河北省碳排放与经济增长关系的实证研究

文/王雪 牛建高

【摘要】为考察河北省碳排放与经济增长之间的定量关系，本文选取1990～2012 年的河北省碳排放量与地区生产总值相关数据，利用协整分析、误差修正模型及格兰杰因果检验对二者进行了实证检验。研究表明，考察期内，河北省碳排放量与经济增长之间存在着长期正向的均衡关系，而短期内经济增长对碳排放的影响更为显著，且两者表现为双向格兰杰因果关系。因此，调整产业结构、优化能源消费结构及提高能源利用效率有助于实现河北省节能减排与经济发展的良性互动。

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关键词 碳排放；经济增长；河北省

【基金项目】国家发展和改革委员会中国清洁发展机制基金赠款项目（20120701）、河北省科学技术厅软科学研究计划项目（13454206D）。

【作者简介】王雪，石家庄经济学院经贸学院硕士研究生，研究方向：资源与环境经济学；牛建高，石家庄经济学院经贸学院教授，硕士研究生导师，研究方向：资源与环境经济学。

近年来，随着我国经济的快速增长，碳排放量也“步步登高”，并跃居世界榜首，因此，发展低碳经济、促进节能减排已刻不容缓。作为一个经济和资源消耗大省，河北省在保持经济持续快速发展的同时，碳排放量更是迅猛增加，如何实现节能减排与经济增长的良性互动已成为河北省未来时期必须面对并解决的重大问题。

关于碳排放量与经济增长之间的关系，国内外学者从诸多方面进行了研究，并得出一系列有价值的结论。但由于产业结构、能源消耗结构、经济发展方式等存在着地区性差异，不同地区的碳排放量与经济增长的关系可能会呈现出不同的特点。鉴于此，本文拟在借鉴前人研究成果的基础上，选取1990年以来的时序数据，利用协整分析、误差修正模型及格兰杰因果检验，对河北省的碳排放与经济增长之间的关系进行实证研究，以期为加快河北省节能减排进程提供决策参考。

一、变量选取与数据检验

（一） 变量选取与数据说明

本文选取地区生产总值表征经济增长，记为GDP；以河北省各类能源消费的二氧化碳排放量表示碳排放总量，记为C。其中，地区生产总值和能源消费数据来自《河北经济年鉴》中1990～2012年的年度数据，并运用GDP平减指数将名义生产总值进行了平滑处理，换算成以1978年不变价格表示的地区生产总值。

由于目前我国尚未正式公布碳排放量的具体数据，本文采用以下公式对各类能源的碳排放量进行测算：

石油、天然气）。

其中， Ci 为第i种能源的碳排放量； Ei 为第i类能源的消耗量； λi 为第i类能源的碳排放系数，即每消耗1单位能源产生的碳排放量。鉴于目前碳排放系数尚未形成一个统一的标准，本文采用的指标为国家发改委能源研究所及国家科委气候变化项目公布的各类能源碳排放系数的平均值。

为了避免异方差的困扰，对河北省地区生产总值及碳排放量序列取自然对数，分别记为lnGDP与lnC。其相应的一阶差分序列分别为△lnGDP和△lnC，图1和图2分别为变量序列的时序图和一阶差分图。

由图1可以看出，碳排放量与河北省地区经济产出之间存在共同向上发展的趋势，由此可以判断，两者之间可能存在一定的相关关系。同时，由变量的时序图观察可知，两变量均表现为非平稳，但图2中两变量的一阶差分序列表现平稳，且变化趋势相似，据此特征，推测两变量间可能存在协整关系，可以对lnGDP与lnC进行进一步的协整检验。

（二） 数据检验

本文运用eviews6.0，采用ADF单位根检验法来进一步检验lnC与lnGDP序列的平稳性并确定其各自的单整阶数，检验过程中滞后阶数的选择依据AIC信息准则。两变量的单位根检验结果如表1所示。

由表1 变量的ADF 检验可知，在1%、5%及10%的显著性水平下，序列lnC和lnGDP均接受存在单位根假设，均表现出不平稳性；两变量的一阶差分序列△lnC和△lnGDP在5%及10%的显著水平下，拒绝原假设，表现出平稳性。因此，lnC 与lnGDP为一阶单整序列，即lnC～I（1）、△lnGDP～I（1），满足协整分析的前提。

二、实证分析

（一） 协整分析

为了分析河北省碳排放量与经济增长之间是否存在长期的均衡关系，下面对两者进行协整分析。对于一个序列自身来说，可能是非平稳的，但该序列的线性组合却可能是平稳的。若其线性组合是平稳的，则认为非平稳时间序列之间存在协整关系，本文采用Engle-Granger两步法进行协整关系检验。由上面的ADF检验已知lnC与lnGDP为一阶单整序列，因此变量lnC和lnGDP有可能存在协整关系。下面对变量lnC和lnGDP进行协整检验。

首先，运用OLS对变量lnC和lnGDP建立回归方程，结果如下：

lnC=3.9657+0.6957×lnGDP+εt

t =（18.8810） （24.9093）

R2=0.9673 F=620.4733

由以上可见，拟合优度R2为0.9673，回归方程整体拟合效果较好；方程的F值与方程参数的T值都通过了检验，说明回归方程以及各个参数在统计上是显著的。

其次，检验回归方程的残差序列的平稳性。上述回归方程的残差为：

ecm=lnC-0.6957×lnGDP-3.9657

对残差序列的检验结果如表2所示。

由表2可知，在5%的显著水平下，ADF检验值-2.518409小于其相应的临界值-1.959071，表明残差序列是平稳的，说明在5%的显著性水平下河北省碳排放量与生产总值之间具有协整关系，可以认为碳排放量迅猛增加与经济的飞速增长并非偶然契合，两者表现出了长期均衡关系。协整方程进一步表明，河北省地区生产总值每增加1个单位，碳排放量则相应增加0.6957个单位，两者之间呈正向关系。

由于协整关系只反映了两变量间的长期静态均衡机制，因此可通过建立误差修正模型来揭示两变量之间的短期行为。

（二） 误差修正模型分析

将回归方程中的残差序列ecm作为误差修正项，建立误差修正模型，可据此反映短期偏离长期均衡的修正机制。

以△lnC 作为被解释变量， △lnGDP 以及ecmt-1 为解释变量，建立的误差修正模型如下：

△lnC=-0.0227+0.8384×△lnGDP-0.1679 ecmt-1t =（-0.3249） （1.3729） （-1.3154）

其中，ecmt-1=lnCt-1-3.9657-0.6957lnGDPt-1。

从式中可以看出，ecmt-1系数为-0.1679，符合反向修正机制。t - 1 时刻，lnCt-1大于其长期均衡解3.9657+0.6957lnGDPt-1 时，ecmt-1 为正，使△lnC减小；反之，若t - 1 时刻lnCt-1小于其长期均衡解3.9657+0.6957lnGDP t-1， ecmt-1 为负， 使△lnC 增大。且滞后一期的误差项以0.1679的比率对△lnC做出修正。在短期修正模型中，两变量的短期动态均衡关系为每1 单位经济增长的提高，伴随着0.8384个单位碳排放量的增加。这一结果比上面长期均衡中的回归系数0.6957要大，说明经济增长对碳排放量的短期影响更为显著。

（三） 格兰杰（Granger） 因果关系检验

河北省碳排放量与经济增长间的均衡关系究竟是碳排放量变动引起经济增长变动还是经济增长引起碳排放量增加，仅从协整分析结果无法得出结论。下面运用Granger 因果检验分析两者之间的因果关系。

Granger 因果检验结果与变量滞后阶数的选择有很大的关系，本文依据EViews 中提供的最为常用的LR 检验统计量、最终预测误差（ FPE ）、AIC 信息准则、SC 信息准则和HQ 信息准则来判断Granger因果检验的最优滞后阶数，结果如表3所示。

由表3 给出的0～5 阶的5 个准则的值可以看到，有4个准则给出的滞后阶数为3，可以将变量的最优滞后阶数确定为3， 并据此对变量进行Granger因果检验，结果如表4所示。

由表4检验结果可知，当滞后阶数为3时，原假设“lnC不是lnGDP的Granger 原因”及“lnGDP不是lnC的Granger 原因”均被拒绝，即lnC与lnG?DP互为Granger 原因。说明在检验期间经济增长导致碳排放量的增加，与此同时，碳排放对经济增长的影响也很明显。据此可以认为，随着河北省经济增长能源消耗增加，且主要为化石能源的消耗，从而引起碳排放量增加，因此经济增长是导致河北省碳排放量增加的主要因素；另一方面，由于河北省经济增长主要依赖资源型重化工业的发展，而目前重化工业严重依赖化石能源的能源结构尚未改变，因此河北省劣质化的能源消费结构使得河北省的经济增长进程必然伴随着碳排放量的迅猛增加。

三、主要结论与政策建议

（一） 主要结论

通过前面对河北省碳排放与经济增长之间关系进行的计量分析，可以得出以下主要结论。

1.河北省碳排放量与经济增长之间存在协整关系，即两者存在长期的均衡关系。河北省地区生产总值每增加1单位，将会使碳排放增加0.6957个单位。

2.通过建立误差修正模型可知，误差修正项系数为-0.1697，表明经济增长对均衡关系呈现一种反向修正的机制。两者之间的短期动态均衡关系为经济增长每提高1 个单位，将会使碳排放提高0.8384个单位，该值大于长期方程中的回归系数0.6957，说明经济增长对碳排放量的短期影响更为显著。

3.通过格兰杰因果关系检验可知，在滞后3期内，碳排放与经济增长互为格兰杰原因，长期内相互影响。这说明长期以来，河北省经济的快速增长与化石能源的大量消耗密不可分，这进一步表明河北省粗放式的经济增长方式与劣质化的能源消费结构共同导致了碳排放量的大量增加。

（二） 政策建议

基于上述结论，为形成经济增长与节能减排良性互动的局面，本文提出三点政策建议。

1.大力淘汰落后产能，推进经济结构转型升级。基于河北省经济增长严重依赖重工业的现状，河北省应大力淘汰钢铁、建材等重点高耗能行业的落后产能，持续推进经济转型升级，进一步优化产业结构，进而减少化石能源消耗，以加快河北省节能减排进程。

2.强化科技支撑，提升经济增长质量。河北省应以京津冀协同发展为契机，充分利用自身及京津的教育、科研资源，建立政府、企业、科研院所、市场等相互关联、互动的科技创新体系，并加大政策倾斜，着力加强高新技术人才培养，加快人才、技术双重引进，加强技术人才储备，并且要依靠市场的力量确保创新体系的高效运转，形成技术创新合力，为结构优化和经济发展置入永动机。

3.优化能源消费结构，提高能源利用效率。一方面，要充分发挥河北省太阳能、风能、秸秆、地热以及海洋等资源优势，大力开发新能源，着力培育和发展新能源产业，扭转能源生产、消费的被动局面，逐渐改善和优化河北省的能源生产和消费结构，以不断降低能源消费的碳排放综合系数。另一方面，鉴于河北省重工业所占比重高、能耗高的特征，河北省要以钢铁、石化、建材等高耗能行业为重点，大力推进工业企业科学用能、系统节能，以逐步降低单位工业产品能耗，提高能源利用效率。

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（责任编辑：夏明芳）