浙江省城市化与碳排放关系研究

蔡乐　李浩

摘要：浙江省正处于城市化的快速发展阶段，高耗能产业快速发展，能源消费增长迅速，导致浙江省碳排放量逐年增加。在计算和分析浙江省2000-2012年城市化水平与碳排放量的基础上，运用EVIEWS7.0计量分析软件，实证检验了浙江省城市化与碳排放之间的协整关系，以及浙江省城市化发展对碳排放的长期弹性和短期弹性，同时还探究了这两者之间的因果关系。最后根据实证结果进行了综合总结并提出了有关降低浙江省碳排放的建议。

关键词：城市化；碳排放；协整；误差修正模型；格兰杰因果分析

DOI：10.16315/j.stm.2015.02.004

中图分类号：F062.2 文献标志码：A

在全球气候变暖的背景下，碳排放问题备受社会各界的广泛关注。减排温室气体，应对气候变化已经成为人类的共识。目前，中国正处于城市化与工业化的进程中，而浙江省作为沿海经济大省，其城市化进程发展迅速，在城市化道路上走在了全国前列，在今后一段时期还将保持较快速度发展。据统计显示，2012年浙江省城市化率超过64%，领先于全国平均水平。随着不断加快的城市化进程，高耗能产业迅速发展，能源消费增长较快，以煤为主的能源结构使得浙江省碳排放量逐年增加，浙江省二氧化碳排放强度居全国前列，高碳经济特征十分明显。因此，对浙江省碳排放与城市化发展之间的关系进行分析和实证研究，对于把握浙江省碳减排政策方向，保证经济稳定持续发展，在城市化进程中实现低碳发展具有重要的现实意义。

1.文献回顾

碳排放问题最初并未存在于经济学的研究视野中。20世纪70年代末，在日内瓦召开的第一次世界气候大会上，科学家们警告说，大气中二氧化碳浓度持续增加将导致地球升温，气候变化问题这才开始引起国际社会各界的关注。20世纪90年代，关乎温室气体排放的《联合国气候变化框架公约》与《京都议定书》先后达成，主要发达国家承诺2008-2012年实现温室气体排放相比1990年平均减少5.2%的目标，碳减排问题从此成为国际社会的重要议题。近些年，随着各国城市化进程的不断推进，环境保护问题日益突出，有关城市化与碳排放两者之间的关系引起学者们的关注与研究。国外研究方面，Jorgrnson选取39个不发达国家1975-2000年间的数据，运用固定效应模型实证分析了碳排放与城市化发展之间的关系，结果表明城市化水平的推进对碳排放量具有显著正相关的影响。Parikh等选取43个发展中国家的面板数据，研究能源消耗、城市化进程与温室气体排放问题，发现发展中国家城市化进程的推进致使能源消耗增加、温室气体排放上升。Phetkeo等通过搜集1975-2005年99个国家的面板数据，使用STIRPAT模型对不同发展阶段的国家进行分组，得出了城市化水平对不同收入水平国家的碳排放均产生正方向的影响，尤其是对于中等收入的国家影响最为显著。

国内学者对于我国城市化进程与碳排放问题的相关研究，主要集中于碳排放的影响因素、城市化阶段碳排放增长现状及低碳经济选择路径等的分析上。林伯强等选用1978-2008年的相关数据，针对中国当前经济增长与能源消费的特征，对Kaya恒等式做出修正并引入城市化因素，探究了中国城市化发展不同阶段碳排放的影响因素与减排策略，结果表明，城市化的推进导致中国碳排放总量增长；中国在推进城市化发展的同时应控制碳排放增量，实现低碳转型要做到节能为主，发展清洁能源为辅。赵志耘等利用LMDI分解法对2000-2009年中国碳排放影响因素进行研究，结果发现，能源效率则对碳排放有负向影响，而经济发展与城市化因素对碳排放的增加产生正向影响。刘梦琴等采用中国29个省份1995-2008年间的面板数据，实证研究了城市化发展水平和碳排放的关系，发现城市化水平的提高直接加剧了碳排放，其中，产业结构是导致碳排放增加的重要因素。佟新华等对中国城市化水平与碳排放进行了相关性分析，验证了两者之间具有较强的相关性，并指出中国在城市化发展进程中低碳经济的路径选择。

总的来说，现有学者对城市化与碳排放的关系方面做了一定研究，但也存在一些不足之处。现有研究主要是基于国家层面的面板数据或时间序列数据对城市化与碳排放之间关系进行研究，而对一国内部不同地区层面的微观研究比较少。此外，较少涉及城市化发展与碳排放之间关系的相关动态研究。基于此，本文试图利用浙江省2000年-2012年的城市化水平与碳排放的年度时间序列数据，探讨其城市化发展与碳排放两者之间的短期及长期动态关系。

2.浙江省城市化发展现状

城市化水平即指城市化发展的程度，是衡量一个地区经济、社会发展水平的重要指标，城市化水平的衡量因指标选取上的差异而存在多种不同的方法。本文考虑到数据获得的便利性，将采用人口比重法来衡量浙江省的城市化水平，即用城市人口占总人口的比重计算得到浙江省城市化率，计算结果如表1所示。

由表1可以看到，浙江省城市化进程发展迅速，一直领先于全国平均水平。2000年浙江省城市化率为48.7%，2012年城市化率已达到63.20%，领先于全国10.63个百分比。在城市化发展进程中，浙江省政府针对浙江省城市化发展现状及问题统筹规划，提出前瞻性的城市化发展战略，比如2006年提出的“新型城市化”发展战略，有效引导了浙江城市化的健康发展；同时在推动城市化建设进程中，统筹城乡基础设施与社会设施等的建设，并利用城镇空间资源的优化组合有序推进城市群与中心城市建设，这些都有力地促进了浙江省城市化的发展。

3.浙江省碳排放量的变化

日本学者Yoichi Kaya提出了Kaya恒等式，将碳排放量分解为与人类生活相关的4个要素，用来解释人类活动与温室气体排放之间的关系。基本公式如下：

其中：C代表二氧化碳排放量，Ci为第i种能源的碳排放量，E为一次能源消费量，Ei为第i种能源消费量，y代表国内生产总值（GDP），P代表人口。根据该恒等式，碳排放量主要是由能源消费碳强度、能源强度、生活水平（人均GDP）和人口决定的。

本文借助于上述计算方法，计算2000年-2012年浙江省的碳排放总量，并在此基础上得出2000年-2012年浙江省人均碳排放量与单位产值碳排量，结果如表2所示。

由表2可知，2000年以来，浙江省年度碳排放规模与人均碳排放均呈逐年增长的趋势，单位产值碳排放量则呈下降趋势。其中，浙江省年度碳排放量由2000年的4395.51万t增加到2012年的12604.91万t。这主要是由于进入21世纪后，经济高速发展，人民生活水平不断提高，导致能源消耗与生活能耗等都大量增加，从而碳排放总量随之增长，人均碳排放量也由2000年的0.98t/人上升到2012年的2.63t/人。而随着经济不断发展，省内GDP快速上升，浙江省单位产值碳排放量由2000年的0.72t/万元下降至2012年的0.36t/万元。

4.浙江省城市化与碳排放关系的计量分析

根据浙江省2000年-2012年间城市化水平与碳排放量的变化情况，选用2000年-2012年浙江省城市化率作为自变量，2000年-2012年浙江省年度碳排放量作为因变量展开分析。为了消除初始数据中可能存在的异方差，分别对2个变量取自然对数，记作In U和In T，如表3所示。以下均采用Eviews7.0计量软件进行分析。

（1）相关性分析。目前，浙江省正处于经济快速发展、城市化进程加速的时期，城市化是浙江省碳排放量增加的重要因素。2000-2012年浙江省城市化水平与碳排放量的数据制作散点图，如图1所示，从图中可以发现它们两者之间具有相同的变化趋势，且都呈增长趋势。为了定量分析浙江省城市化与碳排放的关系，使用Eviews7.0计量软件对浙江省城市化率与碳排放量进行了相关分析，发现两者的相关系数R2为0.9549，F统计量为232.6525，且系数通过了t检验，这说明浙江省城市化水平与碳排放两者之间具有很高的正相关性。

（2）序列平稳性检验。由于本文的实证分析采用的是时间序列数据，而时间序列数据计量分析的有效性以时间序列的平稳性为基础，否则可能会出现“伪回归”现象。在实践中遇到的经济和金融数据大都是非平稳的时间序列，因此有必要先对时间序列进行平稳性检验，本文拟用ADF检验对In u和In T进行单位根检验，据此判断2个变量的平稳性。

通过时间序列图可以发现In T和In U2个序列都有明显的趋势，由此判断In T和In U两者均为非平稳序列。分别对两变量的一阶差分In T和In U序列进行单位根检验，结果显示In T和In U序列存在单位根，是非平稳的。接着再分别对In T和In U序列做差分并进行ADF检验，其结果如表4和表5所示。

表4与表5的检验结果显示，In U和In T2个变量均在1%的显著性水平下达到了二阶平稳，均为二阶单整序列。两变量具备相同的单整阶数，因而可以进一步对In U和In T进行协整关系分析。

（3）协整关系检验。运用Engle-Granger两步法对In U和In T进行协整检验。先利用计量工具建立回归方程并估计得到残差序列；再使用ADF检验对所得残差序列进行单位根检验以判断残差序列的平稳性。若残差序列平稳，则说明变量间存在协整关系，否则变量间不存在协整关系。按照这个步骤，先利用Eviews7.0软件对In U和In T进行回归分析，其中，以In T为因变量，In U为自变量，回归结果，如表6所示。

由表6可得，In T和In U之间的回归方程为

In T=-8.1883+4.2699In U+ε。

由回归方程（1）式可以得出残差序列的表达式为

e=In T-（-8.1883+4.2699In U）。

采用ADF检验法对上式的残差序列进行单位根检验，结果如表7所示。

由表7可得，残差序列的ADF统计量为-3.717535，小于显著水平1%、5%、和10%的临界值，因此可以判断残差序列e是平稳的。该结果表明，In T与In U之间存在协整关系，也就是说浙江省城市化与碳排放之间存在着长期的均衡关系。相应的协整方程：In T=-8.1883+4.2699In U。由协整方程可知，从长期来看，浙江省城市化水平每变动一个百分比，会引起碳排放总量4.2699个百分点的同方向变动，说明城市化水平对浙江省碳排放量的增长具有重要影响。

（4）误差修正模型。协整方程的建立反映了浙江省城市化与碳排放两变量之间的长期均衡关系，误差修正模型（ECM）则通过建立短期的动态模型，可以弥补长期模型的不足。现通过误差修正模型（ECM）来考察浙江省城市化与碳排放之间的短期动态关系。

由误差修正模型的估计结果可知，In T关于In U的长期弹性为4.2699，In T关于In U的短期弹性为0.8727。此外，式中差分项反映了短期城市化波动对浙江省碳排放的影响，误差修正项ECM的系数（-0.2626）反映了在短期内，城市化与碳排放两变量之间的长期均衡关系对当前碳排放偏离其均衡水平的调整力度。

（5）因果关系分析。为检验浙江省城市化水平与碳排放之间的因果方向，本文通过Eviews7.0软件，采用格兰杰因果检验法，对In U与In T之间的因果关系进行探究，结果如表8所示。

根据表8可知，当滞后期分别为2时，在5%的显著性水平下，In U是In T的格兰杰原因（P值为0.0447<0.05，可以拒绝原假设），而In T不是In U的格兰杰原因（（P值为0.1606>0.05，接受原假设））。该结论说明浙江省城市化与碳排放两变量间存在单向的格兰杰因果关系，即浙江省城市化水平的提高是引起其碳排放量增长的格兰杰原因，反之则不然。

5.结论与建议

研究结论为：浙江省城市化水平与碳排放之间具有协整关系；浙江省城市化进程不仅对碳排放具有长期的影响，也具有短期动态的影响，但短期的影响要小于长期的影响；浙江省城市化是导致碳排放量不断增加的格兰杰因果原因，但碳排放不是推动浙江省城市化进程的原因。

基于上述研究结果，针对如何降低浙江省碳排放，提出以下主要政策建议：

（1）城市化进程中注重调整能源消费结构，提高能源利用效率。浙江省本身就是一个“缺煤少油”的地区，在采取碳减排措施时，应该认识到其在城市化进程中的能源需求快速增长和刚性问题，必须改变浙江省以煤炭为主的能源结构，同时采用新的节能减排技术，从而降低城市化进程中的碳排放量。首先，应提倡资源节约型的经济发展方式，在城市化发展的过程中，加大投入研发先进低碳技术，努力提高能源的利用效率，以降低单位产值及单位城市化率的碳排放水平；其次，要开拓新能源渠道，积极开发和利用可再生能源与清洁能源，加大水电、天然气的开发力度，逐步改变过去以煤炭为主的能源消耗结构；此外，应利用市场机制引导企业进行低碳生产，转变那种高资源能源消耗、高排放、高污染的生产经营模式，实行低消耗、低排放、低污染的生产经营模式。

（2）开启政府、企业及社会公众的多方合作，加快推进低碳城市化发展。发展低碳经济需要构建政府、企业及社会公众多方合作的低碳经济治理结构。在实现低碳城市化发展的过程中，政府应起引导作用，积极推进城市能源系统、消费和交通运行等方面的低碳化，通过大力发展轻轨等绿色交通构建低碳城市化网络系统，减少交通运输产生的大量温室气体。同时，政府部门应制定相应的政策制度，如在浙江省内建立碳排放账户，对浙江省的碳排放情况给予规划、分配与监测，并建立浙江省地方性的碳交易市场、采取征收碳税等措施，从而有效地控制碳排放量；作为企业，应努力研发先进低碳技术，发展低碳产业，减少生产过程中的碳排放，同时推动传统产业的优化升级，发展低碳产业；而社会公众则应树立低碳消费、绿色消费的意识，在日常生活中自愿节能减排，倡导低碳生活方式，以提升全社会的节能水平，构建集约型、生态型的低碳经济发展模式。

（3）积极引进和开发低碳技术，构建低碳城市的金融支持体系。实现低碳城市化离不开低碳技术的使用与金融体系的支持。浙江省低碳排放技术的水平还比较低，所以，为早日实现低碳经济目标，浙江省应致力于低碳技术的开发，同时引进国际上创新先进的降低碳排放的技术，如二氧化碳的捕获封存，页岩气的勘探开发等成熟的低碳技术。另外，金融体系的支持是实现低碳城市化的重要条件之一。未来需要在金融业树立起低碳经济服务的新理念，参考英国设立“碳基金”等机构以促进节能减排，并培育碳交易多层次市场体系，实现低碳城市化建设和金融创新的双赢。