中日韩贸易开放对碳排放的影响机制研究

廖洋红

〔内容提要〕基于中日韩1979—2021年的面板数据，通过传统回归、面板分位数回归和中介效应模型，研究贸易开放对二氧化碳排放的影响及作用机制，研究结果表明：贸易开放显著促进碳排放，高碳排放区受贸易开放影响较大，低碳排放区受贸易开放影响较小；贸易开放的规模效应、技术效应和结构效应均为正，贸易开放通过技术效应和结构效应间接作用于规模效应，从而促进碳排放；经济增长对碳排放的影响最为显著，现阶段仍表现为促进作用。中日韩应当加强新能源领域合作，加快改善贸易结构，提高能源效率和绿色技术转化率，尽快实现产业转型，助推亚太地区实现“碳中和”。

〔关键词〕贸易开放；二氧化碳排放；规模效应；技术效应；结构效应

一、引言

近年来，气候变化问题引起社会各界的广泛关注，贸易开放作为全球经济发展的重要支柱，也被认为是造成环境问题的“罪魁祸首”。贸易开放对环境的影响一直备受关注，贸易既可以提高经济效益、促进技术创新，也会加剧能源消耗、促进碳排放。为实现经济发展与环境保护之间的平衡，满足高质量发展新期待，有必要探究贸易开放与碳排放之间的关系。本文以中日韩三国作为样本，研究贸易开放对碳排放的影响及作用机制，并进一步探讨规模效应、技术效应和结构效应之间的相互作用关系，研究结果对于深入理解贸易开放与碳排放的关系、制定环保政策以及推进低碳经济发展具有重要意义。

关于贸易开放和环境的关系，学界存在一系列假说，包括“污染天堂假说”“向底线赛跑假说”“环境收益假说”等。关于贸易开放和环境的研究大体可分为两类。一类是研究贸易开放对碳排放的直接影响，常用一阶滞后工具变量构建动态模型来验证，研究结果大多因区域差别而不同。以中国为样本的研究结果表明贸易开放促进碳排放，满足“污染天堂假说”。另一类是研究贸易对碳排放的间接效应。有学者提出贸易影响环境的三大效应：一是规模效应，二是技术效应，三是结构效应。

相较于已有的文献，本文的边际贡献在于：第一，以修正的贸易开放度作为核心解释变量，并用外贸依存度替换核心解释变量作为稳健性检验；第二，静态面板和动态面板估计方式结合，以缓解模型内生性问题，辅助使用面板分位数回归，多维度分析不同碳排放水平下贸易开放的影响；第三，鉴于多数研究止步于贸易开放对碳排放的直接影响，本文构建中介效应模型，进一步探究影响机制。

二、贸易开放与碳排放的关系

中日韩三国作为经济体量占全球四分之一的重要经济体，在全球贸易中占据五分之一的份额，但同时其碳排放总量也占据全球的三分之一。这种现象引发了人们对贸易对环境消极影响的担忧，尤其欧盟“碳关税”协议的达成，更激化了这一矛盾。关于贸易开放对碳排放的影响，可从规模效应、技术效应、结构效应三方面加以考虑。

就规模效应而言，一方面，贸易开放促进生产规模扩大，进而增加要素投入，引发资源消耗，碳排放增加。2000年至2021年，中日韩三国贸易总额扩大了4.24倍，一次能源消耗从73.04艾焦增长至187.96艾焦，增长1.57倍，对化石能源的依赖加剧了碳排放。另一方面，生产规模的扩大也可以促进人均收入水平提高，从而使得居民对优质环境及清洁产品的需求增加，抑制碳排放。从目前整体情况来看，中日韩地区的人均收入增加对碳排放的抑制作用尚不明显，已有研究表明，日本的碳排放与经济增长的关系正处于向强脱钩状态的过渡阶段，但中国和韩国总体处于弱脱钩状态，对化石能源依赖较强。据此作以下假设：

假设1a：贸易开放的规模效应为正，促进碳排放。

就技术效应而言，对外贸易可以通过国际技术交流、人力资本流动、管理创新、清洁产品的应用等渠道促进东道国技术进步，抑制碳排放。若是绿色低碳技术得到发展，则技術进步提高能源使用效率，抑制碳排放；若是污染型技术得到发展，则技术进步会加剧能源消耗，增加碳排放。根据OECD数据库，与2001年相比，2018年中国、日本环境相关的专利申请量分别增长20倍、7倍，韩国于2001年环境专利申请量已经达到4321.88件，至2018年仍实现19%的增长。近年来，各国技术创新越来越偏向于低碳环保，而低碳技术的应用有利于抑制碳排放。据此作以下假设：

假设1b：贸易开放的技术效应为负，抑制碳排放。

就结构效应而言，如果一国的比较优势源于较为宽松的环境规制和丰富的资源禀赋，国际贸易会将其产业向高耗能、高污染结构转移。产业结构能反映污染密集型产业转移的结果，第二产业对能源依赖程度较大，其占比越高，说明污染密集型产品生产越具有比较优势，对碳排放的消极影响越大。中日韩进出口贸易额最大的领域均为电机、电气设备及其零部件，属于第二产业，第二产业对化石能源的依赖在短时间内无法改变。据此作以下假设：

假设1c：贸易开放的结构效应为正，促进碳排放。

贸易开放对碳排放的影响取决以上效应的合力方向，从图1的散点图初步推断，整体而言贸易开放与碳排放呈正向相关关系，贸易开放程度越高，碳排放量越大。据此作以下假设：

假设2：贸易开放促进碳排放。

三、研究设计

（一）静态模型设定

（三）数据说明

限于数据的可获得性，本文选取中国、日本、韩国1979—2021年的面板数据进行研究，变量的含义及数据来源如下：

1.被解释变量（CO2）

本文的碳排放是指化石能源燃烧和工业生产过程直接释放的二氧化碳，包括煤炭、石油、天然气的燃烧和水泥、钢铁等其他工业生产过程的碳排放，不包括土地利用变化产生的二氧化碳，数据来源于Our World in Data，以吨为计量单位。

2.核心解释变量（Open）

贸易开放度最常用的指标是外贸依存度，即贸易总额占GDP的比重。外贸依存度仅考虑贸易额，并没有考虑外商投资的影响，实际上一个国家的经济体系越完善，其吸引外国投资的市场潜力就越大，本文构建如下贸易开放度指标，见式（3）。

其中Openit表示i国第t年的贸易开放度，Fit表示i国第t年的外商直接投资净流入，Tit表示i国第t年的贸易总额，GDPit表示i国第t年的GDP，WGDPt表示第t年的世界GDP。同时，为确保估计结果的稳健性，以外贸依存度（Tra）作为贸易开放度代理变量进行估计。

3.控制变量（PGDP、Urb、Eff）

人均收入水平（PGDP）、城市化水平（Urb）数据均来源于世界银行的世界发展指标数据库（WDI）。能源效率（Eff）用能源强度的倒数表示，能源强度是单位GDP的能源消费量，本文选取的是一次能源消费量，数据来源于英国石油公司（BP），GDP数据来源于世界银行。各变量取自然对数的统计性描述如表1所示。

（四）数据预处理

中日韩三国地理位置相近，经济贸易往来日益密切，面板数据可能存在同期截面相关。本文采用五种考虑截面相关的方法对序列进行单位根检验，分别是LLC检验、Breitung检验、Fisher-ADF检验，Fisher-PP检验、CIPS检验，五种检验均通过则视为平稳序列。检验结果如表2所示，所有變量在一阶差分后均为平稳序列，即为一阶单整序列，可以进行协整检验。Johansen检验和Kao协整检验结果均通过，表明变量之间存在长期协整关系。

四、实证分析

（一）回归结果分析

回归结果如表3所示，四种不同的估计方法均表明核心解释变量贸易开放对碳排放的影响在1%的水平上显著，且系数为正，说明贸易开放对碳排放具有促增作用，假设2成立。一般而言，使用PCSE估计最稳健，全面FGLS估计最有效率，此处用稳健性更强的PCSE的估计结果进行分析。贸易开放度每增加1%，碳排放将增加0.13%，随着贸易自由化逐步提高，关税等贸易限制减少，商品及生产要素流动性增强，生产规模扩大，能源消耗加剧，碳排放增加。人均GDP的估计系数最大，是影响碳排放最重要的因素，这一结果与诸多学者的研究相同，目前中日韩地区仍未实现碳排放与经济增长脱钩，人均GDP每增长1%，碳排放增加0.82%。城市化水平提高促进碳排放，说明目前城市建设仍存在高耗能、高污染的问题，构建新型绿色城市迫在眉睫。用能源效率代表的技术水平系数为负，说明技术进步所带来的能源效率提高可以有效抑制碳排放，替换核心解释变量的稳健性检验也可以得出相似的结论。

（二）面板分位数回归分析

为进一步分析不同碳排放量下贸易开放的影响，本文以0.1、0.25、0.5、0.75、0.9为分位点进行面板分位数回归，结果如表4所示。所有变量系数估计均显著，表明在碳排放的各个阶段，贸易开放、经济增长、城市化水平、技术水平均对碳排放有显著影响。随着碳排放量分位点增加，贸易开放对碳排放量的影响逐渐增加，即高碳排放区受影响较大，低碳排放区影响较小。其原因可能在于碳排放量高的地区一般能源使用效率低、清洁技术不成熟、环境管制宽松，贸易开放促进高碳产业向这些地区的转移，进一步加剧碳排放，即“污染天堂假说”。随着分位数的增加，人均GDP的影响程度逐渐降低，这意味着人均GDP对高碳排放区影响较小，对低碳排放区影响较大；城市化水平、技术水平的估计系数也随着碳分位点的升高而逐步下降，说明随着碳排放量的增加，城市化水平、能源效率对碳排放的影响减弱，即在碳排放量低的地区，城市化水平、能源效率对碳排放的影响更大。

（三）作用机制分析

本文以规模效应、技术效应、结构效应为中介变量，通过逐步回归法和Bootstrap进行中介效应检验，实际GDP（RGDP）作为规模效应的代理变量，环境专利申请量（Epa）作为技术效应的代理变量，工业增加值所占GDP的比重（Str）作为结构效应的代理变量，并取自然对数以减缓异方差。控制变量分别为：城市化水平（lnUrb）、能源效率（lnEff）、人均GDP滞后一期（l.lnPGDP）。

构建逐步回归的中介效应模型见式（3）：

其中c1、c2、c3分别为单独考虑规模效应、技术效应、结构效应后贸易开放对碳排放的直接效应，β1y1、β2y2、β3y3分别为贸易开放对碳排放的间接效应，即规模效应、技术效应和结构效应。若加入中介变量后，ci和yi均显著不为0，且ci与c1相比显著性下降或系数值下降，说明该中介变量充当部分中介；若yi显著，而ci变得不显著，则该中介变量为完全中介变量。

表5的逐步回归结果显示，贸易开放的间接效应β1y1、β2y2、β3y3均显著为正，即规模效应、技术效应、结构效应对碳排放的影响为正，对碳排放具有促增作用，见表5。其中规模效应充当完全中介变量，如表5的模型（7），加入中介变量lnRGDP后，贸易开放对碳排放的影响变得不显著，而中介变量lnRGDP对碳排放的影响在1%水平上显著；技术效应和结构效应充当部分中介作用，如表5的（8）、（9），加入中介变量后，中介变量对碳排放影响在1%水平上显著，而贸易开放对碳排放影响的显著性下降。规模效应和结构效应为正，假设1a、1c成立，结果符合预期，贸易开放带来的经济规模扩张与工业增加值的增长促进碳排放；技术效应也为正，说明贸易开放带来的技术进步促进碳排放，贸易开放对环境相关专利申请量有显著促进作用，但专利申请的增加却进一步促进碳排放，结果与预期不符，假设1b不成立，这可能与专利转化率、政策管制、人力资本等因素相关，技术进步并没有起到抑制碳排放的作用。

为保证结果的稳健性，使用考虑时间和个体固定效应的Bootstrap法进行检验。经1000次重复抽样后，若效应值置信水平区间不包含0，则效应显著；若中介变量的间接效应和直接效应均显著，则该中介变量为部分中介，若间接效应显著而直接效应不显著，则为完全中介。Bootstrap檢验结果如表6所示，非参数百分位（Percentile）Bootstrap法和经偏差校正（Biascorrected）的非参数百分位Bootstrap法所计算出的间接效应值均显著，说明以规模效应、技术效应、结构效应为中介的间接效应存在，其中规模效应为完全中介，技术效应和结构效应为部分中介，这一结果与逐步回归法的检验结果一致。

三大间接效应全为正向，且其中一种效应为完全中介，另外两种效应为部分中介，说明这三种效应间存在相互作用。考虑到技术水平和产业结构均会对经济增长产生影响，所以假设贸易开放通过技术效应和结构效应间接影响规模效应，进而作用于碳排放，作用机制示意见图2。

为验证以上中介效应，此处使用具有较高检验力度的Bootstrap法进行检验。由于前文已证实规模效应为完全中介，故此处主要验证从贸易开放到实际GDP的间接效应，分别以lnEpa和InStr为中介。结果如表7所示，间接效应值和直接效应值的置信区间均不包含0，说明都充当部分中介，间接效应占比分别为41.81%、45.47%，贸易开放通过促进技术进步和工业发展间接促进经济增长，经济增长再正向作用于碳排放，以上中介效应假设成立。

以上中介效应的成立可以说明前文2b假设不成立的原因，即技术效应为正的研究结果与技术效应为负的假设不符。贸易开放所带来的技术进步既可以通过提高低碳技术来抑制碳排放，也可以通过促进经济发展增加碳排放，现阶段中日韩贸易开放的技术效应表现为抑制作用尚不显著，而通过经济增长对碳排放的促增作用较为明显，所以导致最终技术效应为正，促进碳排放。

五、结论与政策建议

本文通过深入研究中日韩贸易开放对碳排放的影响及作用机制，得出以下结论：第一，贸易开放显著促进碳排放，高碳排放区受贸易开放的影响较大，低碳排放区受影响较小。第二，贸易开放的规模效应、技术效应和结构效应均为正，三大效应之间存在相互作用，贸易开放通过技术效应和结构效应间接作用于规模效应，促进碳排放。第三，中日韩的经济增长仍处于促进碳排放阶段，对碳排放的抑制作用尚未显现。

基于以上结论，提出如下政策建议：第一，改善贸易结构。高碳排放区受贸易开放影响较大，且主要通过规模效应促进碳排放，应当着重改善贸易结构，从高耗能产品向集约型产品转型，改善能源消费结构，逐步形成低碳产业发展模式。第二，提高专利技术转化率，引导产业实现转型升级。现阶段中日韩贸易开放的技术效应和结构效应为正，贸易开放所带来的技术创新没有起到抑制碳排放的作用，贸易也没有对产业结构升级产生积极影响，应当增强专利技术的实用性，提高劳动者的受教育水平，以增加对创新技术的吸收，提高技术转化率，同时积极引导国内产业升级转型，淘汰落后产能，提高能源使用效率，让技术进步和产业转型达到抑制碳排放的效果。第三，实现碳排放与经济增长脱钩。生产方面，鼓励支持企业向绿色低碳新型生产模式转型，完善碳排放核算标准体系和评估机制；消费方面，积极倡导绿色低碳新型消费理念，降低绿色消费成本，形成良好的低碳社会循环体系。第四，不同区域的碳减排措施应当有所侧重。高碳排放区要更注重改善贸易结构和生产模式，低碳排放区要更注重新型城市化建设和能源效率的提高。第五，加强中日韩区域合作。在东盟10+3、RCEP等框架机制下，加快推进中日韩FTA谈判，提升多边层面的贸易自由化、便利化水平，充分利用中国极具潜力的市场和日韩较高的技术水平，建立优势互补的合作机制，加强新能源领域技术合作，共同助推亚太地区实现“碳中和”。

（作者单位：延边大学融合学院）