河北省碳排放環(huán)境庫茲涅茨曲線分析

王亞楠

[摘要]在環(huán)境庫茲涅茨曲線的基礎(chǔ)上，選取了河北省的人均GDP和人均碳排放量的數(shù)據(jù)，并運(yùn)用計(jì)量工具研究河北省碳排放環(huán)境庫茲涅茨曲線的存在性。結(jié)果表明河北省具有正“U”形的碳排放環(huán)境庫茲涅茨曲線，河北省處于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和碳排放量雙增加的階段。

[關(guān)鍵詞]河北??；GDP；碳排放量；環(huán)境庫茲涅茨曲線

[DOI]1013939/jcnkizgsc201538232

1引言

人類生產(chǎn)活動(dòng)是人與自然界進(jìn)行物質(zhì)交換的過程，在此過程中必然會(huì)造成不同程度的環(huán)境污染問題。隨著現(xiàn)代生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，環(huán)境問題已從局部范圍擴(kuò)展至全球程度，人們對(duì)環(huán)境問題也越來越關(guān)注。全球變暖、自然災(zāi)害、世界范圍內(nèi)的極端氣候頻頻出現(xiàn)使得人們不得不對(duì)環(huán)境問題更加關(guān)注。

1955年，美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家西蒙·庫茲涅茨在對(duì)收入差距進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，收入差距隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)先逐漸增大，后逐漸縮小，即收入差距和人均收入之間存在倒U形關(guān)系，描述這一關(guān)系的曲線被稱為庫茲涅茨曲線。環(huán)境庫茲涅茨曲線是在此基礎(chǔ)上將環(huán)境污染程度和人均收入水平相聯(lián)系進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的較低水平階段，由于經(jīng)濟(jì)活動(dòng)水平較低，環(huán)境污染水平也相應(yīng)較低；在經(jīng)濟(jì)起飛階段，資源消耗超過資源再生，環(huán)境情況惡化；在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的更高階段，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，技術(shù)更加進(jìn)步，環(huán)保意識(shí)加強(qiáng)，治理力度加強(qiáng)，環(huán)境問題得到改善，這樣就形成了一條倒“U”形曲線，此為環(huán)境庫茲涅茨曲線。該文將在此處基礎(chǔ)上選取人均碳排放量作為污染指標(biāo)，研究河北省是否存在碳排放的環(huán)境庫茲涅茨曲線以及該曲線的形狀與特點(diǎn)。

2河北省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和碳排放情況分析

21GDP總量與人均GDP

河北省是中原大省，作為華北地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)腹地，進(jìn)入21世紀(jì)以來大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)，處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的時(shí)期，衡量一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度和人民的生活水平主要是看此地區(qū)的GDP水平以及人均GDP水平。

河北省1995—2011年生產(chǎn)總值以及人均GDP（GDP單位：億元； 人均GDP單位：元）

如上圖可知自1995年以來河北省經(jīng)濟(jì)總量實(shí)現(xiàn)連續(xù)增長(zhǎng)，由1995年的284952億元增長(zhǎng)到2011年的2451576億元，是1995年的860倍，2005年GDP總值為1001211億元，突破了萬億元大關(guān)。1995年至2002年呈現(xiàn)緩慢增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，但自進(jìn)入21世紀(jì)以來生產(chǎn)總值的增長(zhǎng)速度明顯加快，尤其是近幾年GDP總值實(shí)現(xiàn)了高速的增長(zhǎng)，并且仍然保持著快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。人均GDP的增長(zhǎng)趨勢(shì)大致與生產(chǎn)總值的走勢(shì)一致，由1995年的4444元增加到了2011年的33969元，是1995年的764倍。2003年人均GDP為10251元，首次突破萬元，并且自此后進(jìn)入了快速增長(zhǎng)的時(shí)期。

22碳排放量

碳排放量無法從統(tǒng)計(jì)年鑒中直接得到，根據(jù)2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南中的提供的內(nèi)容，本文選定采用根據(jù)化石燃料燃燒的數(shù)量以及平均排放因子的方法對(duì)河北省的碳排放量進(jìn)行估算。根據(jù)河北省的能源消費(fèi)情況本文選定了煤炭、原油和天然氣這三種燃料。

計(jì)算公式為：

碳排放總量=各種能源的碳排放量=轉(zhuǎn)換后的消費(fèi)量×排放系數(shù)/氧化率/44/12

根據(jù)河北省1995—2011年碳排放量估算結(jié)果來看，能源碳排放量逐年增加，由1995年的2037754萬噸增加到了2011年的5794287萬噸，增加了3756533萬噸，是1995年的2843倍。1995年至2002年碳排放總量緩慢增長(zhǎng)，2002年之后呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)呈同方向、同速度增長(zhǎng)。從20000萬噸增長(zhǎng)到30000萬噸用了9年的時(shí)間，而從30000萬噸增長(zhǎng)到40000萬噸僅用了3年的時(shí)間，增長(zhǎng)速度明顯加快。其中由于煤炭消費(fèi)引起的二氧化碳排放占二氧化碳排放總量的比重除1999年為8993%與2000年為8959%外均在90%以上，說明煤炭消費(fèi)是引起河北省碳排放量增加的主要原因，詳見表1。

3實(shí)證分析

31模型設(shè)定

本文將采取一元二次曲線來描述碳排放的環(huán)境庫茲涅茨曲線，選取人均碳排放量來表示環(huán)境指標(biāo)。用y來表示人均碳排放量作為因變量，用x來表示人均GDP作為自變量，建立一元二次方程Y=α+β1X+β2X2 ，在此基礎(chǔ)上對(duì)等式兩邊分別取對(duì)數(shù)得到模型LnY=α+β1LnX+β2（LnX）2+μ ，其中α是截距項(xiàng)，β1和β2分別是LnX、（LnX）2的估計(jì)系數(shù)。

32數(shù)據(jù)來源和處理

人均GDP來源于《河北經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》，并按照1978年不變價(jià)格進(jìn)行調(diào)整。二氧化碳排放數(shù)據(jù)無法直接得到，按照本文所采用的二氧化碳估算方法，需要用到河北省的煤炭、原油、天然氣共三種能源消費(fèi)量數(shù)據(jù)。本文所采用的能源消費(fèi)數(shù)據(jù)均來自歷年《河北經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》。人均二氧化碳排放量是由二氧化碳排放總量除以人口總量所得，單位為噸/人。其中人口總量源自《河北經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》。

33回歸結(jié)果

對(duì)模型第一次的回歸結(jié)果為L(zhǎng)nY=8.982-2.648LnX+0.220（LnX）2

繼而對(duì)此結(jié)果進(jìn)行如下檢驗(yàn)，首先進(jìn)行“Histogram-Normality Test”得到其“Jarque-Bera”項(xiàng)的伴隨概率“Probability”的值為0565大于005表明隨即干擾項(xiàng)是正態(tài)的假設(shè)成立。“White Heteroskedasticity”檢驗(yàn)得“Obs*R-squared”項(xiàng)后面對(duì)應(yīng)的概率為0596大于005的顯著水平，說明模型不存在異方差現(xiàn)象?！癝erial Correlation LM Test”自相關(guān)檢驗(yàn)，結(jié)果表明一階時(shí)的“Obs*R-squared”項(xiàng)后面的伴隨概率為0005明顯小于005，說明存在一階自相關(guān)。

為了消除模型中的一階自相關(guān)問題，需要對(duì)模型進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整。從OLS估計(jì)結(jié)果中提取DW統(tǒng)計(jì)量的值為060，根據(jù)DW檢驗(yàn)的原理ρ=1-[SX（]DW[]2[SX）]計(jì)算出殘差序列的自相關(guān)系數(shù)ρ=1.7，說明殘差序列存在正的自相關(guān)。利用計(jì)算出的自相關(guān)系數(shù)ρ對(duì)原模型中的自變量和因變量進(jìn)行廣義差分變換，利用生成的廣義差分序列對(duì)原模型進(jìn)行OLS估計(jì)得到結(jié)果見表2。

得到模型為：

GLnY=-12.737-5.187GLnX+0.394G（LnX）2

由表2可知模型的判定系數(shù)和校正后的判定系數(shù)分別為0906；0965說明該模型的擬合優(yōu)度較高。DW值為19302，經(jīng)查表該值在合理區(qū)間，說明方程序列相關(guān)問題得到解決。并且各解釋變量的P值均小于005，表示各解釋變量在5%顯著水平下顯著。

該模型β2的值為正，根據(jù)拋物線的性質(zhì)，此回歸曲線的開口向上，說明河北省存在正“U”形的人均碳排放環(huán)境庫茲涅茨。根據(jù)拐點(diǎn)理論計(jì)算得出在e6即人均GDP為109265時(shí)處于拐點(diǎn)位置。也就是說河北省在1998年達(dá)到人均碳排放量的最低值，而后隨著經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)碳排放量也不斷增加。

4結(jié)論

經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放的關(guān)系具有一定的時(shí)間效應(yīng)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的初級(jí)階段，雖然經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)也會(huì)伴隨著碳排放，但尚在環(huán)境的承載范圍內(nèi)，自然系統(tǒng)可以自行消化吸收，因而經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)不會(huì)帶來碳排放量的急速增加；然而隨著經(jīng)濟(jì)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，碳排放量迅猛增加超過了自然環(huán)境自身的承載能力，就會(huì)出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放同方向增加的情況；當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到更高級(jí)別的階段時(shí)，由于技術(shù)的進(jìn)步、人們環(huán)保意識(shí)的增加會(huì)出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)不斷增長(zhǎng)和碳排放量下降的雙贏局面。

河北省的人均碳排放環(huán)境庫茲涅茨曲線呈現(xiàn)正“U”形，但是自1998年起已經(jīng)過了碳排放量處于最低值的拐點(diǎn)，也可以理解為現(xiàn)階段河北省的人均碳排放量處于倒“U”形曲線的左側(cè)還未達(dá)到碳排放量最大值的拐點(diǎn)，處于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和碳排放量同方向增加的階段，尚未出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放的雙贏局面。該種情況將持續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)間，不可能在短期內(nèi)得到根本上質(zhì)的轉(zhuǎn)變。河北省正處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展階段，人們對(duì)于GDP增長(zhǎng)以及生活水平提高的欲望要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)環(huán)境保護(hù)的期待。作為全國(guó)重要的工業(yè)基地，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)主要依靠能源以及原材料的鋼鐵、建材、機(jī)械等重化工業(yè)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重不合理。能源消費(fèi)也是以碳排放系數(shù)較大的煤炭為主，相對(duì)清潔的非化石燃料消費(fèi)量占很小的比例，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)較單一。雖然這些問題導(dǎo)致了河北省位于倒“U”形環(huán)境庫茲涅茨曲線的左側(cè)，但若是對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，淘汰落后產(chǎn)能，改善能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu)，提高清潔能源的消費(fèi)比重，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)提高能源的加工轉(zhuǎn)換率等措施還是可以改變?cè)撌〉奶寂欧怒h(huán)境庫茲涅茨曲線的形狀，提早到達(dá)碳排放量最高的拐點(diǎn)的，這就需要河北省政府協(xié)調(diào)好經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系，在確保經(jīng)濟(jì)水平平穩(wěn)增長(zhǎng)的情況下更好地履行保護(hù)環(huán)境的職責(zé)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的循環(huán)增長(zhǎng)。

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