中国碳排放的时空非均衡特征与收敛机制

李春玉,安博文,李宝新,谷欣然

(1.河北经贸大学 数学与统计学学院,河北 石家庄 050061;2.华侨大学 经济与金融学院,福建 泉州 362021;3.城银清算服务有限公司,上海 200120)

一、引言

推动经济社会绿色化、低碳化发展是实现高质量发展的关键环节,碳达峰、碳中和目标制定是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策,事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体[1]。实现碳达峰、碳中和是一场广泛、深刻、持久的经济社会系统性变革。“十五”计划纲要将“节约保护资源,实现永续利用”确立为经济社会的发展目标,强调“人口-资源-环境”一体化发展;“十一五”规划纲要将“建设资源节约型、环境友好型社会”作为经济社会发展的中心任务,提出发展循环经济并加大环境保护力度;“十二五”规划纲要同时将节能减碳写入发展规划,明确树立绿色低碳的发展理念;“十三五”期间,中国持续推进生态环境保护改善工作,2019年底中国碳排放强度与2005年相比降低约48%;“十四五”规划纲要指出,到2025年中国单位国内生产总值二氧化碳排放要降低18%,到2035年实现碳排放达峰后稳中有降。2022年10月,习近平总书记在中国共产党第二十次全国代表大会报告中强调,加快发展方式的绿色转型,分步骤实施碳达峰行动,逐步转向碳排放总量和强度的“双控”制度。坚持人与自然和谐共生的系统观念是马克思主义中国化时代化新境界的重要表现,以习近平生态文明思想为指导,科学测度中国碳排放总量并精准把握碳排放的空间非均衡特征与收敛机制,对于建设人与自然和谐共生的“美丽中国”具有重要的实践意义与时代价值。

科学测算中国碳排放既是完善碳排放统计核算制度的基础,也是充分了解中国碳排放实际的重要手段。从已有研究来看,由于碳排放涉及范围较广,故相关文献设计衡量碳排放的指标有所不同,主要有碳指数、碳排放强度、碳生产率和碳排放绩效等。Ang将单位GDP能耗定义为碳指数以分析经济增长与碳排放的关联效应,并基于碳指数研究经济增长对气候变化的影响[2];潘家华和张丽峰将GDP与二氧化碳排放总量的比值定义为碳排放强度,以此测算中国30个省份(不包括西藏自治区和港澳台地区)二氧化碳排放所带来的经济效益[3];胡剑波等将单位碳排放的社会经济产出定义为碳排放福利,并据此分析中国八大经济区出口贸易对碳排放福利的影响[4];An等将资本、劳动力和能源作为投入要素,把GDP和二氧化碳排放依次作为期望产出和非期望产出,采用数据包络分析法测度中国30个省份(不包括西藏自治区和港澳台地区)1997—2020年的碳排放绩效[5];Zhang和Chen采用随机前沿分析法测算碳排放效率,发现技术进步、对外贸易和产业结构都会对碳排放效率产生影响[6],胡剑波等基于投入产出表采用三阶段DEA模型测算了产业部门间隐含碳排放效率水平[7]。从上述研究可以发现,无论是采用何种指标反映碳排放水平都离不开碳排放总量的核算,IPCC评估报告基于煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然气等因素核算碳排放总量,并且以上文献大多以IPCC评估报告研究成果为准[8],因此本研究也采用该方法测算中国碳排放的整体水平。

随着区域协调发展体制、机制的逐步健全,碳排放的空间流动性越发明显,故此碳排放的空间分布特性吸引了多数学者的关注。地区差距研究方面,尹浙霖等采用Dagum基尼系数分解法将中国碳排放强度的整体差距分解为地区内差距、地区间差距和超变密度,发现地区间差距是总体差距的主要来源[9];韩梦瑶等运用泰尔指数对中国省际碳排放总量差距进行测度,发现地区间差距扩大趋势明显[10]。空间异质性研究方面,李建豹等结合空间变差函数发现中国人均碳排放量的空间异质性显著,人均碳排放量由东北向西南呈现递减趋势[11];候勃等以上海为例分析大都市碳排放总量的时空异质性,发现碳排放呈现中心点辐射式的空间布局,产业集聚等因素对碳排放总量的影响效果存在区际差异[12]。空间网络性研究方面,杨桂元等采用社会网络分析法发现中国碳排放溢出效应具有网络传递性,空间邻接关系等因素对碳排放空间网络关联特征影响显著[13];童磊和王运鹏发现近年来,中国碳排放总量存在稳定复杂的网络结构,经济发达省份在碳排放关联网络中发挥着中介作用[14]。空间集聚性研究方面,付云鹏等通过探索性时空数据分析法对中国各地区碳排放强度的空间自相关性进行检验,发现碳排放强度的空间集聚效应显著[15];李治国和王杰研究发现,黄河流域的碳排放强度具有时空路径依赖性,呈现出集聚与分异并存的结构特征[16]。空间敛散性研究方面,许广月采用收敛模型分析中国人均碳排放量的收敛特征,发现人均碳排放量不存在σ收敛和绝对β收敛,但东、中、西部地区都分别存在俱乐部收敛[17];孙耀华和仲伟周分析了中国碳排放强度的收敛特征,发现碳排放强度存在俱乐部收敛和条件β收敛[18]。

相比于上述碳排放空间特征的研究成果,本文的边际贡献有以下几点:其一,碳排放地区差距与空间异质性都旨在描述碳排放的空间非均衡特征,本研究拟采用Dagum基尼系数分解方法分别测算碳排放总量在东、中、西部地区的区域间差距、地区内部差距以及超变密度,并采用核密度估计法展示中国碳排放总量的分布动态演进过程,以期揭示中国碳排放的空间非均衡特征;其二,如何降低碳排放总量和缩小地区碳排放差距是本研究有待解决的核心问题,收敛模型恰能同时分析这两个问题,σ收敛和绝对β收敛能够精确刻画中国碳排放的敛散趋势,条件β收敛可以从宏观环境出发同时分析中国碳排放的影响因素与碳排放敛散性的控制条件,故本研究将结合σ收敛和β收敛模型讨论中国碳排放总量的收敛机制与降低机制;其三,碳排放具有明显的空间集聚性与网络性,意味着同等水平地区的碳排放存在趋同效应,这可能导致不同水平地区的外界条件对碳排放的影响机制不尽相同,因此本文将30个样本地区划分成低、中、高3种类型地区,分地区考察碳排放总量的影响机制;其四,早在“十五”时期中国对减少二氧化碳排放的重视已经上升到了国家层面,本研究将2001—2019年的样本数据作为研究对象,以五年规划的起止时间为间隔,分阶段考察碳排放总量的影响机制,以期为“十四五”时期中国碳排放强度顺利降低18%提供对策建议。

二、研究设计

(一)碳排放总量测度

借鉴IPCC评估报告中的方法测度碳排放总量。结合中国实际,本文选取煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然气和电力9种主要能源对中国碳排放总量进行核算,二氧化碳排放总量的计算公式为:

(1)

式(1)中,CCO2为二氧化碳排放总量(换算后计量单位为亿吨),Ck表示第k种能源的碳排放总量,Ek、SCk和CFk依次表示第k种能源的消费量、标准煤折算系数和碳排放系数。考察期内各地区能源消费量数据来源于《中国能源统计年鉴》,由于西藏自治区能源消费数据大量缺失,故本文对中国30个省份(不包括西藏自治区和港澳台地区)的碳排放总量进行核算。式(1)中各能源的标准煤折算系数和碳排放系数来源于《2006IPCC国家温室气体排放清单指南》。

(二)离散型Dagum基尼系数分解

采用离散型Dagum基尼系数分解公式将碳排放总量的全国总体差距(G)分解为东、中、西部地区的群间差距(Gb)、群内差距(Gw)和超变密度(Gs)[19]。总体差距的计算方法为:

(2)

(3)

(4)

(5)

其中,Gjh表示两个地区之间的差距。

(三)核密度估计

用Xit表示t年i省份的碳排放总量,ft(x)表示t年碳排放总量的概率密度函数,该值可采用核密度估计法进行计算[20]:

(6)

(四)时空收敛模型

(7)

对于某时间段T′,若满足σt+T′<σt则称这n个省份在T′期间存在σ收敛,反之则不存在σ收敛趋势。根据式(7)绘制以时间序列为横轴、标准差为纵轴的二维折线图。

借助条件β收敛模型分析降低中国碳排放总量的具体路径和缩小地区碳排放总量差距的收敛机制,用Con表示控制变量组,对碳排放总量可以建立如下形式的β收敛模型:

logXi,t+1=α+βlogXit+δConit+εit

(8)

式(8)中,α为截距项,β表示收敛系数,ε为随机扰动项。β>1表示碳排放总量处于发散状态,β<1表示碳排放总量处于收敛状态,β=1表示碳排放总量处于相对均衡状态。若式(8)中不包含控制变量组Con则称为绝对β收敛模型,若式中含有控制变量组Con则称为条件β收敛模型。控制变量组系数δ为负,说明增加该因素有利于降低碳排放总量同时还能加快各地区碳排放总量形成收敛趋势;控制变量组系数δ为正,说明增加该因素会增加碳排放总量同时还会扩大各地区碳排放总量的发散程度。参考已有研究,本文选取人口密度、城镇化水平、产业结构以及对外开放程度作为控制变量。

人口密度(POP)。自Ehrlich和Holdren将人口因素引入环境压力评估模型以来,学界有关人口对碳排放的作用效果一直秉持两种观点。一种观点是人口密度对碳排放存在促进作用,例如,何文举等研究发现,人口密度过大会造成交通拥挤,给交通基础设施建设带来压力,由于增加能源消费量而导致碳排放量增加[21];另一种观点是人口密度对碳排放具有抑制效应,例如,程开明研究发现,人口集聚有利于降低人均交通能耗,从而会通过提高能源利用率而降低碳排放量[22]。通常,用年末人口数与土地面积比测度人口密度。

城镇化水平(URB)。短期内,城镇化进程加快容易造成城市交通、房屋建筑以及消费结构等快速改变,进而会导致碳排放量迅速增加。“十五”计划至“十一五”规划期间是中国城镇化水平快速提升阶段,该时间段内城镇化是导致碳排放量增长的重要原因[23]。再从城镇化与碳排放的长期均衡关系来看,一方面,城镇化会带来生产要素集聚和技术扩散等一系列城市规模效应,进而对碳排放量增加起到抑制作用;另一方面,随着城镇化水平提高,城市环境污染的联防联控机制会更加健全,从而有利于降低环境污染,进而抑制温室气体排放[24]。很多研究者多采用城镇人口比重反映城镇化水平。

产业结构(IND)。第二产业是中国碳排放的主要来源,产业集聚现象日益明显,以工业为代表的第二产业集中度越来越高,随之而来的就是碳排放量明显增加。第二产业集聚的原因之一是城镇化发展,并且第二产业对碳排放强度的促进效果还存在城镇化门槛[25]。产业结构升级提出于中国“十一五”规划,相关研究表明,“十五”计划至“十一五”规划期间第三产业对碳排放的降低效果并不明显,而“十二五”时期发展第三产业能够显著降低碳排放量[26-27]。这里将第三产业增加值所占比重定义为产业结构,主要用于分析第三产业发展对碳排放的影响。

对外开放程度(OPE)。对外开放对碳排放而言是一把双刃剑,可以从以下两个方面进行解释。其一,从进出口商品的能耗来看,如果增加进口商品中高能耗产品,通过产品的替代效应国内就会减少同类商品生产,从而降低碳排放;如果增加出口商品中高能耗产品,通过产品的供给效应国内就会增加同类商品生产,从而提高碳排放量[28]。其二,从国外技术引进角度来看,积极引进国外高新技术和先进设备,通过提高能源利用率而降低碳排放量;但是在引入国外先进经验的同时又会消耗大量资本,而资本的产生又将以能源消耗为代价[29]。本文采用进出口总额与GDP的比值衡量对外开放程度。

本文研究对象为中国30个省份(不包括西藏自治区和港澳台地区),时间跨度为2002—2019年,涵盖“十五”计划至“十三五”规划四个阶段。年末人口数、城镇人口比重、地区生产总值和进出口总额等相关数据来源于《中国统计年鉴》,部分缺失数据采用插值法进行填补,表1分时间段给出了各控制变量的描述性统计结果。

表1 分阶段控制变量的描述性统计

三、中国碳排放的时空演化特征

(一)典型化事实

图1展示了全国范围和东、中、西部地区碳排放的时间演化趋势,图中包括碳排放总量平均水平以及碳排放总量平均水平的增长速度;表2展现了各阶段碳排放水平的分类结果,分类原则为:将各时期每个省份的碳排放总量进行求和并按照由小到大排序,前10个省份属于低水平类型、中间10个省份属于中水平类型、后10个省份属于高水平类型。

图1 中国碳排放总量的时间演化趋势

表2 各时期碳排放水平分类

从2001—2019年整个考察期来看,中国碳排放水平一直呈现上升态势,东部地区和中部地区的碳排放量明显高于全国平均水平,而西部地区碳排放量远低于全国平均水平,全国范围内碳排放量的空间分布与东、中、西部地区的经济发展格局相近,由此可见,中国碳排放量与经济发展存在高度耦合效应。结合中国经济增长的发展趋势来看,早期经济发展过多依赖于能源消耗,导致碳排放水平居高不下;随着可持续发展理念、绿色发展理念和高质量发展理念的相继提出,中国经济增长对能源消费的需求量逐渐减弱,碳排放总量增速逐步放缓。在尽可能保证经济增长不受影响的前提下,为确保2030年中国碳达峰目标如期实现,最重要的途径就是转变生产方式,通过技术革新降低各行各业的碳排放水平。“以史为鉴,可以知兴替”,下面分阶段考察中国政策、战略等因素对各时期碳排放的影响。

“十五”时期中国碳排放量平均增长速度为14.3%,①与“十一五”规划和“十三五”规划相比该时间段碳排放量增速最快。这一时期内,中国经济发展对能源需求量较高,一方面,20世纪末,西部大开发战略构想的初步形成,西部地区经济发展水平得到了大幅提升,随之而来的就是能源消费量明显增加,导致2001—2004年西部地区碳排放增速高于全国平均水平;另一方面,21世纪初东部地区城镇化处于快速发展阶段,城镇化水平提高直接导致人口密度加大,随之引发的就是住房、交通和消费等方面变化,使得东部地区碳排放增速在“十五”计划末明显提高。正是由于这一时期内中国碳排放量越来越高,因此以胡锦涛同志为核心的党中央提出了“科学发展观”。

“十一五”时期中国碳排放量平均增长速度为8.0%,②较“十五”时期碳排放量增速开始放缓。2006年中国将建设资源节约型、环境友好型社会纳入“十一五”规划,节能降碳被纳入国家可持续发展战略中,引起了各行各业的重视。这一时间段内,中部地区和西部地区的碳排放增速相对较高,一方面,中部地区人口众多问题由来已久,再加上“十五”时期中部地区基础设施相对较差,因此国家层面于2004年提出了中部地区崛起的战略布局,中部地区崛起战略的落地实施使中部地区的碳排放水平在2005年和2006年出现了明显上升;另一方面,随着西部大开发战略在贵州、陕西、四川、云南和新疆等省、自治区的深入推进,这些省份的碳排放水平出现了明显提高,因此西部地区的碳排放量增速在“十一五”时期居高不下。

“十二五”时期中国碳排放量平均增长速度为3.0%,③碳排放量增速大幅下降。2011年中国将绿色发展、低碳发展写入“十二五”规划纲要中,与“十一五”规划纲要相比“十二五”规划纲要直接将绿色发展作为章节标题,这无疑体现出中国对绿色发展更加重视。西部地区碳排放增速在前期和中期一直处于领先地位,后期出现大幅下降,尤其是2015年碳排放量实现短暂负增长。西部地区科技水平和生产力水平落后是客观事实,经济增长依靠的仍旧是传统、高能耗的生产方式。回顾改革开放以来,东部地区经济发展历程,经济发展初期以高能耗为代价促进经济增长,经济发展中期在保证经济稳定增长的前提下适当降低能耗,随着经济发展水平越来越高,低碳问题逐步得到重视。西部地区经济增长与碳排放的关系历程其实就是东部地区经济增长与碳排放关系的复现,在当时较低生产力水平的客观条件下,这样的经济发展与碳排放的关系其实是无可厚非的。

“十三五”时期中国碳排放量平均增长速度为2.6%,④碳排放总量进入低速增长的常态化阶段。绿色发展理念贯穿于整个“十三五”时期,该阶段东、中、西部地区碳排放增速都控制在5%左右,各地区碳排放量增长呈现出低速趋同效应。中国自“十五”时期乃至更早就已经将降碳作为发展模式。但在喜人成绩之余还存在许多问题必须得以重视,低速增长并不意味着负增长,低速增长只能说明碳排放马上接近峰值,但并不能说明碳达峰目标即将实现。低速增长到负增长是由正到负的飞跃,就目前各省份碳排放情况来看,鲜有省份出现逆增长。因此,为了加快中国碳排放量更低速增长乃至负增长的到来,必须实现技术革新以及完善降碳政策。

(二)碳排放量的地区差异源分解

图2展示了全国范围内碳排放量总体差异基尼系数与分解结果的时间变化趋势。考察期内,全国总体差异以2003年、2006年和2013年为拐点呈现“减-增-减-增”的“W”形,“十五”计划至“十二五”规划期间总体差异呈现“U”形趋势,“十一五”时期总体差异逐年降低,“十三五”时期总体差异最大,围绕在0.385左右。从总体差异的分解来看,“十五”计划至“十三五”规划期间区域间差异始终是总体差异的主要来源,整个时期内区域间差异对总体差异的贡献率呈现“U”形发展趋势,贡献率取值介于38%～47%;区域内差异对总体差异的贡献率由2001年的26.5%缓慢增长到2019年的30.6%,“十二五”规划中后期和“十三五”规划时期区域内差异对总体差异影响程度由第三位上升到第二位,可见区域内差异对总体差异的影响越来越重要,特别是“十二五”规划中期之后区域内差异成为总体差异的第二大来源;考察期内,超变密度整体呈现下降态势,间接反映出区域间差异和区域内差异对总体差异的影响日益明显,表明中国碳排放的空间非均衡现象逐渐凸显。

图2 中国碳排放的区域总体差异及来源

从碳排放量区域间差异和区域内差异的测度结果(图3)来看,首先,对比区域间差异不难发现,“十五”计划至“十三五”规划期间东、西部地区差异明显高于东中部差异和中、西部差异,东、中部地区差异和中、西部地区差异测度结果相近,“十五”计划和“十一五”规划时期中西部差异高于东中部差异,而“十二五”规划和“十三五”规划期间两者关系恰好相反。其次,对比各区域内部的差异测度结果,东部地区内部差异最大,随着时间推移地区内部差异越发明显;中部地区和西部地区的内部差异较小,二者随时间推移都呈“U”形发展态势。最后,对比区域间差异和区域内差异的基尼系数大小,区域内差异介于0.2～0.4,区域间差异介于0.3～0.5,区域间差异高出区域内差异近10个百分点,这也佐证了东、中、西部地区间碳排放量的差异是中国碳排放量总体差异的主要来源。

图3 区域内差异与区域间差异的测度结果

综合上述分析结果,导致中国碳排放量空间非均衡特征明显的可能原因有:其一,随着中国碳排放增速的快速减缓,同一地区内或不同地区内的一些省份增速下降较快而另一些省份增速下降较慢,这主要是由于低碳技术地区发展不平衡所导致,反映出各省份应该加强降碳技术和中和碳技术的相互交流,实现低碳技术区域共享,既能促进各地区碳排放量均衡发展,最重要的是还能通过提高各省份低碳技术而减少碳排放量;其二,其他宏观因素也会对碳排放的地区差异产生影响,例如人口密度、城镇化水平、产业结构和对外开放程度等,相关研究表明以上宏观因素存在较强的省份异质性,主要与各省份发展的战略目标或战略定位有关,这些宏观因素将在下文的收敛机制中进行讨论。

(三)碳排放量的分布动态演进

从碳排放量的分布演化过程来看,其一,全国范围和东、中、西部地区的分布曲线整体呈现右移趋势,表明中国碳排放水平处于上升阶段。特别是“十五”时期,各地区分布曲线右移幅度较大,这一时期内中国碳排放水平增长速度较快,自“十一五”规划开始各地区分布曲线右移幅度逐年缩减,表现为中国碳排放水平增速开始放缓。其二,全国范围和东、中、西部地区分布曲线的峰值逐渐降低,并且主峰宽度逐渐扩大,表现为中国碳排放水平总体离散程度逐渐加大,地区内部差距呈现扩大态势。横向对比,西部地区峰值最高、东部地区次之、中部地区峰值最低,表明西部地区碳排放水平相对集中、内部差距较小而中部地区碳排放水平相对分散、内部差距较大。一方面,碳排放量增长存在积累效应,受20世纪末“三步走”战略影响,“十五”时期中国碳排放增长速度居高不下,随着经济增长势头日益强劲,自然资源与生态环境对人类生活的负向反馈越发明显,国家层面开始将低碳发展上升到战略高度,因此“十一五”规划伊始中国碳排放增速开始放缓;另一方面,各地区结合国家规划目标将绿色发展、低碳发展开始落实,但是由于各省份生产力水平以及低碳技术水平的不均衡,导致省份间的碳排放增速存在较大差异,故此地区间碳排放量差距逐步扩大。

从碳排放量的非均衡特征来看(见图4),其一,全国范围和东、中、西部地区的分布曲线都呈现出略微左偏的发展态势,相比之下所有样本地区中多数省份的碳排放量集中在中等偏下水平,尤其在“十一五”规划之后分布曲线的左偏幅度越发明显,表明多数省份积极响应国家发展目标,将低碳理念贯穿经济社会发展各领域。其二,全国范围和东、中、西部地区的分布曲线都存在右拖尾现象,全国范围、东部地区和中部地区的拖尾呈现拓宽趋势,表明这些地区省份间碳排放量的高水平和低水平差距不断扩大;西部地区的拖尾呈现收敛趋势,表明西部地区省份间碳排放量的高低水平差距有所缩小,部分地区呈现俱乐部收敛趋势。其三,整个考察时期内全国范围和东、中、西部地区的分布曲线始终仅有一个波峰,但各地区分布曲线在不同时期都存在过不同程度的侧峰,全国范围和东部地区在“十五”计划至“十二五”规划期间右边侧峰较为明显,中部地区和西部地区在“十二五”规划至“十三五”规划期间右边侧峰较为明显,说明中国各地区碳排放水平不存在极化现象,但或多或少存在过两极分化的苗头。

图4a 全国范围

四、中国碳排放的时空收敛机制

(一)碳排放量的σ敛散性分析

从图5不难看出2001—2019年中国各地区碳排放总量不存在σ收敛趋势,具体来看:东部地区碳排放量内部差距较大,并且随时间推移内部差距扩大趋势依旧明显,直至“十三五”时期内部差距的扩散趋势有所缓和;“十五”计划至“十三五”规划期间中部地区的内部差距分时期呈现阶梯状的扩大趋势,其中“十三五”时期的内部差距扩散趋势最为明显;相比之下西部地区的内部差距最小,整个考察期内,地区内部差距呈现直线型扩大趋势。就东部地区而言,以海南、福建为代表的东部沿海省份,这些省份作为中国外向型经济的发展基地,对外贸易水平较高且第三产业发达,碳排放水平相对较低;北京和天津作为直辖市,虽然人口密度较大但地区内以高新技术研发和制造的第三产业为主,故碳排放量相对较少;辽宁、河北和山东作为人口大省,省内以第二产业为主,因此这三个省份的碳排放水平相对较高。

图5 东、中、西部地区收敛检验图

上述分析可以发现,东、中、西部地区各自内部差异较大似乎已成必然事实,因此这里试图从水平类型分类考察各地区碳排放量的σ敛散性。按照图2中各时期不同水平类型分类规则绘制如图6所示的σ收敛检验图,折线图部分展现了各地区碳排放量平均水平的变化趋势,柱状图部分展现了各地区碳排放量的σ收敛趋势。⑤低类型地区和中类型地区的碳排放量平均水平呈现平缓的上升趋势,并且伴有部分年份的碳排放量降低,这两类地区的标准差相对较小,虽然整个考察期内不存在一致σ收敛趋势,但部分时间段也呈现σ收敛趋势;高类型地区的碳排放量平均水平较高且上升趋势明显,其内部差距是中低类型地区的2倍到3倍,并且整个考察期内几乎不存在σ收敛趋势。由此可见,中低类型地区碳排放量存在较低水平的趋同现象,而高类型地区碳排放量的内部差异依然较大。

图6 分类型收敛检验图

(二)碳排放量的β敛散性分析

表3～表5分水平类型报告了各地区β敛散性检验结果,由于不同时间阶段国家对低碳发展的重视程度有所不同,这可能导致碳排放量的β收敛机制存在时期异质性,因此表中按照“十五”计划至“十三五”规划四个阶段给出了β收敛机制的估计结果。

表3 低水平类型地区β收敛检验结果

表4 中水平类型地区β收敛检验结果

表5 高水平类型地区β收敛检验结果

低水平类型地区的β敛散性存在时期异质性,“十五”计划至“十二五”规划期间存在绝对β收敛和条件β收敛,但收敛速度随时间推移逐渐减慢;“十三五”时期仅存在条件β收敛,收敛速度远低于“十二五”时期。考察期内条件β收敛速度高于绝对β收敛速度,从条件β收敛的调节机制来看:人口密度增大会增加碳排放量从而不利于碳排放水平形成收敛格局,整个考察期内人口密度对碳排放量的促进作用逐渐减弱,这主要是由于人均碳排放效率有所提高;加快城镇化进程有利于降低碳排放量和形成收敛格局,伴随城镇化水平提高,产业集聚趋势日益明显,导致城镇化对降低碳排放的作用效果开始减弱;第三产业逐渐成为拉动经济增长的新动力,提高第三产业在地区经济发展中的比重有利于降低碳排放水平;考察期内提高对外开放水平会增加碳排放量,从而不利于收敛格局形成,表明这些地区应该适时调整高耗能产品的进出口量以平衡本地区碳排放水平。

相比之下中水平类型地区在整个考察期内均存在绝对β收敛和条件β收敛,“十五”计划至“十二五”规划期间收敛速度呈上升趋势,“十三五”时期收敛速度出现骤降。中等水平是由低到高和由高至低的过渡阶段,处于该阶段的省份碳排放量相对集中,容易形成收敛趋势。在中水平类型地区中,安徽、湖南、湖北等省份是中部崛起战略的涵盖地区,四川、贵州、云南等省份是西部大开发战略的覆盖范围,两大战略给这些地区的碳排放变化带来了深远影响。经济发展初期为加快基础设施建设和带动经济增长,必然要以第二产业为主,随着经济水平提高,各地区产业结构开始做出相应调整;两大战略实施初期,中、西部地区城乡二元结构十分突出,城镇化水平提高也伴随人口密度增大,因此有必要充分协调城镇化进程、城乡能源消耗以及人均碳排放效率等方面的关系;随着中国经济水平和科技水平日益强盛,各省份适时转变国际分工结构,积极开拓低碳型分工领域。

高水平类型地区在“十一五”规划和“十二五”规划期间同时存在绝对β收敛和条件β收敛,“十五”时期仅存在条件β收敛,“十三五”时期既不存在绝对β收敛也不存在条件β收敛。高水平类型地区的碳排放量容易出现两极分化,一方面,通过碳排放的积累效应使高排放量地区的碳排放水平越来越高;另一方面,通过降碳、中和碳技术水平提升使低排放量地区的碳排放水平逐步降低。广东省作为国外先进技术的消化基地,虽然碳排放量属于高水平类型,但由于积极采用低碳技术设备,故广东省碳排放水平自“十二五”时期开始便出现降低趋势,这预示着碳中和时代即将来临;以河北、山东为代表的人口大省,城镇化水平和人口密度仍在稳步增加,由于人口基数大以及产业结构等历史遗留问题导致碳排放水平仍在提高,但伴随人均碳排放效率提高碳排放量增速越来越慢,预示着碳达峰目标即将实现。此外,高水平类型地区既包括外向型经济的广东等省份,还包括以重工业为主的辽宁等省份,同时山西、陕西等省份还以煤炭行业和钢铁行业为主,这些省份的产业结构存在明显差异,因此导致产业结构对碳排放的回归系数并不显著。

五、结论与建议

本文基于中国30个省份(不包含西藏自治区和港澳台地区)2001—2019年的省级面板数据,通过GIS技术展示“十五”计划至“十三五”规划期间各地区碳排放量的区域梯度性,采用Dagum基尼系数分解法揭示碳排放量的地区差异来源,运用核密度估计法刻画碳排放量的分布动态演进过程,借助σ收敛和β收敛模型分析碳排放水平的收敛机制,得出的主要结论有:其一,考察期内中国碳排放水平呈现上升态势,不同时期碳排放量增速存在差异,“十五”时期增速较快,“十一五”时期增速放缓,“十二五”时期增速大幅下降,“十三五”时期碳排放量进入低速增长阶段;其二,中国碳排放量的地区内部差异呈“W”形发展趋势,“十三五”时期总体差异达到最大,整个考察期内东、中、西部的区域间差异是总体差异的主要来源,“十二五”规划中后期区域内差异成为第二大差异来源;其三,中国碳排放量的空间非均衡特征明显,考察期内碳排放量的高低水平差距不断拉大,但不存在极化现象,全国范围内碳排放量的离散程度逐渐增大,其中西部地区碳排放量相对集中而中部地区碳排放量内部差距较大;其四,中水平类型和低水平类型地区碳排放量增长趋势平缓且存在趋同现象,高水平类型地区碳排放量增长幅度较大且扩散趋势明显,各类型地区内人口密度、城镇化水平、产业结构以及对外开放程度对降低碳排放量的作用效果在不同时期存在异质性。基于上述结论得到如下建议。

第一,深入贯彻高质量发展理念,将低碳发展作为社会经济建设的长期重要目标。坚持创新发展,积极采用低碳等先进技术设备,通过降碳、中和碳等技术手段减少碳排放量;坚持协调发展,既要协调经济增长与碳排放的辩证关系,又要协调区域间碳排放的省际溢出效应;坚持绿色发展,将绿色发展作为中国经济社会发展的根本目标,使绿色发展成为“十四五”规划的主旋律;坚持开放发展,适时调整国际分工结构,积极开拓低碳化合作领域以及引进国外先进低碳技术;坚持共享发展,加强省份间降碳技术的交流合作,实现降碳技术的区域共享化。

第二,走城乡融合发展之路,强化劳动力资本和生产要素的城乡协同效应,持续推进城镇化建设。各省份应该主动对接国家城乡融合发展试验区的建设模式,加强城乡人力资本和要素资本的流动性,提高低碳技术入乡转化水平,建立健全生态产品的价值链体系;不断提高城镇化水平,以双碳目标为引领建设新型城镇化模式,坚持走集约、智能、绿色、低碳的新型城镇化之路;城镇化水平提高必然带来城市人口密度增大,积极引导城市房屋建筑、交通出行、消费结构等内容向绿色发展转型,坚持能源消耗减量化、可循环的使用原则,提高人均能源消费的碳生产效率。

第三,坚持中央统筹、因地制宜的发展模式,立足全国优化产业结构布局,加快重点行业转型发展。积极引导资源粗放型行业向资源集约型行业转型、劳动密集型行业向技术密集型行业转型,煤炭、电力、钢铁等高能耗行业虽必不可少,但可以采取生产技术革新、引进低碳技术等手段降低碳排放量;加快产业结构升级,重视第三产业对经济增长的拉动作用,通过产业结构变革降低碳排放水平;全国八大经济区发展规划因地制宜,地区产业结构侧重点差异明显直接导致碳排放的空间异质性,国家层面可以将低碳政策、低碳技术向高碳排放地区倾斜以抑制碳排放量的积累效应。

[注 释]

① 2001—2002年、2002—2003年、2003—2004年和2004—2005年的增速依次是9.1%、14.7%、16.0%和17.2%,由此算出“十五”时期平均增速为14.3%。

② 2005—2006年、2006—2007年、2007—2008年、2008—2009年和2009—2010年的增速依次是12.3%、7.6%、4.4%、5.6%和9.8%,由此算出“十一五”时期平均增速为8.0%。

③ 2010—2011年、2011—2012年、2012—2013年、2013—2014年和2014—2015年的增速依次是10.8%、2.7%、-0.2%、1.2%和0.4%,由此算出“十二五”时期平均增速为3.0%。

④ 2015—2016年、2016—2017年、2017—2018年和2018—2019年的增速依次是1.1%、2.6%、3.2%和3.5%,由此算出“十三五”时期平均增速为2.6%。

⑤ 低类型和中类型的标准差十分接近,绘制折线图时会出现多部分重合,故采用柱状图。