣［18］指出国家对能源价格的控制使内外部能源价格存在扭曲，能源消费与能源价格不挂钩。柴建、郭菊娥等［19］提出了“能源价格扭曲度”概念，认为能源比价关系的调整比单种能源价格的国际接轨更重要，我国能源商品价格扭曲提高了中国的能耗强度。杨继生［20］使用STR模型指出维持国内外能源价格相对调整的基本一致是提高能源配置和使用效率，减少污染排放的客观要求，因此内外部能源价差更能反映国内能源市场定价机制变迁下价格变动对碳排放的影响。

理论上讲，若内外部能源价差＞0，企业为保证生产和成本控制而转向能源进口，碳排放总量变动不明显;行政干预下的企业接受国内高能价，生产成本上升，产业收益及产出总量缩减，刺激企业技术创新，提高能源效率，多渠道影响碳排放。若内外部能源价差＜0，能源价格负向扭曲，各类产业增长成本尤其是高能耗高污染行业生产的环境成本被忽视，低生产成本导致能源过度消费，出现价格倒挂;企业消极节能，出现能源低效;国家垄断企业能源供给减少，出现局部“能荒”。内外部能源价差=0，国内外能源价格绝对一致，价格升降通过产业和技术路径影响碳排放总量。

目前我国行政干预和国有企业垄断能源定价，国内现行能源价格无法反映市场供求双方的真实意愿及能源使用成本，碳减排视角下价格资源配置功能难以发挥［21］，内外部能源价格扭曲成为我国能源领域面临的重大挑战［22］。本文旨在分析内外部能源价差对我国碳排放总量的影响，基于内外部能源价差的变动特征，将价差、碳排放总量与其他碳排放影响因素统一纳入实证分析中，研究不同阶段价格扭曲度对碳排放的影响效应，并寻求基于环境效益的内外部能源价差变动区间，以此细化市场和行政分工，为我国完善市场化能源定价机制提供补充和支持。

2 内外部能源价差变动特征

根据能源消费结构(煤炭、石油、天然气、电力消费占比)，按工业品出厂价格指数(1978年=100)折算，剔除通货膨胀影响，构建国内能源价格变动的综合指数;选择国际Brent原油FOB现货价格作为替代指标，按照当年汇率折算得到国外能源价格指数(1978年=100)，内外部能源价差反映内外部能源价格扭曲程度。

图1 内外部能源价差走势Fig.1 Tendency of external and internal energy price gap

图2 相关变量与我国CO2排放量变动趋势Fig.2 Tendency of industrial total，structure and efficiency，spread and carbon emissions

根据图1可以看到:

(1)1978－2011年内外部能源价差均为负值，内部政府指导能源价格一直低于外部市场化能价，我国长期的计划经济体制和明显的行政干预使国内能价无法充分反映我国现行工业化过程中能源资源的稀缺性，不同市场化程度下内部能源价格扭曲方向未变，但价格扭曲程度变化明显。

(2)整体来看内外能源价差呈扩大趋势，且在1994年负差突破500点后明显增加。1978－2011年间内部能源价格爬行式上升，而国外能价波动明显，内部能源价格涨幅明显低于国外，这说明市场化缓慢进程下的价格扭曲日益严重，内部能价仍缺乏弹性，这与我国政府主导能源定价，国家控股垄断能源企业，忽视国内能源稀缺性及能源市场供求有直接关系。

由于内外部能源价差不存在正负交替，本文着重研究不同阶段内价差变动对我国碳排放影响效应。1978－1993年内外部能源价差范围在(－451.18，－116.35)，价格扭曲程度小。此间能源要素价值有限，国内外能源价格均小幅增长。1992年国家逐步放开煤炭价格均推动国内能源价格上升，内外部能源价差有明显缩小。1994－2011年价差范围在(－3 064.90，－358.31)，价差扩大接近10倍，价格扭曲程度明显大于前一阶段。此间能源地位日益凸显，2004年后世界经济的全面增长推动石油需求增加，国际能源价格大幅上升;国内能源价格得益于一系列市场化改革，包括放开电煤指导价格、煤炭价格由市场定价以及1998年后国内原油价格与国际市场接轨等，价格涨幅大于前一时期，但电力、天然气价格仍采用“政府指导价”，内外部能源价格扭曲度进一步增加。按内外部能源价差值大小将其划分为1978－1993年小价差和1994－2011年大价差两阶段，研究不同价差变动范围内对碳排放影响的非对称性。

3 价差变动对碳排放影响的非对称性

3.1 变量定义及数据预处理

变量包括内外部能源价差、产业总值、产业结构、产业内能源效率和碳排放总量。对内外部能源价差(P)取绝对值以避免负值检验不便，产业总量(Y)选取以1978为基期的GDP指数，产业结构(S)为第二产业与第三产业的GDP比例(%)，产业能源效率(E)使用GDP与能源消费总量比值表示。CO2排放量(C)来自世界银行公布数据，单位108t。样本区间在1978－2011年，相关变量数据来自1993－2011年《中国统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》、中经网产业数据库和中国资讯行数据库。

表1 1978－1993年相关变量对CO2排放的直接效应结果Tab.1 Results on explanatory variables acting on carbon emissions directly in 1978 －1993 years

表2 1994－2011年相关变量对CO2排放的直接效应结果Tab.2 Results on explanatory variables acting on carbon emissions directly in 1994 －2011 years

根据图2可以看出:

(1)我国碳排放总量、内外部能源价差、产业总值、产业效率在样本区间内均呈现上升趋势，而产业结构则呈下降趋势。具体来看，1978－1993年小价差阶段，碳排放总量小，上升幅度小;内外部能源价差扩大对应的碳排放增速放缓，而价差缩小对应碳排放增幅明显，产业结构在此阶段下降明显，与内外部能源价差和碳排放量之间的负向相关关系需要进一步验证。1994－2011年大价差阶段，碳排放总量明显增加，内外部能源价差的增加与减少对应着碳排放的拉动和抑制。产业内的能源效率在小价差阶段变动极小，能源产业领域内技术水平的提升和新能源的开采运用使产业能源效率在20世纪90年代中后期明显提高，局部来看我国碳排放增速在能源效率增加时有所减缓。不同阶段内价差与碳排放总量变动关系呈非对称。

(2)原序列取对数以避免异方差影响，CO2排放量、产业总量、产业结构、产业效率和内外部能源价差分别记为lnC、lnY、lnS、lnE和lnP。使用ADF对变量序列进行平稳性检验，各时间序列均为I(1)序列。针对同阶非平稳序列进行协整检验，结果证实变量之间存在均衡关系，在长期内外部能源价差变动影响我国碳排放总量。使用AIC和SC确定最佳滞后期为4，对差分后序列进行格兰杰因果检验，结果显示变量中只有产业效率的前期变化能有效解释我国碳排放量变动，但这种解释只是从先后时序上，且滞后4期后的小样本容量影响了因果关系的显著性［23］，我国碳排放量的变动是各类因素综合作用的结果，需要进一步实证分辨。

3.2 直接效力比较

结合理论分析，价差对碳排放的作用也是间接的，内外部能源价差以价格形式通过产业内能源供需总量、结构及效率等路径间接影响我国碳排放总量。首先将中间路径黑箱化，内外能源价差和产业三维度变量一同纳入碳排放因素中，构建直接效应模型:

基于不同阶段内价差与碳排放变动关系的非对称描述，将价差对碳排放影响效应研究按照两个阶段划分，对比相关变量变动对碳排放总量的影响，见表1、表2。

(1)在1978－1993年区间内，E没有通过显著性检验，结合图2可以看到，产业效率变动极小，反映敏感度低，对碳排放总量作用不明显。将E剔除后模型及解释变量均通过显著性检验，拟合优度99.23%，Y、S及P的碳排放变动系数分别为 0.464 4、－0.158 0 和 －0.012 9，在小价差阶段Y与碳排放变动同向，S与碳排放变动反向，即经济结构优化促进碳减排的实现。1978－1993年我国第二、三产业产值均有所上升，重工业的稳定占比导致我国经济结构优化进程缓慢，碳排放总量仍保持增长。内外部能源价差与碳排放总量存在负向关系，但效力小于Y和S，将能源价格控制在此范围并适度增加价格扭曲度有利于碳抑制。

(2)在1994－2011年区间内，各变量中除P外均通过检验，但是DW=0.98表明模型存在自相关，因此检验系数有效性丧失。消除自相关后S没有通过显著性检验，将S剔除后模型及解释变量均通过显著性检验，拟合优度仍在60%以上。此时Y与碳排放总量仍保持同向变动，E对碳排放的负向作用明显。P与碳排放总量存在正相关关系，此阶段价格扭曲过度，政府为稳定国内物价而加大能源定价干预，使国内能价升幅落后于国外，或与国外能价相对调整方向相悖，拉动碳排放量，能源价格倒挂现象出现，国内能源过度消费，局部地区因企业限制能源供给出现“能荒”。

3.3 调节效力比较

能源价格必须通过供需总量调整对经济总量、结构和效率产生影响，因此与碳排放总量呈远程调节关系。去黑箱化后，内外部能源价差对碳排放仅有间接影响，调节效力的比较更符合实际意义，构建内外能源价差对我国碳排放影响的调节效应模型:

仍基于两个阶段的划分将其调节作用进行比较，1978－1993年直接效应模型中E没有通过显著性检验，产业效率在小价差阶段内存在阻滞，将内外能源价差传递途径限于产业总量及结构，1994－2011年直接效应模型中S没有通过显著性检验，产业结构在此阶段内存在阻滞，将内外能源价差传递途径限于产业总量及效率，结果见表3、表 4。

表3 1978－1993年相关变量对CO2排放的调节效应结果Tab.3 Results on explanatory variables acting on carbon emissions adjusted in 1978－1993

表4 1994－2011年相关变量对CO2排放的调节效应结果Tab.4 Results on explanatory variables acting on carbon emission adjusted in 1994－2011

(1)在调节效应模型中Y、S和E的作用方向与直接效应一致。能源是企业生产要素之一，企业生产带动能源消费增加，Y对碳排放有正向作用，且弹性系数大于其他变量。高能耗集中在钢铁、水泥等工业产业，80年代中后期产业结构优化，碳排放增速放缓，90年代中后期产业效率上升，单位产值下能源成本降低，碳抑制作用明显。

(2)在1978－1993年区间内，内外能源价差分别通过Y和S实现的碳排放调节效力为0.162 9和0.014 6，价格负向扭曲，能源消费成本低，包括重工业在内的产业生产恢复，能耗增加。同时纳入Y和S，价差调节效力分别为0.161 8和－0.081，通过S实现的调节效力增大，且在S碳抑制作用中有接近25%的贡献。低能源消费成本推动产业总值增加，社会消费水平上升，产业结构转向低能耗。而在1994－2011年区间内，内外能源价差分别通过Y和E实现的碳排放调节效力为0.455 9和0.630 4，同时通过Y和E实现的调节效力为0.303 7和0.338 1，皆为正效应。在此阶段，E成为价差影响碳排放的最主要路径，能源价格负向扭曲显著，企业技术研发动力不足，能源效率整体提升受阻，内外能源价差扩大会抵消产业效率的碳抑制作用。

(3)对比两阶段的调节效力看到前期效力明显小于后期，计划体制主导下价格对碳排放的影响效力有限，小幅价差的碳抑制效力也较小;而市场化程度提高后价格对碳排放的影响效力增强，价格扭曲过度对碳排放的拉动效应会更大。因此现阶段通过市场化改革将内外能源价差控制在合理范围内，缩小内外价差是逐步实现碳抑制，控制碳排放总量及增速的多重选择。

4 非对称性进一步考察

直接和调节效力模型只是从平均意义上分析国内外能源价差对碳排放影响的非对称性，需要采用状态空间模型SSM从时变意义上进一步考察能源价格扭曲度对碳排放影响的非对称效应。不同阶段内的碳排放影响因素不同，价差变动对碳排放的时变影响模型也需要分阶段调整，结果如表5、图3、图4所示。

(1)剔除1978－1980年作用效力的异常波动，1981－1993年区间内，Y和S影响效力一直大于内外能源价差，S在1981－1983年的正效应极有可能受1980年异常负向波动的滞后影响回升，除此之外Y与S的效力弹性系数基本稳定。在此阶段内，内外能源价差变动对碳排放有负向影响，效力范围在(－0.020 9，－0.012 1)，弹性系数变动平稳，此时国内外能源开发使用有限，能源要素稀缺性高，能源计划价格体制发挥了价格调节抑制碳排放的作用。

表5 价差及相关变量碳排放影响弹性系数Tab.5 Elasticity coefficient of spread and other explanatory variables affecting carbon emissions

(2)剔除1994－1996年技术倒挂下作用效力的异常波动，1997－2011年区间内，Y和E影响效力一直大于价差，效力范围在(0.682 7，1.368 0)和(－ 0.051 6，－1.129 8)，弹性系数均呈扩大后缩减变动，E对碳排放负向影响从1996年开始明显，2002年后效力逐年减小，结合调节效应分析认为价差扩大弱化了产业效率的碳抑制作用。在此阶段内，内外能源价差变动对我国碳排放总量的影响是正向的，效力范围在(0.014 1，0.251 7)，弹性系数呈下降后回升趋势，其中1994－1999年弹性系数均在0.1以上，价差范围在(500，700)之间，碳拉动效应明显。2000－2011年价差在(800，300 0)之间时，弹性系数变动在(0.014 1，0.092 1)范围内，碳拉动效力小于前期，但2006年价差进一步突破200 0点后拉动效力回升明显，如何快速全面控制内外部能源价格扭曲亟待解决。

图3 1978－1993年相关变量时变参数轨迹Fig.3 Variables flexible trajectory of parameters on carbon emissions in 1978－1993

图4 1994－2011年相关变量时变参数轨迹Fig.4 Variables flexible trajectory of parameters on carbon emissions in 1994－2011

(3)对比两阶段价差弹性系数，1978－1993年价差对碳排放影响为负向且效力平稳，能源要素不显著情形下，价差对碳排放有低抑制作用。1994－2011年价差的效力为正，效力及其波动明显大于前期，能源要素价值显著情形下，低市场化下价差对碳排放的拉动作用会一直处于较高水平，价格扭曲度变化也会增加效力的不确定性。全面的市场化改革势在必行。

5 结论及建议

内外部能源价差对我国碳排放总量影响存在非对称效应，不同价格扭曲程度对碳排放影响的效力方向、大小、路径和效力变动幅度均有所不同。①1978－1993年间能源要素地位不显著，产业总量、产业结构对碳排放作用明显，强计划定价下，内外部能源价差对碳排放存在负效应，并且通过产业结构调整路径实现，效力小且变动平稳。碳减排视角下，此范围内存在的能源价格扭曲是可接受的。②1994－2011年间能源要素地位凸显，产业总量、产业能源效率对碳排放作用明显，低市场化定价下，内外部能源价差对碳排放有明显正向拉动作用，效力大于前期，并主要通过产业效率调整路径实现，正效力波动性大。缓慢的能源市场化进程对国内节能产生阻碍，减少碳排放需要缩小内外部能源价差，而将价差控制在某时点范围内可以减少碳拉动效力。基于上述结论，提出如下政策建议:

第一，自上而下推进国内能源产品市场化改革，以市场定价为主，与国外能源价格相对调整保持一致，发挥价格资源配置作用。目前我国煤炭价格已经基本实现了市场化，在石油、电力、天然气价格方面也应该逐步开放，减少行政定价，由能源消费主体自行选择。现行能源企业的国家控股或主导性质直接限制了能源价格变动的灵活性，非国有化能源企业，将民间资本引入能源行业，减少行政对能源企业补贴也成为能源价格市场化的重要方面。

第二，行政干预在现阶段市场化进程中需要全面的配合调整，在掌握能源价格的适时变动下针对性地引导国内能源价格变动，完善股市、期市中能源相关交易，转移行政补贴方向，引导能源消费主体定价。

第三，现阶段产业结构的碳抑制作用弱化，产业效率提高成为降低碳排放的最有效手段。而目前我国产业效率仍处于较低水平，调整能源消费结构，降低能源消费总量，尤其是减少煤炭、石油等传统能源的低价消费及出口，增加新能源的开发与使用，是实现产业总量的高效化，减少总体能耗及碳排放量的必然选择。

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Research on Non-symmetric Effect of External and Internal Energy Prices on China’s Carbon Emission

HE Ling-yun1，2 CHENG Yi1 YIN Yong1
(1.China University of Mining and Technology，School of Management，Xuzhou Jiangsu 221116，China;2.Environmental Science and Engineering Post-doctoral Mobile Stations，China University of Mining Technology，Xuzhou Jiangsu 221116，China)

Energy price has become the key problem of Energy conservation and emission reduction.The study of the effect of the gap between the international and domestic energy prices to carbon emission can reflect the carbon emission function with the change of domestic energy market.The energy price gap in China is normally negative，which is non-linear and periodical.The gap of internal and external energy price and other factors affecting Chinese carbon emissions into the model of direct，adjustive and state space effect are used to compare with a phrased test.It shows that the total amount of carbon emission decreases slightly when negative price distortedly increases in the little gap stage of 1978－1993.The negative energy price distortion has a pulling effect on carbon emission during the large gap stage of 1994－2011.So the gap between the international and domestic energy price has a significant dissymmetric effect on Chinese carbon emissions.Based on the analysis，combined with the present situation of China’s energy market，it put forward that firstly the government should promote the energy marketization reform from coal field to petroleum，electricity and gas industries gradually.Moreover，reform on energy enterprise system should be specially strengthened.Lastly，the state-control and administrative intervention should be restricted and government allowance should be transformed to energy consumers to get a smooth transition to marketization.

energy price;energy price gap;carbon emission;dissymmetric effect

F062.1

A

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10.3969/j.issn.1002－2104.2013.11.003

2013－03－02

何凌云，博士后，副教授，主要研究方向为能源与环境金融。

国家自然科学基金“能源价格波动视角下的产业发展、碳排放效应及间接减排政策研究”(编号:71203219);教育部人文社会科学基金“碳减排约束下能源价格波动与产业发展的系统性作用机理及政策研究”(编号:11YJCZH050);全国统计科研计划项目“能源价格及结构对我国工业产业碳排放影响的测度研究”(编号:2010LC15)。

(编辑:刘照胜)