基于STIRPAT模型的碳排放重组效应分析①——以桂滇黔区域为例

广西师范大学 潘 敏

基于STIRPAT模型的碳排放重组效应分析①
——以桂滇黔区域为例

广西师范大学 潘 敏

本文以广西、云南、贵州区域改革开放以来的相关数据为基础，基于STIRPAT模型，分析影响该区域碳排放的因素，实证分析发现所选取经济发展水平、能源利用效率、能源强度、投资规模等因素指标对人均碳排放具有显著的正方向影响，在验证长期库茨涅兹曲线假说中，发现该区域呈现为“N”型，出现了重组效应，在此，根据研究结果提出适宜的减排方案。

桂滇黔 碳排放 STIRPAT模型 重组效应

1 研究背景

广西、云南、贵州(以下简称桂滇黔)区域是西部发展的重要领域，在国家政策的引导之下，桂滇黔区域正处在经济、基础设施建设快速发展时期。从历史经验来看，经济发展需要大量的化石能源，而化石能源消耗的增加会导致二氧化碳大量排放。因此，基于桂滇黔区域的碳排放，对碳排放与经济发展之间存在的规律进行研究，探索其节能减排的策略，对桂滇黔区域大力发展经济的同时，又能有效地控制CO2的排放，对实现碳排放减排要求具有重要的现实意义。对国内外文献进行研究发现，采用环境库兹涅茨曲线讨论环境污染与经济增长之间关系的研究较为成熟。环境库兹涅茨曲线是美国经济学家G.Grossman和A.Kureger(1992)对三种环境质量指标与收入之间的关系进行研究，由此发现了环境污染与经济增长之间呈现出倒U型的关系。Bruyn和opschoor(1997)通过对19个国家的EKC曲线趋势进行研究时发现，部分国家环境压力指数随收入的增加有重新上升的趋势，呈现为N型。随后Friedl和Getzner(2003)等人发现，经济发展指标与碳排放指标呈N型发展趋势，即收入水平较高时，会再次增加对资源的使用量。鉴于对于桂滇黔地区碳排放的研究文献数量较少，以桂滇黔区域作为研究对象，研究以西部大开发为背景下的区域经济发展和碳排放的关系，主要考察其库兹涅茨曲线(CKC曲线)的类型，以及对碳排放的影响的分析。

2 桂滇黔地区现状研究

西部大开发以来，桂滇黔区域发展较为迅速，区域经济呈现蓬勃发展的态势，GDP年均增长率均超过了10%。在经济高速发展的同时，桂滇黔区域能源消费总量持续快速增长；从能源消费结构中看，煤炭仍然占据了很高的比例，火力发电是主要的能源供应，对煤炭等一次性能源的依赖性较高，对新能源的开发不足；从能源强度方面看，桂滇黔区域的能源强度都经历了先升高，后降低的过程，但仍然偏高。总的来说，桂滇黔区域经济发展方式效果转变有限，能源利用效率所涉及的工业调整、技术进步以及管理升级都有待提高。在推动社会经济快速发展的同时，注重环境保护，以低碳经济为发展目标是必然的选择。

3 实证分析过程

3.1 模型构建

Dietz等(1997)对Erlich和Holden(1971)IPAT模型进行了修改，提出了人口、富裕和技术的随机回归影响的STIRPAT模型，允许学者根据各自研究特点进行相应的改进和调整，即：

其中，I、P、A、T分别表示环境压力、人口数量、富裕度和技术，e为模型误差。

在本文中，根据研究区域的特征，对变量改进调整，用人均投资规模衡量替代人口规模，用I来表示；用人均GDP来衡量富裕程度，用Y表示，为了验证是否存在环境库兹涅茨假说，将其分解成为一次项，二次项和三次项；使用单位GDP的能源消耗衡量节能减排技术水平，用E表示；加入衡量能源消费碳强度的指标ES(即标准煤的能源消耗量比上碳排放量)。

选用人均碳排放作为被解释变量，对相关变量做对数化处理，系数代表的意义为弹性系数，考虑到影响因素中存在一定的滞后效应，在模型中引入滞后项，采用动态模型进行分析。构建动态面板模型如下：是自然对数，CO2代表的是人均碳排放量，并且用其自然对数表示，μ代表的是随机扰动项。

3.2 实证检验与分析

选取桂滇黔三地区从1978年至2010年的面板数据，在模

型中引入了被解释变量的滞后项。为了避免伪回归，采用LLC检验和ADF检验，对数据进行了单位根检验，结果表明，所有变量一阶差分平稳，满足协整条件。同时，对面板数据检验发现存在固定效应。

表1 变量面板单位根检验

根据数据样本特点，采用回归残差的协整检验。运用混合多元回归模型POOL EGLS进行面板协整回归，对残差进行单位根检验结果见表2。可以判断，残差的水平值没有单位根，是平稳的。可以得出各个变量之间存在长期协整关系。

表2 面板残差协整检验

从得到的结果来看，R平方值为0.99，模型的拟合程度较高。四个影响因素对人均碳排放的影响具有显著的正向影响，影响程度由大到小依次为经济发展水平、能源利用效率、能源强度、投资规模。可以看出，造成碳排放加速增长的主要因素依然是经济拉动，这也说明了目前经济发展严重依赖能源的大量消耗。

影响因素分解的分析结果表明，二氧化碳的滞后期变量对碳排放的影响系数为正数，说明CO2的前一期排放量对当期排放是正相关的，是一个持续累积、动态变化的过程。能源消费结构ES与人均碳排放成显著正相关关系，也证明了以煤炭作为主要能源是碳排放量增长迅速的原因。投资规模的系数为正，说明随着投资规模的增加，碳排放量显著上升。可见当前的投资处在技术较低的领域，即以消耗能源为经济发展做贡献这种粗放型经济增长方式上。因此，桂滇黔区域单位GDP的能耗量会导致碳排放的增加。

重组假说认为：经济增长与环境压力之间的关系，在长期呈现为“N”型的发展关系。也就是说经济发展到一定水平时，经济的增长会促进环境污染程度的降低，但随着经济增长到较高水平之时，环境污染会出现恶化，这就是重组效应。在验证是否存在库兹涅茨假说，发现人均GDP的指标一次项和三次项系数为正，二次项系数为负，这一数值说明EKC曲线呈现出“N”型走势。与何小刚、张耀辉(2012)对全国工业碳排放的研究结果一致。

4 结论与建议

4.1 主要结论

对桂滇黔三省的碳排放进行面板数据分析，结果表明：桂滇黔区域人均碳排放和人均GDP之间呈现“N”型发展趋势。分析影响碳排放的因素发现，经济增长是以消耗能源和污染环境为代价的。减排技术、能源效率等方面的绿色技术没有达到趋同的发展步伐。从长远来看，调整以煤炭为主的传统能源结构，大力开发和使用清洁能源，可以有效减少桂滇黔区域碳排放量，实现“低碳化”发展。

4.2 政策建议

根据实证分析，从以下两个方面提出政策建议。

一是结合桂滇黔区域要素禀赋，利用优势互补加强省域之间的交流与合作，积极引进优势产业转移，形成区域间产业链，探索建立多元化的管理机制，提倡多方信息共享，实现区域经济一体化发展。

二是加快开发、推广新型能源和可再生能源，扩大太阳能、水能等可再生能源的利用，提高核电供电比重，推广清洁能源，限制高耗能产业进入，提高能源效率，改善高碳能源结构。

[1] Grossman，G．M．，A．B．Krueger．Environmental Impacts of a North American Free Trade Agreement[J]．Woodrow Wilson School，Princeton，N．J．1992，110(2)．

[2] De Bruyn S M，Opschoor J B．Developments in the Throughout-Income Relationship：Theoretical and Empirical Bservations[J]．Ecological Economics．1997，20(3)．

[3] Birgit Friedl，Michael Getzner．Determinants of CO2 emissions in a small open economy[J]．Ecological Economics，2003，45(1)．

[4] Dietz T，Rosa E A．Effects of population and affluence on CO2 emissions[J]．Proceedings of the Natl Acad of Sciences USA，1997，94(1)．

[5] Ehrlich PR，Holdren JP．Impact of population growth[J]．Science，1971，171．

[6] 何小刚，张耀辉．中国工业碳排放影响因素与CKC重组效应——基于STIRPAT模型的分行业动态面板数据实证研究[J]．中国工业经济，2012(01)．

F205

A

2096-0298(2015)04(a)-117-02

广西硕士研究生科研创新项目“桂滇黔碳排放重组效应的STIRPAT模型分析”(YCSW2013052)，负责人：潘敏。

潘敏(1987-)，女，汉族，湖北黄冈人，广西师范大学硕士研究生，主要从事低碳经济研究。