江蘇省第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展與碳排放關(guān)系研究
——基于1987—2018年時間序列數(shù)據(jù)的實證分析

江心英，朱蓉

（江蘇大學(xué) 管理學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212001）

生態(tài)興則文明興，生態(tài)衰則文明衰。中國自改革開放以來，經(jīng)濟得到了飛速發(fā)展，第二產(chǎn)業(yè)特別是重工業(yè)發(fā)展迅速，但前期都是采用粗放低效的經(jīng)濟發(fā)展方式，付出了較大的環(huán)境代價，致使碳排放量一直位于世界前列。在如此大的節(jié)能減排壓力下，國務(wù)院出臺了《關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導(dǎo)意見》，要求各級政府切實采取措施，江蘇省作為中國經(jīng)濟較發(fā)達的省份之一，相應(yīng)的碳排放量也居高不下，存在著大量高耗能、高排放的企業(yè)，作為全國唯一的生態(tài)環(huán)境治理體系和治理能力建設(shè)試點省份，江蘇省要走出一條經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)文明相輔相成、相得益彰的路子，為全國乃至全球節(jié)能減排貢獻一分力量。

近年來江蘇省為發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)做出了很多努力，2020年印發(fā)了《省政府關(guān)于推進綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》，具體部署了全省系統(tǒng)推進綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展的具體要求，強力推動經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，取得了一定的成績。但與習近平總書記囑托的良好生態(tài)環(huán)境仍存在較大距離，全省高碳產(chǎn)業(yè)比重仍居高不下，高耗能產(chǎn)品調(diào)低緩慢。其中，第二產(chǎn)業(yè)作為江蘇省的支柱產(chǎn)業(yè)，當前仍以電力、制造業(yè)、采礦業(yè)等高碳型企業(yè)居多，且鋼鐵、石油化工等產(chǎn)業(yè)仍有諸多低端環(huán)節(jié)，據(jù)2018年的數(shù)據(jù)顯示，在全國粗鋼產(chǎn)量排名中，江蘇省僅次于河北省，約為1億噸。所以提升第二產(chǎn)業(yè)的發(fā)展質(zhì)量，減少碳排放對江蘇建設(shè)低碳經(jīng)濟至關(guān)重要。為發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)、實現(xiàn)節(jié)能減排，研究江蘇省第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展和碳排放之間的關(guān)系，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 文獻綜述

關(guān)于碳排放的影響因素，國內(nèi)外學(xué)者進行了多方面的探索，主要有經(jīng)濟增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城市化、能源消費、技術(shù)進步等。關(guān)于經(jīng)濟增長和碳排放關(guān)系的研究，國外學(xué)者Grossman & Krueger[1]研究了北美自由貿(mào)易協(xié)定對環(huán)境的影響，提出了較為著名的環(huán)境庫茲涅茨曲線，發(fā)現(xiàn)空氣污染物的排放量會隨著經(jīng)濟增長變化，呈倒“U”型的走勢，即呈現(xiàn)先增大后減小的變化特點。諸多學(xué)者如Verbeke & Clercq[2]認同了環(huán)境庫茲涅茨曲線的存在，而也有許多學(xué)者如Richmond & Kaufmann[3]則否認了環(huán)境庫茲涅茨曲線的存在。

關(guān)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展與碳排放關(guān)系的研究，諸多學(xué)者進行了探討。在國外，Talukdar & Meisner[4]對44個發(fā)展中國家1987—1995年的數(shù)據(jù)進行了研究，發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展在一定程度上能夠減少碳排放，而工業(yè)比重的增加則顯著地增加了碳排放。Matthew等[5]以中國為研究對象，發(fā)現(xiàn)中國的能源消耗及碳排放主要來源于第二產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。Abdul & Mete[6]發(fā)現(xiàn)發(fā)展金融行業(yè)可以促進環(huán)保技術(shù)的提升，并能夠為發(fā)展環(huán)保事業(yè)提供資金，由此認為降低碳排放可以從降低工業(yè)比重、發(fā)展銀行業(yè)著手。

國內(nèi)學(xué)者大多展開產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和碳排放之間關(guān)系的研究，原毅軍和董琨[7]、李雪[8]認為中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的發(fā)展態(tài)勢是影響碳排放的關(guān)鍵要素，且優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有助于節(jié)能減排。宮再靜和梁大鵬[9]、賀勝兵等[10]研究發(fā)現(xiàn)，在中國現(xiàn)行體制下，節(jié)能減排對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整存在倒逼效應(yīng)，節(jié)能減排會促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。徐成龍等[11]從省級層面展開，他們以山東省為例，認為調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有助于碳排放的減少。

有關(guān)于第二產(chǎn)業(yè)與碳排放關(guān)系，鄭長德和劉帥[12]、吳振信等[13]、張恪渝等[14]研究認為第二產(chǎn)業(yè)占三次產(chǎn)業(yè)的比重和碳排放量呈正比關(guān)系，第二產(chǎn)業(yè)的粗放發(fā)展也是導(dǎo)致碳排放增加的主要原因。除第二產(chǎn)業(yè)比重過高增加碳排放外，仲偉周和姜鋒等[15]、劉安國和張克森等[16]進一步認為第二產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化是影響碳排放的重要原因，優(yōu)化第二產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)能夠減緩碳排放。肖慧敏[17]、曹思奇等[18]認為需大力改造第二產(chǎn)業(yè)中高耗能產(chǎn)業(yè)、使用清潔能源、加快產(chǎn)品升級換代步伐等來實現(xiàn)節(jié)能減排。

根據(jù)已有文獻，將產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)作為碳排放的影響因素的研究有很多，而本文則關(guān)注第二產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，動態(tài)考察第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展與碳排放之間的相互關(guān)系，且將江蘇省作為研究區(qū)域，而江蘇省作為全國唯一的生態(tài)環(huán)境治理體系和治理能力建設(shè)試點省份，十分具有研究意義。所以本文選取江蘇省1987—2018年的時間序列數(shù)據(jù)，建立第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展和碳排放之間的向量自回歸模型（VAR），并運用協(xié)整檢驗、格蘭杰因果檢驗、脈沖響應(yīng)分析方法進行實證研究。

2 數(shù)據(jù)處理和模型方法

2.1 變量選取和數(shù)據(jù)預(yù)處理

為了探究江蘇省第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展和碳排放的關(guān)系，本文選取江蘇省第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占地區(qū)生產(chǎn)總值比重（%）和二氧化碳排放量（萬噸）分別代第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展、碳排放指標構(gòu)建模型，并使用Eviews10.0軟件進行分析。樣本數(shù)據(jù)選取江蘇省1987—2018年的年度數(shù)據(jù)，本文所涉及的江蘇省地區(qū)生產(chǎn)總值和第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值數(shù)據(jù)均來自《江蘇省統(tǒng)計年鑒》。關(guān)于二氧化碳排放量的數(shù)據(jù)則根據(jù)IPCC《國家溫室氣體排放清單指南》（2006版)推薦的方法進行估算，通過《中國能源統(tǒng)計年鑒》得到煤炭、焦炭、天然氣、汽油、柴油、燃料油、原油七類能源的數(shù)據(jù)，再通過公式計算得到最終的二氧化碳排放量，如公式（1）所示：

式中：C表示二氧化碳排放量（萬噸），i表示能源種類；Ei為能源i的終端消耗量，Ai為能源i的折標準煤系數(shù)，bi為IPCC（2016）提供的能源i的碳排放系數(shù)。各類能源折標準系數(shù)和碳排放系數(shù)如表1所示。

表1 各類能源折標準煤系數(shù)及碳排放系數(shù)

2.2 模型方法

本文使用向量自回歸模型（VAR）和基于VAR模型的脈沖響應(yīng)函數(shù)（IRF）對第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展和碳排放關(guān)系進行脈沖響應(yīng)分析。VAR模型使用的是非結(jié)構(gòu)性方法建立各變量之間關(guān)系的模型，能夠預(yù)測相互之間有關(guān)聯(lián)的時間序列系統(tǒng)，并且通過分析隨機擾動項對變量系統(tǒng)的沖擊，從而揭示各個經(jīng)濟變量在不同的經(jīng)濟沖擊下所產(chǎn)生的影響，其一般形式如式（2）：

式中：yt為n維內(nèi)生變量向量，Φp為n×n系數(shù)矩陣，p為滯后階數(shù)，εt為隨機擾動項。

3 實證分析

3.1 VAR模型構(gòu)建及其檢驗

3.1.1 數(shù)據(jù)平穩(wěn)性檢驗

在對數(shù)據(jù)進行計量分析之前需對兩個變量取自然對數(shù)以消除異方差的影響，第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展、碳排放指標分別記作lnRSI、lnCE。計量分析時，為避免產(chǎn)生偽回歸，要求采用的時間序列是平穩(wěn)的，所以首先需要檢驗時間序列的平穩(wěn)性。本文選擇ADF單位根檢驗，根據(jù)SIC準則來確定滯后階數(shù)。由表2可知ADF單位根檢驗的結(jié)果，lnRSI、lnCE在5%顯著性水平下均表現(xiàn)出不平穩(wěn)。由此繼續(xù)進行二階差分，經(jīng)過二階差分的檢驗，兩組時間序列均表現(xiàn)出平穩(wěn)特征，即表現(xiàn)為二階單整，即lnRSI～I(2)、lnCE～I(2)，已具備后續(xù)協(xié)整分析的基礎(chǔ)。

表2 ADF單位根檢驗結(jié)果

3.1.2 滯后階數(shù)的選擇

經(jīng)過時間序列平穩(wěn)性檢驗后，需確定最優(yōu)滯后階數(shù)。由表3可知，滯后階數(shù)為2期時，判定結(jié)果顯示最優(yōu)，此時江蘇省第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展和碳排放之間的關(guān)系能夠被VAR模型合理地反映。為進行后續(xù)的脈沖響應(yīng)分析，在滯后階數(shù)確定后，還需檢驗VAR的穩(wěn)定性，即要判斷其特征根是否均在單位圓內(nèi)。由表4和圖1可知，VAR(2)的特征根均分布在單位圓內(nèi)，證明VAR(2)是穩(wěn)定的，即可進行脈沖響應(yīng)分析。

圖1 單位根檢驗

表3 VAR模型最優(yōu)滯后階數(shù)判定結(jié)果

表4 VAR(2)特征根分布情況

3.1.3 Johansen協(xié)整檢驗

由ADF單位根檢驗結(jié)果可知，lnRSI和lnCE均是同階單整，已初步滿足構(gòu)成協(xié)整關(guān)系的基礎(chǔ)，下面將根據(jù)Johansen協(xié)整檢驗判斷第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展和碳排放之間是否存在長期均衡關(guān)系。由表5可知，第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展和碳排放之間，在5%的顯著性水平下存在一個長期均衡關(guān)系，即存在協(xié)整關(guān)系。

表5 lnRSI和lnCE協(xié)整檢驗結(jié)果

3.2 Granger因果檢驗

Granger因果檢驗旨在于解釋lnRSI和lnCE這兩個變量之間是否存在因果關(guān)系，從而可以通過其中一個變量解釋另一個變量。Granger因果檢驗結(jié)果由表6可知，在滯后2期和5%的顯著性水平下，第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展和碳排放存在雙向因果關(guān)系，即第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展是碳排放的格蘭杰原因，碳排放也是第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展的格蘭杰原因。

表6 格蘭杰因果性檢驗結(jié)果

3.3 脈沖響應(yīng)分析

根據(jù)單位根檢驗，VAR(2)模型具備穩(wěn)定性，可以對其進行進一步的脈沖響應(yīng)分析。脈沖響應(yīng)是指施加一個標準差大小的沖擊給隨機誤差項，由此可以反映出內(nèi)生變量值在當期和未來所產(chǎn)生的動態(tài)變化。根據(jù)脈沖響應(yīng)分析的原理，對相互之間有格蘭杰因果關(guān)系的變量，利用Eviews10.0軟件得到脈沖響應(yīng)圖（圖2、圖3）。其中，縱軸為變量變化率，橫軸為滯后階數(shù)，實線代表脈沖響應(yīng)函數(shù)，兩側(cè)的虛線表示正負2倍標準差偏離帶。

圖3 lnCE對lnRSI的脈沖響應(yīng)

由圖2可知，給碳排放一個沖擊后，第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展首先受到正向影響，并在第3期達到峰值，之后急劇下降，并且維持在一個負向低水平狀態(tài)。碳排放對第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展的沖擊影響變化說明，碳排放量的增加在初期會帶動第二產(chǎn)業(yè)占比上升，促進第二產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴大，但長期來看，碳排放對第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響是負向的。因此，過多的碳排放并不利于第二產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，既第二產(chǎn)業(yè)中的高碳產(chǎn)業(yè)終將阻礙第二產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。這種阻礙作用也會倒逼第二產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，如江蘇省“十三五”期間實施的節(jié)能減排方案，對推進第二產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級已初見成效，2019年依法依規(guī)關(guān)閉化工企業(yè)200多家及部分化工園區(qū)，2015—2019年全省電氣機械、醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)、太陽能電池等新興產(chǎn)業(yè)年均增長超10%。

圖2 lnRSI對lnCE的脈沖響應(yīng)

由圖3可知，給第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展一個沖擊后，碳排放首先受到正向影響，并在第7期達到峰值，維持到第10期后持續(xù)下降，逐漸趨向于0。第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展對碳排放的沖擊影響變化說明，在初期，江蘇省大力發(fā)展第二產(chǎn)業(yè)來拉動經(jīng)濟增長，第二產(chǎn)業(yè)占比的提高促進了碳排放量的增加。但從后期來看，此時江蘇省已注重經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展，第二產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度已放緩，第三產(chǎn)業(yè)逐漸崛起，根據(jù)《江蘇省統(tǒng)計年鑒》顯示，江蘇省的第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重于2015年首次超過第二產(chǎn)業(yè)，由此可見第二產(chǎn)業(yè)占比的降低一定程度上抑制了碳排放的增速。表明促進第二產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展對節(jié)能減排行之有效。

4 結(jié)論

4.1 結(jié)論

本文選取江蘇省1987—2018年時間序列數(shù)據(jù)，通過向量自回歸模型、協(xié)整檢驗、格蘭杰因果檢驗、脈沖響應(yīng)分析方法，對第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展和碳排放之間的關(guān)系進行實證分析。得出的主要結(jié)論有：（1）在5%的顯著性水平下，第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展和碳排放之間存在一個長期均衡關(guān)系，即存在協(xié)整關(guān)系。（2）在滯后2期和5%的顯著性水平下，第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展和碳排放存在雙向因果關(guān)系。即第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展是碳排放的格蘭杰原因，碳排放也是第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展的格蘭杰原因。因此，第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展與碳排放之間存在雙向互動關(guān)系，江蘇省綠色發(fā)展的重要陣地是第二產(chǎn)業(yè)，促進第二產(chǎn)業(yè)綠色化發(fā)展，是降低碳排放的重要抓手。（3）碳排放量的增加在初期會促進第二產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴大，但長期來看，碳排放對第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響是負向的。因此，過多的碳排放并不利于第二產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，既第二產(chǎn)業(yè)中的高碳產(chǎn)業(yè)終將阻礙第二產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，這種阻礙作用也會倒逼第二產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級。初期第二產(chǎn)業(yè)粗放式發(fā)展致使碳排放量增加，后期第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展放緩，碳排放的增幅有所減弱。因此，促進第二產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展對節(jié)能減排行之有效。綜上，第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展和碳排放存在雙向作用，高碳排放量會阻礙第二產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，優(yōu)化第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式有助于節(jié)能減排。所以，優(yōu)化第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)構(gòu)，是江蘇省降低碳排放量、提高綠色發(fā)展水平的關(guān)鍵所在。需要注意的是，目前，第二產(chǎn)業(yè)依然是江蘇省經(jīng)濟繁榮的保障力，因此，江蘇省的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整不應(yīng)刻意抑制第二產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，降低碳排放的良好對策也不是刻意降低第二產(chǎn)業(yè)的比重，而是要適當減少對第二產(chǎn)業(yè)的過度依賴，在第二產(chǎn)業(yè)正常發(fā)展的基礎(chǔ)上調(diào)整其內(nèi)部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、引導(dǎo)綠色發(fā)展、推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)的進步等。

4.2 對策建議

（1）優(yōu)化第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。一是要淘汰落后產(chǎn)能。江蘇省作為經(jīng)濟大省，但在汽車、鋼鐵、石油化工、機械等產(chǎn)業(yè)仍有諸多低端環(huán)節(jié)，所以要促進煤電、石化、冶金、輕工、建材產(chǎn)業(yè)減量化發(fā)展，加快機械、紡織服裝、汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，嚴格控制冶金、電力、煤炭和化工等行業(yè)的碳排放強度，鐵腕淘汰高耗能、低產(chǎn)能產(chǎn)業(yè)。二是要培育新興產(chǎn)業(yè)。根據(jù)江蘇省現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)，要壯大新能源、智能電網(wǎng)信息工程、生物醫(yī)藥、高端裝備等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)規(guī)模，努力將戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)培育成萬億級低碳經(jīng)濟體量，使之成為地方標志性綠色低碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)。

（2）轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)高碳能源結(jié)構(gòu)。一是要減少煤炭煤電產(chǎn)銷規(guī)模。不斷提高非化石能源占比。二是要推動清潔能源產(chǎn)業(yè)化。江蘇省氣候資源豐富，風能和太陽能開發(fā)利用前景廣闊，還擁有生物質(zhì)能、核能、地熱能等低碳能源，所以要有序擴大這些綠色低碳能源的供給，并對清潔能源實施產(chǎn)業(yè)化工程，支持建設(shè)新能源特色產(chǎn)業(yè)集群，形成規(guī)模供給。

（3）推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)智慧發(fā)展。一是要以信息技術(shù)賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。具體可以推進制造過程和裝備設(shè)備智能化升級，建設(shè)智能工廠和數(shù)字車間并擴大規(guī)模，創(chuàng)建智能制造示范區(qū)等。二是推動企業(yè)創(chuàng)新低碳技術(shù)。鼓勵企業(yè)與高校、科研機構(gòu)進行產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新低碳技術(shù)，力爭在生產(chǎn)過程使用低碳技術(shù)并最終呈現(xiàn)低碳產(chǎn)品，實現(xiàn)供給端綠色化、高質(zhì)量化。