河南省碳排放与经济增长关系的实证研究

文/胡彬彬

近年来，河南经济得到全面快速发展，工业化和城市化水平不断提升，但是产业结构偏重于第二产业，且区域内能源消费以煤为主，导致了整个区域的能源消耗量偏大，碳排放量偏多，有必要对河南省碳排放与经济增长关系进行探讨，为河南节能减排，发展低碳经济提供科学的决策依据。

一、河南省碳排放量的测算

（一）河南省碳排放量测算结果

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）认为化石能源消费是二氧化碳排放的主要来源，是引起全球变暖的关键因素。本研究所涉及的碳排放量主要指化石能源，即一次性能源消耗的二氧化碳排放量。其计算公式如下：

其中，Qt代表碳排放总量，Ec代表煤炭消耗实物量，Eo代表石油消耗实物量，En为天然气消耗量； δc， δo，δn分别代表煤炭碳的排放系数、石油的碳排放系数和天然气的碳排放系数。由于能源消费量的数据在现行统计年鉴中已转换成为标准煤，需要将这些数据转换为实物数量，因此对于一次能源消耗实物量，我们采用国家发改委公布的各类能源折算成标煤的系数的倒数来进行折算，即1吨标准煤=1.4吨煤炭=0.7吨石油=0.6吨天然气。对于碳排放系数，由于能源燃烧率、碳的含量和碳氧化率指标不同，不同学者和机构得出的碳排放系数也有所差别。本文采用胡初枝等（2008）的做法，即以DOE/EIA、日本能源经济研究、国家科委气候变化项目和徐国泉（2006）所给出的碳排放系数的平均值（见表1）来测算河南省的碳排放量。公式如下：

式中 E为能源消耗总量（吨标准煤），α、β、λ分别为煤炭、石油、天然气占全部能源消耗的比重。

表1 各种能源的碳排放系数 吨碳/吨

表2 1980～2010年河南省能源消费的碳排放量 万吨

依据（2）式可以测算出1980～2010年河南省各类能源消费的碳排放量（见表2）。

（二）河南省碳排放量的现状分析

从碳排放总量来看，自1980年以来，河南省的碳排放总量逐年递增，尤其在2003～2007年，二氧化碳排放总量进入快速增长阶段，平均增长速度为14.6%，其中2003年和2004年分别达到了17.8%和23.2%，这与河南在新世纪加快推动工业化特别是重工业化促进经济快速发展有一定联系。从能源消费和碳排放量之间的关系来看，1980～2010年河南省的碳排放量与能源消费量总体为上升趋势，并且基本保持同步，具体分为四个阶段。第一阶段是1980～2000年碳排放量与能源消耗总量快速增长阶段；第二阶段是2001～2002年碳排放量与能源消耗总量缓慢增长阶段；第三阶段是2003～2007年碳排放量与能源消耗总量快速增长阶段；第四阶段是2008～2010年碳排放量与能源消耗总量平稳增长阶段。这充分说明了二氧化碳的排放量取决于能源的消耗数量。从一次能源消费构成来看，1980～2010年河南省能源消费一直以煤为主，煤炭消费平均比重为87.48%，远远高于70.13%的全国煤炭能源消费比重，而石油、天然气平均消费比重分别仅有8.57%和2.1%。由于一次能源消费中煤炭所占比例较高，而煤炭的碳排放系数比其他能源高，因此河南省煤炭消费的碳排放量成为碳排放的主要来源。

二、河南省碳排放与经济增长关系的实证分析

（一）数据处理

本部分基于河南省1980～2010年二氧化碳排放量与经济总量两个变量进行分析。前者依据表2的测算结果，变量名为C；后者使用同期各年度的国内生产总值（可比价格），变量名为GDP，数据取自《河南省统计年鉴2011》。为了消除时间序列中存在的异方差现象，对变量进行对数变换，变换后不改变原序列的协整关系。变量的对数形式表示为lnGDP、lnC。所有的计量分析，均使用Eviews5.1计量软件进行。

表3 ADF检验结果

（二）变量平稳性检验

由于大多数时间序列具有非平稳性，而协整的前提是变量必须为同阶单整变量，因此需要对各变量进行平稳性检验，为消除各变量自身的自相关性，本文采用ADF检验，检验结果如表3。

由表3的数据可以看出，原有的时间序列数据在5%的显著性水平下仍是不平稳的，而一阶差分后的序列在5%的显著性水平下都是平稳的，故原有的时间序列都是一阶单整的，它们之间可能存在一定的协整关系。

（三）协整检验和误差修正模型

协整检验是指如果两个（或两个以上）的时间序列变量是非平稳的，但它们的某种线性组合却表现出平稳性，则这些变量之间存在长期稳定的关系，即协整关系。目前协整检验主要有两种方法，一是Engle和Granger提出的两阶段回归分析法；二是Johansen和Juselius提出的基于VAR的协整系统检验。由于本文只有两个变量，故本文选用E-G两步法进行协整检验。

第一步对原序列进行OLS，即对以LnC为自变量、LnGDP为因变量的时间数列数据进行OLS回归，利用Eviews5.1，得到如下回归模型：

第二步对残差μ进行平稳性检验，以此来确定两变量之间是否存在协整关系，若其为平稳序列，则说明两变量存在协整关系。对残差进行ADF检验的检验形式为（c，t，0），从检验结果来看，残差的ADF检验统计量为-1.7974，小于10%显著水平下的临界值-1.6821，所以拒绝单位根的原假设，即认为残差序列是平稳序列。所以从长期来看，河南的GDP与碳排放量存在长期稳定的均衡关系，碳排放弹性系数为2.5739，表示碳排放量每增加1%，河南省GDP将增长2.5739%

描述河南省经济增长与碳排放量变化的短期波动向长期均衡调整的误差修正模型为

从（4）式可以得出LnGDP关于LnC的短期弹性为0.3043。调整后的R2为0.98328，这表明误差修正模型拟合度好，AIC和SC值比较小，说明误差修正模型的整体效果显著。误差修正系数小于0，为-0.2057，符合反向修正模型。在短期内和GDP的水平均衡相比，可能存在偏差，但是通过误差修正项的调节可以修正这种偏离，即短期的偏离可以在较短的时间内进行长期均衡趋势的调整，DLnGDP是在不断地修正过程中发展的，因此碳排放量和GDP增长存在长期的协整关系的基础上，DLnGDP的误差修正模型是比较合理的短期波动模型。

表4 格兰杰因果关系检验

（四） 格兰杰因果关系检验

格兰杰因果关系检验用来判断碳排放量与经济增长之间的关系，如果检验拒绝原假设则认为存在Granger因果关系。本文对变量在不同滞后项情况下进行格兰杰因果检验，结果如表4。

对河南省碳排放量与经济增长的因果关系分析后看出，在95%置信水平下，碳排放量与GDP呈单项因果关系，即碳排放量是GDP增长的格兰杰原因，而GDP增长不是碳排放量的格兰杰原因。

三、结论和对策建议

（一）结论

通过以上分析，可以得出以下结论：①1980～2010年间，河南煤炭能源消耗的碳排放量比重约占总排放量的85%以上，这与河南以煤炭为主的能源消耗结构有很大关系。②自改革开放以来，河南省的碳排放量一直不断增加，碳排放量与河南经济增长存在长期的协整关系，并且碳排放量的增加是促进河南经济增长的格兰杰原因，这说明不断增加碳排放量是加快推动河南工业化和城镇化进程，促进河南经济增长的必要手段，可以预见在未来相当长的一段时间内，河南省经济发展将面临节能减排的严峻考验。因此，在降低能耗，减少碳排放量的约束下，促进河南经济稳步增长的主要手段就是调整产业结构、优化能源消费结构，倡导低碳生活理念。

（二）对策

1.加快产业结构调整，转变经济发展方式。产业结构的调整就是改变传统的农业生产方式，加速发展第三产业，优化第二产业。农业方面要因地制宜，发展生态农业。省内各城市应根据自身资源禀赋和技术水平选择发展具有地方特色的第三产业。河南省的能源消耗主要集中于第二产业，因此对能源消耗较高的工业应积极调整其内部行业结构，大力发展以低碳为特征的技术密集型企业。

2.优化能源结构，提高能源利用效率。1980～2010年，河南一次性能源消耗比重基本保持不变，煤、石油、天然气的大体比例87∶9∶4。然而，使用1吨石油替代1吨煤炭可以减少二氧化碳排放量23.3%，而使用1吨天然气替代1吨煤炭可以减少二氧化碳排放量41.8%。因此，应逐渐降低以煤为主的能源消耗结构，同时大力发展优势新能源，如风能、太阳能、核能、生物质能，以降低碳排放量。另外，要引进国内外先进的节能技术，提高河南的能源利用效率。

3.树立低碳经济意识，形成低碳消费理念。转变政府组织观念，强化政府工作人员的低碳意识，河南各级政府机关要发挥模范带头作用，引导民众树立与低碳消费相协调的价值观和消费观，从传统的高碳生活和消费模式向低碳模式转变。提倡居民减少一次性消费品的使用；鼓励乘坐公共交通工具，提高市民对使用小汽车出行带来的能源和气候变化问题的认识；倡导简单生活，减少奢侈消费；推进住房节能装修，购买面积适度的房子，采用节能的家庭照明方式，科学合理地使用家用电器。

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