可再生能源消费、碳排放与经济增长动态关系研究

姚树洁 张帅

内容提要 本文选取1990-2014年17个国家以及全球6大经济地理区域的数据，利用动态面板协整模型（FMOLS和DOLS），从可再生能源使用的新视角，重新探究了环境库兹涅茨曲线（EKC）假说。研究发现：（1）发展中国家与发达国家的EKC具有不同特征，前者在远低于后者经济发展水平时就出现拐点;（2）可再生能源使用率随经济发展呈现“U”型特征;（3）可再生能源使用率先于EKC越过拐点，提高可再生能源使用率是EKC越过拐点的重要因素。本文研究结论对发展中国家完善其能源政策，尽快越过碳排放拐点、实现减排具有重要启示意义。

关键词 环境库兹涅茨曲线 碳排放 学习效应 可再生能源

〔中图分类号〕X196;F061.3 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕0447-662X（2019）05-0042-12

一、引言

二氧化碳（以下简称碳）作为最主要工业排放气体，对全球平均气温的影响日益严重，导致过去数十年中年平均气温上升0.11℃，引发了气候变化、海平面上升以及疾病增加等后果，①严重威胁人类的身体健康与财产安全。幸运的是，越来越多的人意识到碳排放问题的严重性，目前国际上形成了《京都协定书》《巴黎气候变化协定》等多个合作框架。中共十九大报告更是高度强调了生态文明建设的重要性，全文“生态文明”“生态环境”词组出现二十余次，积极倡导低碳生活，推进清洁能源产业发展。②在研究碳排放的文献中，环境库兹涅茨曲线（Environmental Kuznets Curve，以下简称EKC）假说受到重视，该假说由美国环境经济学家Grossman和Krueger提出，描述了环境污染随经济发展先增加后降低的倒“U”型曲线关系，③并将形成倒U型曲线的原因总结为规模效应、结构效应和技术效应。④随着经济增长，由于规模效应、结构效应、技术效应

宋体;mso-bidi-font-family：宋体; mso-ansi-language：EN-US;mso-fareast-language：ZH-CN;mso-bidi-language：AR-SA'>由本章而引起的学术争论，以往多集中于长沮、桀溺的真实姓名和子路问津的地理位置。但以本章的内涵而言，最关键的是隐士与孔子之间的相互认知和根本态度。长沮、桀溺对孔子的态度是明确的：当子路向长沮问津之时，长沮只抛出一句“是知津矣”（孔丘自然知道渡口，何必问我）。孔子当然并不知渡口，长沮说的“知津”是比喻，也是讽刺，意思是孔丘汲汲于拨乱反正，处处兜售政治主张，自然通达世事，哪还需要向的相继出现，环境污染将呈现出先增长后下降的倒U型趋势，见图1。

随着碳排放问题关注度的提高，采用EKC研究碳排放问题的文献迅速增加，学者们从不同角度对EKC曲线的存在性及国别差异提供了新的经验证据和解释。W.R. Moomaw and G.C. Unruh， “Are Environmental Kuznets Curves Misleading Us？ The Case of CO2 Emissions，” Environment & Development Economics， vol.2， no.4， 1997， pp.451～463;郑丽琳等：《中国碳排放库兹涅茨曲线存在性研究》，《统计研究》2012年第5期;余东华等：《“异质性难题”化解与碳排放EKC再检验——基于门限回归的国别分组研究》，《中国工业经济》2016年第7期;等等。但是这些已有研究存在一个共性的问题：采用EKC研究碳排放问题时很少考虑能源结构的影响。F.Bilgili， E.Kocak and U.Bulut， “The Dynamic Impact of Renewable Energy Consumption on CO2 Emissions： A Revisited Environmental Kuznets Curve Approach，” Renewable & Sustainable Energy Reviews， vol.54， 2016， pp.838～845.而相较于化石能源，可再生能源具有零排放的优势。因此，在研究EKC变化趋势时，考虑可再生能源消费对其的动态影响是很有必要的。

现有关于EKC研究文獻的上述短板，即构成本文聚焦研究的主要内容。在考虑可再生能源消费的情况下，本文利用动态面板协整模型，基于17个国家和全球6大经济地理区域跨度25年（1990-2014年）的面板数据，重新审视了EKC假说。本文在如下三个方面对已有文献作了适当拓展：首先，我们讨论和验证了不同经济发展水平国家可以同时出现EKC特征的原因，尤其是解释了可再生能源的推广，是技术进步和渗透的结果，也是各国实现节能减排的重要因素;其次，解释和证明了可再生能源在发展中国家和发达国家中的利用情况及其异质性，提出和验证了U型的可再生能源使用率曲线（简记为REC）;再次，通过EKC和REC拐点间动态关系的考察，验证了优化能源结构对一国减少碳排放、实现减排目标的重要性。

二、理论分析与假设提出

验证EKC假说的文献主要包括三个方面：收入、国际贸易和对外投资。在收入视角中，相关研究根据恩格尔法则，认为低收入人群首先把高额的支出比例用于食物等生活必需品，随着收入水平和生活质量不断提高，人们对清洁环境的需求开始迫切，甚至会向政府部门施压，以通过行政手段制定法律来保护环境。T.Panayotou， “Demystifying the Environmental Kuznets Curve： Turning a Black Box into a Policy Tool，” Environment & Development Economics， vol.2， no.4， 1997， pp.465～484;W.A.Brock and M.S.Taylor， “The Green Solow Model，” Journal of Economic Growth， vol.15， no.2， 2010， pp.127～153. 在贸易视角中，一种观点认为国际贸易对改变环境质量具有正向促进作用。一般而言，自由贸易通过增进竞争使资源利用更加高效。通过贸易，发展中国家也能够从发达国家获得更先进的清洁能源使用技术。因此，贸易有利于环境质量提高。H. Lee and D. Roland-Holst， “The Environment and Welfare Implications of Trade and Tax Policy，” Journal of Development Economics， vol.52， no.1， 1997， pp.65～82; S. Dinda， “Environmental Kuznets Curve Hypothesis： A Survey，” Ecological Economics， vol.49， no.4， 2004， pp.431～455.基于中国的实证研究支持了这一观点。赵忠秀、王苒、Hinrich Voss、闫云凤：《基于经典环境库兹涅茨模型的中国碳排放拐点预测》，《财贸经济》2013年第10期;李锴、齐绍洲：《贸易开放、自选择与中国区域碳排放绩效差距——基于倾向得分匹配模型的“反事实”分析》，《财贸研究》2018年第1期。而另一种观点恰恰相反，认为通过贸易发达国家实现了从重工业到轻工业再到服务业的转型过程，但是具有高污染的重工业却被转移到了发展中国家，降低了他们的环境质量。M.A. Cole and R.J. Elliott， “Determining the Trade-Environment Composition Effect： The Role of Capital， Labor and Environmental Regulations，” Journal of Environmental Economics & Management， vol.46， no.3， 2003， pp.363～383. 最后，一些学者基于EKC假说研究了环保法规和对外直接投资之间的关系，由于环保法规限制，重工业商品在发达国家的生产成本远高于发展中国家。因此，绝大多数跨国公司选择在发展中国家进行重工业投资，这就导致发达国家存在EKC，而发展中国家不存在。C.O. Orubu and D.G. Omotor， “Environmental Quality and Economic Growth： Searching for Environmental Kuznets Curve for Air and Water Pollutants in Africa，” Energy Policy， vol.39， no.7， 2011， pp.4178～4188.

收入视角虽然能够证明环境污染与收入水平之间存在倒U型曲线，但忽视了发展中国家与发达国家之间的差异。发达国家工业化起步早，经济发展程度高，而发展中国家则相反，因此两者的EKC应存在不一样的特征。国际贸易以及对外投资虽然存在跨国转移污染的可能性，但更多的是促进国家间的经济交流，有利于发展中国家学习先进的管理经验和生产技术，使其在相对较低的收入水平就达到EKC拐点。而外国直接投资并非只是环保法规的成果，对发展中国家的技术进步具有积极影响。S. Yao， K. Wei， G. Feng and L. Song， “Economic Growth in the Presence of FDI： The Perspective of Newly Industrializing Economies，” Journal of Comparative Economics， vol.35， no.1， 2007， pp.211～234.

虽然现有文献内容丰富，但是并没有明确回答以下几个重要问题：一是EKC与绝对收入水平有关吗？二是发展中国家与发达国家之间的EKC是否具有不同的特征？三是可再生能源消费对不同国家而言如何影响其EKC拐点？通过回答这些问题，本文提出下面几个理论假设，并利用跨国面板数据进行实证检验。

假设1：EKC假说在发展中国家与发达国家中具有不同特征，前者在相对较低的经济发展水平时就可能出现EKC。其原因在于全球化有利于发展中国家从发达国家获取先进的节能减排技术及管理经验，使他们避免走发达国家前期发展高污染的老路，在人均GDP相对较低的水平就能够到达拐点。

最新关于EKC研究的文献重视可再生能源消费对环境污染的影响。基于高收入国家的研究证明可再生能源能够降低GDP碳排放强度，V. Moutinho， M. Robaina and L. Kazmerski， “Is the Share of Renewable Energy Sources Determining the CO2 Kwh and Income Relation in Electricity Generation？” Renewable & Sustainable Energy Reviews， vol.65， no.65， 2016， pp.902～914.但对低收入国家却不一定。Z. Zoundi， “CO2 Emissions， Renewable Energy and the Environmental Kuznets Curve， a Panel Cointegration Approach，” Renewable & Sustainable Energy Reviews， vol.72， 2017， pp.1067～1075.譬如，在可再生能源发电市场中，储存技术是限制其推广的重要因素，发展中国家应该采取审慎的可再生能源发电政策，避免过高的成本。J. Blazquez， R. Fuentes-Bracamontes， C.A. Bollino and N. Nezamuddin， “The Renewable Energy Policy Paradox，” Renewable & Sustainable Energy Reviews， vol.82， 2018， pp.1～5;馬丽梅、史丹、裴庆冰：《中国能源低碳转型（2015-2050）：可再生能源发展与可行路径》，《中国人口·资源与环境》2018年第2期。开发利用可再生能源受限于技术条件和经济水平，目前缺乏合适的储存技术，难以克服可再生能源发电间歇性问题，导致电力难以入网;且初期高额的成本使发展中国家缺乏投资可再生能源的动力。N. Apergis， J.E. Payne， K. Menyah and Y. Wolde-Rufael， “On the Causal Dynamics between Emissions， Nuclear Energy， Renewable Energy， and Economic growth，” Ecological Economics， vol.69， no.11， 2010， pp.2255～2260.这导致可再生能源消费在短期对经济增长具有负效应。A. Sinha， M. Shahbaz and D. Balsalobre， “Exploring the Relationship between Energy Usage Segregation and Environmental Degradation in N-11 Countries，” Journal of Cleaner Production， vol.168， 2017， pp.1217～1229.因此，由于技术与资本的巨大差别，发展中国家和发达国家的能源结构不一样，其可再生能源使用情况也不尽相同。为了反映这一影响，本文选择可再生能源使用率代表能源结构。图2a和图2b分别展示了主要发展中国家和发达国家可再生能源使用率曲线（即可再生能源占总能源消费的比率，简记为REC）。

在此期间的前一个阶段，发展中国家可再生能源使用率整体上处在高位，但到了样本期间却呈现明显的下滑趋势。其中，印度、印度尼西亚、中国和土耳其下降趋势显著，类似于U型曲线的左半段。俄罗斯一直保持较低的可再生能源使用率，这可能是因为俄罗斯化石能源储备丰裕，且其重工业发展过多依赖化石能源，缺乏开发利用可再生能源的动力。巴西是世界上水电资源和生物能源最充沛的国家之一，因此其可再生能源使用率一直比较高，达到全国能源需求总量的一半左右。除加拿大外，在样本期间，发达国家初期可再生能源使用率均在10%以内，远低于发展中国家。但发达国家可再生能源使用率保持上升趋势，尤其是德国和英国的可再生能源使用率在样本期间内分别增长了6倍和10倍。这种变化趋势类似于U型曲线的右半段。韩国作为样本中唯一在二战后来自发展中国家的发达国家，十分具有代表性，其可再生能源使用率先下降后上升，说明经济发展促使韩国具备充足的资本和有效的技术增加可再生能源消费量。

可以推断，可再生能源使用率在经济发展过程中很可能像韩国一样呈现出U型曲线特征，即先降低后增加，这与EKC的倒U型特征刚好相反。这一过程是合理的，因为在经济发展水平很低时，许多落后国家的天然水能（如小型水电）和生物能源（如秸秆、木头、甲烷、乙醇等）就可以满足经济发展的需要。随着工业化和城市化水平的提高，经济发展对化石能源的需求迅速增加，导致可再生能源利用率下降。在这一发展阶段，新型可再生能源（如大型水电、大型风电和光伏电站生产的能源）生产成本比化石能源高并且具有技术瓶颈，而传统可再生能源的生产能力非常有限，导致发展中国家在经济发展过程中化石能源占比不断提高。随着工业化进程加速，技术水平逐渐成熟，可再生能源使用率保持长期稳定。最后，经济发展水平提高以及突破技术瓶颈以后，可再生能源使用率表现出上升趋势。据此，本文提出第二个理论假设。

假设2：在经济发展过程中，可再生能源使用率与经济发展水平之间存在先降低后升高的非线性关系，即U型变化趋势。

假设1和假设2都成立的情况下，虽然能够证明可再生能源使用率可以显著降低人均碳排放以及其随经济发展而呈现U型曲线的特征，但无法说明可再生能源使用率曲线（REC）与EKC曲线拐点的关系。或者说EKC与REC，谁先出现拐点？REC达到拐点是EKC达到拐点的影响因素吗？据此，本文提出假设3。

假设3：可再生能源使用率先于EKC出现拐点，一国经济只有在调整能源结构以及发展模式的情况下才能够使EKC尽快越过拐点，实现低污染的增长。

如果人均产出增加，促使人们更关心环境质量，从而促使产业升级，即经济发展模式朝着环境友好型方向发展，那么是什么因素导致了经济转型，或者说什么因素在经济转型中最重要呢？关于EKC的传统文献，无论是收入视角还是贸易与对外投资视角，尽管解释了EKC的变化結果，但是未能说明变化的过程，即将其视为一个黑匣子。O. Ozdemir and S. Ozokcu， “Economic Growth， Energy， and Environmental Kuznets Curve，” Renewable & Sustainable Energy Reviews， vol.72， 2017， pp.639～647.假设3为这一变化提供了合理的解释，以可再生能源使用率为代表的能源结构是影响经济发展模式的重要因素，提高可再生能源使用率是环境友好型发展模式的重要特征之一。同时，假设3具有重要的政策意义。如果一个国家的可再生能源使用率处于U型曲线的底部，为了尽快越过拐点，制定有利于推广可再生能源消费的政策具有积极意义。

图2a和图2b表明，发展中国家可再生能源使用率的降速逐渐平缓，正在进入U型曲线底部，而发达国家可再生能源使用率正在快速提升，已经进入U型曲线的右侧。21世纪可再生能源政策网络的报告表明，REN21， “Renewables 2017 Global Status Report，” http：//www.ren21.net/wp-content/uploads/2017/06/17-8399_GSR_2017_Full_Report_0621_Opt.pdf.可再生能源投资在最近几年连续快速增长，发展中国家的速度快于发达国家，印证了图2a和图2b的趋势。中国最近几年通过供给侧结构性改革，共削减落后煤炭产能多达6.5亿吨，而核能、水能、太阳能及风能占全国能源需求的比例却不断提高，李克强：《中国第十三届全国人民代表大会政府工作报告》，中国人大网，http：//www.npc.gov.cn/npc/xinwen/2018-03/23/content_2052583.htm.使中国的能源利用结构也开始呈现出类似于韩国的情况。

三、模型与方法

本文参考Bilgili等的方法，F. Bilgili， E. Kocak and U. Bulut， “The Dynamic Impact of Renewable Energy Consumption on CO2 Emissions： A Revisited Environmental Kuznets Curve Approach，” Renewable & Sustainable Energy Reviews， vol.54， 2016， pp.838～845.采用二次项模型检验EKC假说，基本方程设定如式（1）所示：

lnco2，it=β0+β1lnyit+β2（lnyit）2+β3lnREit+εit（1）

其中，co2、y、y2和RE分别表示一国的人均二氧化碳排放量、人均GDP及其平方以及可再生能源使用率（可再生能源消耗占总能源消耗的百分比），取对数以消除或弱化异方差。式（1）中，要检验EKC假说，就等于检验β1和β2的符号及其显著性。如果β1>0、β2<0，并且显著，说明人均碳排放量随着人均GDP增长而增加，但这种趋势不是单调的，当人均GDP到达拐点（-β1/2β2）以后，人均碳排放量随着经济发展水平的继续提高而降低，即存在EKC。

为了验证假设2，我们用式（2）来表达可再生能源使用率与人均GDP及其平方项之间的关系：

lnREit=γ0+γ1lnyit+γ2（lnyit）2+εit（2）

在式（2）中，要检验可再生能源利用率与人均GDP是否存在U型关系，就等于检验γ1和γ2的符号及其显著性。如果γ1<0、γ2>0，并且显著，则二者之间存在U型关系，假设2成立。同时，如果-β1/2β2>-γ1/2γ2，则假设3成立，可再生能源使用率曲线（REC）拐点的出现早于EKC。

考虑到式（1）和式（2）所包含变量存在明显的内生性问题，我们采用面板协整方法（FMOLS和DOLS）对影响碳排放和可再生能源利用率的变量系数进行估计。协整回归之前需要对样本数据进行单位根检验和协整检验。面板单位根检验方法众多，主要包含两大类：相同根假设下的单位根检验，如LLC检验、Breitung检验、Hadri检验;不同根假设下的单位根检验，如IPS检验、Fisher-ADF检验、Fisher-PP检验。本文分别做了LLC、IPS和Fisher-ADF检验。LLC面板单位根检验如方程（3）所示：

Δyit=δyit-1+pL=1θLΔyit-L+αmdmt+εit（3）

其中，Δ、dm和αm分别表示一阶差分过程、确定变量的向量以及相对应的向量系数，m=1，2，3。虚拟变量设置如下：d1t=，d2t={1}，d3t={1，t}。原假设为δ=0，备择假设是δ<0。如果结果拒绝原假设，则表明面板是平稳的。LLC检验中所设定的参数δ是同质的，而在IPS方法中假设δ具有异质性，如方程（4）：

Δyit=δiyit-1+pL=1θLΔyit-L+αmdmt+εit（4）

式（3）与式（4）之间的唯一区别在于参数δ的可变性。虽然对所有的i原假设依然是δ=0，但备择假设变为至少有一个i的δ<0，原假设被拒绝则证明面板平稳。Fisher-ADF检验是非参数方法，将每个横截面单位根测试的p值结合在一起，整体服从自由度为2n的χ2分布，如式（5）所示：

λ=-2ni=1ln（pi）～χ2（2n）（5）

其中，n代表面板中国家的个数。Bilgili等认为Fisher-ADF检验具有在个体ADF中不依赖滞后长度的优势。

确定协整关系之后，利用面板完全修正最小二乘法（FMOLS）和动态最小二乘法（DOLS）估计解释变量的系数。C. Kao and M.H.Chiang， “On the Estimation and Inference of a Cointegrated Regression in Panel Data，” Advance Econometric， vol.15， 2000， pp.109～141;P. Pedroni， “Panel Cointegration： Asymptotic and Finite Sample Properties of Pooled Time Series Tests with an Application to the PPP Hypothesis，” Economic Theory， vol.20， no.3， 2004， pp.597～625.這两种方法适用于估计长期协整关系。FMOLS估计法对小样本中的参数进行一致性估计，并控制了回归中可能存在的内生性和序列相关性，其原理如式（6）所示：

四、实证结果与稳健性检验

1. 样本描述性统计与相关性分析

本文样本包括全球主要新兴经济体巴西、俄罗斯、印度、中国、南非、土耳其与印度尼西亚，以及主要发达经济体德国、法国、英国、意大利、西班牙、澳大利亚、加拿大、美国、日本和韩国，共17个国家1990-2014年的面板数据。被解释变量为人均二氧化碳排放量（lnco2）、解释变量包括人均GDP（lny）及其平方项[（lny）2]以及可再生能源使用率（lnRE）。人均碳排放单位为吨，人均GDP单位是美元。表1列出了17个样本国家2014年的人口、碳排放、GDP总和以及全球占比，结果说明本文的样本国家十分具有代表性。数据均来自世界银行数据库，采用Eviews 9和MATLAB软件处理数据及绘图。

2. 单位根与协整检验

表3是面板单位根的检验结果。六组描述性统计（LLC、IPS、Fisher-ADF分别取截距、截距和趋势两种情况）的原时间序列不平稳，但经一阶差分后所有变量均在1%的显著性水平上平稳，因此相关变量的时间序列是一阶单整的。这表明本文数据不适用于OLS回归分析，应考虑分析长期关系的协整检验。表4报告了面板数据的协整检验结果，在截距（Intercept）的条件下，通过Panel PP、Panel ADF、Group PP、Group ADF方法可以获得稳定的协整结果，并且在截距与趋势（Intercept and trend）共存的情况下依然成立。

3. 协整估计结果

表5是个体国家及面板总体协整系数估计结果。对于面板数据估计值，FMOLS和DOLS是一致且显著的，lny和（lny）2系数分别为正和为负，EKC成立。同时，lnRE系数为负，提高可再生能源使用率有利于降低人均碳排放量。在其他变量保持不变情况下，可再生能源使用率每增加1%，人均碳排放量降低0134%～0.160%。对于个体国家而言，EKC的表现形式存在明显差异。以FMOLS估计结果为例，在新兴经济体中，巴西、印度、南非具有显著的倒U型EKC特征，而俄罗斯、中国和印度尼西亚虽然也表现出相同的特征，但是检验结果不显著。发达国家样本中除意大利外，均存在显著的EKC。除俄罗斯、韩国和土耳其外，可再生能源使用率的系数显著为负。

表5的估计结果表明，EKC是否存在与人均GDP水平并无必然联系。EKC在相对高收入国家和低收入国家均存在，这些国家人均GDP（美元）由低到高分别为：印度（1646）、南非（7571）、巴西（11866）、韩国（24323）、西班牙（29496）、英国（40908）、法国（41431）、德国（45022）、日本（46484）、加拿大（50221）、澳大利亚（54293）。不存在显著倒U型EKC的国家中，人均GDP分别为印度尼西亚（3692）、中国（6108）、俄罗斯（11680）、土耳其（13312）、意大利（33615）、美国（50881）。存在EKC的国家中，根据式（1）计算拐点位置（-β1/2β2），由低到高依次为：印度（6.65）、南非（875）、法国（9.0）、韩国（9.74）、德国（10.26）、西班牙（1036）、加拿大（10.42）、澳大利亚（10.51）、巴西（10.57）、日本（10.57）、英国（10.79）。发展中国家拐点值均小于发达国家，即是说发展中国家在较低的经济发展水平就能达到EKC拐点，其与人均GDP绝对值之间的关系存在着明显的国家差异，假设1成立。这种情况意味着通过国际交流等方式，发展中国家能够从发达国家获取更有效率的能源利用技术，本文称之为“学习效应”。

根据前文第二节分析可知，可再生能源使用率在经济发展过程中呈现非线性的变化趋势，并在图2a和图2b中得到初步验证。为了进一步证实假设2，我们把lnRE作为被解释变量，lny及其平方项作为解释变量进行协整回归，结果如表6所示。FMOLS与DOLS的面板估计结果一致，表明可再生能源使用率與人均GDP之间存在显著的U型曲线关系，即假设2成立。个体回归结果表现出较大的差异性，新兴经济体中仅南非与土耳其具有显著的U型曲线，俄罗斯与印度甚至存在倒U型关系;而发达经济体中法国、美国、加拿大、日本、韩国、澳大利亚均具有显著的REC。在具有显著REC特征的国家中，根据公式-γ1/2γ2计算拐点值分别为：南非（8.82）、韩国（9.40）、土耳其（9.86）、美国（10.14）、加拿大（10.20）、法国（10.29）、日本（1043）、澳大利亚（10.44）。另外，尽管西班牙、德国、英国、意大利和印尼U型曲线不显著，但也表现出U型趋势，拐点值分别为9.58、9.75、9.87、9.72、3.58。巴西、俄罗斯、印度和中国的回归结果与我们的假设不一致。对巴西和俄国来说，可能是因为他们特殊的能源结构所造成的。印度缺乏有效的现代能源基础设施，因此不得不大量使用初级的可再生能源。对中国来说，可能是由于该样本期间经济增长速度过快，对化石能源需求过多的原因所造成的。就总体而言，可再生能源使用率与人均GDP之间确实存在着显著的U型关系。

表5和表6分别证实了理论假设1和假设2。EKC与绝对收入水平无关，同时出现在发展中国家和发达国家。因为学习效应的作用，一些发展中国家在相对较低的经济发展水平下就达到了EKC拐点。可再生能源使用率随经济发展而呈U型变化趋势，这一趋势尽管在一些个体样本国家中并不显著，但是在多数国家，特别是一些发达经济体和总体样本中是非常显著的。

图3把代表性国家按2014年人均GDP由低到高依次排列作为横坐标，以EKC拐点值和REC拐点值作为纵坐标，发现拐点值随收入的增加而上升，即发展中国家因为学习效应在较低的经济发展水平就到达拐点。同时，REC拐点值低于EKC拐点值，表明可再生能源使用率/能源结构发生明显转变之后，人均碳排放才迎来拐点，与假设3十分吻合。两个拐点值之间的差距非常小，说明REC到达拐点时，一国的经济发展水平已经进入EKC曲线中的结构效应阶段，随后很快到达拐点。假设3具有极强的政策含义，为使碳排放尽快越过拐点，首先应该调整能源结构，积极推广可再生能源。同时，推广可再生能源的政策应与当前经济发展水平相适应，尤其对于发展中国家，过早转变能源结构会适得其反。由图2a知目前主要发展中国家的可再生能源使用率已经进入U型底部，恰当的政策能够在降低碳排放的同时促进经济发展。

图4列出了典型国家EKC和REC之间的动态关系曲线图，多数国家的REC拐点都出现在EKC之前。虽然南非的REC拐点在EKC拐点之后出现，但差距很小，仅为0.07——按照正常的经济增长速度仅相差1到2年，因此能源结构转型是影响EKC拐点的重要因素的结论依然成立。法国是全球核能利用率最高的国家，不仅可以通过可再生能源来降低碳排放，而更重要的是通过核能来降低碳排放，因此不难理解其EKC拐点值领先REC出现。对中国而言，样本期间内EKC和REC的变化趋势具有“N”型特征，如果截取lny值大于6.5的部分，则二者分别表现出显著的倒U型和U型趋势，并且REC恰好到达拐点值，也就是说，中国正处于能源结构转型的关键时期。如果本文对其余国家的估计结果成立，REC拐点领先EKC五到十年出现，那么中国的碳排放拐点将在2025年左右出现，与相关的预测结果相吻合。赵忠秀、王苒、Hinrich Voss、闫云凤：《基于经典环境库兹涅茨模型的中国碳排放拐点预测》，《财贸经济》2013年第10期;林伯强、李江龙：《环境治理约束下的中国能源结构转变——基于煤炭和二氧化碳峰值的分析》，《中国社会科学》2015年第9期。

4. 稳健性检验

我们利用世界银行划分的6大经济地理区域数据进行稳健性检验，表7和表8限于篇幅，正文未列出表7和表8，可向作者索取。分别是对EKC和REC的检验结果。选取这6大区域的原因在于其良好的可区分性，北美与欧洲（与世界银行数据库相对应，仅包含欧洲的高收入国家）集中了主要的发达国家;中亚（对应于中亚与欧洲中去除高收入国家的样本）、拉美、南亚、非洲（撒哈拉以南非洲）则基本都是中低收入国家。北美、欧洲、中亚、拉美、南亚和非洲子区域及面板数据检验结果均具有显著的EKC，而且EKC的拐点值，发达区域远高于欠发展区域，依次为欧洲、北美、拉美、中亚、南亚和非洲。同样，提高可再生能源使用率，有利于降低人均碳排放。表8的面板协整系数估计结果再次证实了REC拐点值（7.74）先于EKC出现的事实，但区域子样本检验结果具有较大的异质性，北美、欧洲、中亚和拉美四个区域存在显著U型曲线，北美和欧洲由发达国家组成，因此估计结果最显著。中亚和拉美以及南亚和非洲均属于欠发达经济体，但前两者具有显著的U型特征而后两者不明显，可以解释的理由包括：第一，中亚和拉美国家多属于中等收入经济体，而南亚和非洲更多属于低收入经济体，正处于曲线的左半段;第二，拉美与北美，中亚与欧洲在地理上更接近，有利于技术传播，有比较明显的学习效应。

五、结论与政策建议

本文结合十九大对于生态环境建设尤其是减排的最新精神，选取1990-2014年17个国家以及全球6大经济地理区域的数据，利用动态面板协整模型（FMOLS和DOLS），从可再生能源利用的新视角，重新探究了环境库兹涅茨曲线（EKC）假说，并着重考察了可再生能源使用率与二氧化碳环境库兹涅茨曲线拐点值之间的动态关系。本文证实了二氧化碳环境库兹涅茨曲线假说，并得出如下主要结论：（1）发展中国家与发达国家的EKC具有不同特征，前者在远低于后者经济发展水平（用人均GDP衡量）时就出现EKC拐点，说明EKC拐点与人均GDP绝对水平无关;（2）在一国经济发展过程中，可再生能源使用率变化趋势具有U型曲线特征;（3）可再生能源使用率曲线（REC）先于EKC到达拐点。

本文研究为环境库兹涅茨曲线（EKC）的存在性提供了新的经验证据，对可再生能源消费与碳排放拐点之间动态关系的有益探索，则分析和验证了优化能源结构对一国减少碳排放的重要性。引申出的政策含义也是非常明显的：引导能源消费结构由化石能源向可再生能源转变，有助于一个经济体尽快越过碳排放拐点，实现减排。这为发展中国家优化能源政策提供了方向。进一步，就可再生能源发展，具体可从如下几方面发力：（1）不同国家应采取不同的可再生能源发展策略，国家之间，尤其是发展中国家与发达国家之间具有显著的差异，如果在可再生能源使用率尚未到达U型曲线谷底就强制推进能源结构转型，可能会对一国的经济发展带来巨大的负效应，因此需结合本国的资源禀赋与技术禀赋，发展具有比较优势的可再生能源，实现可持续的能源结构转变。（2）发展中国家应放开可再生能源领域，吸引发达国家投资，并大力向其学习先进的能源开发利用技术，提高行业水平。同时，为尽快达到全球减排目标，发达国家应积极向发展中国家转移先进的能源技术，达到共赢的目的。（3）存在EKC的高收入国家和低收入国家，可以通过中短期和长期政策增加可再生能源的生产和利用。譬如为可再生能源开发提供补贴，推动可再生能源的快速发展。可再生能源的开发以及技术升级初期所需投资额巨大，但对社会整体具有明显的正外部性，政府提供合理的补贴符合经济效率。具体到中国，作为中等收入国家，虽然样本期间EKC特征不显著，但是已经出现了能源结构转型的趋势，说明经济调整的效果已经初步显现。为了达到节能减排与生态环境建设的最终目标任务，应该继续加大力度实现经济转型，努力开发利用可再生能源。

作者单位：重庆大学经济与工商管理学院

责任编辑：牛泽东