基于協(xié)整檢驗的江蘇省碳排放強度影響因素分析

劉曉燕，董 鋒

（中國礦業(yè)大學(xué) 管理學(xué)院，江蘇 徐州 221116）

一、引 言

“十二五”規(guī)劃指出把碳排放強度作為約束性指標(biāo)，《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案》提出，到2015年全國實現(xiàn)碳排放強度比2010年下降17%的目標(biāo)，作為重碳排放區(qū)的江蘇省實現(xiàn)全國首個低碳經(jīng)濟示范區(qū)的目標(biāo)任重道遠(yuǎn)。碳排放強度的研究越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的重視，國外學(xué)者如Barnali et al.（2000）通過對印度碳排放強度變化進行研究認(rèn)為人均收入與碳排放強度存在密切關(guān)系［1］；Obas et al.（2005）認(rèn)為能耗強度、能源結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)與碳排放強度有關(guān)［2］；國內(nèi)學(xué)者何建坤（2004）教授較早的對碳排放強度問題進行研究［3］；Fan et al.（2007）、張友國（2010）、王金南（2010）、杜官?。?010）從不同的角度研究了我國不同時間段內(nèi)碳排放強度的變化［4-7］，為學(xué)者們對碳排放強度影響因素的分析提供了一定的指導(dǎo)作用；丘兆逸（2011）認(rèn)為中國各個省區(qū)碳排放強度不同與工業(yè)化程度有關(guān)［8］；黃文若、魏楚（2011）比較了世界七大地理板塊國家碳排放強度演變特征，認(rèn)為能源結(jié)構(gòu)、能耗強度與碳排放強度存在重要影響關(guān)系［9］；趙蕓泰等（2011）探討了國家、區(qū)域和省際層面碳排放強度特征、區(qū)域差異和演變，認(rèn)為碳排放強度的區(qū)域差異與經(jīng)濟發(fā)展、能源強度以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有關(guān)［10］；虞義華等（2011）利用1995—2007年中國29個省、市、自治區(qū)的面板數(shù)據(jù)探討了碳排放強度同經(jīng)濟發(fā)展水平及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系［11］；張志強等（2011）分析了7個主要工業(yè)發(fā)達國家以及5個新興經(jīng)濟體國家的碳排放、人均GDP變化趨勢以及人均GDP與碳排放強度關(guān)系、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與碳排放強度關(guān)系［12］；吳殿廷（2011）等通過對世界112個國家進行定量分析得到碳排放強度與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系模式［13］；陳詩一（2011）從中國工業(yè)進程的角度分析了碳排放強度的變化，并指出能源利用率的提高是影響碳排放強度變化的主要因素［14］。根據(jù)以上文獻資料，發(fā)現(xiàn)學(xué)者們近兩年側(cè)重于研究碳排放強度空間格局的演變及其區(qū)域特征，缺少對影響因素的實證分析，現(xiàn)有的研究碳排放強度影響因素的文獻大多是簡單地考慮某個方面的影響，例如王偉林（2008）等從橫縱兩個角度對影響江蘇省碳排放強度變化的因素進行分析，得出工業(yè)行業(yè)結(jié)構(gòu)對江蘇省碳排放強度有重要影響［15］；徐大豐（2010）研究認(rèn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策對實現(xiàn)低碳有促進作用［16］；蘇萬春（2011）從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的角度研究珠三角城市碳排放強度［17］。鑒于以上不足，總結(jié)學(xué)者們的研究結(jié)果，得出可能影響碳排放強度的因素并納入本文，然后以江蘇省為實例，篩選符合江蘇省情況的因素，進行協(xié)整分析。

二、碳排放量的計算

使用江蘇省1985—2010年的一次能源消費總量進行碳排放量估算，一次能源包括煤炭、油品合計和天然氣。相關(guān)數(shù)據(jù)源于1985—2010年《中國能源統(tǒng)計年鑒》江蘇能源平衡表中煤炭、油品合計以及天然氣相應(yīng)的能源消費總量統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

對碳排放量的計算根據(jù)《中國能源統(tǒng)計年鑒》提供的各種能源折標(biāo)準(zhǔn)煤參考系數(shù)，將各年份的煤炭、石油、天然氣消費量折合成標(biāo)準(zhǔn)煤。按照公式（1）分別計算江蘇省1985—2010年的碳排放量。碳排放量的估算公式為：

其中，Ct為碳排放量；Ef為煤炭消費標(biāo)準(zhǔn)煤量；Sf為煤炭消費的碳排放轉(zhuǎn)換系數(shù)；Em為油品合計消費標(biāo)準(zhǔn)煤量；Sm為油品合計消費的碳排放轉(zhuǎn)換系數(shù)；En為天然氣消費標(biāo)準(zhǔn)煤量，Sn為天然氣消費的碳排放轉(zhuǎn)換系數(shù)。三種能源的碳排放系數(shù)根據(jù)學(xué)者們的研究成果取平均值。

三、江蘇碳排放現(xiàn)狀分析

江蘇省碳排放量從1985年的3022萬噸增長到2010年的16073萬噸，由圖1可知：碳排放量自1985年整體呈上升趨勢，1985—2001年碳排放量的增長比較緩慢，2001—2007年碳排放量的增長速度加快，2007—2009年碳排放量增長有所減緩。江蘇省碳排放強度從1985年的1.66噸/萬元下降到2010年的0.58噸/萬元，由圖2可知2001年以來碳排放強度變化幅度很小。碳排放量整體上升趨勢與碳排放強度整體下降趨勢說明江蘇省經(jīng)濟發(fā)展速度超過碳排放增長速度，但是碳排放強度降低速度緩慢。2001—2010年江蘇省碳排放強度的平均下降速度不足1%，作為經(jīng)濟大省和重碳排放區(qū)的江蘇省需要積極采取措施平衡經(jīng)濟發(fā)展和碳排放強度的關(guān)系，實現(xiàn)低碳經(jīng)濟。

圖1 江蘇省198 5—2010年碳排放量

圖2 江蘇省198 5—2010年碳排放強度

四、變量選擇

研究對象是江蘇省碳排放強度影響因素，數(shù)據(jù)來源于《江蘇省統(tǒng)計年鑒》和《中國能源統(tǒng)計年鑒》。因變量為碳排放強度（碳排放量/GDP），關(guān)于自變量的選取，總結(jié)其他學(xué)者的研究成果，從能源效率（用能源強度表征：能源消費總量/GDP）、能源結(jié)構(gòu)（煤炭消費量/能源消費總量）、經(jīng)濟發(fā)展（用人均GDP表征）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（用第三產(chǎn)業(yè)比重、重工業(yè)比重表征）、城市化水平（城市人口/總?cè)丝冢?、對外開放程度（用外貿(mào)依存度表征：進出口總額/GDP）、技術(shù)進步（用科技投入占GDP比重表征）等七個維度選取八個指標(biāo)進行表征，其中碳排放強度、能源強度和人均GDP三個指標(biāo)計算涉及的GDP是以2000年不變價格計算的。利用SPSS17.0將八個指標(biāo)與碳排放強度（CI）分別進行pearson關(guān)聯(lián)度分析，篩選出相關(guān)度最高的能源強度（EI）、第三產(chǎn)業(yè)比重（PTI）和外貿(mào)依存度（FTD）三個指標(biāo)作為自變量。關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果如表1。

表1 Pearson關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果

五、協(xié)整檢驗

（一）單位根檢驗

研究時間跨度為1985—2010年，時間序列數(shù)據(jù)不再平穩(wěn)，可能造成“偽回歸”現(xiàn)象，為了有效地檢驗數(shù)據(jù)的特征，利用Dichey-Fuller（ADF）方法檢驗CI、EI、PTI和FTD的平穩(wěn)性。由于自然對數(shù)變換不改變原來的協(xié)整關(guān)系，并能消除時間序列中存在的異方差，故對各變量取自然對數(shù)，分別記為LCI、LEI、LPTI和LFTD。ADF檢驗采用包含常數(shù)項和時間趨勢項的限制方程形式，在ADF檢驗、協(xié)整檢驗以及Granger因果關(guān)系檢驗中，滯后階數(shù)都通過AIC定階準(zhǔn)則確定。第五部分涉及的檢驗均借助Eviews 6完成。檢驗結(jié)果見表2。

表2 單位根檢驗結(jié)果

根據(jù)表2單位根檢驗結(jié)果得知LCI和LFTD在5%、LEI在10%、LPTI在1%的顯著水平下一階差分平穩(wěn)，即一階單整。

（二）協(xié)整檢驗

本文涉及三個自變量，Johasen方法適用于多變量協(xié)整關(guān)系分析，因此采用Johasen協(xié)整檢驗方法，運行Eviews 6得到如表3所示的協(xié)整檢驗結(jié)果。

表3 Johasen協(xié)整檢驗結(jié)果

由表3可知：LCI、LEI、LPTI和LFTD四個變量在5%的顯著水平下存在一個協(xié)整方程：

其中，括號中數(shù)字為相應(yīng)回歸系數(shù)估計量的標(biāo)準(zhǔn)差。根據(jù)協(xié)整方程可知：長期來看，碳排放強度的能源強度彈性為0.921885，碳排放強度的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)彈性為0.003253，碳排放強度的對外開放程度彈性為-0.156071。從協(xié)整方程系數(shù)的大小來看，能源強度對碳排放強度的影響作用大于其他兩個自變量。能源強度與外貿(mào)依存度對碳排放強度的影響作用與其他學(xué)者的研究結(jié)果是一致的，但是第三產(chǎn)業(yè)比重與碳排放強度之間的影響關(guān)系與其他學(xué)者的結(jié)論不同。發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)理論上會引起碳排放強度的降低，但是要達到理想的結(jié)果，應(yīng)保證第三產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)方式低碳化，人民生活方式的低碳化。江蘇省1985—2010年第三產(chǎn)業(yè)比重平均增長速率為3%，2010年第三產(chǎn)業(yè)比重為66.99%，能源消費量的平均增長速率為7.8%，說明江蘇省在調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的過程中沒有遵循社會化的低碳模式，造成更多能源消耗。

（三）Granger因果分析檢驗

根據(jù)Granger因果關(guān)系分析方法分別建立了LCI與LEI、LCI與LPTI、LCI與LFTD的分析模型。檢驗結(jié)果如表4。

表4 Granger因果關(guān)系分析結(jié)果

檢驗結(jié)果表明LEI和LPTI分別是LCI的單向Granger原因，LCI是LFTD的單向Granger原因。

（四）向量誤差修正模型

協(xié)整方程表明CI與EI、PTI、FTD之間存在長期均衡關(guān)系，但是實際的經(jīng)濟活動中，變量之間存在短期不均衡狀態(tài)，為研究變量之間長期均衡與短期調(diào)整之間的關(guān)系，本文建立向量誤差修正模型。VEC模型的表示為：

其中，vecmt-1=β'yt-1是誤差修正項，反映變量之間的長期均衡關(guān)系，系數(shù)向量α反映反映變量之間的均衡關(guān)系在偏離長期均衡狀態(tài)時將其調(diào)整到均衡狀態(tài)的速度，解釋變量差分項的系數(shù)反映各變量的短期波動對被解釋變量短期變化的影響。運行結(jié)果采用矩陣形式表示如下：

（五）脈沖響應(yīng)函數(shù)和方差分解

江蘇省碳排放強度（LCI）的脈沖響應(yīng)函數(shù)如圖3所示。對于EI的沖擊，碳排放強度的反應(yīng)第一期為0.067317，第二期達到頂點（0.105172），第三期下降到底點（0.063967），之后緩慢上升；對于PTI的沖擊，碳排放強度的反應(yīng)第一期為正（0.009103），然后下降，第三期達到低谷（-0.03272），第四期回升到-0.00678，之后在小范圍內(nèi)波動；對于FTD的沖擊，碳排放強度第一期反應(yīng)為0.000983，第二期上升到頂點（0.025078），第三期下降到-0.00705，之后維持在小范圍水平之間。說明能源強度、第三產(chǎn)業(yè)比重、外貿(mào)依存度在短期內(nèi)與碳排放強度存在影響。

圖3 碳排放強度對各變量沖擊的脈沖響應(yīng)函數(shù)

碳排放強度的方差分解結(jié)果如圖4，EI對碳排放強度的貢獻率第二期達到33.86182%，以后緩慢下降；PTI對碳排放強度的貢獻率第一期和第二期變化很小，第三期達到7.977668%，之后貢獻率緩慢上升；FTD對碳排放強度的貢獻率第二期達到3.116704%，之后緩慢下降。長期來看，碳排放強度的預(yù)測方差有59.69%來自本身，29.88%來自能源強度，8.76%來自第三產(chǎn)業(yè)比重，1.67%來自外貿(mào)依存度。

圖4 碳排放強度的方差分解

六、對策建議

本文以江蘇省為對象研究區(qū)域碳排放強度的影響因素，首先從學(xué)者們的研究成果中總結(jié)出可能相關(guān)的變量，然后利用關(guān)聯(lián)度分析得到相關(guān)度最高的前三個變量進行協(xié)整分析，結(jié)果表明：能源強度、第三產(chǎn)業(yè)比重和外貿(mào)依存度是江蘇省碳排放強度的影響因素。長期來看，江蘇省能源強度、第三產(chǎn)業(yè)比重與碳排放強度之間存在正向影響關(guān)系，外貿(mào)依存度與碳排放強度存在負(fù)向影響關(guān)系，且能源強度對碳排放強度的影響作用大于其他兩個變量。結(jié)論中第三產(chǎn)業(yè)比重增加引起碳排放強度增加說明江蘇省發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)過程中存在資源浪費，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整不能實現(xiàn)低碳的目標(biāo)。

為響應(yīng)國家低碳政策以及完成減排任務(wù)，本文建議從以下三個方面實現(xiàn)低碳：①提高能源利用效率，改善能源結(jié)構(gòu)。1985—2010年江蘇省煤炭在能源消費結(jié)構(gòu)中所占比例的平均下降速度為0.1%，2010年煤炭占能源消費總量的69%，鑒于能源強度的降低能夠促進碳排放強度的降低，應(yīng)引進推廣低能耗的設(shè)備和生產(chǎn)工藝，逐步提高能源利用效率，使用清潔環(huán)保能源。②減少第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程中的能源浪費，確保社會化的低碳生產(chǎn)生活方式。研究結(jié)果表明第三產(chǎn)業(yè)比重對碳排放強度存在正向影響關(guān)系，但是并不說明發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)是錯誤的決策。當(dāng)前江蘇省第三產(chǎn)業(yè)比重為67%，但是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整進程中存在能源浪費，導(dǎo)致碳排放強度不能有效降低。低碳應(yīng)當(dāng)保證發(fā)展低碳的第三產(chǎn)業(yè)，推動低碳產(chǎn)品、低碳技術(shù)、低碳服務(wù)的市場化，建設(shè)資源節(jié)約型社會。③改善對外貿(mào)易結(jié)構(gòu)，平衡貿(mào)易比例。江蘇省外貿(mào)依存度自1985年以來整體呈現(xiàn)上升趨勢，2005、2006、2007三年的外貿(mào)依存度都突破了100%，2008年以后呈現(xiàn)下降趨勢，2010年的外貿(mào)依存度為76%，說明江蘇省經(jīng)濟的發(fā)展較大程度地依賴對外貿(mào)易，而且從脈沖響應(yīng)函數(shù)和方差分解分析來看，當(dāng)前的對外貿(mào)易不能有效地降低碳排放強度，應(yīng)當(dāng)積極優(yōu)化外貿(mào)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，獨立自主地發(fā)展低碳經(jīng)濟，兩者協(xié)調(diào)發(fā)展以求降低碳排放強度。

［1］Nag B，Parikh J.Indicators of carbon emission intensity from commercial energy in India［J］.Energy Economics，2000，22（4）：441-461.

［2］Obas J E，Anthony J I.Decomposition analysis of CO2emis?sion intensity between oil-producing and non-oil-producing sub-Saharan African countries［J］.Energy Policy，2005，34（18）：3599-3611.

［3］何建坤，劉濱.作為溫室氣體排放衡量指標(biāo)的碳排放強度分析［J］.清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2004，44（6）：740-743.

［4］Fan Ying，Liu Lancui，Wang Gang，et al.Changes in carbon in?tensity in China：Empirical findings from 1980-2003［J］.Eco?logical Economics，2007，62：683-691.

［5］張友國.經(jīng)濟發(fā)展方式變化對中國碳排放強度的影響［J］.經(jīng)濟研究，2010，（4）：120-133.

［6］王金南，蔡博峰，嚴(yán)剛，等.排放強度承諾下的CO2排放總量控制研究［J］.中國環(huán)境科學(xué)，2010，30（11）：1568-1572.

［7］杜官印，蔡云龍，李雙成.1997—2007年中國分省化石能源碳排放強度變化趨勢分析［J］.地理與地理信息科學(xué)，2010，26（5）：76-81.

［8］丘兆逸.碳排放強度與工業(yè)化的關(guān)系研究——基于2000—2008年省級面板數(shù)據(jù)分析［J］.廣西師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2011，28（1）：83-88.

［9］黃文若，魏楚.碳排放強度：影響因素與中國的應(yīng)對策略——基于Divisia分解的實證研究［J］.學(xué)習(xí)與實踐，2011，（9）：33-38.

［10］趙蕓泰，黃賢金，鐘太洋，等.1999—2007年中國能源消費碳排放強度空間演變特征［J］.環(huán)境科學(xué)，2011，32（11）：3145-3152.

［11］虞義華，鄭新業(yè)，張莉.經(jīng)濟發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與碳排放強度——中國省級面板數(shù)據(jù)分析［J］.經(jīng)濟理論與經(jīng)濟管理，2011，（3）：72-81.

［12］張志強，曾靜靜，曲建升.世界主要國家碳排放強度歷史變化趨勢及相關(guān)關(guān)系研究［J］.地球科學(xué)進展，2011，26（8）：860-867.

［13］吳殿廷，吳昊，姜曄.碳排放強度及其變化——基于截面數(shù)據(jù)定量分析的初步判斷［J］.地理研究，2011，309（4）：579-589.

［14］陳詩一.中國碳排放強度的波動下降模式及經(jīng)濟解釋［J］.世界經(jīng)濟，2011，（4）：124-143.

［15］王偉林，黃賢金.區(qū)域碳排放強度變化的因素分解模型及實證分析——以江蘇省為例生態(tài)經(jīng)濟［J］.前沿論壇，2008，（12）：32-35．

［16］徐大豐.低碳經(jīng)濟導(dǎo)向下的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整策略研究——基于上海產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)的實證研究［J］.華東經(jīng)濟管理，2010，24（10）：6-9.

［17］蘇萬春.珠三角城市碳排放強度及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的比較研究［J］.特區(qū)經(jīng)濟，2011，（6）：24-26.