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一、前言
随着我国人口的快速增长和工业化、城镇化的不断发展,农业综合开发规模和工业化、城市化对资源的利用强度日益扩大,使我国农业本就已经短缺的资源和脆弱的环境面临越来越大的压力。农业生态环境恶化趋势不仅严重影响和制约农业的稳定持续发展,也将动摇国家和民族生存、繁衍、发展的根基。中国政府近期宣布,到2020年中国单位GDP的二氧化碳排放量(即碳排放强度,简称碳强度)将在2005年的水平上减少40%-45%。本文旨在对实现这一目标的可行性、技术需求和可能产生的社会经济影响做出初步评估。
岳超等通过研究1995—2007 年我国各省区化石燃料使用和水泥生产碳排放的趋势,利用Theil系数分析1995—2007 年省际碳强度差异的变化及其来源,探讨东、中、西部地区碳强度差异及其与产业结构的关系,并利用逐步线性回归方法研究省区碳强度的影响因素。贺灿飞等发现伴随经济转型的市场化、经济全球化以及分权化等制度性因素是影响省区能源利用强度的重要因素; 李善同等认为行业能源强度的差别是决定地区能源强度差异的主要因素,产业结构差异导致的能源强度差异较小; 齐绍洲等发现西部和东部地区的人均GDP 和能源消费强度同时存在收敛,但西部地区内部不同省份的收敛状况不同。此外,部分研究探索了省级层面节能减排的潜力,如曾贤刚等利用IPCC 缺省排放系数和省区能源消费数据计算了省区碳排放,并分析了各省排放的变化趋势及减排对策。
本文在已有的文献研究基础上,通过最小二回归(OLS)和协整分析碳强度与经济增长的关系,以便得出相关结论和政策建议,为中国的碳减排和发展低碳经济提供理论基础。
二、数据来源
二氧化碳等温室气体分自然排放和人工排放,人工排放中化石燃料消耗所排放的二氧化碳占总数的95%以上。本文主要研究的碳排放为中国每年的碳排放总量,而化石燃料消耗为经济发展的主要能源,因此经济增长的碳排放估算公式为:Et=fEf +mEm +nEn。其中, 为碳排放量,Ef 、Em、En分别为为煤炭、石油、天然气的消耗标准量,f、m、n为它们对应消耗的碳排放转换系数。根据《数字中国三十年》以及《中国统计年鉴》(2009) 中的能源消耗数据测算了全国的碳排放量, 能源消耗量采用发电煤耗计算法, 按万吨标准煤折算。工业化水平以第三产业占GDP的比重来表示。数据如表1。为了保证时间序列的稳定性,对碳强度和第三产业比重都取对数,并以LCT、LIND表示.
三、碳强度与经济增长关系
碳排放需求与经济发展规模和发展水平直接相关,规模越大,水平越高,则需求越大,反之则低。但达到一定水平,碳排放需求则趋于平稳和不断下降。大略有以下六种情况:
(1)经济发展水平高,经济平稳增长但物理扩张十分有限,碳排放需求量大但趋于饱和。此时的总量限制对经济发展约束小,强度限制亦然。例如,欧盟、日本他们按总量和强度承诺,效果大略相同。
(2)工业化水平高,经济停滞或下滑,碳排放强度削减潜力大。工业化进程中的高排放时段的排放量近于饱和限量,参照此时排放量的总量制约约束小;但强度承诺显然不利。此类国家主要为前苏东国家,其倾向性为基于高排放的总量承诺。
(3)工业化水平较高,经济波动性较大,碳排放需求也相应波动,但高排放时段的总量也趋近于饱和排放,拉美和欧佩克国家属于此类,总量可能较为有利,而强度难度要大些。
(4)工业化进程中的发展中国家,经济增长较为稳定,碳排放需求持续增加,但据饱和排放尚有较大距离,如果按历史排放为基准,总量限制非常不利,而强度约束为相对量,难度要小些。但从历史和长远看,强度约束可能有“活节扣”之效用,约束会随时间而强化。
(5)经济发展水平高,经济平稳增长,而且物理扩张的空间大,碳排放需求量大,但他们未达到饱和状态,此时总量约束对物理扩张有不利影响,但强度承诺约束较小。如美国、澳大利亚、加拿大,可能倾向于强度而非总量。
四、实证分析
(一)数据稳定性检验
为了检验数据的性质,我们使用 ADF 单位根检验法检验变量的平稳性。即对变量Zt ,检验Zt~1(1) 的原假设,即检验Zt 是否平稳。ADF 单位根检验程序基于如下的OLS 回归:
(1)
其中t是线性时间趋势,选择滞后阶数m使残差为白噪声。检验Zt中出现单位根(即Zt~l(1))的原假设,等价于检验方程(1) 中1=0的原假设。如果1显著小于零,则拒绝单位根的原假设。单位根检验结果显示,两个变量的一阶差分在5%的显著水平下拒绝原假设,所以变量是一阶单整序列。
(二)协整检验
协整概念基本思想认为,尽管两个或者两个以上的变量中每个都是非平稳的, 但它们的线性组合有可能相互抵消趋势项的影响, 使该组合成为一个平稳的变量。常用方法有E-G(Engle-Granger)两步检验法和约翰森(Johansen,1988)检验法, 对于多变量之间的协整关系, 可以使用基于向量自回归模型的约翰森检验法。E-G两步检验法通常用于检验两变量之间的协整关系, 由上面的分析可知, 变量LnGDP 和变量LnCardon都是一阶单整序列, 因此可以采用E-G两步检验法做如下协整分析。
首先, 普通最小二乘法(OLS) LCT和LIND之间的回归方程, 并计算非均衡误差。估计的方程为:
LIND=-2.05-0.15LCT
(0.06)(0.01)
R2=0.89F=231.1
根据上式得到残差项为:
ut=2.05+0.15LCT+LIND
然后,对的水平值作ADF检验, 由于残差序列的均值为0, 所以选择无截距项、无趋势项的ADF检验, 估计结果如表3所示。
由對残差稳定性的检验结果可以看出, 在10%的显著性水平下, 残差序列是平稳的, 因此, 1978-2008年中国碳强度与工业化之间具有协整关系。
由回归方程可知,碳强度与工业化进程呈反方向。具体的说,碳强度每提高1%,工业化进程将倒退0.15%,也就是说碳排放量对工业化的推进是起阻碍作用的。
五、结论与政策建议
以上研究表明,碳强度与工业化是反方向变动,碳强度每提高1%,工业化进程将倒退0.15%,也就是说碳排放量对工业化的推进是起阻碍作用的。并且二者之间存在协整关系,即存在长期的均衡关系。根据实证结果与以前学者的研究经验,我们给出以下几点建议。
(一) 技术进步是降低碳强度的关键
无论是提高能源利用效率还是提高清洁能源的比重,都涉及一个核心问题:技术进步。尽管有人对此非常乐观,如WWF 全球能源课题组认为,在正确的政策指引下,只需要使用目前已经商业化的技术就可以实现绝大部分的减排目标;而且中国在发展低碳技术方面有一些有利条件,如市场大、起步不算晚、具备后发优势等,但是在现实中依然存在很多障碍。根据邹骥等的研究结果,如果我们想让2020年的碳强度比2005年减少50%的话,在电力等6 大部门中就需要60多种关键技术的支撑,而这些技术中的42 种中国目前并不掌握核心技术。
(二) 中国的能源效率提高潜力
由于我国以煤炭为主的能源资源禀赋在短期内不会改变,所以对于我们来说,最重要的就是全力提高能源利用效率。从产业能源强度看,第三产业能源强度下降速度最快,对总的能源强度变动贡献最多,因此进一步加大第三产业的能源节约力度,开发和引进能源节约型的先进技术,能够有力地降低区域能源强度。产业结构和产出结构的转变对能源强度变动的解释力不强,说明产业结构优化升级滞后,产业结构的调整效应不能够及时促进能源强度的变动,能源节约型的第三产业在区域产业结构中比重不大,能源密集型的第二产业比重较大,从一定程度上使得能源强度下降幅度不大,因此,加快区域内产业结构转变仍是经济结构调整的重要任务。
(三)发挥碳汇潜力
由于绿色植物通过光合作用吸收固定大气中的二氧化碳,因而通过土地利用调整和林业措施将大气温室气体储存于生物碳库中也是一种积极有效的减排途径。研究表明,增加1% 的森林覆盖率, 便可以从大气中吸收固定0. 6-7.1亿吨碳。当然中国可以改进森林管理,提高单位面积生物产量,扩大造林面积。由于受到自然条件的影响,这些措施的成本可能会很高。在过去的半个多世纪里,中国每年大量投入资金劳力造林,但森林覆盖率仅提高了4个百分点,而且这些造林地段的自然条件可能还是比较好的。考虑到中国1/3的沙漠和1/3的高原土地,未来大幅度提高森林覆盖率的困难非常大。因此, 在看到森林碳汇潜力的同时, 也要看到其极限。
(四)国际经济技术合作
先进能源技术最终要为解决全球能源和环境问题发挥作用,技术的传播和扩散非常重要。因为未来世界能源需求和排放增长的大部分来自发展中国家,而发展中国家限于自身经济实力, 技术水平相对落后, 技术研发能力相对不足。仅仅依靠技术的自然扩散带来的溢出效益或者商业性的技术贸易都是不够的, 为了促进全球可持续发展的共同目标,发达国家有义务向发展中国家提供资金援助和技术转让。然而,长期以来,可持续发展目标下真正积极意义上的技术转让进展十分缓慢。因此,未来国际气候制度的发展,非常有必要寻求通过制度化的手段,来推进发达国家向发展中国家的技术转让。
总之,我国在低碳技术上还存在很大的发展和追赶空间,而目前一些主要国际报告的结论只是汇集了减排潜力和成本评价的结果,而对实施障碍和解决途径等政策领域的评价较少,这可能使人们对低碳技术的真实成本发生误判。
(作者单位:广西师范大学经济管理学院)
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
随着我国人口的快速增长和工业化、城镇化的不断发展,农业综合开发规模和工业化、城市化对资源的利用强度日益扩大,使我国农业本就已经短缺的资源和脆弱的环境面临越来越大的压力。农业生态环境恶化趋势不仅严重影响和制约农业的稳定持续发展,也将动摇国家和民族生存、繁衍、发展的根基。中国政府近期宣布,到2020年中国单位GDP的二氧化碳排放量(即碳排放强度,简称碳强度)将在2005年的水平上减少40%-45%。本文旨在对实现这一目标的可行性、技术需求和可能产生的社会经济影响做出初步评估。
岳超等通过研究1995—2007 年我国各省区化石燃料使用和水泥生产碳排放的趋势,利用Theil系数分析1995—2007 年省际碳强度差异的变化及其来源,探讨东、中、西部地区碳强度差异及其与产业结构的关系,并利用逐步线性回归方法研究省区碳强度的影响因素。贺灿飞等发现伴随经济转型的市场化、经济全球化以及分权化等制度性因素是影响省区能源利用强度的重要因素; 李善同等认为行业能源强度的差别是决定地区能源强度差异的主要因素,产业结构差异导致的能源强度差异较小; 齐绍洲等发现西部和东部地区的人均GDP 和能源消费强度同时存在收敛,但西部地区内部不同省份的收敛状况不同。此外,部分研究探索了省级层面节能减排的潜力,如曾贤刚等利用IPCC 缺省排放系数和省区能源消费数据计算了省区碳排放,并分析了各省排放的变化趋势及减排对策。
本文在已有的文献研究基础上,通过最小二回归(OLS)和协整分析碳强度与经济增长的关系,以便得出相关结论和政策建议,为中国的碳减排和发展低碳经济提供理论基础。
二、数据来源
二氧化碳等温室气体分自然排放和人工排放,人工排放中化石燃料消耗所排放的二氧化碳占总数的95%以上。本文主要研究的碳排放为中国每年的碳排放总量,而化石燃料消耗为经济发展的主要能源,因此经济增长的碳排放估算公式为:Et=fEf +mEm +nEn。其中, 为碳排放量,Ef 、Em、En分别为为煤炭、石油、天然气的消耗标准量,f、m、n为它们对应消耗的碳排放转换系数。根据《数字中国三十年》以及《中国统计年鉴》(2009) 中的能源消耗数据测算了全国的碳排放量, 能源消耗量采用发电煤耗计算法, 按万吨标准煤折算。工业化水平以第三产业占GDP的比重来表示。数据如表1。为了保证时间序列的稳定性,对碳强度和第三产业比重都取对数,并以LCT、LIND表示.
三、碳强度与经济增长关系
碳排放需求与经济发展规模和发展水平直接相关,规模越大,水平越高,则需求越大,反之则低。但达到一定水平,碳排放需求则趋于平稳和不断下降。大略有以下六种情况:
(1)经济发展水平高,经济平稳增长但物理扩张十分有限,碳排放需求量大但趋于饱和。此时的总量限制对经济发展约束小,强度限制亦然。例如,欧盟、日本他们按总量和强度承诺,效果大略相同。
(2)工业化水平高,经济停滞或下滑,碳排放强度削减潜力大。工业化进程中的高排放时段的排放量近于饱和限量,参照此时排放量的总量制约约束小;但强度承诺显然不利。此类国家主要为前苏东国家,其倾向性为基于高排放的总量承诺。
(3)工业化水平较高,经济波动性较大,碳排放需求也相应波动,但高排放时段的总量也趋近于饱和排放,拉美和欧佩克国家属于此类,总量可能较为有利,而强度难度要大些。
(4)工业化进程中的发展中国家,经济增长较为稳定,碳排放需求持续增加,但据饱和排放尚有较大距离,如果按历史排放为基准,总量限制非常不利,而强度约束为相对量,难度要小些。但从历史和长远看,强度约束可能有“活节扣”之效用,约束会随时间而强化。
(5)经济发展水平高,经济平稳增长,而且物理扩张的空间大,碳排放需求量大,但他们未达到饱和状态,此时总量约束对物理扩张有不利影响,但强度承诺约束较小。如美国、澳大利亚、加拿大,可能倾向于强度而非总量。
四、实证分析
(一)数据稳定性检验
为了检验数据的性质,我们使用 ADF 单位根检验法检验变量的平稳性。即对变量Zt ,检验Zt~1(1) 的原假设,即检验Zt 是否平稳。ADF 单位根检验程序基于如下的OLS 回归:
(1)
其中t是线性时间趋势,选择滞后阶数m使残差为白噪声。检验Zt中出现单位根(即Zt~l(1))的原假设,等价于检验方程(1) 中1=0的原假设。如果1显著小于零,则拒绝单位根的原假设。单位根检验结果显示,两个变量的一阶差分在5%的显著水平下拒绝原假设,所以变量是一阶单整序列。
(二)协整检验
协整概念基本思想认为,尽管两个或者两个以上的变量中每个都是非平稳的, 但它们的线性组合有可能相互抵消趋势项的影响, 使该组合成为一个平稳的变量。常用方法有E-G(Engle-Granger)两步检验法和约翰森(Johansen,1988)检验法, 对于多变量之间的协整关系, 可以使用基于向量自回归模型的约翰森检验法。E-G两步检验法通常用于检验两变量之间的协整关系, 由上面的分析可知, 变量LnGDP 和变量LnCardon都是一阶单整序列, 因此可以采用E-G两步检验法做如下协整分析。
首先, 普通最小二乘法(OLS) LCT和LIND之间的回归方程, 并计算非均衡误差。估计的方程为:
LIND=-2.05-0.15LCT
(0.06)(0.01)
R2=0.89F=231.1
根据上式得到残差项为:
ut=2.05+0.15LCT+LIND
然后,对的水平值作ADF检验, 由于残差序列的均值为0, 所以选择无截距项、无趋势项的ADF检验, 估计结果如表3所示。
由對残差稳定性的检验结果可以看出, 在10%的显著性水平下, 残差序列是平稳的, 因此, 1978-2008年中国碳强度与工业化之间具有协整关系。
由回归方程可知,碳强度与工业化进程呈反方向。具体的说,碳强度每提高1%,工业化进程将倒退0.15%,也就是说碳排放量对工业化的推进是起阻碍作用的。
五、结论与政策建议
以上研究表明,碳强度与工业化是反方向变动,碳强度每提高1%,工业化进程将倒退0.15%,也就是说碳排放量对工业化的推进是起阻碍作用的。并且二者之间存在协整关系,即存在长期的均衡关系。根据实证结果与以前学者的研究经验,我们给出以下几点建议。
(一) 技术进步是降低碳强度的关键
无论是提高能源利用效率还是提高清洁能源的比重,都涉及一个核心问题:技术进步。尽管有人对此非常乐观,如WWF 全球能源课题组认为,在正确的政策指引下,只需要使用目前已经商业化的技术就可以实现绝大部分的减排目标;而且中国在发展低碳技术方面有一些有利条件,如市场大、起步不算晚、具备后发优势等,但是在现实中依然存在很多障碍。根据邹骥等的研究结果,如果我们想让2020年的碳强度比2005年减少50%的话,在电力等6 大部门中就需要60多种关键技术的支撑,而这些技术中的42 种中国目前并不掌握核心技术。
(二) 中国的能源效率提高潜力
由于我国以煤炭为主的能源资源禀赋在短期内不会改变,所以对于我们来说,最重要的就是全力提高能源利用效率。从产业能源强度看,第三产业能源强度下降速度最快,对总的能源强度变动贡献最多,因此进一步加大第三产业的能源节约力度,开发和引进能源节约型的先进技术,能够有力地降低区域能源强度。产业结构和产出结构的转变对能源强度变动的解释力不强,说明产业结构优化升级滞后,产业结构的调整效应不能够及时促进能源强度的变动,能源节约型的第三产业在区域产业结构中比重不大,能源密集型的第二产业比重较大,从一定程度上使得能源强度下降幅度不大,因此,加快区域内产业结构转变仍是经济结构调整的重要任务。
(三)发挥碳汇潜力
由于绿色植物通过光合作用吸收固定大气中的二氧化碳,因而通过土地利用调整和林业措施将大气温室气体储存于生物碳库中也是一种积极有效的减排途径。研究表明,增加1% 的森林覆盖率, 便可以从大气中吸收固定0. 6-7.1亿吨碳。当然中国可以改进森林管理,提高单位面积生物产量,扩大造林面积。由于受到自然条件的影响,这些措施的成本可能会很高。在过去的半个多世纪里,中国每年大量投入资金劳力造林,但森林覆盖率仅提高了4个百分点,而且这些造林地段的自然条件可能还是比较好的。考虑到中国1/3的沙漠和1/3的高原土地,未来大幅度提高森林覆盖率的困难非常大。因此, 在看到森林碳汇潜力的同时, 也要看到其极限。
(四)国际经济技术合作
先进能源技术最终要为解决全球能源和环境问题发挥作用,技术的传播和扩散非常重要。因为未来世界能源需求和排放增长的大部分来自发展中国家,而发展中国家限于自身经济实力, 技术水平相对落后, 技术研发能力相对不足。仅仅依靠技术的自然扩散带来的溢出效益或者商业性的技术贸易都是不够的, 为了促进全球可持续发展的共同目标,发达国家有义务向发展中国家提供资金援助和技术转让。然而,长期以来,可持续发展目标下真正积极意义上的技术转让进展十分缓慢。因此,未来国际气候制度的发展,非常有必要寻求通过制度化的手段,来推进发达国家向发展中国家的技术转让。
总之,我国在低碳技术上还存在很大的发展和追赶空间,而目前一些主要国际报告的结论只是汇集了减排潜力和成本评价的结果,而对实施障碍和解决途径等政策领域的评价较少,这可能使人们对低碳技术的真实成本发生误判。
(作者单位:广西师范大学经济管理学院)
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”