二氧化碳排放的影响因素分析与碳税减排政策设计

●政策研究《财政研究》2009年第10期资，鼓励促进产业转移，支持探索产业转
移新途径，加快区域与产业合作。

（8）支持重点产业发展。

加大对重点
产业支持力度，积极支持改造提升家电、
纺织、建材、农产品加工等传统产业，不断
壮大汽车、冶金、装备制造、新型化工等先
进制造业，积极培育电子信息、生物医药、
公共安全等高技术产业，支持发展现代农
业、物流等现代服务业。

（9）推动自主创新和产业升级。

积极
贯彻落实国家税收优惠政策和地方税费优惠政策，通过技术改造、产业发展、自主创新等专项资金引导，支持示范区实现承接产业转移与产业升级同步；引导创新要素向企业集聚，鼓励创新型企业发展，支持转移产业转型升级；促进创新资源开放共享，支持公共创新平台建设，增强产业转移的科技支撑；提高政府服务企业的创新能力，建立产学研与产业转移的联动机制，完善自主创新机制体制。

（10）继续深化财税体制改革。

按照基本公共服务均等化和主体功能区建设的要求，完善公共财政体系；健全财力与事权相匹配的体制，理顺各级财政收入分配关系；调整财政支出结构，健全转移支付办法，优化税费政策措施，逐步构建层级优化、激励引导、保障有力的示范区财政体制。

（11）支持开展综合配套改革。

积极支持示范区有序推进行政管理体制、社会管理体制、经济体制及土地管理、人才引进等综合配套改革，为示范区建设提供强大动力和体制机制保障；引导鼓励示范区大胆试验，开拓创新，有效发挥试验、示范、带动作用。

（12）推动建立资源共享机制。

积极推动示范区打破行政保护，消除市场壁垒，促进各类资源的合理流动，积极引导资金、技术、人才、信息、管理等生产要素向示范区集中，实现生产要素的优化配置，增强示范区建设的内在动力。

（13）建立健全激励考核机制。

加大对示范区基础设施完善、重大产业项目引进、重要产业链和产业集群形成的财政奖励力度，强化财政支持示范区建设的措施制定、政策落实、实施效果的绩效评估与综合考核。

（责任编辑纪燕渠）
我国的能源消费随着经济持续快速
发展、人口增长、工业化和城市化而迅速
增长，与之相伴的二氧化碳排放量（以下
简称碳排放量）以及对环境的破坏性影响
也越来越受到社会各界和广大学者的关
注。

我国以矿物燃料为主的能源结构在相
当长一段时间仍占主导地位，持续攀升的
能源消耗和以二氧化碳为主的温室气体
排放量使我国的能源发展面临更加严峻
的挑战。

基于此，本文以有效抑制碳排放
量的快速增长为立论依据，通过建立以碳
排放量为因变量的STIRPAT模型，分析对
碳排放量具有重要影响的几个因素，进而
谋划减少碳排放的碳税政策策略。

一、碳排放的影响因素及
STIRPAT模型检验
（一）碳排放的影响因素。

碳排放量是由一个国家的技术水平、
富裕程度、能源结构、经济结构、人口结构
等众多因素共同作用决定的。

但是这些影
响因素对碳排放量的作用不同，传统观点
认为随着人类财富的增加，日益增长的能
源消费是碳排放量增长的主要因素，但是
没有考虑人口、技术因素。

还有研究认为
人口、经济、技术都是决定碳排放量的主
要因素，这些决定因素在不同的国家对碳
排放量的贡献不同。

对此，国外学者展开了大量的研究。

Dieta(1997)、York等（2003）、Shi(2003)利用
STIRPAT模型研究了碳排放量和人口之
间的关系，其中Dieta和York等认为，人
口对碳排放量的弹性系数接近1；而Shi
认为人口对碳排放量的弹性系数在1.41
与1.65之间。

但这些研究是针对多国家的
碳排放量和人口从整体意义上平均而言
的，缺乏对具体国家的具体分析，对各国
的碳减排缺乏指导意义。

因此，本文利用偏最小二乘法（Partial
Least Squares）建立了STIRPAT模型，采用
1978-2008年的相关数据从整体上对我国
碳排放进行了定量分析，研究结果表明：
在过去30年里，人口对我国碳排放量的
影响相对较大，这充分说明了人类行为对
环境改变的重要作用；人均实际GDP和能
源效率对我国的碳排放量影响很大，这说
明我国还有待于进一步优化经济结构和
增加减排力度。

这些研究结果表明人口、
经济、技术等对我国碳排放量存在不同程
度的影响。

（二）STIRPAT模型。

1.STIRPAT模型的建立。

Ehrlich和Holden于1971年首次提
出建立“IPAT”模型来反映人口对环境压
力的影响，该方程将环境影响和人口规
模、人均财富以及对环境毁坏的技术水平
联系起来，建立四者之间的方程式“I=
PAT”。

该模型是一个被广泛认可的分析人
口对环境影响的公式，现在仍被应用于分
析环境变化的决定因素。

但是，“IPAT”模型存在一些局限性，
即通过改变一个因素，而保持其他因素固
定不变来分析问题，这样得到的结果就是
对因变量的等比例影响。

为了克服IPAT
模型的不足，一些学者通过建立随机模型二氧化碳排放的影响因素分析与
碳税减排政策设计
李齐云商凯
41
··
来分析人口对环境的非比例变化影响。

York等在IPAT模型的基础上，建立了STIRPAT（stochastic impacts by regression on population,affluence,and technology）模型，即
I i=aP i b A i c T i d e i(1)
该模型把三个主要因素：人口（P）、人均消费（A）和技术（T）作为排放量改变（I）的决定因素。

在对模型取对数后，式（1）就变为
ln I it=a+b ln P it+c ln A it+d ln T it+e it(2)
式中，t指年份，P代表人口，A代表财富，T代表技术，也可以是指经济活动的能源效率；因变量I代表碳排放量。

其中因素P、A可以分解，而且T也可以分解，所以，为了便于分析，本文将城市人口占总人口的比例以及城市化水平引进模型，即式（2）变化为
ln I t=a+b1ln P t+b2ln U t+b3ln L t+c ln A t+d ln T t +e t(3)式中，U、L分别指城市人口占人口总数的比例和15—64岁人口占的比例。

2.数据来源。

根据York(2003）的STIRPAT模型，本文采用1978—2008年的人口、人均实际GDP、单位GDP产出的能源消费数据来分
析人口、经济、技术对我国碳排放量的影
响。

财富用人均实际GDP（1995年人均不
变价）来表示。

技术用单位GDP产出的能
源消费来表示，单位GDP产出的能源消费
越小，经济活动的能源效率越高，产生的碳
排放量越少。

人口分解为15—64岁的人口
和城市人口占总人口的比例，一般来说，一
个国家15—64岁人口和城市人口占的比
例越大，消费的能源和资源越多，但是从另
一个角度来说，他们的环境意识和技术水
平也越高。

各个变量的定义说明如表1。

为了保证碳税政策的设计，将碳排放
量的单位转变为以碳为单位，其转换率为
每单位碳等于3.664单位的碳排放量。

历史数据表明，世界整体的碳排放量
的增长、人口的增长、人均实际GDP的增
长以及单位GDP产出的能源消费的降低
基本是一致的，但是人口的增长超过了碳
排放量的增长。

而我国的人均实际GDP的
增长以及单位GDP产出的能源消费的降
低远远超过了碳排放量的增长。

显然，这些
影响因素的变化和碳排放量增长之间的关
系在不同的国家是不同的。

3.结果分析与讨论。

如果利用普通最小二乘法（ordinary
least squares,OLS）建立回归模型，就会导
致回归系数参数估计的标准误差变大，置
信区间变量变宽，估计值的稳定性降低，系
数t检验通不过，或者不能得到正确的系
数估计值等。

为了避免模型多个变量之间
的多重共线性问题，本文利用偏最小二乘
法（partial least squares,PLS）来建立人口、
经济、技术和碳排放量之间的回归关系，即
建立以碳排放量为因变量的STIRPAT模
型，然后由计量软件Eviews5.1得到模型结
果，如表2所示。

由表2可知，我国碳排放
量与人口、技术的相关系数很高（在0.97
以上），而且经过VIF（variance inflation
factor）检验，数据之间存在严重的多重共
线性问题。

由表2的回归系数符号，我们可以看
出，在过去的30年中，人口、经济、技术对
我国碳排放量的影响，人均实际GDP、能
源强度和15—64岁人口比例对碳排放的
影响是正向的，而人口和城市化的水平对
碳的排放是负向的。

除发达国家的15—64
岁人口占总人口的比例对碳排放量的影响
符合Simon的观点外，即负向影响，其余都
符合以Bidsall为代表的多数学者的观点，
即较多的人口数量必然导致较大的能源满
足工业、电力、交通的需求，从而产生大量
的碳排放量。

（三）碳排放主要影响因素的归纳。

通过定量分析我国、发达国家及世界
的人口、人均实际GDP、能源效率和城市
化率对碳排放量的影响，可以总结出如下
变量定义单位
碳排放量（I）化石燃料和水泥生产的碳排放量千吨
人均GDP（A）人均实际GDP以1995年美元不变价
总人口（P）总人口人
能源强度（T）单位GDP产出的能源消费1995年美元/千克标准油
城市化水平（U）城市人口占总人口的比例%
15—64岁人口比例（L）15—64岁人口占总人口的比例%
表1模型各变量的说明
资料来源：世界银行（SIMA，2008）数据库。

变量系数人均GDP总人口能源强度城市化水平15—64岁人口比例R2
中国-23.13 1.83-0.47 1.84-1.10 1.98
0.99 (-0.39)(6.25)*(-0.13)(5.41)*(-0.74)(3.36)**
发达国家-53.29 1.479.99-0.07-12.68-16.44
0.98 (-3.76)(12.44)**(6.74)*(3.73)*(2.54)**(-5.87)**
世界-26.12 1.24 1.930.40-3.500.40
0.99 (-1.23)(5.61)*(1.28)(1.81)(-1.21)(0.43)
表2PLS下二氧化碳排放量的影响因素分析
注：***：P＜0.05;**:P＜0.01;*:P＜0.001
42
··
碳税水平（美元/吨）
碳减排率（%）
2020
2030
2040
2050
0—
—
—
—
30 1.0 5.010.015.050 2.114.722.724.580 4.920.528.630.1100 5.227.631.734.4120
6.0
40.6
42.5
47.7
表4
不同碳税水平下的碳减排率
方案
征收方式
碳税收入利用方式
对生产部门实行税收宽免
对生产部门实行统一税率
对能源密集型部门免税
归入政府一般性预算收入
补贴生产间接税
A 否是否是否
B 是是否是否
C 是否是是否D
是
否
是
否
是
表3
碳税方案描述
几点。

1.人口对碳排放量的影响很大，尤其是15—64岁人口所占比例，对发达国家是负影响，即技术进步来自于环境的压力；对我国和世界总水平是正影响，这跟
Malthusian 观点一致，即人口增长促进了碳排放量的增加。

这说明在不同的收入水平、技术水平和经济条件下，人类的环保意识和改善环境的效果不同，当人均收入较高时，人类就会借助于科学技术来优化能源消费结构，减少碳的排放，进而改善自身的生存环境。

随着劳动力人口比例的加大，碳排放量逐渐减少；相反，人均收入越低，碳排放量随着劳动力比例的增加而加大，模型结果充分验证了这一点。

因此，决策者在制定碳减排的长期策略时，应考虑不同收入水平和经济条件下，人类生产生活行为对碳减排的作用。

2.人均实际GDP 对碳排放量的影响，基本随着经济发展水平的提高而呈下降趋势。

3.通过提高能源效率来减少碳排放量，其结果的高低受国家经济发展水平和能源消费结构的制约，对发达国家，能源强
度对于碳排放量的影响小，在我国，对碳排放量的影响相对较大。

4.城市化率对碳排放的影响受各国
经济发展水平、能源消费结构、人均能源消耗、城乡差距等因素的制约。

二、碳税方案设计及对碳减排的效应
（一）四种碳税方案描述。

碳税最早由芬兰在1990年开始征收，此后，瑞典、挪威、荷兰和丹麦也相继开征。

著名经济学家Cansier 和Krumm (1997)对这些国家的碳税制度作了详细的综述性介绍。

在征税环节上，芬兰和荷兰没有对生产部门实行任何税收优惠政策，而瑞典、挪威和丹麦都考虑了对生产部门尤其是能源密集型部门的税收减免。

在碳税利用方式上，瑞典、挪威、芬兰、荷兰没有对碳税收入规定特别的用途，而是将其全部归入政府的一般性预算收入；丹麦则将各非免税部门
所缴纳的碳税全部用于补贴该部门的劳动投入或节能投资。

本文参考这些国家现有的碳税机制设
置了四种碳税方案，如表3所示。

需要指出的是，本文通过设置不同的碳税方案，重点比较各种征税方式和税收利用方式对我国碳排放、能源密集型部门等的影响，并从中选择最适合我国的碳税机制。

方案A 效仿芬兰和荷兰的碳税机制，
假设对所有生产部门和居民部门按同一税率征收碳税，所得碳税收入全部归入政府收入。

方案B 效仿瑞典碳税机制，假设对生产部门实行只相当于居民部门税率1/4的税率，所得碳税收入全部归入政府收入。

方案C 相当于对挪威税收宽免方式的一个简单化，假设对能源密集型部门免征碳税。

结合中国的具体情况，本模型将钢铁工业、建材工业、化学工业、有色金属工业以及造纸印刷业设为免税部门。

所得碳税收入也全部归入政府收入。

方案D 类似于丹麦模式，假设对能源密集型部门免征碳税，而各非免税部门所缴纳的碳税都用于降低该部门的生产间接税。

（二）碳税对我国碳排放的效应分析。

碳税实施效果对碳排放影响的差异性较大。

在不同国家和地区的不同经济社会发展阶段实施碳税，其实施效果有较大差
异。

西方一些经验研究发现，碳税对温室气体减排的影响非常有限（L.Drouet,2006）。

也有研究发现碳税对碳减排的确是有用的工具（Craig Hanson,2006;Shrum,2007）。

总体上看，碳税的实施，不可能实行统一的税率，因此其实施效果差异较大。

表4列出了无碳税政策（基准情景）和
不同碳税水平下未来中国能源系统碳排放情况。

假定从2015年开始征收碳税，碳税
水平分别为每吨碳30（方案代码CT30，以此类推）、50、100、150和200美元。

在基准情景下，2015年的碳排放为
13.25亿吨，2050年的碳排放量22.59亿吨。

征收碳税引起的碳排放减少效应逐渐增加。

在50美元/吨的碳税水平下，2050年的碳排放削减为17亿吨，减排率为
43··
24.5%。

当碳税从50美元/吨增加到80美元/吨，减排率可提高到30.1%。

虽然从2015年开始征收碳税，但是在2015年以前就已经存在碳减排。

这说明，为了使减排的成本最小化，在开始征收碳税以前，就已经存在能源系统和投资与消费结构的调整。

这是因为CGE模型是动态优化的，即模型具有“预见性”。

这一点具有普遍的政策含义，既无论是碳税还是其他的政策工具，在实施之前应该提前给市场提供信号，使市场及早优化资源配置。

三、碳税减排政策设计
（一）碳税特征描述。

碳税是指针对碳排放所征收的税。

它以环境保护为目的，希望通过削减碳排放来减缓全球变暖。

碳税通过对燃煤和石油下游的汽油、航空燃油、天然气等化石燃料产品，按其碳含量的比例征税来实现减少化石燃料消耗和碳排放。

碳税的特征表现为：
1.碳税的实质就是为保护全球温度稳定这一公共品而对排放以二氧化碳为代表的温室气体（Greenhouse Gases）的生产过程和消费征税，使其负外部成本内部化。

2.碳税是一种间接税。

与直接税征收最末端的收入不同，间接税是在生产或消费过程中征收的。

碳税就是一种间接税，具有固定的税率，不改变分配结构，对经济发展负作用相对较小。

3.碳税是一种调节税。

随着更多国家完成工业化及可供给廉价燃料的减少，碳或含碳燃料的价格将持续增长。

碳税作为一种调节税，能够发挥激励作用，促进节能，促使风能、太阳能、地热能等可再生能源更加具有竞争力，同时逐步淘汰落后的高耗能产业和技术，避免社会经济滑向不可持续模式的深渊。

4.碳税实施效果差异性较大。

在不同国家和地区的不同经济社会发展阶段实施碳税，其实施效果有较大差异。

西方一些经验研究发现，碳税对温室气体减排的影响
非常有限（L.Drouet,2006）。

也有研究发现
碳税对碳减排非常有效（OECD/IEA，2003；
Craig Hanson,2006;Shrum,2007;William
Chameides,2007）。

总体上看，碳税的实施
效果差异较大。

（二）几种碳税政策方案选择。

1.按照计税依据分类，碳税可以分为
直接计征的碳税或BTU（英国热量单位
British Thermal Unit）碳税。

直接计征碳税
的计税依据理论上是建立在碳排放量的基
础上，但由于对碳排放量的计量难度较大，
故直接计征碳税实际操作非常困难。

实践
中，考虑到碳含量与矿物燃料燃烧释放的
碳基本成正比关系，所以可采用燃料消耗
量作为建立碳税收费标准的最基本依据。

代替碳收费的另一种可行建议，就是BTU
碳税，这种税是基于燃料燃烧所释放的能
量来设计的（中国气候变化国别研究组，
2000）。

2.按照实施碳税的目的分类，碳税或
基于激励/约束目的，或基于财政筹资目
的。

激励/约束包括节能的激励和环境保
护、温室气体减排的激励，即通过提高燃料
或排放的价格来削减能源消耗及其他来源
的温室气体排放；为清洁能源或其他目的
汲取资金；使温室气体排放的成本内部化，
创造更加有效的市场。

3.按照收税标准分类，碳税可以分为
统一税和差别税。

统一税指实施统一的碳
税政策；差别税指在不同行业或地区实施
不同的碳税政策，主要是税率的差异。

如果
把税收的静态经济效率（最优收费或最小
费用）作为唯一的评价准则，应采用统一的
税率。

但考虑到社会公平问题和落后地区
的发展问题，就需要实施差别税率，以照顾
不同地区、不同行业间分配公平的问题。

四、结论与建议
本文的研究表明，不同的碳税方案及
征税方式和税收利用方式对碳排放、能源
强度和一次能源碳排放系数以及能源密集
型部门有着不同的作用机制和影响效应，
因此，选择最适合我国的碳税方案是制定
碳税政策时必须首先采取的关键之举。

依
据本文的研究结论和既有的碳税备选方
案，特对我国的碳税政策设计提出以下建
议。

1.选择碳税政策时，在短期内应选择
低税率、对经济负面影响较小、以筹集适量
财政资金为主、以减少碳排放为辅的自主
国家碳税；等到中长期再考虑实施以减少
碳排放为主、以筹集资金收入为辅的碳税
政策。

换言之，中期和长期的碳税政策，应
该对集中排放源的所有温室气体征税，对
分散源则以燃料消耗为基础。

2.如果选择刺激型的碳税，征收环节
应选择能源产品的消费者，主要是针对大
量使用化石原料的生产性企业和消费者。

3.国家碳税政策的引入应与税收体
制尤其是能源税制改革相结合，避免税制
体系规定的重合，同时引入对关键工业和
经济部门的减缓和补偿措施，对企业有选
择性的征收。

对于受污染企业，应该通过征
收的碳税资金予以补贴，以弥补其利益受
损害而发生的损失。

4.为了减轻关键工业和经济部门的
负担，根据各部门的能源需求价格弹性和
能源效率水平，以及不同行业之间碳排放
量的轻重程度，有选择地实施差别税率。

5.为了保护关键工业和经济部门的
国际竞争力，只有在把参与国际市场竞争
的能源密集型工业作为实际减免对象时，
才能考虑高税率的碳税政策。

6.可以利用碳税收入的部分资金建
立国家专项基金，用于提高能源效率，研发
节能新技术，开发低排放的新能源，加强有
关的科学研究与管理，促进国际交流与合
作等。

参考文献（略）
作者单位：山东大学经济学院
（责任编辑刘静武）
44··。