我国商品出口与碳排量关系的实证分析

宁学敏

（上海财经大学 国际工商管理学院，上海 200439）

碳排放源于能源消费，事实上，能源既是一种商品，同时也是一种投入要素。2007年，世界自然基金会(World Wildlife Fund)与中国社会科学院的一项共同研究课题中提出了内涵能源和内涵排放的概念，所谓“内涵能源”是指产品上游加工、制造、运输等全过程所消耗的总能源。显然，内涵能源要大于产品在最终加工环节消耗的直接能源。由于能源具有相应的温室气体排放因子，由此可直接测算出内涵排放。内涵能源和内涵排放概念的提出使得人们从最终商品的角度重新审视我国能源消费及碳排放问题。发展低碳经济成为当前经济发展过程中必然的选择，通过分析碳排放与出口之间的关系，从外贸结构角度来探讨我国减排的新途径，具有很强的现实意义。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

（1）首先考察变量之间的协整关系，对变量间的长期均衡关系加以描述。

协整关系是指如果两个或两个以上的时间序列变量是非平稳的，但它们的某种线性组合却表现出平稳性。检验与估计协整关系的模型与方法最常用的有Johanson的最大似然法和Engel-Granger的EG两步法。本文采用的是Johanson的最大似然法。该方法的基本思想是在多变量向量自回归系统（VAR）中构造两个残差的积矩阵，计算矩阵的特征值，并根据特征值构造一系列统计量以判断协整的个数，有特征根迹（trace检验）和最大特征值检验（max检验）两种。

（2）构建向量误差修正模型，进一步解释碳排放与出口商品之间的短期动态关系。

本文的模型为：

其中，D是差分算子，ECTt-1是来自于协整关系的滞后误差修正项，而uit是满足标准假设的误差项。ECTt-1的系数表示对长期均衡关系发生偏离时，被解释变量的调整方向和速度。

（3）基于以上误差修正模型，即可检验二者长期与短期Granger因果关系。我们根据赤池信息准则（AIC）对各变量的Granger因果关系进行检验。格兰杰因果关系检验是检验经济变量间因果关系常用的一种计量经济学方法，实质是用一种条件概率定义因果关系。常用的格兰杰检验模型为：

式中ai和βj是常数，lt是白噪声。

检验x的变化不是y变化的原因，相当于对假设H0：βj=…=βn=0进行F检验。格兰杰方法对模型中的变量所取的滞后期长短异常敏感。本文按AIC原则和SC原则确定最优滞后阶数。最后通过方差分解的方法考察两变量间的样本外因果关系。

1.2 数据来源

1.2.1 碳排放量的计算

CO2排放可分为自然排放和人工排放，人工排放是由于人类活动引起的CO2排放，主要包括化石燃料消耗、生物质燃料等，其中化石消耗所排放的CO2占95%以上。目前国内对于碳排放测算的研究取得很多有意义的成果，如张德英（2005）采用系统拟真的方法对我国工业部门排碳量进行了估算，分析工业部门碳源排碳系统要素间的反馈互动机制，利用复杂系统综合集成的建模手段建立工业部门碳模型，采用系统仿真的方法，达到对排碳量估算及预测的目的。马忠海（2003）估算了我国煤电能源链、核电能源链和水电能源链的温室气体排放系数，并对水电站水库水体在不同季节的温室气体排放进行了实际测量。

徐国泉等人（2006）基于碳排放量的基本等式，采用对数平均权重Disvisis分解法，建立中国人均碳排放的因素分解模型，定量分析了1995～2004年间，能源结构、能源效率和经济发展等因素变化对中国人均碳排放的影响，其提出的算法非常有代表性。

由于本研究主要是工业行业的碳排放，所以以化石燃料消耗为主要碳源，采用了徐国泉等人提出并改进的碳排量分解模型中的算法。工业行业碳排放估算公式为：

Et=φEc+δEm+σEg（3）其中，Et为碳排放量，EC为煤炭消耗量，φ为煤炭消耗的碳排转换系数；Em为石油消耗量，δ为石油消耗的碳排转换系数；Eg为天然气排放量，σ为天然气消耗的碳排转换系数。采用公式主要参考了相关文献中提出并改进的探排放量分解模型中的算法。

基于已有研究成果，笔者收集有关能源消耗的碳排放系数并进行比较计算，最终取平均值确定为各能源消耗碳排放系数。

表1 各能源消耗碳排放系数

1.2.2 样本数据

根据公式（3）计算我国1988～2007年碳排放量（CE，万吨），历年出口数据（EX，亿美元）来源于1988～2007年中国统计年鉴。由于统计年鉴上的数据都是用现价来计算的，为消除各年的价格影响，对各个经济变量按可比价格P调整，P取以1978年为基期的GDP平减指数。此外，为消除数据中可能存在的异方差且不影响各经济序列之间的协整关系，将所有数据取自然对数。

2 实证结果

2.1 平稳性检验

图1显示了LnCE与LnEX的趋势图，这两个序列在一定程度上是一起漂移的，说明二者可能存在着协整关系。图2显示了LnCE与LnEX为一阶单整的时间序列。

本文采用ADF检验法对变量LnCE与LnEX以及它们的差分序列进行平稳性检验，根据SC最小准则确定变量的滞后系数，检验结果表明，水平数据均不能拒绝存在单位根的假设，但时序的一阶差分均能在5%的显著水平上拒绝了存在单位根的原假设，结果见表2。表明所有的序列都是一阶单整的，即都是I（1）过程，可以进一步检验它们之间是否存在协整关系。

图1 LnCE与LnEX的趋势图

图2 LnCE与LnEX为一阶单整的时间序列

表2 1988～2007年LnCE与LnEX单位根检验结果表

2.2 协整检验

利用Johanson的最大似然法进行协整检验。对于时序，秩检验和极大特征值检验统计量都给出了同样的结果：在5%显著水平下拒绝了没有协整向量的零假设，支持系统中有一个协整向量的备择假设，说明能源消费与出口之间存在协整关系，且长期均衡关系为LnCE=0.666941LnEX，表明碳排放量与出口间为正向相关，从长期来看，出口每增加1%会使碳排放增加0.67%。检验结果见表3。

表3 碳排放与商品出口的Johanson协整检验

2.3 误差修正模型（VECM）

为了进一步解释我国碳排放量与出口贸易之间的短期动态关系，在进行协整检验之后需要建立误差修正模型。该模型依据解释变量离开均衡状态的偏差值来解释被解释变量的调整值。这种模型还将长期和短期参数明确划分，成为一种把变量之间长期表现和短期效应结合在一起的有力工具。因为LnCE与LnEX序列之间存在着惟一的协整关系，所以可以建立如下误差修正模型。

回归结果表明，模型（2）通过显著性检验，其中变量的符号与长期均衡关系的符号一致，出口的短期变动对碳排量存在正向影响，本期进口每增加1%，本期碳排量增加0.23%。由于短期调整系数是显著的，且为负值，符合反向修正机制。它表明CE与长期均衡值的偏差中的33.43%被修正。模型反映了LnCE受LnEX影响的短期波动规律，说明出口贸易与碳排量之间存在紧密联系。

2.4 格兰杰因果关系检验

图3 误差修正模型的拟合效果

基于以上误差修正模型，即可检验碳排放与商品出口的长期与短期Granger因果关系。我们根据赤池信息准则（AIC）对各变量的Granger因果关系进行检验，结果如表4所示。从在长期和短期来看，在5%的水平下，出口与碳排量之间均存在着双向Granger因果关系。

表4 1988～2007年LnCE与LnEX格兰杰因果关系检验结果表

2.5 方差分解

以上VECM模型提供的是样本内的因果检验。还可以利用方差分解技术进行样本外因果检验。方差分解通过分析每一个结构冲击对内生变量变化的贡献度，进一步评价不同结构冲击的重要性，从而提供样本外的动态因果性检验。在统计意义上，如果一个变量可以解释自身的大部分的冲击，那么这个变量就是相对外生的。在本文中，如果出口解释了大部分碳排量的预测误差方差，那么商品出口就与碳排量之间存在较强的因果关系。方差分解技术进行样本外因果检验，进一步证实了该结果。

基于上述结论，可以看出，我国碳排放的增长不仅是因为旺盛的国内消费需求和较高的固定资产投资，快速增长的外贸出口也是重要的驱动因素，而且影响日益增大。将高碳排放所引致的气候变化归咎于我国不履行温室气体义务显然是不公平的。但是，我们也要看到，高碳经济对经济增长的制约性，应从优化外贸结构角度来探讨减排的新途径。笔者提出以下建议：

（1）控制“两高一资”产品的出口。

有针对性地改变出口中“两高一资”（高污染、高能耗、资源性的初级产品）产品的出口数量，例如在出口方面制定差别出口退税政策，鼓励低耗能产品的出口，限制甚至禁止高耗能产品的出口等举措。此外还可以对这些高污染、高能耗的行业采取临时性的加征资源税和环保税等措施降低该类产品的出口量。

（2）适时减少外贸政策的调控频度。

加强对出口调控政策措施出台后的调研工作，防止连续出台政策增加企业经营的不确定性，适时减少政策调控的频度，避免政策上的矫枉过正。同时，行业协会要充分发挥其专业性强、信息渠道畅通等优势，定期发布信息，引导企业，加强管理协调。

（3）扩大对高新技术设备的引进。

要发展低碳经济，减少碳排放，离不开高科技的支持。同发达国家相比，我国能源利用效率低，依然在走“高能耗，低产出”的粗放型路线，因此加大新技术产品的进口，提高能源利用效率是我国发展低碳经济的必由之路。

表5 方差分解结果

从表5中可以看出，在滞后十期，碳排放解释了自身冲击的64.85%，而出口解释了自身冲击的75.1%，这一结果与上文中相符，即二者之间存在双向因果关系。且从出口到碳排放的因果关系在逐渐加强。样本外的因果检验加强了样本内因果检验的结果。

3 主要结论

本文利用向量误差修正模型（VECM），检验了我国碳排放与出口贸易之间的关系，结果表明碳排放与对外贸易尽管都不是平稳的，但具有协整关系，从长期均衡看，出口每增加1%，会使能源消费增加0.67%，出口对于碳排放拉动效果明显。反之亦然，碳排放对出口也同样具有促进作用。VECM回归结果也表明，出口的短期变动对碳排量存在正向影响，本期出口每增加1%，本期碳排量增加0.23%。由于短期调整系数是显著的，且为负值，符合反向修正机制。此外，通过格兰杰因果关系检验，得出了两者之间存在双向因果关系，并且利用

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