能源价格变动对我国碳排放的影响机理及效应研究Word格式.docx

1、1001 8409（2011）11 0094 05 Research on the Mechanism and Effect of Energy s Price Shocks on China Carbon Emission HE Ling-yun，LIN Xiang-yan （ School of Management，China University of Mining Technology，Xuzhou 221116） Abstract： By constructing direct effect，adjusting effect models and SSMs with the met

2、hod of ridge regression，it is found that in China， economic structure channel of energy price influencing carbon emission is blocked Energy price the has respectively positive and negative adjusting effect on carbon emission through economic aggregate and energy efficien- cy，and the intensity of the

3、 former is bigger than the latter As the contradiction of economic growth and carbon emission controlling is prominent in practice，function of economic structure channel should be fully developed so as to control car- bon emission effectively based on economic growth by reasonable energy price incre

4、asing Key words： energy price； energy efficiency； economic structure； carbon emission 一、引言 方向。 二氧化碳排放问题本质上是一个能耗问题，受到经济总 二、国内外文献回顾量、产业结构、能源效率、能源消费结构、技术水平等多种因 研究经济总量与碳排放关系最具代表性的是环境库兹素的直接影响。在我国特定的资源禀赋下，能源消费结构的 涅茨曲线 EKC，即环境质量与经济增长之间存在倒 U 型的曲优化是个漫长的过程，而能源领域的技术进步对于降低能耗 线关系。由于各国经济状况不同， 型曲线的具体表现形式 U的作用在短期内又

5、很难显现。因此，节能减排应更多地从经 也有所差异，但经济增长与碳排放的关联性则是肯定的。梳济发展层面出发，通过对经济“总量、结构、效率”的调节达到 理相关文献发现，在经济增长、能耗和碳排放三类变量中，因对碳排放控制。这其中，要素价格是重要的调控手段。要素 果关系既有单向也有双向， 既有短期也有长期，单向关系中 1 3投入主要有能源、劳动力和资本，其中能源具有突出的意义。 亦有正有反 。此外，除经济总量外，经济结构和产业结 4 6一方面作为一类产业，其本身的发展对于经济有重要作用； 构的变化，也会对能耗强度乃至碳排放产生影响 。另一方面，作为一种要素投入，它可以通过影响其他产业最 国内许多研究表

6、明，当前我国能源强度下降的碳抑制无终作用于经济总量。有鉴于此，本文试图基于经济发展的总 法抵消经济增长导致的碳排放增加，而能源结构在很大程度量、结构、效率三个维度，研究能源价格通过影响经济发展进 上受到能源禀赋的影响，短期内很难改变，产业结构的优化而作用于碳排放的机理及效应，并探寻我国节能减排的政策 对于减少碳排放仍有很大的空间。从环境效益的视角出发，收稿日期：2011 03 21基金项目：全国统计科研资助项目（ 2010LC15） ； 教育部人文社会科学研究资助项目（ 11YJCZH050）作者简介：何凌云（ 1982 ） ， 甘肃陇西人， 女， 博士后、副教授、硕士生导师，研究方向为宏观经

7、济政策与管理； 林祥燕（ 1986 ） ， 山东临沂人， 女， 硕士研究生， 研究方向为环境金融。 94 软科学 年 11 月第 25 卷第 11 期（ 总第 143 期） 2011 可持续发展本文认为，经济发展应该从经济总量、结构、效率三个维度衡 三、能源价格对碳排放的影响机理量，这里的效率主要是指能源效率。这三个变量都会对能耗 实际经济运行中，能源价格与碳排放之 间属 于远程关和碳排放产生直接影响，而同时又受到能源价格的调节。现 系，其中，能源价格通过影响“经济发展”进而作用于碳排放有文献中，也已关注了能源价格与经济总量、能源效率、能耗 的过程是重要的渠道。基于 “能源价格经济发展环境效间

8、的关系。对于能源价格与经济总量的研究本文不再具体 益”大系统，从经济总量、结构和效率三个维度衡量经济发叙述。就能源效率和能耗而言，绝大多数研究都肯定了能源 展，研究能源价格通过影响经济发展，进而作用于碳排放的 7价格与能源效率之间的正向关系 。也有学者对这种直接 效应。图 1 是相关变量间的简单关系。关联进行了更深入分析。 （ 1） 能源价格经济总量碳排放。能源价格变化时， （ 3） 能源价格能源效率碳排放。假定企业在完全竞意味着生产投入要素价格发生变化。当能源与其他要素的替 争的要素市场上购买能源 E 和资本 K， 在成本一定产出最大代弹性不为零时，首先改变的是要素市场的价格水平和均衡 的约

9、束下，企业决定最优要素比例的条件是资本的边际产品值，同时传导到生产和消费过程，最终影响均衡产量和价格， 即 比能源的边际产品等于资本的价格比能源价格， MP K / MP E从而对经济总量产生影响。具体来说，根据供给冲击理论，能 P K / P E 。若能源价格 P E 上升，要维持等式成立，则要求资源价格上涨会导致单位产量的生产成本提高，总供给曲线向 本价格 P K 上升或能源的边际产品增加。根据生产要素替代左上方移动，短期内工资水平不能充分调整的条件下，经济只 率递减规律，减少能源投入可增加能源边际产品。因此，其他能在存在失业的情况下实现均衡，从而导致经济总量下降； 另 要素价格相对稳定时

10、，能源价格上升会引发能耗下降，从而提一方面，基础能源产品处于产业链的上游，部分增加的成本将 高能源效率，反之亦然。而能源效率的提高无疑是碳减排最通过价格传导机制转嫁给最终消费者，从而抑制有效需求，给 有力的贡献因素。因此，能源价格会通过影响能源效率对碳经济总量带来负面影响。经济增长所导致的碳排放又源于经 排放产生调节作用。济增长对能源的需求，而能源价格又是影响需求的重要因素， 四、 能源价格对碳排放的作用效应分析需求又影响到能耗。因此，能源价格理论上必然对碳排放产 （ 一） 变量选择和变动状况生影响。 本文涉及的变量主要有能源价格、经济总量、经济结构、 （ 2） 能源价格经济结构碳排放。能源价

11、格变动会导 能源效率以及二氧化碳排放量。由于我国没有能源价格指致经济结构发生变化，还会对产业内部结构产生作用。根据 数，因此采用燃料、 用 动力价格指数代替， P 表示； 经济总量部门转移理论，对一个多部门的经济体而言，能源价格冲击增 用 采用剔除了通货膨胀的实际 GDP， Y 表示，单位为亿元； 能加了高耗能行业的投入成本并降低了消费者对于高耗能产品 用 源效率通过 GDP 与能源消费的比值计算得出， E 表示， 单的需求，使该类行业减少要素投入。而对于有些部门，比如能 位为万吨标准煤 / 亿元； 经济结构采用第二产业和第三产业的源开采等，其劳动和资本的需求则会增加，引发生产要素在不 比值作

12、为代理变量， S 表示。相关数据来源于中国资讯行 用同部门的重新配置。可见，能源价格变化鼓励了能源投入较 数据库。少的行业的生产活动，抑制了能源投入较多行业的生产活动， 碳排放的统计数据来源主要有以下几类： 美国能源情报 23从而引发经济结构的调整优化 。不同产业对于能源的消 署 EIA、国际能源总署 IEA 和 CDIAC 公布的年度数据，以及耗量并不等同，在不同的经济发展阶段，各产业所占比重有明 根据 IPCC 指导目录和其他方法计算出的数据。这其中，主显的差异，并且 EKC 曲线解释了发达国家通过自觉或不自觉 要的方法是通过能耗和碳排系数计算碳排放量。在碳排放系地调整经济结构及能源效率结

13、构，用较快的速度实现了整体 数方面，又有日本能源经济研究所、DOE / EIA、国家科技部气环境质量随经济增长的累积先恶化后改善的路径。因此，产 候变化项目，以及诸多学者提出的不同系数。本文直接选取业结构水平也会影响到能源消耗进而对碳排放产生影响。 用 IEA 公布的碳排放数据， CO2 表示，单位为百万吨。根据数 95可持续发展 软科学 年 11 月第 25 卷第 11 期（ 总第 143 期） 2011据的可得性和有效性，样本区间为 1986 2008 年。样本区间 可以看出，能源价格是能源效率变动的 Granger 原因，而内，相关变量的运行态势如图 2 所示。 经济总量和结构变动原因的

14、假设在统计上并没有解释力度。 经济总量、结构、能源效率均构成碳排放的 Granger 原因，在 5 的显著水平下，解释力度分别达到了 94. 93 ， 28 和 97. 98. 19 。能源价格与碳排放之间的远程因果关系并不显著， Granger 因果关系不成立。需要说明的是，Granger 检验本身 具有一定的局限性，且只能说明变量间的短期关系。实际经 济运行中，能源价格可能更多地通过影响中间变量对碳排放 起调节作用，这种非直接性，也有可能弱化其与碳排放之间统 计意义上的远程因果关联。有鉴于此，本文试图通过构建综 合模型，进一步剖析变量间的关系。 （ 三） 综合效力测量 图2 1986 20

15、08 年相关变量及我国二氧化碳排放量 根据理论分析，影响碳排放的最直接因素是能耗，而影响 可以看出，样本区间内，我国能源价格呈持续上升的态 能耗的主要因素有经济总量 Y、结构 S、能源效率 E，以及生产 2004 年后上升速度很快； 碳排放量在 2001 年之前变动平势， 率水平 A。由于本文研究的重点不在于技术水平，因此不对稳，有小幅上升， 2002 年开始， 自 呈快速上升趋势。比较两者 此做重点考虑。而共同影响 Y、 和 E 的因素可以划分为要 S的变动，不难发现，长期内能源价格与碳排放变动趋势一致， 素价格 P 和其他因素 X，其中 P 又可分为劳动力价格 P L 、资但短期来看，样本

16、区间内的绝大多数时期能源价格增长速度 本价格 P K ，以及能源价格 P E 。在有关要素价格和能源效率关上升期对应碳排放增长速度的下降期，两者呈现显在的负向 系的研究中，Fisher Vanden，刘伟锋等学者都已基于 Cobb 关系。从产业结构看，第二产业与第三产业的比值有所降低， 即 Douglas 函数 对 其 关 系 进 行 了 定 位， lnE 0 1 lnA 表明第三产业占比逐步提高，产业结构有所优化，但整体变动 2 lnP K 3 lnP L 4 lnP E 。本文主要研究能源价格 P E 。平稳，与能源价格及碳排放之间的显在关系 不 明 显。实 际 因此，相关变量间的关系可最

17、终简化为 CO2 f （ g） Y （ P E ） ，GDP 呈现持续上升状态，与碳排放的整体变动比较一致， 不 S（ P E ） ， P E ） 。基于此， E（ 构建能源价格作用于碳排放的综合同的是碳排放的波动幅度更大。从能源效率来看，样本区间 效应模型如式（ 1） 所示。内，我国能源效率有缓慢的提高，变动平稳，绝大多数时间段 ln（ CO2 ） t c 1 ln P t 2 lnY t 3 lnS t 4 lnE t 内，能源价格的上升期对应了能源效率的提高期，二者可能存 5 ln（ P t Y t ） 6 ln（ P t S t ） 7 ln（ P t E t ） t （ 1）在某种正

18、向关联。实际经济运行中，变量间的显在关系是多 式（ 1） 中， 5 7 表示了能源价格的调节作用。当加入 种效应综合作用的结果。本文试图通过实证研究对此做深入 调节项时，综合模型虽反映了本文的理论分析，但由于变量间分析。 关联性大，存在多重共线性。有鉴于此，本文采用岭回归方 （ 二） 相关变量间的因果关联 法，逐步加入调节因素考察变量间的关系。表 2 是能源价格、 利用 Granger 检验直接考察变量间统计意义上的因果关 经济发展影响碳排放的直接效应模型的运行结果。联，以初步揭示变量间的联系。出于建模需要，相关变量取自 表 2 中，同时纳入 P、 S 和 E 时， 未通过显著性检验。 Y、

19、S然对数后进行单位根检验，发现所有序列均为 I（ 1） 序列，根 事实上，上文因果检验表明经济结构与碳排放间有因果关联， 据 VAR 模型确定最优滞后期数为 1。表 1 是检验的结果 。 而图 1 反映出，样本区间内，我国经济结构变动十分平稳，对 表 1 相关变量间的因果关系检验结果 能源价格的变动不敏感，这可能是造成 S 在模型中不显著的 Null 假设 关系 F 统计量 P值 原因。剔除 S 时，相关变量均通过检验。经济总量、能源效率 对碳排放的影响非常显著，其弹性系数分别达到了 1. 2794 和 P 不是 E 的 Granger 因 近程 5. 6046 0. 029 1. 2226，

20、方向符合理论预期。这说明： 样本期内，经济总量 P 不是 S 的 Granger 因 近程 0. 9656 0. 3381 和能源效率每提高 1 ，碳排放分别增加和降低 1. 2794 和 P 不是 Y 的 Granger 因 近程 0. 0570 0. 1964 1. 2226 ，该过程具有信号的放大效应。综合来看，能源价格 E 不是 CO2 的 Granger 因 近程 6. 3440 0. 0121 的变动也会对碳排放产生影响，能源价格每提高 1 ，碳排放 量减少 0. 1783 ，这在一定程度上揭示出，依靠能源价格调 S 不是 CO2 的 Granger 因 近程 5. 7238 0. 0272 整引导节能减排在实践中具有可行性。为进一步分析各渠道 Y 不是 CO2 的 Granger 因 近程 4. 3496 0. 0507 的效力，以下纳入调节项进行进一步实证分析。由于综合模 P 不是 CO2 的 Granger 因 远程 0. 2385 0. 6309 型主要着眼于调节作用，因此不直接纳入 P。为避免多种共 线性，仍采用岭回归方法，模型的运行结果如表 3 所示。 ： 注 “ ”表示 5 显著水平下拒绝原假设。 图 为.