江苏能越过碳排放库兹涅茨曲线拐点吗?——基于江苏碳排放的二阶段因素分解模型分析

徐国泉，栾　昊

(苏州科技大学 商学院，江苏 苏州，215009)



江苏能越过碳排放库兹涅茨曲线拐点吗?
——基于江苏碳排放的二阶段因素分解模型分析

徐国泉，栾昊

(苏州科技大学 商学院，江苏 苏州，215009)

摘要：对江苏省能源消耗的碳排放进行了估算，分析了人均碳排放与人均GDP的关系，并对江苏省碳排放进行了二阶段因素分解分析。结果发现，江苏碳排放库兹涅茨曲线存在拐点，经济发展是带动江苏省人均碳排放增长的主要因素，而能源效率对抑制江苏人均碳排放增长起到了关键的作用，能源结构、产业结构的贡献份额都呈现“倒U型”曲线。江苏能否顺利越过该拐点，则取决于包括加大转型升级力度等一揽子政策的实施。

关键词：碳排放；库兹涅茨曲线；产业结构

中国政府宣布到2020年单位GDP碳排放强度比2005年下降40%～45%，如何控制和减少碳排放的问题已成为国内外讨论的热点问题。江苏省作为中国经济发达的省份，其温室气体排放的控制状况受到极大的关注。为此，本文将首先基于环境库兹涅茨曲线假说，分析江苏省碳排放与经济发展之间的关系，然后采用二阶段对数平均迪氏分解法(LMDI)对江苏碳排放的影响因素进行分析，以论证江苏到达并越过碳排放倒U型曲线拐点的时间和可能性。

1文献综述

1.1碳排放库兹涅茨曲线

许多学者对碳排放与经济增长之间的关系做了探讨，其中最为典型的研究是关于碳排放的库兹涅茨曲线(CKC)假说及拐点的估计。在二氧化碳库兹涅茨曲线方面，国外学者主要研究不同发展程度国家的特征，主要学者有Martinez-Zarzoso与Bengochea-Morancho[1]、Abdul Jalil与Syed F.Mahmud[2]、 Aaron Kearsley与Mary Riddel(2010)[3]等，也有学者对库兹涅茨曲线假说提出了质疑，如Galeotti、Lanza与Pauli[4]。

同国外的研究相比，中国学者关于碳排放库兹涅茨曲线的实证研究起步较晚，2009年以后相关研究才开始逐渐涌现。该方面的研究主要集中在采用不同的模型方法对中国不同区域二氧化碳库兹涅茨曲线假说进行验证与特征分析，如林伯强等利用库兹涅茨曲线，研究了中国二氧化碳排放的拐点，并进行了预测[5]；许广月等验证了碳排放库兹涅茨曲线的存在性，结果表明，东部、中部存在碳排放库兹涅茨曲线，而西部不存在碳排放库兹涅茨曲线[6]，张为付等得到类似结论[7]；孙作人等的研究结果表明，城市化率、第二产业、第三产业与非煤能源比重对二氧化碳排放的弹性系数分别成线性、倒N型、N型与U型关系[8]；刘华军等则研究认为中国的人均排放量与人均收入之间存在倒N型关系[9]；郑丽琳等的研究结果显示，中国碳排放与经济增长间存在长期稳定的倒U型关系[10]。

由此可见，国内外学者对碳排放库兹涅茨曲线进行了有益的尝试，但是得出的结论不尽相同，这主要是由于采用了不同的方法与不同的研究角度。

1.2碳排放因素分解法

在国际上，学者广泛应用对数平均迪氏指数分解方法对CO2排放量的时序变化分解为规模、结构、强度等多种因素的驱动变化，如Ang等[11]、Zhang F Q等[12]。而在国内，徐国泉等首次将因素分解法应用到中国碳排放的影响因素分析[13]，此后，涌现大量相关的研究文献，因素分解法也成为国内学者[14-21]分析碳排放因素的主流方法，该方法能够将产业结构、技术进步、能源结构变化等因素对能源效率和碳排放的影响程度进行分解分析。

从目前的文献来看，由于因素分解模型本身的限制，在对碳排放的因素分解中，仅能单独分解出能源结构或者产业结构因素，而不能同时分解出能源结构、产业结构。为了克服因素分解模型的限制，本文采取二阶段因素分解法，从而能够同时分解出能源结构和产业结构对碳排放的影响，这在模型方法具有一定的创新性。

2数据收集、估算与整理

对江苏省总的碳排放量采用徐国泉等[13]提出的公式进行估算：

(1)

式中：Ei为i类能源的消费量；Fi为i类能源的碳排放强度；这里Fi的取值如下表1。

表1　各类能源的碳排放系数

注：资料来源于文献[22]。

考虑到可比性，江苏省各产业增加值、GDP按2000年不变价进行缩减。各类型能源消费量由实物量按《中国能源统计年鉴2013》中的能源折算系数折合成标准煤(表2～表3)。

表2　江苏省各类能源消费、GDP及碳排放估算

注：资料来源于江苏省历年各类型能源消费量(万吨标准煤)、GDP(2000年不变价，亿元)等数据引自《江苏统计年鉴》。

表3　江苏省各产业增加值与能源消费量

注：数据来源于《江苏统计年鉴》。

3江苏省碳排放库兹涅茨曲线

借鉴国内外学者有关环境库兹涅茨曲线的实证研究模型，碳排放库兹涅茨曲线反映人均碳排放与人均GDP的关系。以A表示人均碳排放，以R表示人均GDP，建立碳排放库兹涅茨曲线的二次方程模型为：

A=α+β1R+β2R2

(2)

式中：α为截距项；β1、β2分别为R2和R的估计系数。

首先考虑江苏碳排放是否存在拐点。当碳排放库兹涅茨曲线呈“倒U”型曲线时，表明碳排放库兹涅茨曲线存在拐点，表现在二次方程模型中，一次项系数β1为正，二次项系数β2为负。在此基础上，则可以测算碳排放库兹涅茨曲线的拐点路径。

通过拟合，模型结果为：

A=-0.2279+0.8244R-0.0756R2(-2.185)(11.004) (-6.383)

拟合优度检验：R-squared=0.9887，F-statistic =395.4286，拟合效果好。

根据公式(3)的结果可以看出，一次项系数为正，二次项系数为负，说明江苏碳排放库兹涅茨曲线具有“倒U”型特征，存在拐点，符合环境库兹涅茨曲线假说。计算碳排放库兹涅茨曲线拐点ε：

图1　江苏省碳排放库兹涅茨曲线

ε计算结果和图 1 表明：以2000年不变价格计算，当江苏省人均GDP小于5.451 1万元时，江苏人均碳排放随着人均GDP的增长而增加；人均GDP大于5.451 1万元时，人均碳排放随着人均GDP的增长而降低；在5.451 1万元处达到人均碳排放的最大值，是江苏省碳排放的理论拐点。2014年，按2000年不变价格核算，江苏省人均 GDP为5.423 4万元，已经基本达到了江苏省碳排放的理论拐点。

“十三五”是江苏省经济转型升级的关键期，能否成功越过碳排放库兹涅茨曲线拐点，还需要从能源结构、产业结构、技术进步等角度对江苏库兹涅茨曲线的影响进行分析。

4江苏人均碳排放的影响因素分析

4.1碳排放的二阶段因素分解模型

这里采用徐国泉[13]提出的碳排放量的基本等式：

(3)

公式(3)可以写为：

(4)

式中：人均碳排放量A的变化来自于SEi的变化(能源结构)、Fi的变化(能源排放强度)、Ij的变化(能源效率)、SYj(产业结构)以及R的变化(经济发展)。

第t期相对于基期的人均碳排放量的变化可以表示为：

ΔA=At-Ao=ΔASE+ΔAF+ΔAI+ΔASY+ΔAR+ΔArsd

(5)

式中：ΔASE为能源结构因素；ΔAF为能源排放强度因素；ΔAI为能源效率因素；ΔASY为产业结构因素；ΔAR为经济发展因素；ΔArsd为分解余量。

由于公式(4)存在双重结构因素(即能源结构、产业结构)，直接采用因素分解法，无法同时将这两重结构因素分解出来。由此，本文将公式(4)分成以下两个阶段分解模型：

(6)

(7)

采用Ang 等人[11]在1998年提出的对数平均权重Divisia分解法(LMD)分别对公式(6)、(7)进行二阶段因素分解。

第一阶段，对公式(6)分解得到：

第二阶段，对公式(3)分解得到：

本文将以上分解方法称之为“二阶段因素分解法”。

4.2因素分析

本文中，Fi是固定的，即影响江苏人均碳排放的因素主要为能源结构变化、能源效率变化、产业结构变化以及经济发展变化。因此，ΔAF=0，其他4个因素的影响效果计算结果见表4。

表4　2003—2012年江苏省人均碳排放的二阶段因素分解结果

注：表4计算结果是以2000年为基期的二阶段因素分解结果。

从图2可以看出，江苏省人均碳排放量总体在不断增加，而带动江苏省人均碳排放增长的主要因素是江苏省经济的快速发展。图2显示，经济发展对江苏省人均碳排放的贡献值是在不断增大的。

我们也注意到，2003—2005年江苏省人均碳排放增长幅度有所增大，但从2006年起，江苏省人均碳排放增长幅度在不断收小，特别是2012年人均碳排放的增长幅度仅为0.064 t。从图2的因素分解结果分析，能源效率对抑制江苏人均碳排放增长起到了关键的作用，这应该是由于江苏省产业的升级改造，技术水平大幅提高，能源效率得到提高，从而抑制了碳排放的增长速度。

进一步分析其他因素的影响效果，发现产业结构的贡献份额呈现倒U型，即在2003—2006年产业结构对人均碳排放起拉动作用，而2007年以后，产业结构开始抑制人均碳排放的增长，特别是2012年起贡献值已转为负，说明了产业结构的贡献值已优于2000年。这也反映了江苏产业结构升级改造取得了初步成果。倒U型曲线同样出现在了能源结构上，2005年以前，能源结构没有带动人均碳排放的下降，2006年以后抑制人均碳排放的作用逐步显现，但抑制作用的贡献值很小，这说明，江苏省以煤为主的能源结构仍未发生根本性的改变。

图2　2003—2012年江苏省人均碳排放的二阶段因素分解结果

5结论及对策

对江苏省能源消耗的碳排放进行了估算，分析了人均碳排放与人均GDP的关系，并对江苏省碳排放进行了二阶段因素分解分析，可以得到以下结论：

(1)江苏碳排放库兹涅茨曲线存在拐点，具有“倒U”型特征，符合环境库兹涅茨曲线假说。江苏省碳排放的理论拐点人均GDP为5.451 1万元。2014年，按2000年不变价格核算，江苏省人均 GDP为5.423 4万元，已经基本达到了江苏省碳排放的理论拐点。

(2)江苏省人均碳排放量总体在不断增加，而带动江苏省人均碳排放增长的主要因素是江苏省经济的快速发展。经济发展对江苏省人均碳排放的贡献值是在不断增大的。

(3)江苏省人均碳排放增长幅度在不断收小，能源效率对抑制江苏人均碳排放增长起到了关键的作用。

(4)产业结构的贡献份额呈现“倒U型”曲线，即在2003—2006年产业结构对人均碳排放起拉动作用，而2007年以后，产业结构开始抑制人均碳排放的增长。这也反映了江苏产业结构升级改造取得了初步成果。

(5)能源结构的贡献也呈现“倒U型”曲线，2005年以前，能源结构没有带动人均碳排放的下降，2006年以后抑制人均碳排放的作用逐步显现，但抑制作用的贡献值很小，这说明，江苏省以煤为主的能源结构仍未发生根本性的改变。

由此可见，江苏省碳排放库兹涅茨曲线是存在，且已到达理论拐点，但能否顺利越过该拐点，取决于后续一揽子政策的效果，为此提出以下对策建议：

(1)技术进步依然是提高能源效率的有效途径。进一步加大转型升级力度，加大能源技术研发投入，推广新型的节能技术，提升产业技术水平，淘汰高耗能的陈旧设备，提高能源效率。同时要重视省内技术溢出效应，加强地区间的技术转移合作，推进苏南先进技术向苏中、苏北扩散，促进苏中、苏北能源效率的提升，充分发挥能源效率因素的抑制作用。

(2)进一步发挥结构因素在节能减排中的作用。继续调整优化产业结构，实现产业结构轻型化，大力发展第三产业，加快实现产业结构升级转移，进一步发挥产业结构的抑制作用。加强能源价格的市场化，充分利用价格手段调节能源与其他要素的替代效应，促使其他要素替代能源的投入。同时通过财政补贴等方式，积极降低煤炭在能源中所占比重，大力发展清洁能源，鼓励企业采用清洁能源，改善能源结构。

(3)制定能源及环境保护政策时，要根据江苏省苏南、苏中、苏北地区间经济发展和能源消费的不平衡的实际情况，充分考虑各地区节能减排机制的演化路径差异，合理采取相应的政策，推进区域间的有效合作，走可持续发展的能源节约型的低碳之路。比如，苏中、苏北地区在承接苏南产业转移时，要制定有效的产业发展规划和能源政策；苏南地区则要提升产业层次，发展高新技术产业、总部经济以及第三产业。

参考文献：

[1]Martinez-Zarzoso，I.，Bengochea-Morancho，A.Pooled Mean Group Estimation for an Environmental Kuznets Curve for CO2[J].Economics Letters，2004(82)：121-126.

[2]Abdul Jalil，Syed F.Mahmud.Environment Kuznets curve for CO2emissions：A cointegration analysis for China[J].Energy Policy，2009(37)：5167-5172.

[3]Aaron Kearsley，Mary Ridde.A further inquiry into the Pollution Haven Hypothesis and the Environmental Kuznets Curve[J].Ecological Economics，2010，(69)：905-919.

[4]尹希果，霍婷.国外低碳经济研究综述[J].中国人口·资源与环境，2010，(9)：18-23.

[5]林伯强，蒋竺均.中国二氧化碳的环境库兹涅茨曲线预测及影响因素分析[J].管理世界，2009，(4)：27-36.

[6]许广月，宋德勇.中国碳排放环境库兹涅茨曲线的实证研究——基于省域面板数据[J].中国工业经济，2010，(5)：37-47.

[7]张为付，周长富.我国碳排放轨迹呈现库兹涅茨倒U型吗？——基于不同区域经济发展与碳排放关系分析[J].经济管理，2011，(6)：14-23.

[8]孙作人，周德群，周鹏，等.结构变动与二氧化碳排放库兹涅茨曲线特征研究——基于分位数回归与指数分解相结合的方法[J].数理统计与管理，2013，(11)：59-74.

[9]刘华军，闫庆悦，孙曰瑶.中国二氧化碳排放的环境库兹涅茨曲线——基于时间序列与面板数据的经验估计[J].中国科技论坛，2011，(4)：108-113.

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Can Jiangsu Pass the Inflection Point of the Carbon Emissions Kuznets Curve?Based on the Analysis of Jiangsu’s Carbon Emissions on the Two-Stage Factor Decomposition Model

XU Guo-quan, LUAN Hao

(Business school of Suzhou University of Science and Technology,Suzhou 215009，China)

Abstract:This paper is to estimate the carbon emissions of energy consumption in Jiangsu,to analyze the relationship between per capita carbon emissions and per capita GDP,and to do the analysis of Jiangsu’s carbon emissions on two-stage factor decomposition model.We have obtained the following conclusions：firstly,Jiangsu carbon emissions Kuznets curve has a “inverted U” type;secondly,economic development is the main factor of per capita carbon emissions growth in Jiangsu province;thirdly,energy efficiency plays a key role in restraining per capita carbon emissions growth in Jiangsu;fourthly,the contribution share of energy structure and industrial structure is showing “inverted U” curve.Whether Jiangsu can successfully pass the inflection point or not,it depends on a package of policies including increasing the intensity of the transformation and upgrading.

Key words:carbon emissions；Kuznets curve；industrial structure

doi:10.3969/j.issn.1009-4210.2016.03.004

收稿日期：2016-03-31；改回日期：2016-04-24

基金项目：江苏高校哲学社会科学研究资助项目(2015SJB560)

作者简介：徐国泉(1979—)，男，副教授，博士，从事科技管理研究。

中图分类号：F062(253)

文献标志码：A

文章编号：1009-4210-(2016)03-022-07