甘肃省经济增长、能源消费与碳排放的关系研究

甘肃省经济增长、能源消费与碳排放的关系研究作者：余建刚来源：《企业技术开发·下旬刊》2015年第01期摘要：文章选用1985～2012年的相关数据对甘肃经济增长、能源消费和碳排放的关系进行了考察，结果表明：变量间存在长期的协整关系，能源消费是碳排放的Granger原因，其中，误差修正项的系数为0.5995，即当短期波动偏离长期均衡时，误差修正项将以0.5995的力度作反方向调整，将非均衡状态回复到均衡状态。

基于此，文章认为甘肃碳排放的减少要牺牲一定的经济增长，并且能源消费的结构调整和效率提高也是减排的适宜选择，而转变单纯的经济增长要从发展的效益出发来调度当前落后粗放的增长形态。

关键词：甘肃省；经济增长；能源消费；碳排放中图分类号：F205 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）03-0115-041 当前我国经济增长、能源消费与环境污染的概况随着人类生产生活规模的不断扩大和人口数量的不断增加，对能源的消费需求不断攀升，而能源作为一种生产要素，被持续地投入到经济增长过程中，由于大量地消耗消费能源，数量巨大的温室气体如二氧化碳、一氧化碳、一氧化氮、氟氯碳化合物、四氯化碳以及甲烷不断地向大气排放，导致大气构成产生转变，大气质量受到影响，气候渐渐变暖。

由于全球变暖引发的极地冰川融化、海平面上升、降雨、大气环流反常等，不单是影响了经济的发展，而且让生态、能源、农业等的安全也受到挑战，甚至使生态系统发生变化和破坏，触及到人类本身的永续发展。

如今，我国在获得喜人经济成果的同时，各种环境问题也逐步显现，特别是2013年以来，全国性雾霾天气的爆发，更昭示着消耗大、污染高、产出低的传统的落后经济增长形态迫切需要优化，急需调整，噩待转型。

在当前能源消耗持续增长、资源环境约束不断加紧的情况下，在发展过程中自觉地对社会、经济、资源、环境间的和谐关系进行系统优化、合理调节和管理，走资源节约、环境友好、低碳循环的道路已成为共识。

这样，对经济增长、能源消费和碳排放间关系的持久关注和研究将显得十分必要。

2 相关理论研究在现有的研究中，将经济、能源和环境作为研究内容的大致可分为三种：第一种是关注能源消费与经济增长间的关联性，秦静，牛叔文等（2010）采取协整分析与格兰杰因果关系检验相结合的方法，对甘肃省GDP和能源消费总量之间的关联性进行了实证分析；第二种是关注碳排放与经济增长间的关联性，胡彩梅和韦福雷（2011）对OECD国家的研究表明，在长期内，有一些国家的碳排放与GDP的关系呈现出倒“U”型，有一些国家呈现出“U”型；第三种是关注能源消费、经济增长和碳排放三者间的关联性，曹广喜（2011）考察了“金砖四国”的情况，结果表明，在长期内，各国的碳排放和能源消费具有相同的变化趋势，中国碳排放与GDP呈相反变化趋势，但另外三国则具有相同的变化趋势。

随着兰州新区向西开放的不断推进和我国西部区域合作的不断促进，丝绸之路经济带上特殊而重要的甘肃将呈现出崭新的面貌，经济增长的需求、能源消费的需求和碳排放间的关系趋势对未来甘肃能源利用效率的提高、产业结构的优化、经济结构的调度、经济绩效的改善以及经济运行的走势会产生重大的影响。

截至目前，关于甘肃经济增长、能源消费与碳排放间的关系探析大多集中在两两关系的分析上，而对于这三者间的关系研究少之又少，鉴于此，本文将利用1985～2012年间甘肃经济、能源、碳排放的相关数据，对三者的关系进行分析。

3 甘肃经济增长、能源消费与碳排放的状况分析3.1 经济增长现状甘肃作为我国重要的能源、原材料工业基地，改革开放特别是西部大开发战略实施以来，其国民经济保持健康发展，运行态势良好。

1985～2012年间，甘肃GDP总量由123.39亿元增加到5650.2亿元（按当年价格计算），按可比价格计算增加了14.50倍，年均增长率为10.41%，并且三大产业在不同程度地增长上逐步趋于优化。

如图1所示，1985～2012年间，甘肃省三大产业在地区生产总值中所占的份额有了明显的变化，三大产业结构由1985年的26.81？誜47.6？誜25.53转变为2012年的13.81？誜46.02？誜40.17，其中，比重变化最大是第一产业和第三产业，它们呈现出相反的变动趋势，以近乎一致的幅度进行转变，第一产业占GDP的比重不断下降，而第三产业占GDP的比重不断上升，与第一产业和第三产业所占GDP比重的变化趋势不同的是，第二产业一直维持在40%以上的水平，总体趋势是升降徘徊，幅度很小，可以确定的是第二产业的增长仍然是甘肃经济高速发展的主要动力，而甘肃省三次产业结构的变化使国民经济增长转向了主要由第二产业和第三产业带动，产业结构有待进一步提升和优化。

3.2 能源消费特征伴随甘肃经济的高速增长，能源消费在总量上也明显地发生了变化，1985年总量为1 821.47万t标准煤到2012年时总量达7 007.04万t标准煤，28年间能源消费总量增长了3.85倍，年均增长率为5.12%，并且各类能源的消费也产生了显著的变化。

如图2所示，在甘肃能源消费结构中，煤炭一直占据着主导地位，除1985年外始终维持在60%以上，这与我国以煤炭为主导的能源结构是很相似的；石油和水电、风电的消费比重与煤炭相比，相差不是很大，但石油在2000年以前消费比例相对稳定，而2000年以后消费比例出现缓慢的下降趋势，与此不同的是，近年来水电、风电的消费比重有所上升，这与国家推行节能减排，发展低碳经济的相关政策是有关系的，有利于甘肃能源消费结构的改善和经济结构的调整；比较而言，天然气的消费比例是很低的，到2002年，才突破1%，之后增长缓慢，随着产业结构的调整和能源消费需求的不断攀升，能源消费结构应趋于多元化，要开发高新优质的新能源，以适应不断变化的能源消费需求。

3.3 碳排放测度碳排放涉及很多温室气体的排放，但二氧化碳是温室气体的最重要组成部分，为简便起见，本文关于碳排放量的测算只探讨二氧化碳的排放量，数据的获得采用如下的计算公式：C=αE+βF+γG（1）其中，C为碳排放量；E为煤炭消费量；F为石油消费量；G为天然气消费量；α为煤炭的碳排放转换系数；β为石油的碳排放转换系数；γ为天然气的碳排放转换系数。

根据上述公式测算的碳排放量反应见表1，从测算结果来看，1985～2012年，甘肃碳排放总量规模不断扩大，由999.7万t增加到4 088.75万t，增长4.09倍，年均增长率为5.4%，从碳排放量构成上来看，煤炭碳排放量占到了甘肃碳排放总量的80%以上，而且还有逐渐增加的趋势，继2011年突破3 000万t后，2012年稳步攀升；石油碳排放量分别在1986、1992、1997、2001和2002年较上年出现回落外，其他年份呈上升状态；天然气碳排放总量不大，但增长速度较快，年均增长率为16%，到2012年超过了100万t。

可以看出，煤炭碳排放是构成甘肃碳排放结构的主要因素，这与甘肃煤炭消耗占主导的能源消费结构是息息相关的，加之煤炭的碳排放系数又高，致使煤炭碳排放量下降困难，而能源消费结构与经济结构有着千丝万缕的联系，因而，未来甘肃节能减排的压力可见一斑。

4 甘肃经济增长、能源消费与碳排放的实证分析4.1 变量与数据在研究中选择地区生产总值、能源消费总量、碳排放总量作为初始变量，记为GDP、NY、CO2，样本数据控制在1985～2012年，从1985～2012年甘肃发展年鉴和统计年鉴获得原始数据，其中，为了剔除物价因素的影响，地区生产总值是基于1978年不变价格（1978=100）计算的本地区实际生产总值，同时为了防止可能存在的异方差对模型的干扰，分别对变量取对数，记作LnCO2、LnGDP、LnNY。

4.2 序列检验与分析4.2.1 平稳性检验在经济模型分析中，如果直接对非平稳序列进行回归，也许会得到荒谬的结论，将本不存在的联系误认为是变量间真正的联系，为了避免虚假回归造成的研究结果无效，应该首先做稳定性检验，结果见表2。

从检验结果来看，LnCO2、LnGDP和LnNY三个序列以及它们的一阶差分序列的ADF 值，分别大于1%、5%和10%的临界值，没有理由拒绝存在单位根的原假设，所以是非平稳的，而二阶差分序列都在5%的显著性水平下通过了平稳性检验，拒绝原假设，因此，这三个变量的二阶差分序列都是平稳的，即变量为二阶单整。

4.2.2 协整检验如上文单位根检验分析，LnCO2、LnGDP和LnNY三个变量的单整阶数相同，都为二阶单整，因此可以进行协整检验，这里选用E-G两步法对残差序列的平稳性进行检验，结果见表3。

从上表中可以看出，ADF统计量为-3.6846，小于5%显著水平下的临界值-1.9539，说明残差序列是平稳的，进而说明序列LnCO2、LnGDP、LnNY之间是协整的，存在着长期的均衡关系。

4.2.3 格兰杰因果关系检验格兰杰因果关系检验是要确定某一变量的滞后项是否可以被引入到其他变量的方程中，上文已经明确变量间存在协整关系，那么它们的相互关系又如何呢，这就需要对变量进行Granger因果关系检验，结果见表4。

当选择滞后期为1时，在90%的置信水平下，经济增长和碳排放互不是Granger原因，说明经济增长并没有直接造成碳排放的增加，这与人们的直觉是有所偏颇的；能源消费是碳排放的Granger原因，而碳排放不是能源消费的Granger原因，此结论与上文分析的结果具有一致性，煤炭在甘肃能源消耗构成中一向占据绝对位置，而煤炭碳排放量又很大；能源消费不是经济增长的Granger原因的概率是0.2664，说明能源消费对经济增长有一定的推动作用，但这种作用不是非常的明显，经济增长不是能源消费的Granger原因的概率是0.2943，说明经济增长会刺激能源消费的增加，但这种刺激作用也并不是很明显，进而说明只顾增加能源消耗，而不是走集约发展的道路并不能长期的促进经济的快速增长，只能增加碳排放，导致环境恶化，从而使经济发展质量被消减。

4.2.4 误差修正模型由于在现实的经济活动中常常会有某种冲击导致在短期内偏离长期的均衡状态时，呈现出非均衡关系，所以需要建立误差修正模型来分析变量间这种由于短期波动向长期均衡的调整过程，设立估计方程：ΔLnCO2t=∑αpΔLnCO2t-p+∑βpΔLnGDPt-p+∑γpΔLnNYt-p-λe1t-1+μt （2）现采用E-G两步法将甘肃经济增长、能源消费和碳排放建立的误差修正模型估计在Eviews6.0 中实现，结果如下：ΔLnCO2t=0.1062ΔLnGDPt+0.8565ΔLnNYt-0.5995e1t-1 （3）从上面的估计结果可以看出，碳排放量的短期波动由两部分组成，一部分是短期经济增长和能源消费的影响，一部分是经济增长和能源消费偏离长期均衡的影响。