山东省低碳经济发展研究

张一清　刘传庚　白卫国

摘要：以17个城市2005～2013年的数据为样本，基于山东省及17个城市GDP增长与碳排放的脱钩效应，以及17个城市面板协整分析，研究山东省及17个城市碳排放特征。研究表明，山东省2006～2013年城市碳排放总体弱脱钩；17个城市碳排放量、实际GDP增加值和碳生产力之间存在着长期均衡关系；山东省及17个城市碳锁定效应较大，逐步通过技术和制度的改变解锁碳锁定成为低碳发展的关键；年均第二产业比重下降幅度、年均GDP增长和年均碳排放增长中，年均第二产业比重下降幅度起主导作用，山东省及17个城市应以产业结构优化为主要途径，通过技术进步、产品升级和财税优惠政策等措施，以及出台政策法规，促进产业转型升级发展低碳经济。

关键词：低碳经济；脱钩效应；面板协整；山东省

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2015.10.11

中图分类号：F0622；F1245 文献标识码：A 文章编号：1001-8409（2015）10-0048-05

Abstract：Based on the sample data from 2005 to 2013 about the decoupling effect of GDP growth and carbon emissions， and 17 cities panel cointegration， this paper studies the carbon emissions characteristics of Shandong Province and 17 cities. Result shows that Shandong province has been overall weak decoupling from 2005 to 2013. Carbon emissions， real GDP added value and carbon productivity of 17 cities have been a longterm equilibrium relationship. Carbon lockin effect is bigger， and the gradual change of unlock carbon technology and system lock becomes the key of lowcarbon development. The proportion of second average annual growth rate of industrial decline plays a leading role in the proportion of second average annual growth rate of industrial decline， average GDP growth and annual carbon emissions growth. Shandong province and 17 cities

should be based on the optimization of the industrial structure as the main way， through technological progress， product upgrading and tax preferential policies and other measures， and the introduction of policies and regulations， promoting industrial transformation and upgrading for the development of lowcarbon economy.

Key words：lowcarbon economy； decoupling effect； panel cointegration； Shandong province

1引言

低碳发展减缓气候变化，已成为世界共识。山东省历来是中国经济大省和能源消费大省。山东省经济总量占全国比重从1994年的799%上升到2006年最高点

1012%，而后略有波动，维持在95%以上，总体由逐步上升达到基本稳定的态势；山东省能源消费从1994年的707%攀升到2004年最高点1152%，而后略有起伏，维持在11%左右，由急剧上升转为呈现平稳的趋势，随之二氧化碳排放也持续增长。如图1所示，山东省自2000年能源消费比重高于经济总量比重之后，一直位于经济总量之上，能源消费增长速度快于经济增速，而且高于全国平均水平数据来源于《中国能源统计年鉴（1995～2013）》和《山东省统计年鉴（1995～2013）》，经过整理得出。 。近些年山东省积极推动低碳发展。2012年出台的《山东省“十二五”控制温室气体排放工作实施方案》提出，要大幅度降低单位地区生产总值二氧化碳排放，到2015年全省单位地区生产总值二氧化碳排放比2010年下降18%的目标，并将指标分解到各市山东省人民政府.关于印发山东省“十二五”控制温室气体排放工作实施方案的通知[EB/OL].2012，http：//www.shandong.gov.cn/art/2012/11/21/art_3883_3120.html 。

图1山东省GDP和能源消费分别占全国比重

山东低碳发展引起学术界关注，国内多位学者开展了山东省能源消费与碳排放的研究。许冬兰和李琰通过建立向量自回归模型，运用格兰杰因果分析方法和协整分析方法分析山东省城市化和能源消耗量之间的长短期关系，结果表明山东省城市化水平提高是导致能源消费量增长的格兰杰原因[1]；王同孝等根据IPCC方法核算山东省2001～2010年能源消费碳排放，得出能源消费和碳排放量呈现增长趋势，碳排放强度稳步下降[2]；宋杰鲲基于IPCC方法对山东省2000～2009年能源消费碳排放量进行测算，并且运用LMDI方法将山东省能源消费碳排放分解为人口、人均财富、产业结构、能源消费强度和能源消费结构等五方面效应，分析得出除能源消费强度因素的累积效应为负值外，其余四种因素的累积效应均为正值，其中人均财富是碳排放增加的最大拉动因素[3]。以上研究推动了山东省低碳发展，但是研究主要局限于全省范围，缺乏对各个城市影响效应异质性考察，忽略了各个城市经济社会发展不均衡的现实，弱化了对低碳发展实践指导性和可操作性的作用。为深入研究山东省经济发展与二氧化碳排放的关联性，有必要采用脱钩效应与面板数据以各个城市经济发展与二氧化碳排放为基础展开分析。在脱钩效应研究方面，刘竹等应用脱钩理论分析首批低碳试点省份经济增长与碳排放关系[4]，徐盈之等从中国制造业角度分析碳排放的驱动因素及脱钩效应[5]，王云运用Tapio提出的“脱钩”弹性理论[6]，分析了能源消费大省山西省。在面板协整分析方面，郭庆宾和柳剑平研究了进口贸易、技术溢出与中国碳排放相互关系[7]，吴振信等分析了中国经济增长、产业结构对碳排放的影响[8]，查建平等运用面板数据模型对影响我国工业碳排放绩效的因素进行实证分析[9]，王少平和杨继生研究了中国工业12个行业碳排放量、工业产值和碳效率之间的长期均衡[10]，徐胜和司登奎基于省际数据构建了异质面板协整分析模型，发现结构转型、能源效率与低碳经济之间存在动态稳定的均衡关系[11]。已有文献鲜有针对省级地区各个城市展开脱钩效应结合面板协整的研究，本文应用脱钩效应模型研究山东省及各个城市经济发展与CO2排放关系，然后按照17个城市山东省共设17个城市，依次为济南市、青岛市、淄博市、枣庄市、东营市、烟台市、潍坊市、济宁市、泰安市、威海市、日照市、莱芜市、临沂市、德州市、聊城市、滨州市和菏泽市。 ，运用面板协整方法度量各个城市碳排放特征，为山东省低碳经济发展提供决策参考，同时也为其他地区低碳发展提供借鉴。

2脱钩效应

21脱钩模型

脱钩理论普遍用于衡量经济增长与物质消耗投入失衡所导致经济发展与环境保护不协调的关系。其理论基础为OECD在1993年提出的驱动力（Driver）-压力（Pressure）-状态（State）-影响（Influence）-反应（Response）的框架（DPSIR）。OECD脱钩分析主要方法为脱钩指数。而后Tapio利用弹性系数法构建了“脱钩”指标，利用“脱钩弹性”（Decoupling Elasticity），将“脱钩”指标表征经济增长与环境污染脱钩状态详细分为三个状态和八种等级，即连接状态（扩张连接和衰退连接）、“脱钩”状态（弱“脱钩”、强“脱钩”和衰退“脱钩”）、负“脱钩”状态（弱负“脱钩”、强负“脱钩”和扩张负“脱钩”）[12]，计算公式见式（1）具体分类等级见表1。

ε=ΔCO2/CO2ΔGDP/GDP（1）

式（1）中，ε为二氧化碳和经济发展的“脱钩”弹性系数，CO2排放表示环境压力，ΔCO2为现期相对于基期CO2排放变化量，GDP表示经济驱动力，ΔGDP为现期相对于基期GDP变动量。

22计算结果及分析

CO2排放以《省级温室气体清单编制指南（试行）》方法[13]为参考，核算2005～2013年能源消费排放二氧化碳总量。二氧化碳排放因子引自《省级温室气体清单编制指南（试行）》，各年度能源消费数据源于《山东省统计年鉴（2006～2014）》[14]。17个城市CO2排放根据城市各个年度能源消费乘以山东省能源碳强度得到。其中，能源碳强度=全省CO2排放/全省能源消费。山东省及各个城市GDP增加值源于《山东省统计年鉴（2006～2014）》，以2005年为基期经过指数平减的实际GDP增加值。山东省及17个城市二氧化碳与经济发展的“脱钩”弹性系数见图2。

2006～2013年期间，山东省除2010年出现扩张负“脱钩”，其余年份均弱“脱钩”，总体为弱“脱钩”。17个城市脱钩状态大体与山东省相似，2006年、2008年2010年与山东省同为弱“脱钩”或扩张负“脱钩”，其余年份除2011年外，只有个别城市与山东省不同。脱钩状态济南、泰安、滨州和菏泽与省完全一致。与山东省脱钩状态变化差异较大的有枣庄、威海和日照，枣庄在2010年前后出现强“脱钩”，威海2009～2012年经历了强“脱钩”、强负“脱钩”、扩张连接和强“脱钩”，日照自2007～2012年经历扩张负“脱钩”、弱“脱钩”、扩张负“脱钩”和强“脱钩”。2011年12城市与山东省脱钩状态变化存在差异：淄博、烟台、潍坊、威海和临沂为扩张连接，枣庄、日照、济宁、莱芜、德州和聊城为强“脱钩”，东营为扩张负“脱钩”。强“脱钩”最多有两次，具体有莱芜、威海、枣庄。相对而言，东营和日照脱钩状态最差，东营在2010年和2011年呈现扩张负“脱钩”，而日照在2006～2013年期间脱钩状态跌宕起伏，由弱“脱钩”、扩张负“脱钩”、弱“脱钩”、扩张负“脱钩”、强“脱钩”再到弱“脱钩”。从产业结构角度分析，山东省第一产业和第二产业比重呈现逐渐下降态势，2013年第二产业下降为50%左右，年均下降幅度为081；第三产业有较快增速，2013年超过40%。17个城市总体来讲，产业结构变化与山东省相似，尤其是第二产业比重变化趋势。其中，只有济南、青岛、泰安和临沂的第二产业比重低于全省平均水平，第二产业年均下降幅度分别为074、070、077、052。相对而言，淄博、莱芜和威海有较好的脱钩状态，与第二产业年均下降幅度超过全省平均水平有较紧密联系，分别为108、117和126。东营作为中国第二大石油工业基地，第二产业比重至始至终都是最高，虽然与第二产业年均下降幅度超过全省平均水平达到142的最大绝对值，但是基于石化产业比重过大的特征，脱钩状态是最差之一。日照和菏泽的第二产业比重都是从2005年的40%多，经历了先增加，后下降，直至2013年50%多，年均增加分别为049和126。但是日照脱钩状态的起伏较大，反映重工业发展势头迅猛，以及节能政策调控的不稳定。而菏泽工业绿色发展则避免了工业规模扩大所带来碳排放的大量增加。

3面板分析

31面板模型

根据面板数据建模原理，以各城市碳排放、GDP增加值和碳生产力三个变量构建模型，通过模型分析碳排放量是否与GDP增加值、碳生产力之间存在长期均衡关系，进而研究各个城市与碳排放的联系，有助于根据城市特点发展低碳经济。

32检验与估计

以17个城市碳排放、GDP增加值和碳生产力（2005～2013）的面板数据为分析样本，经过协方差分析检验，面板模型设定为既有个体影响又有结构影响的变截距变系数模型，即模型中的参数对各个城市而言是不同的。

321单位根检验

对17个城市碳排放和实际增加值的对数值以及碳生产力分别进行单位根的LLC检验、ADF检验和PP检验。由检验结果（见表3）可知，构成面板模型3个变量满足协整检验要求。

由表4可知，Panel-PP和Panel-ADF的统计量显著，Panel-rho统计量不显著。因为Pedroni[15]指出在时间较短（T≤20）的样本数据分析中，Panel ADF 和Group ADF的统计量具有较高能效，其余统计量较低，则可以判断通过了显著性检验，即17个城市碳排放量的对数值、实际GDP增加值的对数值和碳生产力之间存在长期协整关系。

323协整估计

从协整向量i来看，可划为三个等级：70以上为临沂、聊城和菏泽；50～70之间为泰安、日照、济南、淄博、青岛、东营和潍坊；30～50之间为枣庄、烟台、济宁、威海、莱芜、德州和滨州。70以上城市碳排放静态依赖性最强，即固定碳排放水平；50～70之间为中等水平；30～50之间为次之。临沂、聊城和菏泽的经济总量和碳排放量在17个城市中排名靠后，碳排放静态依赖性最强表明碳锁定效应较大。而青岛、济南经济总量和碳排放量都居于前列，但是碳排放静态依赖性处于第二个等级，表明碳锁定效应较低。总体来讲，17个城市碳排放静态依赖性都大于0，并且最高值与最低值差距不大，与山东省煤炭在能源结构中比重较大（见图3），碳锁定效应有较为紧密的联系。

按照各个城市产出碳排放需求弹性β1i和碳生产力系数β2i，得均值为047和-073。其中，威海和莱芜的β1i分别为075、074，是最大值；德州、济宁和滨州次之；济南、青岛、淄博、枣庄、东营、烟台、潍坊、泰安、日照、临沂、聊城和菏泽再次之。2005年至2013年期间，威海GDP年均增长10%，低于山东省14%的平均水平，是增长最低的城市；莱芜GDP年均增长13%，倒数第二。同时，威海和莱芜的碳排放增长并列倒数第二为4%。这样导致威海和莱芜的产出碳排放需求弹性最高。日照GDP年均增长20%，碳排放增长为14%，同为山东省最高，而产出碳排放需求弹性仅为027的最低水平之一。关于碳生产力系数β2i，淄博和莱芜分别为-373和-306；济南、临沂、枣庄和东营都小于-100，烟台、威海、日照、聊城、滨州和菏泽都小于0；青岛、潍坊、济宁、泰安和德州都大于0。淄博与莱芜碳生产力系数最小，第二产业比重下降幅度非常高，年均分别为-108%和-126%；碳排放增长都较低，分别为6%和4%；经济增长都较低，同为13%。潍坊最大为084，第二产业比重下降幅度仅为-054%，低于山东省081%的平均水平，年均经济增长15%略高于山东省14%的平均水平，碳排放增长与山东省一致为7%。值得一提的是东营，在脱钩效应中是最差之一。但在面板协整分析中，其年均经济增长与山东省一致，都为14%，碳排放增长8%略高于山东省平均水平的7%，但是第二产业比重下降幅度达到142，则对碳排放量的静态依赖性、产出的碳排放需求弹性、碳生产力变化对碳排放的影响都处于中游水平。

4结论及政策建议

通过脱钩效应和面板协整的分析，揭示山东省及17个城市碳排放特征，可以得出以下三点结论。（1）山东省除2010年出现扩张负“脱钩”，其余年份均为弱“脱钩”，总体为弱“脱钩”，主要是节能与低碳关联度非常高。（2）山东省17个城市的碳排放量、实际GDP增加值和碳生产力之间存在着长期均衡关系。（3）从i来看，对碳排放静态依赖性都较强，表明山东省碳锁定效应较大的特征；按照β1i城市年均GDP增长和年均碳排放增长起决定作用，诸如威海和莱芜按照β2i城市年均第二产业比重下降幅度、年均GDP增长和年均碳排放增长起决定作用，诸如淄博、莱芜、潍坊和东营。

按照山东省低碳经济发展要求，基于以上研究提出山东省及17个城市碳减排的两点建议。（1）山东省及17个城市能源消费结构中，煤炭所占比重呈现下降趋势，但是仍然高于全国同期水平，形成对高碳发展的依赖，碳锁定效应凸显，建议通过技术和制度的改变解锁碳锁定。（2）17个城市碳排放特征有较大差异，年均第二产业比重下降幅度、年均GDP增长和年均碳排放增长三个变量起重要作用。其中，年均第二产业比重下降幅度起主导作用。山东省应根据城市特点下达碳约束指标，以产业结构为主，兼顾GDP的考量。山东省及17个城市应以产业结构优化为主要途径，通过技术进步、产品升级和财税优惠政策等措施，以及出台政策法规，促进产业转型升级来进行低碳经济发展，以充分挖掘碳减排潜力。

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（责任编辑：石琳娜）