基于sur模型的中日韩碳排放ekc分析及因素分解研究-李春花.pdf
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1、生态经济第32卷第7期(2016年7月) EcD,Dgfc口,Economy,Vbl32,No7(July 2016)基于SUR模型的中日韩碳排放EKC分析及因素分解研究李春花,孙振清(天津科技大学经济与管理学院,天津300222)摘要:以亚洲三国(中国、日本、韩国)的19652011年的数据进行似不相关模型(SuR模型)的分析,试图验证中日韩关于碳排放的环境库兹涅茨曲线(EKC)的存在。将人均GDP变量、城市化率和对外贸易依存度作为自变量,分四种模型分析,研究结果发现三国都存在关于碳排放的环境库兹涅茨曲线。但在现阶段中国还未达到理论上的“拐点”,而日本和韩国分别在1991年和2007年已经达
2、到人均碳排放的峰值。基于SuR模型结果,中日韩的数据分成19651991年、19912007年、20072011年三个阶段进行因素分解分析(LMDl分解法),找出各国碳排放贡献最多的因素。分析结果是:影响碳排放的4个因素中,人均GDP是贡献最多的因素,即经济增长是驱动碳排放增加的最重要的因素,中日韩三国的情况均相同。论文还比较和分析了三个国家的低碳减排政策实施背景及过程。关键词:SuR模型;中日韩;碳排放;EKC;因素分解中图分类号:F2;F0622 文献标识码:A 文章编号:16714407(2016)0706006Study on the EKC Based on SUR Model in
3、 CJK and Factor Decomposition Analysison Carbon EmissionLI Chunhua,SUN Zhenqing(School of Economics and Management,Tianjin uniVersity of science&Tbchnology,Ti锄jin 300222,china)Abstract:Based on seemingly ullrelated regression model(SUR model)analysis,and using the data from 1 96520 1l threeAsian cou
4、ntries(China,Japan,Korea),this paper tries to verify the Environmental Kuznets curve(EKC)on the carbonemissions ofthese countriesIn addition to the variable of per capita GDP,urbanization mte and the foreigIl仃ade dependencedegree as independent variables,the analysis is divided into follr kinds of m
5、odelsThe results show that tlle t11ree of themexist on the Environmental Kuznets cun,e of carbon emissionsBut at tllis stage,China has not yet reached a“tIlming point,while Japan and South Korea in l 99 1 and 2007 have reached the peak of the per capita carbon emissionsBased on the resultsof the SUR
6、 model,the data of China,Japan and South Korea is divided into three stages,f如m 1 965 to l 99 1,from 1 99 1 to2007,and from 2007 to 20 11The factor decomposition analysis(LMDI decomposition method)was utilized to identifywhich is the greatest factor to drive national carbon emissionsThe rcsults of t
7、he analysis are:in follr factors a丘bcting carbonemissions,per c叩ita GDP con仃ibuted most to the emissions,that means the increase of carbon emissions is driven by theeconomic gmwth,it is the most imponant factors,China,Japan and South Korea are the sameThe paper compares andanalyzes the background an
8、d process of tlle low carbon emission reduction policies in tllree co蚰triesKey words:SUR model:CJK:carbon emission:EKC:factor decomposition1研究背景和文献综述2013年,全球的二氧化碳排放量再创历史新高,达到361亿吨左右。其中,中国排放二氧化碳100亿吨,美国52亿吨,欧盟28国35亿吨,印度24亿吨。这意味着,当年中国的碳排放超过美国和欧盟的总和,占世界总排放量的近3成。中国政府确定了到2030年的自主行动目标,包括二氧化碳排放2030年左右达到峰值并
9、争取尽早达峰、单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降6065等。日本碳排放居全球第五位;韩国是全球第七大排放国。正因如此,东亚地区成为全球排放最集中的区域。亚洲这三个国家都属于世界十大碳排放量的国家,研究其减排政策和低碳经济发展方面的合作战略具有迫切的现实意义。环境与经济增长关系的研究中EKC分析是常用的一种分析方法。20世纪90年代初,Grossman&:meger提出环境库兹涅茨曲线(enviro啪ental Kuznets cunre,EKC)理论【1】。一国的人均收入和环境质量之间存在一种倒“U”型的关系。一国在人均收入较低的阶段,环境质量会随着基金项目:教育部留学回国人员科研启
10、动基金项目:天津市三年引进千人计划资助项目;中国清洁发展机制基金项目“不同区域实现C0,排放峰值目标的机制研究”(2叭3069)作者简介:李春花,经济学博士,副教授,主要研究方向为环境经济学;孙振清,教授,主要研究方向为低碳经济。万方数据生态经济第32卷第7期(2016年7月) Eco,ogfc口,EconD,杪,VoI32,No7(July 2016)人均收入的增加而下降,但是经济发展进入高收入阶段,环境质量逐步会得到改善。这理论强调了一个国家经济发展达到一定阶段之后重视和改善环境的能力。很多国内外学者对此理论进行了验证与研究。Selden&song2证明了人均收入和环境质量之间存在倒“u”
11、型的关系。St锄&Din甜剐对环境库兹涅茨曲线做了大量的文献研究。Agras&Ch印manl4JSchmalensee等o”,zaim&Task“川也试图证明环境库兹涅茨曲线。关于环境库兹涅茨曲线更多的最新研究可以参考Ang【7】,shabaz等网和Pao吲。本文关注的主要是关于碳排放或者二氧化碳排放指标为环境指标的论文和研究。从现有文献来看,对二氧化碳排放环境库兹涅茨曲线研究和分析是国家层面的研究较多。Martin WegIler等101利用19861998年的107个国家数据检验碳排放的环境库兹涅茨曲线,得出人均二氧化碳和人均收入呈单调递增的关系的结论,它们之间并不存在倒“U”型库兹涅茨曲
12、线。Galeotti1”利用19601998年的数据研究发现OECD国家的人均收入和人均二氧化碳排放量之间存在环境库兹涅茨曲线,并找到了合理的人均收入拐点。最近的研究有Jung&won【l副利用197l2010年的数据检验韩国的环境库兹涅茨曲线,发现人均二氧化碳和人均收入呈现倒“u”型曲线。国内学者也有类似的研究。王良举等”叫运用19602005年206个国家和地区的C0,排放量和国民经济的面板数据,分高收入国家、中等收入国家和低收入国家验证了EKC,发现EKC的转折点为13 000美元左右。胡宗义等“41采用非参数模型,研究二氧化碳作为环境代理指标的碳排放的环境库兹涅茨曲线,结果是我国的经济
13、增长与环境质量之间不存在钟U”型曲线关系。林伯强等”习利用传统的环境库兹涅茨模型模拟与在二氧化碳排放预测的基础上预测两种方法,对中国的二氧化碳库兹涅茨曲线做了对比研究和预测,发现研究结果存在较大差异。采用19602007年的数据进行中国的二氧化碳库兹涅茨曲线分析的结果是二氧化碳库兹涅茨曲线的理论拐点对应的人均收入是37 170元,即到2020年左右。并且预测了在两种能源消费结构三种经济增速下的中国的二氧化碳库兹涅茨曲线。但实证预测表明,拐点到2040年还没有出现,20002040年人均二氧化碳排放一直随人均收入的增加而增加。上述研究获得不同的结论是因为各研究所选择的时间段数据、国家或城市、计量
14、方法、产业结构、政府的干预政策等等多种因素不同而造成,其研究结果出现较大差异。碳排放的驱动因素研究方法中最普遍常用的方法是Ang等人提出的LMDl分解分析方法。国内学者对于国家层面的研究较多:董锋等【1“,应用LMDl分解模型将碳排放增量变化分解为经济规模、产业结构等四个效应,根据分解结果运用协整方法建立碳排放量与经济发展等四个变量的长期均衡协整关系模型,基于协整方程采用蒙特卡洛动态模拟方法模拟了我国2020年碳排放情况。王俊松、贺灿飞【l”运用对数平均Divisa方法(LMDI)对我国19902007年的CO:排放进行因素分解分析,发现经济增长是碳排放增加的主要因素,而能源强度效应是抑制碳排
15、放的主要原因,人口效应和结构效应影响不大。王常凯、谢宏佐1 8】基于我国19912012年电力相关数据,分析了电力碳排放的动态特征。运用对数平均迪氏指数法,把中国电力碳排放增长分解为排放因子、能源结构、电力结构、转换效率、输配损耗、经济规模、人口规模、产业结构、电力强度、生活消费等10个影响因素。分解结果表明,经济规模是促使电力碳排放增长的最大因素,意味着中国电力碳排放与经济社会发展密切相关。朱勤等”9】利用19802007年的数据研究中国碳排放因素进行分解,结果是:经济产出效应对我国碳排放贡献率最大,能源强度效应则是负向贡献率最大,人口规模、产业结构和能源结构等贡献率相对较小。另外,王峰等【
16、2州采用LMDI因素分解方法研究了19952007年中国碳排放的驱动因素。除了上述国家层面的研究之外,也有一些省级层面的研究。王媛等【2”对199520lO年天津市能源消费碳排放进行分析,基于对数平均迪氏指数法(LMDI),对碳排放进行因素分解实证研究,研究发现:人均GDP效应、人口效应以及能源强度效应贡献量相对较大。郭少康【22通过对广东省19952011年碳排放量进行LMDl分解分析,结果发现:经济增长是引起广东省碳排放量增加的主要原因,能源强度和碳强度的降低有效抑制了广东省碳排放增加,产业结构变动的碳排放效应较小。全球气候变化问题及低碳经济发展的背景下,本文以中国、日本、韩国等三个国家为
17、研究对象,对三国的低碳经济发展现状和政策进行实证分析。首先,基于SUR模型,试图验证三国的EKC曲线是否存在,研究人均碳排放达到峰值的年份是什么时候;其次,采用LMDI因素分解方法找出中日韩三个国家的碳排放增加最重要的贡献因素;再次,分析三国的碳减排政策的背景和实施过程,对中日韩三国的合作前景提出展望。2基于SUR模型的中日韩碳排放EKC分析21模型的建立与基础数据的说明论文基于理论研究以及其他学者的先行研究,采用中日韩三国19652011年的数据,应用似不相关模型(suR模型:seemingly uIlrelated regression)进行分析。论文以二氧化碳排放量为因变量、人均GDP和
18、其他变量为自变量,验证环境库兹涅茨曲线。suR模型不仅考虑了分析对象国61万方数据生态经济第32卷第7期(2016年7月) EcD,ogfc口,EcD订D杪,Vbl32,No7(July 20 l 6)家的关联性因素,而且兼顾了差异性因素。似不相关模型通常被用于不同国家(或地区)的经济变量存在同期相关性情况的研究分析。该模型在经济学理论和实证中的应用可以追溯至Zellner,自Zellner【231建立SUR模型后,学术界陆续有学者开始运用该方法进行相关统计研究,并成为应用广泛的计量经济模型之一。本文将使用比一般回归模型更有效的似不相关(SUR)模型。中日韩三国是东亚近邻,语言文化相近,不但经
19、济上有很强的互补性,相互的对外贸易依存度也很高。中日韩三国各国内独立的碳排放交易市场也初步建立,正在逐步完善。以亚洲三国中日韩为研究对象,既有关联性又有差异性因素的对于三国的实证分析,suR模型是极好的选择。中日韩三国经济发展速度、所处的发展阶段不同,但是经济相互依赖性很强,要考虑这些因素,除了人均GDP为白变量,本文还引入了城市化率和对外贸易依存度为自变量,人均碳排放为因变量共分四种模型来进行EKC分析。log(C01)“=q+届。log(GDP,)+屈f109(I础,)】2+t, (1)log(c0执,=q+届,log(G嬲,)+殷;109(G峭,)】2+届f log(【肋口吩,)+, (
20、2)lo甙c02)。=a。+屈。lo甙G础,)+展,【lo甙GD只,)】2+屈,log(7h如。)+。 (3)log(c01)。=q+届,log(6D只,)+屈f10甙G础,)】2+屈,log(u而n。)+屈,log(fh如,)+, (4)其中,f_中国,日本,韩国;f=1965,2011年。三个国家的二氧化碳排放资料来自CDnC(CarbonDioxide Infomation Analvsis center,美国能源部二氧化碳信息分析中心),GDP和进出口数据资料用了PenIl WorldTable(PWT)version 80,均采用2005年不变价格表示的数据。城市化率(城镇人口占总人
21、口比重),对外贸易依存度数据来自世界银行(Wbrld Bank)的资料。本文利用19652011年的数据,基于SUR模型对中日韩三国进行关于碳排放的EKC实证分析。各种变量的统计值见表1。22实证分析结果对人均GDP、人均GDP的二次方、人均二氧化碳排放、城市化率、贸易依存度等变量各取对数,进行单位根检验。为避免时间序列的“伪回归”,首先对序列做单位根的平稳性检验,以测度变量是否满足协整检验的前提条件。本文采用ADF检验分别对lnCD,、lnGDP和lnGDP的二次方、lnZ砌如、1n昕6口进行单位根检验,判断这些变量间是否存在单位根。依据上述数据,我们使用Eviews60软件得出如下结果:尽
22、管有些变量的ADF统计量在1或者5的水平不是平稳的,但是一阶差分后的ADF统计量,分别在5和1的显著性水平下显著,只有lnGDP的二次方二阶差分序列在1的显著性水平下通过了平稳的显著表1各种变量的统计值变量 统计 中国 日本 韩国平均值 227 772 528人均二氧化碳 中间值 189 826 440最大值 686997 1249排放(吨人)最小值 O59 208 O48标准偏差 156 219 371平均值 109 1902 1099人均收入(千美 中间值 O91 1162 98l最大值406 50_27 2507元人)最小值 O-37 140 514标准偏差 O80 1463 516平均
23、值 2742 7709 6184中间值 2359 7684 6667城市化率() 最大值 5178 9173 8347最小值 1620 6327 2771标准偏差 1095 68l 1 896平均值 2753 891 2348贸易依存度 中间值 1859 810 2017最大值8453 1895 4131()最小值 625 396 1274标准偏差 222l 413 807资料来源:美国能源部二氧化碳信息分析中心,Pe姐Wodd Table,世界银行。性检验。它们的水平序列是不平稳的,而二阶差分序列是平稳的,所以它们是二阶单整,即为“2)。上述变量的时间序列满足了协整检验条件,本文采用Joha
24、nsen协整检验方法。Johansen协整检验结果表明,在10的显著性水平下至少存在一个协整向量,表明我们的研究范围里这些变量之间存在协整关系。本文省略了单位根检验和协整检验结果的表格,4个模型的EKc分析结果见表2。从模型1的分析结果来看,三国均存在环境库兹涅茨曲线,属于OECD发达国家的日本和韩国早已达到“拐点”,即日本在1991年,韩国是2007年达到峰值,说明碳排放随着人均收入的增加而减少,现在处于人均碳排放减少的阶段,而中国的拐点出现在人均收入6282千美元,目前为止还未达到。模型2加了城市化率这个变量,从内部因素考虑,观测城市化对三个国家环境的影响。亚洲这三个国家处于不同经济发展阶
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