基于环境EKC理论的碳排放与经济增长实证研究

摘要：根据环境EKC理论，本文利用24个省市1999年至2015年的面板数据建立个体固定效应变截距模型，分析二氧化碳排放与经济增之间的关系。结果表明，碳排放与人均GDP呈现倒 U型曲线的关系，我国存在着环境质量随着经济增长先退化后改善的趋势，与环境EKC理论一致。对此，本研究提出相应建议，以期实现环境保护与经济发展的双赢。

关键词：EKC 曲线;碳排放;经济增长

一、前言

随着全球经济的高速发展，工业化与城市化进程使得人类对化石燃料的需求急剧膨胀，气候变暖及其带来的各种环境问题已经成为世界各国关注的焦点。据测算，目前中国能源消耗占世界总量的四分之一，二氧化碳排放占世界总量的三分之一， 其中化石能源的消费已经占到我国能源消费比重的 90%（贾书梅、宋天和，2011）。中国经济的增长主要依赖高污染、高能耗的粗放型发展模式，在经济新常态下，这种模式难以为继，低碳经济已经成为一个新的经济增长点和发展机遇，碳排放与经济增长的关系成为研究的热点。

20世紀六七十年代，人类社会的生产力极大地提高了，环境污染、资源短缺、生态恶化、物种灭绝等现象伴随着经济发展接踵而来，人们开始关注生态环境与经济增长之间的关系，代表性的研究是《增长的极限》。1970年，美国麻省理工学院教授米都斯等人受罗马俱乐部的委托，就当前的增长趋势与未来人类境关系进行研究，于 1972 年提交了一份名为《增长的极限》的研究报告，他们认为资源耗竭和环境污染最终会导致经济系统的崩溃，主张经济零增长，人口和资本保持基本稳定（金燕，2005）。由于《增长的极限》所描述的前景过于悲观，学界出现了相反的观点，有些学者认为经济增长与环境质量的关系是一种相互促进的和谐关系，通过价格机制和技术进步可以减少或者弥补经济发展对于自然的破坏。20世纪90年代，关于经济发展与环境质量之间的关系再次掀起研究的热潮。1991年，Grossman 和Krueger研究后发现环境污染与经济增长之间呈现倒 U 形的关系，随着经济的增长，环境质量呈现先恶化、后逐步改善的趋势，故被称为“环境库兹涅茨曲线”。环境库兹涅茨曲线的第一阶段是经济发展初期，追求经济增长导致自然资源的过度开采以及废弃物的迅速增加，受收入水平的制约，对环保的投入不足，因此经济增长与环境退化水平同方向变动。第二阶段，随着收入水平的进一步上升，人们寻求更好的环境质量，经济增长方式转变，产业结构调整与优化，经济发展更多地依赖技术进步以及管理、组织形式的创新，再加上环保投入的增加、环保技术的进步和更严格的环境政策，环境质量得到改善，因此经济增长与环境退化水平反方向变动。继Grossman和Kureger之后，产生了大量关于环境污染与经济增长关系的研究。总的来说，环境EKC曲线是不同经济发展阶段收入——环境关系的基本轨迹，这在工业化完成的发达国家均有显著呈现，仍处于工业化进程中的发展中国家倒U型特征不明显。环境EKC曲线仅适用于某些污染物，对于区域性与全球性的污染物的适用程度不同。对于一些不可逆的环境要素，如土地使用、生物多样性等，一旦突破环境阈值就不能或者很难修复（张学刚，2009）。环境EKC曲线的形成需要外生条件推动，环境不会随着经济增长而自发改善。重视生态问题，加大环保投入，实施严格的环境政策，削减曲线峰值的高度，促使拐点向左下方移动，倒U型曲线的拐点才会到来（王勇等，2016）。目前大多数对环境EKC理论的研究集中于对氮氧化物、二氧化硫等排放物的研究，选择二氧化碳作为环境指标的研究文献相对较少。二氧化碳排放不仅是导致全球气候变暖的首要因素，也是化石能源消费的主要产物之一，兼具衡量能源消耗、环境污染和气候变暖的功能，因此本文选择碳排放作为环境指标，通过实证模型分析碳排放与经济增长之间的关系。

二、实证分析

（一）模型设定

结合理论分析部分，本文设定的模型为：

其中：[lnco2it]表示 i省第 t年二氧化碳排放量，[lngdpit）]表示 i省第 t年人均GDP，[μit]为随机误差项，[lnpeoit]表示 i省第 t年第二产业增加值， [lnindit]表示 i省第 t年人口规模，[lnco2it-1]是[lnco2it]的滞后一期项，工业的固定投资比重大，使用年限长，工业生产具有惯性，据此推测前一期的二氧化碳排放量对本期二氧化碳排放量具有影响。

（二）数据说明

1.碳排放测算

进行二氧化碳排放与经济增长关系的实证研究，首先必须测算二氧化碳排放量，目前我国还没有形成完整的碳排放核算体系，根据联合国政府间气候变化委员会（IPCC）的评估报告，一个区域的碳排放量主要来源于化石燃料燃烧，因此碳排放量主要通过化石能源消费量推算得来。具体计算方法为：将各省份的各种能源消费数量按照一定的系数折算成标准煤数量，再乘以各自的碳排放系数，可得到各种能源消费的碳排放数量，最后将各种能源的碳排放量简单加总即可得到某个省份的二氧化碳排放总量，公式为：

其中：[Cit]表示为i省第t年的二氧化碳排放总量，[Eitn]表示为i省第t年第n 种能源折合为标准煤的消费量，[Kn]表示 n种能源的碳排放系数。

煤炭的资源和价格优势使得中国的能源消费结构仍将以煤炭为主（比例在85%以上），结合数据收集情况，本文以煤炭、原油这两种消耗量较大的一次能源为基准大致估算中国各省二氧化碳排放总量。

2.变量的描述性统计

本文收集了中国1999-2015年中国24个省市的面板数据，其他省市的能源数据缺失，故省略。数据来源于中经网产业数据库，选取的数据有：人均 GDP（单位：元）、原油消费总量（单位：万吨）、煤炭消费总量（单位：万吨）、人口数量（单位：万人）和第二产业增加值（单位：亿元）。根据碳排放测算公式以及表2的数据，可以计算出各省市每年二氧化碳的排放量。在回归模型中，所有数据均取对数。

变量的描述性统计如下表：

（三）结果分析

本文利用Stata13.0进行回归分析，结果如下所示：

解释变量的t值依次为-4.02、5.28、-6.26、2.25、1.64和27.57。各地区截距项估αi估计值如下：

从回归系数看，β1>0， β2<0， β3=0，我国的碳排放与人均 GDP 之间的关系属于倒

U 型曲线，实证结果与环境 EKC 理论一致，总体上我国存在着环境质量随着经济增长先退化后改善的趋势。系数β4表示人口规模对碳排放的直接影响，人口规模增加1个单位，则碳排放量增加 0.226 单位;β5表示第二产业增加值对碳排放的直接影响，第二产业增加值提高1个单位，则碳排放量增加 0.226 单位，符合一般经验。系数β6表示前一期碳排放对本期的影响，前一期碳排放增加1个单位，本期碳排放增加β6单位，β6的估计值高达 0.882，说明各地区碳排放惯性和路径依赖程度较强，未来我国减排压力较大，因此我国在短期内应提高化石能源的清洁利用技术以减少碳排放，长期中应优化能源消费结构与产业结构，逐步提高可再生能源比重，从源头控制碳排放。

三、结论建议

本文利用 24 个省市 1999 年至 2014 年的面板数据建立个体固定效应变截距模型，分析二氧化碳排放与经济增长之间的关系。结果表明，我国碳排放与人均GDP 呈现倒 U 型曲线的关系，总体上我国存在着环境质量随着经济增长先退化后改善的趋势，与环境 EKC 理论一致。

环境 EKC 理论对我国处理环境问题具有重要借鉴意义。虽然环境库兹涅茨曲线存在阶段性，但并不意味着只要经济发展到一定程度，环境问题就会迎刃而解。环境库兹涅茨曲线是对发达国家经验的总结，不能成为中国“先污染，后治理”的借口，环境不会随着经济增长而自发改善，只有重视生态问题，加大环保投入，倒 U 型曲线的拐点才会到来。从环保技术、产业到环保制度、政策，发达国家对环境保护投入了巨大的努力，中国应该吸取发达国家的经验教训，发展经济的同时兼顾环境质量，坚持可持续发展道路，实现环境保护与经济发展的双赢。

我们应坚持节约资源和保护环境的基本国策，转变传统的“高污染，高能耗” 的经济增长方式，优化产业结构，依靠科技进步和管理创新发展经济，提高经济增长质量;同时不断提高能源的利用效率，加快可再生能源、新能源、固碳和低碳技术的研发，优化能源消费结构，减少对化石能源的依赖度，逐步减少碳排放， 形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式及生活方式。

参考文献：

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作者简介：

方晖，南京财经大学经济学院研究生，研究方向：人口、资源与环境经济学。