“一带一路”下我国经济增长与碳排放的门槛效应研究

张倩茹 王汉斌，2 卢媛媛

(1.太原理工大学经济管理学院，山西省太原市，030024；2.运城职业技术学院，山西省运城市，044000；3.山西大学数学科学学院，山西省太原市，030006)

1 文献综述

“一带一路”倡议着力于为我国打造新的经济增长引擎，加快调整经济结构，优化升级产业结构，但其在推动经济发展进程中带来的碳排放增长效应也不容忽略。

有诸多学者关注经济增长与碳排放之间关系的研究，Pani(2010)和袁富华(2010)认为，推动能源消费与碳排放急剧增加的核心因素是经济增长与收入水平。傅京燕(2017)也证实了不可低估经济增长对“一带一路”沿线国家碳排放量增长的贡献力量。雷原(2016)指出，为保证绿色“一带一路”的顺利推进，中国必须在碳减排的道路上起到表率作用，着力于经济增长与碳减排的协调统一。Panayotou(1993)针对如何平衡经济增长与环境质量之间的关系进行分析研究，发现在经济发展的初期阶段，随着人均GDP的增长，碳排放量迅速增长；当人均GDP达到某一门槛值时，碳排放量会随着经济的发展而降低，其变化过程中存在着门槛效应。

大量文献对影响碳排放的因素进行了门槛效应分析，如宋马林(2011)和贾登勋(2015)基于我国分省数据的实证分析，指出在经济增长过程中，产业结构和能源消费结构对碳排放都存在显著的门槛效应。陈艳玲(2017)和周少甫(2017)选择城镇化对我国碳排放的影响进行深入研究，发现城市化水平对我国碳排放具有显著的门槛效应：当人均收入和城市化水平相对较低时，提升城市化水平会导致碳排放大幅增长，否则，城市化水平则会降低碳排放。安超(2015)基于内生增长模型，研究了能源强度、二氧化碳排放与经济增长的定量关系，证明能源强度会明显影响碳排放量的高低。公维凤(2012)在考虑到能源强度和碳排放强度制约的前提下，采用省级经济增长的优化模型，得出放缓经济发展速度、降低能源消耗可有效降低碳排放量的成果。以上研究可知，伴随着经济增长，碳排放的增减幅度主要受到产业结构、能源消费结构、城市化水平、能源强度等多种因素的影响。

目前对“一带一路”倡议的关注点多侧重于实施意义与框架设计，针对我国经济增长与碳排放之间关系的多因素门槛效应分析较少。兼顾经济增长与碳减排是推进“一带一路”倡议实施的重中之重。为此，本文强调在“一带一路”倡议推进的背景下，采用Hansen开发的门槛面板模型，重点研究我国各省市经济增长对碳排放的影响。其中，以碳排放量为被解释变量，人均GDP为核心解释变量，产业结构、城市化水平、能源消费结构和能源强度分别作为门槛变量，检验其对碳排放量是否存在门槛效应，若存在则确定门槛值进行分段研究，进而深入分析回归结果，准确地揭示不同阶段中经济增长与碳排放之间的变化关系。

2 数据说明与模型介绍

2.1 数据说明

由于国家统计局缺少西藏和台湾的统计数据，因此在研究时统计了我国2006-2015年除西藏和台湾外的30个省(区)的面板数据。

(1)目前我国官方并未公布各地区碳排放量的统计数据。本文参照《中国能源统计年鉴2016》提供的各种能源折算成标准煤的系数和国家温室气体清单指南(IPCC2006)给出的碳排放系数来估算各地区的二氧化碳排放量，再将其折算为碳排放量。计算公式为：

(1)

式中：i——化石能源(煤炭、焦炭、原油、燃料油、汽油、煤油、柴油和天然气)；

Ei——第i种能源的消耗量；

COFi——第i种能源的碳氧化因子；

NCVi——第i种能源的平均低位发热量；

CEFi——IPCC(2006)提供的第i种能源的碳排放系数。

各地区人均碳排放量(C)为上述公式计算所得碳排放量与年末该地区总人口之比，单位为kg/人。

(2)地区人均GDP(Y)是衡量某一区域经济发展程度的有效指标。本文使用的GDP数据是先将各地区每年名义GDP折算为以2006年为基期的实际GDP，再以各地区实际GDP与该地区年末总人口之比来衡量各地区人均GDP，单位为元/人。

(3)能源消费结构(S)为各地区煤炭消耗量与一次能源总消费之比。我国的能源结构中多煤少油气，原煤的碳排放系数高于石油类燃料和天然气，降低煤炭消耗量在能源结构中的比重有利于降低碳排放量。

(4)产业结构(M)用第三产业增加值在GDP中的比例来衡量。第三产业以服务业为主，与第二产业相比，第三产业带来的碳排放量较低，可认为是低碳产业。因此，产业结构数值越大，即第三产业发展越迅速，GDP增长所产生的碳排放量越少。

(5)城市化水平(U)为各地区城镇人口与该地区年末总人口的比值。在城市化水平和经济增长相互促进共同提升的过程中，必然加大对能源的消耗，导致碳排放量的迅速增长。而推行低碳经济理念兼顾城市化水平的提升是迎合“一带一路”新常态的必经之路。

(6)能源强度(I)是单位GDP产出所耗费的能源，即各地区能源消耗总量与该地区GDP的比值，单位为kgce/元。目前我国依然注重节能减排的环节，通过调整经济结构和研发利用高新技术来降低能源强度可保障这一环节的高效实施。

各变量的统计性描述如表1所示。

表1 各变量的统计性描述

2.2 模型介绍

目前广泛应用于研究CO2排放、碳足迹、生态足迹以及能源足迹等的STIRPAT模型是定量分析人文因素对环境压力影响的有效方法。其公式为：

I=αPβ1Aβ2Tβ3δ

(2)

对式(2)两边取对数，转换为：

(3)

式中：μ——模型的系数；

I、P、A、T——环境、人口、经济和技术的具体表征值；

β1、β2、β3——人口、经济、技术因素的系数；

ε——随机误差项。

本文重点分析经济增长对环境质量的影响，且样本期内地区人口总量并不存在显著变化，而地区产业结构会显著影响当地碳排放，因此在模型(3)基础上暂不考虑人文因素并引入产业结构(M)这一因素。此外，人均GDP(Y)表示经济增长；城市化水平(U)、能源消费结构(S)、能源强度(I)表征技术水平。基于此，构建的实证模型为：

为了考察“一带一路”倡议背景下我国经济增长对碳排放影响的门槛效应，本文借鉴Hansen的静态面板门槛回归模型，在式(4)的基础上构建单门槛回归模型：

(5)

以及双重门槛回归模型：

(6)

式中：qi,t——门槛变量；

γ1、γ2、γ3——门槛值；

W()——指示函数，若条件成立值为1，否则为0。

3 实证研究与分析

3.1 变量的平稳性检验

为避免出现伪回归导致模型回归系数出现假设检验无效的情形，要先对面板数据进行平稳性检验。本文选取相同根单位根检验LLC检验和不同根单位根检验Fisher-ADF检验两种方法，结果如表2所示：所有变量都在1%的显著水平下拒绝存在单位根的原假设，即均为平稳变量。

表2 变量的平稳性检验

注:检验类型(C, T, P)分别表示单位根检验方程含有常数项、趋势项和滞后阶数,P的取值取决于AIC和SC准则

3.2 门槛估计及显著性检验

本文依次将M、U、S、I作为门槛变量对模型(5)和模型(6)进行试验。表3为门槛变量的门槛个数、门槛估计值、置信区间及显著性检验结果，由表3可知，产业结构、能源消费结构、能源强度均在1%的显著性水平下存在单门槛效应，其门槛值分别为41.63、71.83和0.26；城市化水平在1%的显著水平下存在双重门槛。

表3 门槛值估计结果

注：门槛值均为bs设定为1000次得到的结果；***表示1%的显著水平

3.3 门槛回归结果分析

根据表3得出的门槛值估计结果，分别构建产业结构、能源消费结构、能源强度的单门槛模型以及城市化水平的双门槛模型，考察这4个门槛变量在经济增长对碳排放影响中的门槛效应，其回归结果如表4和表5所示。

表4 单门槛回归结果

注：括号内为t值；***、**分别表示在1%、5%的水平下显著

3.3.1 产业结构门槛效应

目前气候变化领域关注的焦点在于碳排放与经济、产业结构之间的影响机理。产业结构作为门槛变量时，当第三产业增加值占GDP比重不超过41.63%时，经济每增长1%会增加1.23%的碳排放量；当第三产业占GDP比重高于41.36%时，经济每增长l%碳排放量仅增加0.10%。

结果表明，在产业结构门槛效应下，经济增长对碳排放存在显著的增长作用，且随着第三产业增加值比重的增加，这种增长作用出现大幅减弱的趋势。“一带一路”带来了大量的区域间合作，产业结构变化带来的优势会拉动周边地区偏向第三产业聚集，使经济增长脱离以能源消耗为主的第二产业，大幅增加以金融、销售、服务等为核心的第三产业，在能源角度上以人为动力，替代性地降低了碳排放增长的代价。例如，北京、上海的产业结构高于门槛值，其第三产业高度集中于旅游、金融、房地产等行业，其碳排放增加量在30个省(区)中排名末2位；而对于山西省和甘肃省，历史性资源经济带来了深厚的第二产业根基，无论是从石油加工、冶炼钢铁还是煤炭开掘角度，都大大降低了第三产业降碳的能力，直至西部大开发强调旅游资源后，山西省和甘肃省的产业结构才分别于2013年和2014年达到门槛估计值。

表5 双门槛回归结果

注：括号内为t值；***、**分别表示在1%、5%的水平下显著

3.3.2 能源消费结构门槛效应

以能源消费结构为门槛变量时，经济增长在促进人们提高收入水平、改善生活质量的同时，也会持续增加生活能源消费量，从而带动人均碳排放的增加。煤炭消费比例不超过71.83%时，经济每增长1%产生的人均碳排放增量仅为0.07%；当煤炭消费比例高于71.83%时，经济每增长1%所带来的人均碳排放增量达到0.37%。

结果表明，在能源消费结构门槛效应下，煤炭消费比例越大，经济增长对碳排放增长作用就越强。作为能源消费大国，我国的经济增长已经进入能源依赖型阶段，且其持续增长仍需能源支持，随着经济现代化进程的推动，我国东部地区的能源消费结构在2000年达到55%，中西部地区更是达到70%以上，因此我国现行的能源消费结构在短期内难以改变。而“一带一路”的路上丝绸之路靠近西北地区，让国家发展的视野重新聚焦西部大开发，政府不断加大对研发高新技术和利用清洁能源的支持力度，从而从根本上达到大幅降低碳排放量的目标，实现低碳化、绿色化发展。

3.3.3 能源强度门槛效应

能源强度作为门槛变量时，当能源强度低于0.26 kgce/元时，经济每增长1%带来的碳排放增量为0.07%；当能源强度达到0.26 kgce/元时，经济每增长1%带来的碳排放增量为0.32%。

结果表明，在能源强度门槛效应下，经济增长与碳排放显著正相关，且随着单位GDP产出所消耗能源的增加，这种增长作用有变强的趋势。改革开放之前，我国经济发展方式较为广泛，主要依靠廉价的劳动力，导致能源耗散和环境污染，随着人民生活水平的提高以及可持续发展的要求，这种经济模式已不再适合“一带一路”的建设。在开发利用清洁能源有限的情况下，要想转变从资源消耗型到经济服务型的经济发展模式，着力降低碳排放量，必须要降低能源强度。而高新技术的发展与应用、高碳产品产量的控制、产业结构的调整与优化都会影响能源强度。例如，四川、天津等低能源强度区域的产出多以高新技术产品为主，更有旅游、人文、艺术等资源富集，经济增长快速而能源消耗量少且精，其区域碳排放量相对较低；而贵州、青海等地区发展较慢，经济发展水平较为落后，有效能源获得率低，环境破坏力度大，用数量而非效率建立起的空头GDP难以与东南沿海城市相比。

3.3.4 城市化水平门槛效应

当城市化水平作为门槛变量时，存在双重门槛效应，当城市化水平≤41.68%时，经济每提高1%，会使得人均碳排放增加0.48%；当城市化水平处于41.68%～52.43%之间时，经济增长对人均碳排放的增长作用有所提升，达到0.33%；当城市化水平继续上升并高于52.43%时，经济每增长1%所带来人均碳排放增量降到0.17%。

根据门槛值可以得到3个区间，并对样本进行分类，如表6所示。

表6 门槛区间

注：括号内数字是达到门槛值的年份

结合各省份的地理位置可知，城市化水平较高的地区主要集中在我国东部，该地区实现了高度城市化，区域经济飞速发展且辐射周边地区，区域内产业结构多元化，高污染高能耗产业少，如北京、天津、上海、广东等高城市化水平的省(市)将发展重心落到金融业、服务业等低污染低排放的产业，降低重工业比重，在经济增长的同时，人均碳排放呈下降趋势。中等城市化水平的地区位于我国中部，在2012年之前这15个省(区、市)加快城市化发展，发展区域经济和产业化，并在此过程中重点建设农业、铁路、工业等基础设施，从而带动了能源消耗，碳排放量稳步增长但增速较缓。城市化水平较低的地区主要分布在我国西部，这9个省(区)深居内陆，其发展模式多以第一产业或第二产业为主，经济发展速度远低于东部地区，产业调整与升级有待发展，流动人口以输出为主，人才流失严重，城市化发展缓慢，经济发展水平落后，碳排放量却增长较快。

结果表明，城市化水平不论高低，经济增长都会促进对碳排放的增加，但随着城市化水平的不断提高，这种增长作用反而会出现减弱的趋势。其原因在于：在提升城市化水平的初期，需要投入建设大量的基础设施，不可避免地会带来能源耗散和碳排放量的增加，直到达到高城市化水平时，会逐步减少对基础设施的投入水平，此时将发挥规模经济促进城市化的推进，从而减少碳排放。“一带一路”倡议的推进促进了各省(区)之间的贸易合作，扩大了市场需求，也对城市化推进提出了更高的要求。

4 结论与建议

4.1 结论

(1)随着第三产业增加值占GDP比重的增加，经济增长所带来的碳排放量会明显减少。第三产业聚集效应集中于大中型省市，低碳产业使用能源的效率较高，单位产出的碳排放量低，因此及时调整和优化产业结构，抛弃资源消耗型转向环境友好型，可以有效降低碳排放量。

(2)煤炭消费比例不断增高时，经济增长对碳排放的增长作用越来越强。煤炭消费比例较高的省份主要位于中西部地区，这些地区煤炭资源丰富，价格低廉，居民生活消费主要以煤炭为主，但其生活方式和消费模式并未走上低碳之路，随之碳排放量也会大幅增加。因此，减少碳排放，就必须优化能源消费结构，注重开发利用清洁能源，培养绿色低碳的生活方式，以降低煤炭消费比例。

(3)当单位GDP产出所消耗的能源越过其门槛值时，经济增长产生的碳排放量会明显增加。传统经济下的省份能源强度较高，而应用高新技术的新兴经济能更有效地利用资源，降低其能源强度，适应可持续发展的要求，因此技术水平的进步能有效抑制碳排放的增长。

(4)以消耗能源为主的城市发展理念往往以增加碳排放为代价，随着城市化进程的不断推进，发达城市能源转换经济效益的能力远高于发展中城市，会使经济增长产生的碳排放量出现减缓趋势。因此，提高能源转换效率，优化资源配置，积极倡导低碳生活，是提升城市化发展质量的重中之重。

4.2 对策建议

(1)应该立足我国产业基础，加大第三产业的发展力度，重点推进战略性新兴产业的健康发展，严格把控高耗能、高排放、低产出产业的发展，发挥我国产业的特殊优势，支持扩大节能环保技术，实现生产低碳化，将“一带一路”建设成高质量的经济发展之路。

(2)从技术创新入手，加深煤炭加工技术的深度，实现煤炭的清洁利用。与此同时，加强清洁能源领域开发与利用的合作是打造低碳化“一带一路”倡议的重要立足点，以此摆脱过分依赖煤炭消耗的发展格局，提高诸多替代能源或可持续能源在能源消费结构中的比重，形成全面利用多种能源的能源消费结构。

(3)“一带一路”倡议为沿线国家提供合作平台，扩大市场需求，促进发达国家与发展中国家共同进步，使各自的资金与技术参与到对方的基础设施与低碳经济建设中去，实现二者的融合。同时，应用高新技术的新兴经济能更高效地利用资源，实施环保优先、低碳转型的战略能为我国绿色发展提供健康的经济发展理念。

(4)发达城市在进一步提升城市化水平的建设过程中，要强调以人为本、环保优先，提高能源利用率，优化资源配置，走经济和环境协调发展的城市发展道路。合理引导中低水平城市化省(区)的提升，依托优势产业，加大节能环保科技的财政倾斜，争取发展低污染、高产出的行业，加大对创新驱动的关注力度，逐渐形成高质量的经济增长模式。实现城市化进程中的节能减排，更应注重积极倡导居民生态文明、低碳生活的理念，正确引导居民对提高生活质量的需求，从绿色、低碳的角度实现“人的城镇化”。