基于VAR模型的中國碳排放與經濟增長的分析

陸文捷

(江蘇大學京江學院，江蘇 鎮江 212113)

1 文獻綜述

隨著經濟發展到一定程度，人們在精神層面上向往著更好的生活需求逐漸變成了主流，環境問題正是美好生活需求中的一部分。碳減排作為我國如今實現綠色低碳經濟和可持續發展戰略中的重要一環，需要我國迫切落實。目前，有諸多學者對該問題進行了研究，如周迪進行碳排放效率測算[1]；汪明月采用熵值法、層次分析法和非線性規劃建模方法對碳減排效用進行測算[2]；胡春璇選擇典型評估模型對中國碳排放社會損失進行了試算[3]；劉麗通過匹配博弈機制研究碳交易過程[4]，等等。而認為經濟發展與碳排放總量有著密切關系的學者也不占少數，如：姜克雋認為我國30年后碳減排影響我國經濟發展和科技發展[5]；臧良震認為我國經濟發展方式和碳排放間存在穩定的長期均衡關系[6]；卜亞男認為我國政府在經濟發展的同時制定碳減排政策，從可持續發展到綠色經濟再到當前的低碳經濟[7]；陳燕認為碳減排約束會降低經濟增長的包容性[8]，等等。

筆者為了分析碳排放與經濟增長的具體關系，通過構造沖擊數列方程和方差分解等方式，進而對我國碳排放政策作出總結和建議。

2 我國碳排放現狀

1990年～2018年，我國經濟增長加快，也造成了能源的消耗加快。我國是煤炭大國，碳排放總量的增加已經是不可避免。如圖1所示，我國近三十年的碳排放總量呈持續上升，其中2002年至2007年排放量增加量加快十分明顯。2002年，中國出臺政策鼓勵發展第二、三產業，經濟得到增長，增加了碳排放。2008年可能受金融危機影響，部分煤炭工業無法盈利后關閉，使得碳排放量減少。碳排放總量攀升對我國環境以及人民生活現狀造成巨大影響，減少碳排放迫在眉睫。

圖1 1990年～2018年碳排放總量

通過圖2我們不難看出，我國碳排放強度呈現逐年遞減的趨勢。2012年，我國產業政策由于產業市場競爭不斷加強，大大提高了能源利用效率，使得產業聯系與經濟結構在中國碳減排中起到了重要作用，伴隨著產業結構的調整優化和技術進步，碳減排方式趨于多元化[9]。

圖2 1990年～2018年碳排放強度

2.1 我國碳排放要求分析

據中華人民共和國生態環境部報道，僅我國2013年的碳排放量在全球范圍內的排放量占比(14%)，是整個美國的碳排放量(28%)的二分之一[10]，要完成“十四五”規劃中第35條提出的：“降低碳排放強度，支持有條件的地方率先達到碳排放峰值，制定2030年前碳排放達峰行動方案”都十分具有挑戰性，需要我們針對碳減排采取更加有效的措施。

2.2 我國碳排放優勢與壓力

“十四五”規劃中提出：“將加快建設全國碳排放權交易市場”。我國有著較完善的碳交易體系，中國將實現從試點先行到建立全國統一市場，實現從單一行業突破到多行業納入，實現從啟動交易到持續平穩運行。同時，我國碳排放總量占全球碳排放的比重逐年上升，基于我國是溫室氣體排放大國，所以在國際上關于履行環保減排的合作有著不可忽視的優勢。此外，中國對《巴黎協定》《京都議定書》等國際碳排放條約的簽署，無疑是讓我國這一發展中國家面臨著發達國家對國際環境的管理控制政策，雖然協定簽署對我國碳排放有著監督、推動作用，但是發達國家對發展中國家的壓力也不可小視。

3 基于VAR模型分析碳排放與經濟增長

3.1 指標與數據的選取和處理

筆者選取1990年～2018年我國碳排放數據和GDP數據作為研究對象，由于經濟增長本質上就是GDP的增幅情況，故用GDP來表示。

核心公式如下：

C=Σimi*δi，(mi=E*Fi)

(1)

其中，C為CE(碳排放總量)；mi為i類能源的消費量；δi為i類能源的碳排放系數，數據來源為煤炭、石油、天然氣的碳排放系數的均值；E為能源消費總量，Fi為i類能源消費量占總消費量的比重，數據來源為《中國統計年鑒》，見表1、表2。

表1 煤、石油、天然氣的排放系數

表2 我國1990年～2018年碳排放數據

圖3是關于我國GDP與CE趨勢的變化圖。從圖3中可以發現，從1990年～2018年，我國GDP呈現不斷遞增趨勢。其中，2018年相對于1990年的年增長率高達46.70%，GDP從1990年的18 872.9億元增加到2018年的900 309.5億元。CE變化與GDP變化都呈現正向增長。能源消費的增加是我國進入現代化必不可少的因素，當科技發展到一定高度的時候，能源的需求量也會相應上升，CE持續的增加也就成了必然結果。

圖3 我國GDP與CE變動情況

3.2 VAR模型建立

筆者構建變量以便于VAR模型研究CE與GDP的關系，見表3。

表3 變量符號

3.3 模型檢驗

3.3.1 變量平穩性檢驗

由表4可以看出，lnx和lny原始的時間數列兩者P值都遠超0.05，并且在10%的臨界值處都接受原假設，所以原數據方程是非平穩的。而D(lnx)的P值為0.0005，遠小于0.05，拒絕其原假設，呈現出平穩狀態。所以D(lnx)的時間數列是平穩的。

表4 變量平穩性檢驗

3.3.2 Johansen協整檢驗

經過Johansen協整檢驗，如表5所示，筆者選取Trace與MAX-Eigen作為判別數據，由其結果可得，在0.05的Critical Value下，Trace與MAX-Eigen都拒絕了原假設，故CE和GDP之間存在穩定關系。

表5 Johansen協整檢驗結果

3.3.3 Grange因果檢驗

最佳滯后期的確定是當AIC和SC的數值達到最小。如表6所示，模型推薦期為2期。

表6 最佳滯后期

在確定推薦時期后，進行格蘭杰檢驗。通過表7可以發現，原假設為：“CE does not Cause GDP”時，P值為0.0068<0.05，所以顯著拒絕原假設。原假設為：“GDP does not Cause CE”時，P值為0.1857>0.05，所以接受原假設。綜上，碳排放總量是經濟增長的原因，減少一定程度的碳排放總量，會對GDP造成負面影響。

表7 Grange因果檢驗

3.3.4 脈沖響應函數

由圖4單位根檢驗，沒有點位于單位圓外，實驗方程效果顯著，模型十分穩定。

圖4 單位根檢驗

脈沖響應函數的構建，可以更好反應時間和沖擊強度對變量影響，因此選取20期分析影響。 脈沖響應結果如圖5所示，從圖5-a可以發現當GDP受自身沖擊之后，開始緩慢上升，到第4期后增速放緩并穩定在一定數值，從第10期開始數值下降直至20期；圖5-b所示為GDP對CE的響應，CE受到GDP沖擊后，逐漸上升到第8期，在取得極值后，后緩慢下降，到達17期向后時逐漸平穩。這表明GDP對自身的沖擊幅度影響并不大，變動趨勢相較平緩，而GDP對CE的沖擊幅度影響在8年內迅速增加，隨后隨著沖擊期數增加而緩慢減少； 圖5-c所示為CE對GDP的響應，GDP受到CE一個沖擊后開始逐漸上升，在第7期取得極值后緩慢減弱，在16期之后趨于平緩；圖5-d所示，CE受自身一個沖擊之后，逐漸上升到第4期，在取得極值后，隨后開始遞減，在13期向后又開始有上升趨勢。這表明CE對自身的沖擊幅度影響前4年有較強的反應，但這反應在13年之后趨于平緩。CE在短時期內對GDP有著較為激烈影響。

圖5 脈沖響應函數結果

3.3.5 方差分解分析

方差分解用于解釋在一定時間內，所實驗的變量受其他變量或自身的引起程度。其結果見表8-a、 表8-b和圖6。表8-a是對LNX(GDP)的方差分解，表8-b是對LNY(CE)的方差分解。從表8-a中可以看出，隨著時期的增加，GDP解釋CE的方差程度越來越高，在第10期達到了63.94%。這一結果說明我國改革開放以后，1990年～2018年間我國濫用自然資源，雖然短時間內經濟增長加快，工業化水平提高，但是環境遭到污染破壞，邁向近代化進程被加快了，但因此導致我國碳排放總量急劇增加。從表8-b中可以看出，CE對GDP的解釋程度并不高，最大值只能達到18.18%，并隨期數的增加逐漸降低，到第8期往后有回升趨勢。其原因是我國改革開放初期主要以人口密集性和資源密集型產業為主，所以我國在該階段的GDP增長大多依靠能源資源。該結果與上一節中的結論存在一致性。

表8-a 方差分解分析結果(1)

表8-b 方差分解分析結果(2)

圖6 方差分析結果

4 結論與建議

4.1 減少碳排放同時兼顧經濟增長

碳減排會對經濟增長產生逆效用。煤炭使用占我國總能源比重與其他能源相比具有顯著優勢，經濟增長依賴于煤炭使用量，從而導致離不開大量碳排放。而經濟發展和環境保護是不可分割的，經濟發展要盡量在減少對自然環境、資源的破壞和濫用的基礎上，實施可持續發展。而減少碳排放總量也只有在經濟的發展中才能得到有效的解決。我們不能為了一味追求環境質量，強行實施碳減排政策；也不能為了經濟增長，濫用自然資源，加大碳排放總量。

4.2 基于碳減排加快產業結構轉移

碳減排的要求，促進了我國從第二產業向第三產業轉型速度，國家應當出臺相應政策，引導和促進碳減排工程的有效進行，使得中高度碳排放污染企業轉向輕度碳排放污染企業，甚至做出轉型，向高新技術行業改變。大力鼓勵第三產業發展，減少溫室氣體排放，促進鋼鐵煤炭行業的優化轉型，實現低碳綠色產業。

4.3 完善碳排放權市場化交易

“十四五”規劃第36條提出：“全面實行排污許可制，推進碳排放權市場化交易”。擴大碳交易市場規模有利于改善環境質量，促進經濟增長[11]。目前，落實和優化完善“十四五”規劃中的碳排放權市場化交易是我國邁向綠色低碳轉型的重要一步，也是實現碳減排的好選擇。

4.4 提高原有技術，發展清潔能源

碳排放的數量很大程度上受煤炭利用率的影響。我國要減少碳排放，需要提高原有技術，加強煤炭利用率，大力發展科技，減少碳排放。近年來，煤炭不可能大幅度增產，供需矛盾將日趨尖銳。而沸騰床燃燒[12]等通過提高燃燒過程之中的技術，來提高煤炭利用率的新型方法，值得我們去深思學習。一方面提高煤炭利用技術的同時，另一方面也需要提高對清潔能源的使用。清潔能源具有易獲得、產量大等等優點，其產能也不低于傳統能源產能。在改善煤炭利用率的基礎上，充分利用和提高清潔能源使用比例，可以使得碳減排的實現，達成中國可持續發展的目標。

4.5 加強國際碳減排的合作

隨著《巴黎協議》《京都議定書》的簽署，發展中國家承擔著越來越多的來自發達國家的環境管理的約束和目標。不少小島嶼國家因為遭遇碳排放過多而造成海面上漲的問題，迫切希望發展中國家能實現碳減排。我國是眾多發展中國家碳排放位于前列的國家，如果我國在碳減排過程中未達到規定目標，就意味著日后要受到更多發達國家對碳減排指標的約束，承擔其對我國經濟發展造成的沖擊，同時也失去了發達國家對我國碳減排的援助。我國應當加強與國際間的碳排放合作，與各盟友協調可持續互相發展，建設人類命運共同體。