基于環(huán)境庫茲涅茨曲線的北京市碳排放與經濟增長相關性研究

摘 要：利用環(huán)境庫茲涅茨曲線，對北京市1998—2009年人均碳排放與地區(qū)生產總值的相關性進行了研究，發(fā)現(xiàn)環(huán)境庫茲涅茨曲線呈倒“N”型，而不是常規(guī)的倒“U”型。北京市碳排放之所以在不同時間段內呈現(xiàn)不同的升降趨勢，是因為除經濟增長外，其他因素，如產業(yè)結構、時代背景、相關政策法規(guī)的實施等也對碳排放造成影響。為了完成“十二五”規(guī)劃任務，實現(xiàn)建設世界城市和宜居城市的目標，北京市應合理控制經濟發(fā)展速度、努力推動節(jié)能減排和積極開發(fā)利用新能源。

關鍵詞：碳排放；環(huán)境庫茲涅茨曲線；倒“N”型

中圖分類號：F062.2 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2012）14-0061-04

引言

當今，因全球人口和經濟規(guī)模的快速增長產生大量能源消耗而導致嚴重的環(huán)境問題，表現(xiàn)之一是大氣中碳濃度升高帶來的全球氣候惡化，并威脅著人類的生存和發(fā)展。在這樣的時代背景下，“低碳經濟”、“低碳技術”、“低碳生活方式”等新概念、新政策相繼而生。北京作為中國的政治、文化中心，是世界特大城市之一，也是世界碳排放較為嚴重的城市之一，面臨的減排壓力很大。北京一次能源短缺，生態(tài)環(huán)境脆弱，人口、交通、環(huán)境、能源等仍是制約北京可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。北京正著力建設世界城市和宜居城市，要實現(xiàn)這一目標，就必須在促進經濟增長的同時促進環(huán)境質量不斷改善，而能源消費產生的碳排放量是衡量經濟活動對環(huán)境影響的關鍵指標。

庫茲涅茨曲線是美國經濟學家?guī)炱澞挠?955年用來分析人均收入水平與分配公平程度之間關系的一種學說。研究表明，收入不均現(xiàn)象隨著經濟增長先升后降，呈現(xiàn)倒U型曲線關系，故又稱為倒“U”型曲線。1991年，美國經濟學家Grossman和Krueger首次將庫茲涅茨曲線運用到環(huán)境領域，針對北美自由貿易區(qū)談判中，美國人擔心自由貿易惡化墨西哥環(huán)境并影響美國本土環(huán)境的問題，提出了著名的環(huán)境庫茲涅茨曲線（EKC）。研究表明，環(huán)境污染物排放總量與經濟增長呈現(xiàn)倒“U”型曲線，當一個國家或地區(qū)經濟發(fā)展水平較低時，環(huán)境污染程度較輕；隨著經濟水平的提高，環(huán)境污染程度將加大，而當經濟發(fā)展水平到達某個臨界點或稱“拐點”之后，環(huán)境污染程度將隨經濟水平的提高而不斷下降。

在西方一些發(fā)達國家，倒“U”型的環(huán)境庫茲涅茨曲線已經得到了證實（Shafik，1994；Selden，Song，1994，1995；Bhagwati，1996；Dean，2003）。但是，大量研究表明，對于不同發(fā)展階段國家和區(qū)域而言，環(huán)境污染與經濟發(fā)展水平之間并非總是存在著倒“U”型關系。處于不同經濟和環(huán)境發(fā)展階段的地區(qū)EKC曲線可能并不存在（曹光輝，2006；李達，王春曉，2007），也可能以其他形式存在，如“U”型（應銳瑤，周力，2006）、“N”型（沈滿洪，2000）、倒“N”型（成舸，岳賢平，2011）等。本文擬利用計量經濟方法，對北京市1998年來經濟增長與碳排放的環(huán)境庫茲涅茨曲線形狀進行檢驗，并結合檢驗結果，對實現(xiàn)減排目標提出政策建議。

一、數(shù)據選取、模型構建及實證分析

（一）數(shù)據的選取

本文研究的是北京市碳排放與經濟增長的相關性，其中，化石能源消耗則是碳排放的主要來源。因此，以能源碳排放量作為經濟活動的碳排放總量，用X表示；經濟增長指標選取的是地區(qū)生產總值，用Y表示。目前，計算能源碳排放量的方式有許多種，比較權威的計算方法主要有三種：一是政府間氣候變化專門委員會提供的參考方法（IPCC2RA），通過能源消費量與碳排放因子的乘積（即能源的碳含量）減去碳固定部分得到；二是對數(shù)平均迪氏指數(shù)（LMDI）分解法；三是徐國泉2006年提出并改進的碳排放量估計公式。本文在對北京市化石燃料燃燒碳排放的計算時，采用的是徐國泉提出的能源燃料碳排放計算公式：

Q=■Qi=Ec*Fc+E0*F0+EnFn

其中，Qt為碳排放總量，Ec為煤炭消費量（萬t），F(xiàn)c為煤炭消費的碳排放轉換系數(shù)（t碳/t），E0為石油消耗實物量（萬t），F(xiàn)0為石油消耗的碳排放轉換系數(shù)（t碳/t），En為天然氣消耗量（萬t），F(xiàn)n為天然氣消耗的碳排放轉換系數(shù)（t碳/t）。

煤炭、石油、天然氣的碳排放系數(shù)取自于國家發(fā)展和改革委員會能源研究所2003年發(fā)布的數(shù)據，具體數(shù)值如表1所示；常住人口、GDP、能源消費量來源于中經網及中國能源統(tǒng)計年鑒，各能源碳排放量由上述公式計算而得，人均GDP和人均碳排放量由GDP和能源碳排放總量除以常住人口而得，具體數(shù)據如表2所示。

表1 各類能源排放轉換系數(shù)

（二）模型的構建

通過觀察Y與X和LnY與LnX的散點圖，發(fā)現(xiàn)Y與X和LnY與LX之間均大致呈現(xiàn)出三次函數(shù)的形式，如圖1、圖2所示。

圖1 Y與X散點圖 圖2 LnY與LnX散點圖

為了找出最合理的EKC函數(shù)形式，本文分別構建如下兩個模型，并根據實證分析結果對兩個模型進行優(yōu)化選擇：

Y=β0+β1X+β2X2+β3X3+ε （1）

LnY=β0+β1LnX+β2（LnX）2+β3（LnX）3+ε （2）

其中，Y為人均碳排放量（噸），X為人均地區(qū)生產總值（萬元/人），β0為截距項，β1、β2、β3為系數(shù)，ε為隨機干擾項；LnY、LnX分別為取對數(shù)后的人均碳排放量（噸）和人均地區(qū)生產總值（萬元/人）。

（三）實證分析

對以上兩種函數(shù)形式分別進行實證檢驗，得到兩個回歸方程：

Y=3.2472-1.1259*X+0.2709*X2－0.0204*X3

LnY=1.8249-3.0676*LnX+2.4135*（LnX）2－0.6082*（LnX）3

從回歸結果來看，兩個模型的擬合效果均不錯，其自變量均在1%的顯著性水平下通過t檢驗，如表3所示。但是通過比較，我們將模型（2）選用為最終模型，這是因為無論是從判別系數(shù)和調整判別系數(shù)，還是從D.W值和F檢驗P值來看，模型（1）的擬合結果均要優(yōu)于模型（2），如表4所示。模型（1）和模型（2）的擬合圖如圖3、圖4所示。

因此，對1998-2009年的北京市人均碳排放量和人均地區(qū)生產總值數(shù)據進行如上述模型的三次函數(shù)回歸，本文得到如下回歸結果：

Y=3.１７９４-1.1０７０*X+0.2６６４*X2－0.020１*X3 （3）

表3 模型（1）、模型（2）變量回歸系數(shù)

表4 模型（1）、模型（2）回歸基本結果

圖3 模型（1）擬合圖 圖4 模型（2）擬合圖

二、結論及政策建議

由回歸結果知，β1<0，β2>0，β3<0，即北京市1998—2009年的環(huán)境庫茲涅茨曲線呈現(xiàn)倒“N”型，而不是傳統(tǒng)的倒“U”型。人均碳排放隨著經濟的增長呈現(xiàn)出先下降后上升再下降的過程，并于2005年達到拐點。具體結果及原因分析如下：

1998—2002年為第一階段，北京市人均碳排放量不斷下降。我們認為，主要原因為：首先，1997年的東南亞金融危機阻礙了我國經濟的發(fā)展，工業(yè)及相關行業(yè)受到不同程度的重創(chuàng)，從而緩解了碳排放上升壓力。其次，2001年是申奧之年，國家及北京政府為了成功申辦2008年奧運會，出臺了一系列的環(huán)境保護政策法規(guī)，如《中華人民共和國大氣污染防治法》、《北京市能源結構調整規(guī)劃》、《關于加快發(fā)展環(huán)保產業(yè)的意見》等，上述政策法規(guī)的實施對北京市環(huán)境改善起到了很好的促進作用。2001年北京市煤炭消費量占總能源消費量的比重相比于2000年下降了1.8%，2002年又下降了3.8%。2001年北京市第二產業(yè)占GDP比重為35.6%，比2000年降低了2.1個百分點，2002年又降低了1.1個百分點。

2002—2005年為第二階段，人均碳排放量不斷增加，呈上升趨勢。主要是因為：2001年，中國加入世界貿易組織后，經濟取得了高速發(fā)展，但作為一個發(fā)展中國家，雖然在WTO大家庭中獲取了一杯羹，短期內卻是以繼續(xù)高度消耗自然資源來維系的，其結果勢必造成碳排放的不斷上升。2001年，我國單位能耗產出的GDP僅為4.2美元/千克石油，遠低于德國的5.6美元/千克石油和日本的5.8美元/千克石油。在這一階段，雖然北京市環(huán)保力度仍有所加大，并一直堅持以發(fā)展第三產業(yè)為重點的產業(yè)結構模式，但是效果并不是很明顯，如這一階段的煤炭消費比重和第二產業(yè)GDP比重，相比于2001和2002年的較強下降趨勢，甚至出現(xiàn)了一定程度的反彈。

2005—2009年為第三階段，在經過拐點之后又呈不斷下降趨勢?！熬G色奧運”作為2008年北京奧運會的三大主題之一，除體現(xiàn)在運動場館的工程建設上減少了對環(huán)境和生態(tài)的負面影響之外，也促使政府加強環(huán)境保護市政基礎設施，改善城市生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)經濟、社會和環(huán)境的持續(xù)協(xié)調發(fā)展。北京市政府因此大大增加了環(huán)保投資，淘汰、關閉了一些技術落后、污染嚴重、資源浪費的企業(yè)，甚至不惜代價將支柱企業(yè)首鋼搬離北京，從而降低了能源的消耗和環(huán)境污染物的排放，加快了城市環(huán)境的改善，使人均碳排放量持續(xù)下降，環(huán)保取得了很好的效果。

為了完成北京市“十二五”規(guī)劃中制定的減排任務，實現(xiàn)建設世界城市和宜居城市的目標，我們認為，應從以下三方面著手：

第一，合理控制經濟發(fā)展速度。過快的經濟發(fā)展速度勢必會引起資源的過度消耗，從而使碳排放量增加。北京市應綜合考慮多方面因素，協(xié)調經濟發(fā)展和環(huán)境保護，實現(xiàn)經濟增長和可持續(xù)發(fā)展良性循環(huán)，把提高生態(tài)與環(huán)境質量、降低碳排放量作為經濟發(fā)展的重要內容，將經濟發(fā)展水平控制在加快現(xiàn)代化建設所需要與維護經濟安全所能承受的合理區(qū)間內。與此同時，還應著力提高經濟增長的質量，在經濟增長的統(tǒng)計指標和評價體系上，應重視考核經濟發(fā)展的技術含量、資源消耗、環(huán)境保護等指標，克服片面追求經濟增長的錯誤傾向。

第二，努力推動節(jié)能減排。發(fā)展低碳經濟的重心是推動節(jié)能減排，為此，我國于2007年10月頒布了《中華人民共和國節(jié)約能源法》，本法意在推動全社會節(jié)約能源，提高能源利用效率，保護和改善環(huán)境，促進經濟社會全面協(xié)調可持續(xù)發(fā)展，并從工業(yè)、建筑、交通運輸、公共機構和重點用能單位五個方面制定了節(jié)能規(guī)定。此外，我國還陸續(xù)出臺了《環(huán)境保護法》、《可再生能源法》等多項法規(guī)以促進節(jié)能減排。雖然在促進節(jié)能減排上北京市也做了不少工作，如出臺了《北京市實施<中華人民共和國節(jié)約能源法>辦法》、《北京市節(jié)能減排獎勵暫行辦法》、《北京市重點用能單位能源利用狀況報告和能源管理負責人備案管理辦法》等，但是迄今為止卻仍未針對自身實際情況及特點出臺節(jié)能減排戰(zhàn)略規(guī)劃。為此，政府有關部門應盡快制定有針對性的節(jié)能減排戰(zhàn)略規(guī)劃，明確節(jié)能減排的總體安排，全面開始協(xié)調部署。另外，實施節(jié)能減排，最根本還是要做到落實。北京市在這方面整體做的還不錯，但仍存在著一些不足，北京市“十一五“規(guī)劃中規(guī)定，“十一五”期間，可再生能源在能源消費中的比重要達到10%，但由于在能源消耗總量上控制力度不足，能源總消耗量大大超過預期，致使此目標未能實現(xiàn)。

第三，積極開發(fā)和利用新能源。新能源又稱非常規(guī)能源，是指傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式，如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能和核聚變能等。我們認為，由于地理位置的原因和特殊的政治地位，北京市應把太陽能和地熱能的開發(fā)利用作為開發(fā)利用新能源的重點。北京地區(qū)太陽能資源豐富，平均年日照時間在2 200小時以上，在電、煤、燃氣緊張的情況下，太陽能的利用能起到舉足輕重的作用，因此北京市一直呼吁大力利用太陽能。為加快推進太陽能熱水系統(tǒng)在本市民用建筑領域的應用，北京市2012年發(fā)布了《北京市太陽能熱水系統(tǒng)城鎮(zhèn)建筑應用管理辦法》，規(guī)定本市行政區(qū)域內新建城鎮(zhèn)居住建筑，賓館、酒店、學校、醫(yī)院、浴池、游泳館等有生活熱水需求并滿足安裝條件的新建城鎮(zhèn)公共建筑應當配備生活熱水系統(tǒng)，并應優(yōu)先采用工業(yè)余熱、廢熱作為生活熱水熱源。但有關資料顯示，北京市目前對太陽能的利用率卻極低，只有100萬平方米，利用率接近于零。之所以出現(xiàn)這么大的反差，主觀上還是因為重視不夠，不少居民對太陽能的認識還停留在熱水器等比較原始的階段。同時，由于太陽能熱水器需要安裝在房屋外部，難免會影響美觀和增加安裝難度，這也給北京市太陽能利用率造成很大影響。

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Research on the correlation between the carbon emissions and the economic growth

in Beijing city based on the environmental Kuznets curve

WU Zhen-xin，WAN Bu-lei

（Economy and management college，North industry university，Beijing 100144，China）

Abstract: Use of environmental Kuznets curve， Beijing 1998-2009 correlation between carbon emissions and GDP per capita was studied， found the environmental Kuznets curve is \"N\"， rather than the conventional \"U\" type. Carbon emissions in Beijing is different ascending and descending trend during a different time period， because in addition to economic growth， other factors， such as the industrial structure， background， implementation of the relevant policies and regulations， also have an impact on carbon emissions. In order to complete the \"Twelve-Five\" planning tasks and achieve the goal of building cities and livable cities in the world， Beijing should be reasonably controlled economic development speed， and strive to promote energy-saving emission reduction and a positive development and utilization of new energy.

Key words：carbon emission；environmental Kuznets curve； inverted N[責任編輯 李 可]