河北省碳排放环境库兹涅茨曲线分析

王亚楠

[摘要]在环境库兹涅茨曲线的基础上，选取了河北省的人均GDP和人均碳排放量的数据，并运用计量工具研究河北省碳排放环境库兹涅茨曲线的存在性。结果表明河北省具有正“U”形的碳排放环境库兹涅茨曲线，河北省处于经济增长和碳排放量双增加的阶段。

[关键词]河北省；GDP；碳排放量；环境库兹涅茨曲线

[DOI]1013939/jcnkizgsc201538232

1引言

人类生产活动是人与自然界进行物质交换的过程，在此过程中必然会造成不同程度的环境污染问题。随着现代生产力的不断发展，环境问题已从局部范围扩展至全球程度，人们对环境问题也越来越关注。全球变暖、自然灾害、世界范围内的极端气候频频出现使得人们不得不对环境问题更加关注。

1955年，美国经济学家西蒙·库兹涅茨在对收入差距进行研究时发现，在经济发展过程中，收入差距随着经济增长先逐渐增大，后逐渐缩小，即收入差距和人均收入之间存在倒U形关系，描述这一关系的曲线被称为库兹涅茨曲线。环境库兹涅茨曲线是在此基础上将环境污染程度和人均收入水平相联系进行研究，发现在经济发展的较低水平阶段，由于经济活动水平较低，环境污染水平也相应较低；在经济起飞阶段，资源消耗超过资源再生，环境情况恶化；在经济发展的更高阶段，经济结构发生变化，技术更加进步，环保意识加强，治理力度加强，环境问题得到改善，这样就形成了一条倒“U”形曲线，此为环境库兹涅茨曲线。该文将在此处基础上选取人均碳排放量作为污染指标，研究河北省是否存在碳排放的环境库兹涅茨曲线以及该曲线的形状与特点。

2河北省经济增长和碳排放情况分析

21GDP总量与人均GDP

河北省是中原大省，作为华北地区重要的经济腹地，进入21世纪以来大力发展经济，处于经济快速发展的时期，衡量一个地区的经济发展程度和人民的生活水平主要是看此地区的GDP水平以及人均GDP水平。

河北省1995—2011年生产总值以及人均GDP（GDP单位：亿元； 人均GDP单位：元）

如上图可知自1995年以来河北省经济总量实现连续增长，由1995年的284952亿元增长到2011年的2451576亿元，是1995年的860倍，2005年GDP总值为1001211亿元，突破了万亿元大关。1995年至2002年呈现缓慢增长的态势，但自进入21世纪以来生产总值的增长速度明显加快，尤其是近几年GDP总值实现了高速的增长，并且仍然保持着快速增长的态势。人均GDP的增长趋势大致与生产总值的走势一致，由1995年的4444元增加到了2011年的33969元，是1995年的764倍。2003年人均GDP为10251元，首次突破万元，并且自此后进入了快速增长的时期。

22碳排放量

碳排放量无法从统计年鉴中直接得到，根据2006年IPCC国家温室气体清单指南中的提供的内容，本文选定采用根据化石燃料燃烧的数量以及平均排放因子的方法对河北省的碳排放量进行估算。根据河北省的能源消费情况本文选定了煤炭、原油和天然气这三种燃料。

计算公式为：

碳排放总量=各种能源的碳排放量=转换后的消费量×排放系数/氧化率/44/12

根据河北省1995—2011年碳排放量估算结果来看，能源碳排放量逐年增加，由1995年的2037754万吨增加到了2011年的5794287万吨，增加了3756533万吨，是1995年的2843倍。1995年至2002年碳排放总量缓慢增长，2002年之后呈现快速增长的趋势，与经济增长呈同方向、同速度增长。从20000万吨增长到30000万吨用了9年的时间，而从30000万吨增长到40000万吨仅用了3年的时间，增长速度明显加快。其中由于煤炭消费引起的二氧化碳排放占二氧化碳排放总量的比重除1999年为8993%与2000年为8959%外均在90%以上，说明煤炭消费是引起河北省碳排放量增加的主要原因，详见表1。

3实证分析

31模型设定

本文将采取一元二次曲线来描述碳排放的环境库兹涅茨曲线，选取人均碳排放量来表示环境指标。用y来表示人均碳排放量作为因变量，用x来表示人均GDP作为自变量，建立一元二次方程Y=α+β1X+β2X2 ，在此基础上对等式两边分别取对数得到模型LnY=α+β1LnX+β2（LnX）2+μ ，其中α是截距项，β1和β2分别是LnX、（LnX）2的估计系数。

32数据来源和处理

人均GDP来源于《河北经济统计年鉴》，并按照1978年不变价格进行调整。二氧化碳排放数据无法直接得到，按照本文所采用的二氧化碳估算方法，需要用到河北省的煤炭、原油、天然气共三种能源消费量数据。本文所采用的能源消费数据均来自历年《河北经济统计年鉴》。人均二氧化碳排放量是由二氧化碳排放总量除以人口总量所得，单位为吨/人。其中人口总量源自《河北经济统计年鉴》。

33回归结果

对模型第一次的回归结果为LnY=8.982-2.648LnX+0.220（LnX）2

继而对此结果进行如下检验，首先进行“Histogram-Normality Test”得到其“Jarque-Bera”项的伴随概率“Probability”的值为0565大于005表明随即干扰项是正态的假设成立。“White Heteroskedasticity”检验得“Obs*R-squared”项后面对应的概率为0596大于005的显著水平，说明模型不存在异方差现象。“Serial Correlation LM Test”自相关检验，结果表明一阶时的“Obs*R-squared”项后面的伴随概率为0005明显小于005，说明存在一阶自相关。

为了消除模型中的一阶自相关问题，需要对模型进行进一步调整。从OLS估计结果中提取DW统计量的值为060，根据DW检验的原理ρ=1-[SX（]DW[]2[SX）]计算出残差序列的自相关系数ρ=1.7，说明残差序列存在正的自相关。利用计算出的自相关系数ρ对原模型中的自变量和因变量进行广义差分变换，利用生成的广义差分序列对原模型进行OLS估计得到结果见表2。

得到模型为：

GLnY=-12.737-5.187GLnX+0.394G（LnX）2

由表2可知模型的判定系数和校正后的判定系数分别为0906；0965说明该模型的拟合优度较高。DW值为19302，经查表该值在合理区间，说明方程序列相关问题得到解决。并且各解释变量的P值均小于005，表示各解释变量在5%显著水平下显著。

该模型β2的值为正，根据抛物线的性质，此回归曲线的开口向上，说明河北省存在正“U”形的人均碳排放环境库兹涅茨。根据拐点理论计算得出在e6即人均GDP为109265时处于拐点位置。也就是说河北省在1998年达到人均碳排放量的最低值，而后随着经济的不断增长碳排放量也不断增加。

4结论

经济增长与碳排放的关系具有一定的时间效应，在经济发展的初级阶段，虽然经济增长也会伴随着碳排放，但尚在环境的承载范围内，自然系统可以自行消化吸收，因而经济增长不会带来碳排放量的急速增加；然而随着经济进入快速发展时期，碳排放量迅猛增加超过了自然环境自身的承载能力，就会出现经济增长与碳排放同方向增加的情况；当经济发展到更高级别的阶段时，由于技术的进步、人们环保意识的增加会出现经济不断增长和碳排放量下降的双赢局面。

河北省的人均碳排放环境库兹涅茨曲线呈现正“U”形，但是自1998年起已经过了碳排放量处于最低值的拐点，也可以理解为现阶段河北省的人均碳排放量处于倒“U”形曲线的左侧还未达到碳排放量最大值的拐点，处于经济增长和碳排放量同方向增加的阶段，尚未出现经济增长与碳排放的双赢局面。该种情况将持续很长一段时间，不可能在短期内得到根本上质的转变。河北省正处于经济快速发展阶段，人们对于GDP增长以及生活水平提高的欲望要远远大于对环境保护的期待。作为全国重要的工业基地，经济增长主要依靠能源以及原材料的钢铁、建材、机械等重化工业，产业结构偏重不合理。能源消费也是以碳排放系数较大的煤炭为主，相对清洁的非化石燃料消费量占很小的比例，能源消费结构较单一。虽然这些问题导致了河北省位于倒“U”形环境库兹涅茨曲线的左侧，但若是对产业结构进行优化升级，淘汰落后产能，改善能源的消费结构，提高清洁能源的消费比重，引进先进技术提高能源的加工转换率等措施还是可以改变该省的碳排放环境库兹涅茨曲线的形状，提早到达碳排放量最高的拐点的，这就需要河北省政府协调好经济增长与环境保护之间的关系，在确保经济水平平稳增长的情况下更好地履行保护环境的职责，实现经济的循环增长。

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