经济增长、产业结构、能源效率对吉林省碳排放量的影响效应分析

郭藤　孙凤莲

作者简介：郭藤（1993-），长春工业大学，研究生。

孙凤莲（1982-），长春工业大学，研究生导师。

摘 要：基于VAR模型分析了经济增长、产业结构、能源效率对吉林省碳排放量的影响。发现经济增长、能源效率与碳排放量间呈反方向变化，产业结构与碳排放量间呈正方向变化，它们是碳排放量增加的主要原因。据此提出发挥政府“绿色职能”，调整产业结构和提高能源转化、能源效率等措施。

关键词：碳排放量；VAR模型；影响效应

一、问题的提出

生产的发展和科学技术的进步为保障我国经济的高速增长作出了巨大贡献，但同时也增强了人类开采利用自然资源发展经济的能力。由人类生产活动引发的全球气候变暖已经给人类生产和经济活动带来了显著的不利影响，实施碳减排、发展低碳经济以应对气候变化的影响已成为世界各国的共识。从《联合国气候变化框架公约》签署到《京都议定书》生效，再到《哥本哈根协议》的艰难谈判，都表现出了全球范围内为致力于因全球生产和消费模式的失衡及经济增长的不可持续性而做出的努力。我国政府已明确提出到2020年单位国内生产总值温室气体排放比2005年下降40%-45%，并将作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划之中，实施碳减排、发展低碳经济、转变发展方式已势在必行，它是未来中国经济持续增长的关键。

在传统工业推动经济增长和“高能耗、高污染”的发展模式下，吉林省出现了能源的急速消耗和环境的高污染。寻求一种有效的低碳发展路径，实现经济发展的科学增长和无环境负担的增长，变得十分必要。本文以主要温室气体排放物碳排放量为分析指标，运用VAR模型定量分析经济增长、能源效率、产业结构与碳排放量之间的动态关系及影响效应，试图回答几种因素对碳排放量的影响及贡献程度，拟为吉林省发展低碳经济的路径选择提供决策依据。

二、研究方法、变量选取和数据来源

（一）变量选取和数据来源

选取碳排放量（CO2排放量）作为被解释变量y，选取经济增长（GDP）、产业结构（第二产业占地区生产总值的比重）、能源效率作为解释变量，分别用x1、x2、x3来表示，利用1990-2012年吉林省的相关时间序列数据进行分析，一方面，将碳排放量作为环境污染的主要衡量指标，考察经济增长、产业结构变动、能源效率变化对环境带来的污染程度；另一方面，考察环境污染程度的加深给经济增长、各产业发展带来的影响。文中碳排放量、经济增长、产业结构、能源效率数据均根据历年《吉林统计年鉴》整理计算所得。在计算碳排放量时，主要是在排放系数法基础上基于14种碳源综合计算整理所得，各种化石能源的碳排放系数见表1，具体过程如下：

A=∑ni=1Bi×Ci（1）

式中：A：能源消费排放量（万吨）

Bi：能源i以标煤为计量单位的消费量（万吨标煤）

Ci：能源i的碳排放系数，（万吨/万吨标煤），可采用IPCC的推荐值

n：产生碳排放的能源消费种类数

CO2的碳排放量=实际碳排放量×113（2）

（二）研究方法

VAR是基于数据统计性质建立的模型，它把系统中每一个内生变量作为系统中所有内生变量的滞后值的函数来构造模型，从而将单变量自回归模型推广到由多元时间序列变量组成的“向量”自回归模型。与联立方程组模型估计相比，VAR分析可以较少地受到既有理论的约束，避开了内生、外生变量划分问题复杂和严重伪回归的问题。它采用一种用非结构性方法建立各变量之间关系的模型，为预测和分析随机扰动对系统的动态冲击、冲击的大小、正负及持续的时间提供了很好的分析工具。VAR（p）的基本表达式如下：

yt=A1yt-1+…+Apyt-p+Bxt+εt t=1，2，…T（3）

其中，yt是一个内生变量列向量，xt是外生变量向量，A1，…，Ap和B是待估计的系数矩阵，T为样本个数，p为模型最大滞后阶数，εt则是误差向量，他们相互之间可以同期相关，但不与自己的滞后值相关及不与等式右边的变量相关。为便于分析，文中将变量取自然对数，以便于运用VAR模型更好的探讨碳排放量与各变量间的长期均衡关系和影响效应。

三、基于VAR模型的实证检验

（一）单位根检验

根据协整关系的定义，如果碳排放量与经济增长、能源效率、产业结构间存在长期均衡关系，那么它们作为一组时间序列则是平稳的，而且是同阶单整的。因此在对变量进行协整分析之前，有必要对每个变量进行平稳性检验。对于多变量的协整检验过程，通常情况下首先采用ADF检验法来检验变量是否具有平稳性，之后检验是否存在稳定的线性组合，即通过OLS进行系数估计并检验残差是否具有平稳性。可知，时间序列lny、lnx1、lnx2、lnx3为非平稳序列，在经过一阶差分后，在5%的显著性水平都表现为平稳。因此，它们都是一阶单整的。假设变量间的回归方程为：

lnyt=α+α1x1t+α2x2t+α3x3t+ut（4）

运用OLS对方程（4）进行回归，根据回归结果对残差ut序列进行平稳性检验。可知，残差序列经过一阶差分之后，在1%、5%、10%显著水平下都表现为平稳性，即为一阶单整。因此，可以进行协整检验。

（二）协整关系检验

Jonhamson协整检验是基于VAR模型的一种检验方法，可直接用于多变量间的协整检验，这里从零假设开始H0：r=0，有0个协整关系；备择假设H1：r=m，有m个协整关系，检验统计量LRm=-n∑Ni=m-1log（1-λi）式中，m为协整向量的个数；λi是按大小排列的第i个特征值，n为样本容量。在VAR（2）模型下的协整检验结果可知，协整检验迹统计量和最大特征值统计量检验提供了相同的统计结果，即在5%的显著水平下存在3个协整方程式，应该拒绝零假设，接受备择假设。这表明吉林省碳排放量与经济增长、能源效率、产业结构间存在长期稳定的协整关系，依据检验结果得协整方程为：

lny=-2.4933lnx1+8.0896lnx2-3.8072lnx3（5）

（三）格兰杰因果关系检验

本部分对碳排放量与经济增长、产业结构、能源效率之间是否存在因果关系进行格兰杰因果检验，可知，GDP、产业结构、能源效率与碳排放量之间均存在因果关系。

四、基于VAR模型的影响效应分析

对于VAR模型而言，单个参数估计值的解释较为困难，若需要对VAR模型做出结论，可以观察系统的方差分解。

方差分解分析：方差分析是进一步评价各内生变量对预测方差的贡献度，当系统的某个变量受到一个单位的冲击以后，以变量的预测误差方差百分比的形式反映向量之间的交互作用程度，它的基本思想是把系统中每个内生变量的变动按其成因分解为与各方程随机扰动项（新息）相关联的各组成部分，以了解各新息对模型内生变量的相对重要性[2]。即脉冲响应函数是追踪系统对一个变量冲击的效果，方差分解则是将系统的均方差误差分解成各个变量冲击所做的贡献，可知，碳排放量波动在第10期时，经济增长、产业结构、能源效率对碳排放量的方差贡献率分别为5.0447%、18.2504%、13.0491%。

五、研究结论及政策建议

（一）研究结论

1、由协整方程（3）知，碳排放量与GDP、能源效率间呈反方向关系，与产业结构间呈正方向关系。在对数形式下，每个变量前的系数变化意味着该变量对碳排放量的变化弹性。由此可知，第二产业占地区生产总值的比重每增长1个百分点，将会引起碳排放量增加8.0896个百分点，说明其对碳排放量的影响较大；经济每增长1个百分点，将会引起碳排放量减少2.4933个百分点，而能源效率每提高1个百分点，将会引起碳排放量减少3.8072個百分点。

2、格兰杰因果检验结果显示，GDP、产业结构、能源效率与碳排放量之间均存在因果关系。首先，GDP在一定程度上对于碳排放量具备相应的预测能力，随着滞后期的延长，双方之间的相互影响变的愈发显著。在5%的显著水平、最优滞后阶为3的情况下，碳排放量与GDP之间存在着单向因果关系，即地区GDP的增长是碳排放量增加的格兰杰原因。但在10%的显著水平下，碳排放量的增加又反过来制约着GDP的增长；其次，在10%的显著水平、最优滞后阶为2的情况下，产业结构是碳排放量增加的单向格兰杰原因，即第二产业占GDP比重的增加是促进碳排放量增加的重要原因。随着滞后期的延长，产业结构对碳排放量的影响更加显著，在5%的显著水平、滞后期为5的情况下，碳排放量与产业结构之间存在着双向因果关系。最后，能源效率的提升在较短时期内就发挥了显著作用。在10%的显著水平、滞后期为1的情况下，能源效率的提升是碳排放量减少的格兰杰原因，但碳排放量不是能源效率的格兰杰原因，二者之间存在单向因果关系。

（二）吉林省走低碳之路的政策建议

未来低碳经济发展的重心在于开发新能源，坚定不移地转变经济发展方式和消费模式，走可持续发展之路，计划加市场，是低碳吉林可行的好方案。在具体执行过程中一定不要舍近求远，弃中求洋。

1、明确发展低碳经济的重要途径：优化产业结构，发展高新技术产业和现代服务业

一方面，在当下不动摇重工业在经济增长中决定性地位的前提下，优化产业结构，既要在第一产业上寻求低碳减排空间，还要积极发展第三产业，特别是现代服务业。第三产业将是未来承担低碳减排任务的排头兵，它对于节能减排的意义巨大。对于第二产业，则需要在面对吉林省工业化、城镇化加速现实的基础上，用高新技术改造钢铁、水泥等传统重化工业，高度重视发展第二产业的清洁生产方式，让煤炭的清洁化始于开采。高效清洁地利用煤炭资源，对于低碳经济的发展至关重要。在能源开采的根源上就做到清洁化，这将是未来针对高碳行业高碳特征所提出的实现一种科学的增长、无环境负担增长的有效路径。另一方面，发展有机、生态、高效农业，实现农业可持续发展。现代农业是建立在化石能源基础之上的“石油农业”，如若实现低碳农业，一要大幅度地减少化肥和农药使用量，减轻农业发展中的碳含量。用粪肥、堆肥或有机肥替代化肥，提高土壤有机质含量；通过秸秆还田增加土壤养分，提高土壤保地条件，提高土壤生产力。利用生物之间的相生相克关系防治病虫害，减少农药、特别是高残留农药的使用量。二要充分利用农副业剩余物。吉林省每年可能源化利用秸秆总量为1200万吨，相当于600万吨标准煤，如能利用得当，将会节约大量的煤炭资源，有效改善农村环境。

2、需要明确低碳经济的发展方式：节能减排，提高能源效率

节能减排、提高能源效率是实现吉林省低碳经济发展的有效路径之一，而引进和开发低碳先进技术则是实现这一目标的核心路径。一方面可以依托技术上现实可靠、经济上可行合理、环境和社会都可以接受的方法，有效地利用能源，提高能源利用效率。另一方面需要建立低碳的生活方式和消费模式，鼓励绿色出行。当下居民在粮食生产、储存、加工、运输、消费等环节存在严重的浪费现象，讲排场、讲面子、铺张浪费现象相当普遍，开展全民节粮活动十分必要。力求将低碳经济理念融入到政府管理、企业经营、居民生活中，——制定并切实执行行业和产品的国家标准，实行节能减排的管理考核责任制，真正做到全民低碳。

（作者单位：长春工业大学经济管理学院）

参考文献：

[1] 吉林省发展低碳经济研究课题组，吉林省发展低碳经济的对策与战略研究[J]，税务与经济，2010（3）：1-8.

[2] 杨万平，袁晓玲.对外贸易、FDI对环境污染的影响分析-基于中国时间序列的脉冲响应函数分析：1982-2006[J]，世界经济研究，2008（12）：62-68.

[3] 袁富华.低碳经济约束下的中国潜在经济增长[J]，经济研究，2010（8）：79-89.

[4] 李波.我国农地资源利用的碳减排及减排政策研究[D]，华中农业大学，2011，6.

[5] 闵继胜，胡浩.基于 VAR（向量自回归）模型的我国碳排放与经济增长关系的动态分析[J]，经济问题探索，2011（5）：20-25.