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西北五省碳排放与区域经济增长脱钩关系实证分析——基于时空差异分析

  • 投稿甲鱼
  • 更新时间2015-11-01
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刘晓婷 陈闻君

(新疆财经大学经济学院,新疆 乌鲁木齐 830012)

[摘要]碳排放与经济增长之间的关系一直是学术界高度关注的焦点。文章运用脱钩理论及脱钩分析模型,探讨了西北五省区碳排放与区域经济增长的脱钩关系,通过实证研究分析了二者之间脱钩关系的时间和空间演变态势。研究结果表明:时间上,2003-2012年期间,西北五省区碳排放与经济增长具体表现为“扩张负脱钩—弱脱钩—扩张连接—弱脱钩—扩张负脱钩—扩张连接”的无周期性变化特征,与实现强脱钩的理想状态还有一定的差距。空间上,2005年碳排放与经济脱钩空间格局较为分散,而2009年、2012年脱钩空间呈现集聚的态势。脱钩程度区域差异显著,甘肃在2005年、2009脱钩状态最佳,而其余省份脱钩态势未发生明显的改善。引入中间变量(能源消费总量),得出西北碳排放与区域经济增长脱钩与以能源消费结构、产业结构以及相对落后的减排技术发展有关。依据研究结果,提出相应的对策建议。

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关键词 ]西北五省;能源碳排放;区域经济增长;脱钩

[基金项目]国家社科基金资助项目(14BJL050)。

[作者简介]刘晓婷(1988-),男,山西长治人,硕士研究生,研究方向:区域经济学理论与政策;陈闻君(1969-),女,江苏张家港人,教授,中亚经贸研究院兼职研究员,经济学博士,研究方向:经济学与区域经济学理论与政策、资源环境与中亚经贸问题。

一、引言

随着世界经济的快速发展和能源消费的日益提升,碳排放量的迅速增加已经成为经济发展过程中的一大问题。因此,如何在经济增长的同时有效控制能源碳排放,使能源碳排放与经济增长脱钩已成为学术界关注的焦点。自“西部大开发”战略实施以来,西北五省区(新疆、青海、甘肃、宁夏、陕西)经济得到较快的发展,但大量依赖能源消耗的经济增长方式在发展经济的同时不仅造成了能源的浪费,而且也使环境压力急剧增加。在当前共建“丝绸之路经济带”以及当今国际社会倡导低排放、低能耗、低物耗、高效率“四位一体”的低碳经济发展模式的背景下,对西北五省区能源碳排放与区域经济增长的脱钩状态进行探讨,不仅是响应和配合国家“低碳经济”的战略部署,更是西北五省区在“丝绸之路经济带”建设过程中亟待解决的现实问题。

关于“脱钩”,在各类组织和学者之间尚未形成统一的概念,但“脱钩”的核心表现为物质消耗与经济增长不同步变化的实质。近年来,碳排放与经济增长之间的脱钩关系引起学者们的高度关注,取得了丰硕的研究成果。国外学者利用脱钩理论对资源环境与经济增长的关系进行了实证研究。例如,Juknys采用OECD模型,从初级脱钩和次级脱钩的视角出发,研究了立陶宛的资源环境与经济增长的脱钩现象[1];Lu等运用日本、韩国、德国及我国台湾地区等的交通行业数据,比较分析了1990-2002年经济增长与能源需求及碳排放的脱钩关系[2];Kaneko等通过“脱钩”理论分析了巴西的碳排放与经济增长的脱钩情况,研究结果表明:能源消费结构和碳排放强度是碳减排的决定因素[3]。

目前,国内学者关于脱钩理论的研究主要集中在能源和环境两个方面。例如,赵一平,段宁等根据“脱钩”理论,对我国能源消费量与经济发展之间的脱钩关系进行分析,研究结果表明:从上世纪80年代起,我国的能源消费与经济增长一直处于弱脱钩状态[4]。王虹等根据我国经济发展过程,采用脱钩理论,分析经济发展与我国能源消耗和环境压力的变动关系,观察其是否存在“脱钩”与“复钩”现象[5]。彭佳雯,黄贤金等基于脱钩理论的脱钩分析模型与Tapio等的研究成果研究了我国能源碳排放与经济增长的脱钩关系及程度,结果显示:我国的经济增长与碳排放在1980-2008年间(除2000-2005外)基本呈现弱脱钩状态,与实现强脱钩还有差距,未来一定时期内弱脱钩趋势仍将持续[6]。李忠民,庆东瑞运用脱钩理论对山西省工业经济的增长与二氧化碳脱钩关系进行测度,发现山西省工业整体呈现GDP与能耗投入及二氧化碳排放之间呈现扩张连接状态,远未达到理想的脱钩状态[7]。盖美等采用Tapio提出的弹性分析方法,探讨了辽宁沿海经济带能源碳排放与区域经济增长的脱钩关系与演变趋势[8]。

通过对现有文献梳理发现,关于能源碳排放与经济增长的研究仍处于理论研究阶段,且大多学者的研究是基于国家宏观层面和省际层面,而系统运用脱钩理论对某一区域的实证研究还较为缺乏,尤其是基于时间演变与空间差异的角度去测度、监测、预测能源碳排放与区域经济增长的脱钩关系和程度的研究还很不足。鉴于此,笔者基于时间演变和空间差异视角,对西北五省区2003-2012年的能源碳排放与区域经济增长之间的脱钩关系进行研究,分析碳排放与西北五省经济增长之间的脱钩程度与态势变化原因,以期为制定合理的碳减排政策和措施提供依据。

二、脱钩理论与脱钩分析模型

(一)脱钩理论

脱钩理论最早是由OECD(经济合作与发展组织)基于环境压力和经济发展的比值在一段时期的变化而提出的,实际反映了经济增长与环境冲击、资源消耗的非同步变化状况。在某个时期,当环境压力的增长比它的经济驱动因素的增长慢时,就是环境退化与经济增长的脱钩,并把脱钩分为相对脱钩与绝对脱钩[9],其中,相对脱钩又称弱脱钩,是指环境变量的变化率和经济增长率均为正值但经济增长率大于环境变量的变化率的现象;绝对脱钩则指经济增长的同时与之对应的环境变量保持不变或下降的情形,又称为强脱钩。根据EKC(环境库兹涅茨)假说:经济的增长一般会带来环境压力和资源消耗的增大,但当采取一些有效的政策和新的技术时,就能以较低的环境压力和资源消耗换来同样甚至更加快速的经济增长,这个过程被称为脱钩[10]。脱钩研究思路在环境领域的应用较为广泛,其脱钩指标设计是基于驱动力—压力—状态—影响—反应框架(DPSIR),主要反映前两者的关系也就是驱动力(GDP增长)与压力(环境污染)在同一时期的增长弹性变化情况[11]。

(二)脱钩分析模型

目前,能源碳排放与区域经济增长脱钩分析模型主要有两种,分别为基于增长弹性变化的Tapio脱钩分析模型和基于期初值与期末值的OECD脱钩指数模型。本文借鉴Tapio的交通运输量增长与经济发展的脱钩模型,并参考国内学者彭佳雯等(2011)、盖美等(2014)人的研究将脱钩状态划分为8种(如表1所示)。其中,强脱钩是实现区域经济低碳发展的最理想状态,相应地强负脱钩为最不利状态。

为了进一步了解能源碳排放与经济增长脱钩的原因,笔者引入能源消费总量(用TCE表示)这个中间变量。能源碳排放(C)、能源消费总量(TCE)、GDP的各类弹性指数计算公式如下:

其中,E(C,G)代表能源碳排放的GDP弹性,E(C,T)代表能源碳排放的能源消费弹性,E(T,G)代表能源消费的GDP弹性。

(三)能源碳排放的测算

目前,我国还没有碳排放量的直接监测数据,而且关于碳排放量的计算学术界也没有统一的标准,故本文根据徐国泉等人提出的碳排放的因素分解模型来估算碳排放量[13]。

碳排放估算公式为:

其中,E为总的碳排放量,a为煤炭消费的碳排放转换系数,Ec为煤炭消费量;B为石油消费的碳排放转换系数,EO为石油消费量;r为天然气消费的碳排放转换系数,Et为天然气消费量。三、数据来源及处理

本文选取“丝绸之路经济带”沿线西北五省(新疆、甘肃、青海、宁夏、陕西)作为研究对象,并对这五省的经济增长与碳排放进行了时间演变和空间差异的脱钩分析。为了确保数据的可靠性和完整性,本文选取2003-2012年的相关数据进行分析,空间尺度方面,由于存在能源消费量和经济增长变化的滞后关系,因此本文空间差异分析选用2005年、2009年、2012年三个时期进行比较。

GDP(国内生产总值)、能源消费总量、煤炭消费量、石油消费量、天然气消费量的原始数据均来源于《新疆统计年鉴(2004-2014年)》、2004-2013年《甘肃统计年鉴》、《青海统计年鉴》、《宁夏统计年鉴》、《陕西统计年鉴》以及《中国能源统计年鉴》。其中,采用经零售商品价格指数(以1978年为基期)调整的真实国内生产总值(GDP)来反映经济增长。对数据的计算与分析主要运用Excel2007、Mapinfo7.0和ArcGIS9.3。

四、结果与分析

(一)脱钩时间演变分析

根据碳排放估算公式(4)及各类能源的碳排放系数(表2)对西北五省2003-2012年的碳排放量进行计算,并对其能源消费总量与GDP加以计算整理,得出2003-2012年碳排放总量、能源消费总量与GDP变化趋势图(图1)。从图1看出,西北五省的碳排放总体变化趋势呈现上升趋势,从2003年9756.85万吨增长到2012年的24102.05万吨。2003-2008年碳排放增长幅度较小,而2009-2012年碳排放增长幅度明显增大。这与西北地区为响应和配合国家新一轮“西部大开发”战略而过于追求经济增长有关。西北地区是能源依赖性很强的地区,过度依赖煤炭、石油、天然气等化石能源相对粗放的经济增长方式,在发展经济的同时也伴随着大量的碳排放。能源消费总量与碳排放量的变动态势相似,但能源消费总量均大于碳排放量,2009-2012年能源消费总量与碳排放量差距逐渐增大,表明西北地区整体碳减排技术成效不明显,因此,要想配合新一轮“西部大开发”战略、响应“丝绸之路经济带”建设及实现碳减排新目标,应当重点加强减排技术,比如加大投资力度,引进发达地区的先进技术等。依据公式(1)、(2)、(3)对各类弹性指数进行计算得到表3,由表3脱钩分析结果可知:2004-2012年期间,西北五省能源碳排放与经济增长除2004年、2006年、2011年、2012年外的其他年份均处于弱脱钩状态,说明能源碳排放与经济增长关系密切,但碳排放增加的幅度小于经济增长的幅度。2004年、2011年由于大量依赖能源消耗的经济增长方式及过于追求GDP增长,导致能源消耗引起的碳排放与经济增长呈现扩张负脱钩状态,即经济增长的同时,碳排放也在增加,且增加的幅度大于经济增长的幅度。而2006年与2012年能源碳排放与区域经济增长处于扩张连接状态,说明能源碳排放增加的幅度大于或相当于经济增长的幅度。

结合中间变量(能源消费总量)来看,能源消费的GDP弹性值与碳排放的能源消费弹性值非常接近,表现在图形上(图2)两者的变化态势基本一致且重合,这说明西北地区的能源碳排放与区域经济增长脱钩主要是由能源消费与经济脱钩引起的。碳排放的能源消费弹性除2006年、2011年外弹性值均在1左右,表明目前西部地区碳减排技术水平对碳排放与区域经济增长脱钩的贡献作用尚未显现,这与西北地区长期以来以煤炭为主的能源消费结构以及相对落后的减排技术发展有关。

总体而言,2003-2012年西北五省区碳排放与区域经济增长整体处于弱脱钩状态,脱钩程度随着国家整体宏观经济形势与政策调控变化波动较大,与实现理想状态的强脱钩还有一定差距,节能减排技术还有待进一步提高。

(二)脱钩空间差异分析

西北五省能源碳排放与区域经济增长脱钩分析结果(如表3、图3所示)表明,2005年表现出强脱钩、弱脱钩、扩张负脱钩、扩张连接四种状态。其中,甘肃表现为强脱钩,弹性值为-1.0828,达到了区域经济低碳发展的理想状态,新疆落在弱脱钩区域,宁夏表现为扩张连接,弹性值为0.8986,青海、陕西表现最为严重,落在扩张负脱钩区域,且大于西北地区的整体水平,其中脱钩程度最低的为陕西,其能源碳排放的GDP弹性达到1.5567,这主要是由于陕西经济结构的“重型化”发展和在新能源开发领域的不足,导致煤炭在总体能源消费结构中的主体地位不断上升,进而造成碳排放的增长速度大于经济增长的速度。2009年主要表现为强脱钩、弱脱钩、扩张连接三种状态,青海、陕西、宁夏落在弱脱钩区域,新疆表现为扩张连接,弹性值为0.9344,甘肃能源碳排放与经济增长的脱钩最为显著,达到了经济发展的理想状态,这主要得益于2009年国家对甘肃政策扶持(甘肃省循环经济发展总体规划)。2012年,主要呈现弱脱钩和扩张负脱钩两种态势,而且脱钩呈现了一定程度的集聚,新疆与青海脱钩状态相对其他三省较为明显,都呈现弱脱钩(图3)。甘肃、陕西、宁夏则都落在了扩张负脱钩区域。

从西北五省两项弹性值的时期(2005年、2009年、2012年)对比来看(如图4、图5所示),碳排放的GDP弹性方面,西北五省区都表现为后期脱钩状态比前期更为显著的特点。其中,碳排放的能源消费弹性与碳排放的GDP弹性的地区变化态势基本一致,说明省际层面上碳排放与经济增长的脱钩同样由能源消费与经济脱钩所引起。对于碳排放的能源消费弹性,西北五省区前后期弹性值变化较小,区域差异也相对较小,2005年,弹性值最高为青海(1.9138),最低为甘肃(-1.0898),2009年最高为新疆(1.1731),最低为甘肃(-0.0014),2012年最高为青海(1.6657),最低仍然为甘肃(0.6649)。并且2009年、2012年五省区碳排放的GDP弹性明显低于碳排放的能源消费弹性,表明西北五省碳排放技术效应不明显,其对碳排放与区域经济增长脱钩关系贡献不明显,碳减排技术水平有待提高。2005年、2009年西北五省区的碳排放的能源消费脱钩区域差异不明显(如图6所示),但2012年,相对于2005年和2009年而言,开始呈现出一定程度的空间集聚,甘肃、宁夏、陕西落在0.4-0.8之间,新疆单独落在0.8-1.2之间,而青海则落在大于1.2的区间。总体而言,2005、2009、2012年碳排放与区域经济增长脱钩显著的省份主要是甘肃和陕西,这可能是由于国家对其节能减排的政策扶持及该省在追求经济快速增长的同时更加注重节能减排、能源消费结构升级等方面的资金投入和改善,因此比新疆、宁夏、青海具有相对较高的能源使用效率,从而实现了相对较高程度的脱钩发展。 

五、结论与政策建议

(一)结论

1.从脱钩时间演变分析来看

(1)2003-2012年,西北五省区碳排放与经济增长整体呈现弱脱钩状态,经历“扩张脱钩—弱脱钩—扩张连接—弱脱钩—扩张负脱钩—扩张连接”的无周期性的变化特征,脱钩程度随国家整体宏观经济形势和政策调控变化波动较大,且脱钩状态没有一定的规律。

(2)2003-2012年西北五省区的GDP与能源消费总量呈现稳定的增长态势,且能源消费量始终大于GDP总量,在2010年以后,由于受国家政策的扶持及国际市场的影响,经济的增速明显大于能源消费增速,但碳排放的增速至2012年接近GDP同期增速,这表明西北五省区经济增长高度依赖于能源消费且将在近期持续下去,其未来碳减排不容乐观。

(3)从碳排放源来看,2010年以后,西北五省区对煤炭的需求比较稳定,但由于受国际市场及国际能源价格的影响,对石油、天然气的需求变动较大,但对煤炭的影响较小,因此,2010年以后,碳排放主要来自煤炭消费。

综上所述,并结合西北五省区实际情况可知,目前能源使用效率的提高是西北五省区实现弱脱钩的主要原因,但其并不能抵消经济发展对能源需求的增长幅度,因此,在未来经济发展过程中西北五省地区的经济发展与能源消费引起的碳排放脱钩态势仍将持续,与实现强脱钩的理想状态还有较大差距且不确定性较强。

2.从脱钩空间差异分析来看

(1)2005年西北五省主要表现为扩张负脱钩、扩张连接、弱脱钩、强脱钩四种状态。其中,宁夏落在扩张连接的区域,新疆落在弱脱钩区域,甘肃达到了理想的强脱钩状态,而青海与陕西则落在相对不利的扩张负脱钩区域。2009年主要表现为扩张连接、弱脱钩、强脱钩三种状态。除新疆与甘肃外均都落在弱脱钩区域,相对于2005年西北五省经济增长与碳排放的脱钩较为明显,这主要得益于国家对西北省区的政策扶持、能源利用效率的提高以及产业结构的调整,但相对于中东部发达地区而言,西北五省的能源消费与碳排放量仍然较高,节能减排的技术还较为落后。2012年表现为扩张负脱钩与弱脱钩两种状态。甘肃、宁夏、陕西均落在弱脱钩区域,相对于2005年、2009年,实现弱脱钩的省域数量上升较快,宁夏与陕西后期较前期脱钩更为显著,而新疆与甘肃则呈现与其相反的变化态势,青海碳排放与经济增长的脱钩变化不显著。

(2)2005年,碳排放与经济脱钩空间格局较为分散,脱钩程度具有较大的区域差异,具体呈现扩张负脱钩、扩张连接、弱脱钩、强脱钩四种状态。2009、2012年脱钩呈现空间集聚态势,尤其是2012年,主要呈现弱脱钩与扩张负脱钩两种状态,区域差异明显缩小。碳排放与能源消费脱钩空间格局和能源消费与经济脱钩基本一致,碳排放与能源消费脱钩区域差异不明显,但后期相比前期呈现一定程度的空间集聚。甘肃、宁夏、陕西相对于新疆和青海脱钩状态更为显著,这对下一步制定碳减排工作具有重要的指导意义。

(3)无论是西北地区整体层面还是省际层面上,碳排放与区域经济增长脱钩主要是由能源消费与经济脱钩而引发的,其中主要由产业结构升级、节能减排技术进步等从而推动高耗能、高污染、高排放产业结构调整和能源利用效率提高所致。西北五省地区碳排放技术水平较低,技术发展相对滞后,对碳排放与经济脱钩贡献较小。因此,西北五省区未来脱钩发展措施的重点方向应为基于节能技术、产业结构升级,着重发展碳减排技术,同时逐步改善能源消费结构。

(二)政策建议

1.引进先进的生产技术,增强自主创新能力,提高能源利用率。要以中东部及国外的先进生产技术为支撑,建立由企业主导,高等院校、科研机构参与的产、学、研相结合的产业技术创新联盟,开展低碳节能技术、清洁煤技术、低碳管理技术的研究与开发。通过自主开发、招标引资的方式,提高自主创新能力,并充分发挥资源优势、政策优势,依靠企业现有的基础,瞄准市场潜力大的高新技术产品,加大技术的自主开发创新能力,开发一批具有科技含量高的专利产品。新疆是“丝绸之路经济带”建设的核心区,再加上“十九省市对口援疆”的优惠政策,故新疆具有发展新兴环保产业的有利条件,可以实现节能减排,低碳技术的滚动式发展。同时,青海、甘肃、宁夏、陕西都是“丝绸之路经济带”的沿线省份,也理应引进先进技术,坚持“引进来,走出去”的发展战略,发布鼓励自主创新技术产品的推广目录和政府招标采购产品目录,继续加快西部大开放的实施力度,进而实现碳排放与经济增长脱钩的理想状态。

2.优化产业结构和布局,推动低能耗产业的发展。西部五省应充分发挥本地自然资源丰富、依托内地企业的管理、人才、资金、技术优势,抓住高耗能行业产能相对过剩的有利时机,加快淘汰落后产业,大力发展以高新技术产业为支撑的低能耗的技术密集型产业,努力提高第三产业所占的比例,大力发展教育、文化、旅游等生活型服务业与金融、信息等生产型服务业,使现代服务业的比重大幅度提高,实现产业结构的优化,进而降低能源的消耗。

3.加大新能源的开发力度,提升可再生能源的利用效率。化石能源在西北地区经济发展过程中的重要作用毋庸置疑,但过度依赖化石能源的消费结构严重制约了减排技术对碳排放和经济脱钩的贡献,能源结构的升级是西北地区个别省份碳排放与经济增长呈现弱脱钩、强脱钩的主要原因之一。因此,加大新能源的开发力度和提升可再生能源的利用效率就显的非常重要。西北地区拥有丰裕的太阳能、风能等清洁新能源,在当前共建“丝绸之路经济带”以及新一轮“西部大开放”战略实施的新形势下,西北五省区应充分利用其独特的地理优势与资源优势,加大对新能源的开发力度,研究和完善生物能等清洁能源的定价和分摊机制,逐步降低经济在发展过程中对煤炭、石油、天然气的过度依赖,提升可再生能源的利用效率,从而逐步实现更集约、更清洁、多元化的能源消费结构。

4.西北五省区的各级政府要加大各个省能源结构调整的规划,不断促进产业结构的进一步优化升级,加强政府对能源碳排放方面的控制力度,对于高能耗、高排放、高污染的非重要产业提高税率,进而限制其发展规模,而对能源消耗低利用率高的企业增加补贴。依托国家各项优惠政策,突破性的发展以风力发电、太阳能光伏、节能装备、电力环保等为重点的能源,并针对性的培育和发展新能源、节能环保产业等战略性新兴产业。对于西北五省而言,冬季取暖一直是能源消耗的重要领域,尤其是煤炭资源的消耗,因此,应推进集中供热清洁转型,减少煤炭的供热比例,增大相对低碳的石油、天然气的供热比例,加大清洁能源的使用力度,建立和完善高效清洁的城市供热体系。

除此之外,还应加强低碳宣传的力度,提高居民、企业等的节能减排的意识。节能减排体现在生活中的各个领域,西北五省区应强强联合大力宣传低碳生产、低碳消费、低碳经营的理念,从身边做起,提高节能减排意识,只有每个人低碳意识的增强,才能够带动整个西北地区低碳技术的发展,进而实现碳排放与经济增长强脱钩的理想状态。

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(责任编辑:胡宜挺)