理论探索
CONTEMPORARYECONOMICS
中国碳排放库兹涅茨曲线实证研究
○贺红兵
（华中科技大学经济学院
湖北
武汉
430074）
【摘要】本文结合环境库兹涅茨曲线方法研究中国人均产值和人均碳排放之间的关系。运用1978—2008年的数据进行实证分析，结果显示，我国人均碳排放和人均产值之间并不存在倒U关系。此外，模型中还添加了人均碳排放的一阶滞后项和反应结构效应的第二产业比重，结果表明历史碳排放对下一期的碳排放有着显著的影响。
【关键词】环境库兹涅茨曲线一、引言
结构效应
协整
ＡＣ）公布的年度数据；美国能源情报署（ＥｎｅｒｇｙＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，简称ＥＩＡ）公布的年度数据；国际能源总署（Ｉｎ－ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｎｅｒｇｙＡｇｅｎｃｙ，简称ＩＥＡ）公布的数据，该数据仅有上世纪９０年代后期以来的数据；根据联合国政府间气候变化专门委会（ＩｎｔｅｒｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｌＰａｎｅｌｏｎＣｌｉｍａｔｅＣｈａｎｇｅ，简称《国家温室气体排放清单指南》和中国能源统计ＩＰＣＣ）指导目录年鉴计算得到的碳排放的数据。通过第四种方法计算得到的碳排放只包括了一次能源消耗产生的碳排放，而ＣＤＩＡＣ的碳排放数据除了包括能源消耗产生的碳排放，还包括了水泥生产过程中除了能源消耗的碳排放。由于我国多年来一直是世界第一大水泥生产和消费大国，水泥生产过程中额外产生的二氧化碳排放数量巨大，不宜忽略，所以在以下的研究中，我们碳排放的数据来源于ＣＤＩＡＣ的数据。
二氧化碳的环境库兹涅茨曲线有三种形式：线性、平方项（倒Ｕ）和立方项（Ｎ形）。二氧化碳的环境库兹涅茨曲线如（１）式表示：
ＣＯ２ｔ＝β０＋β１Ｙｔ＋β２Ｙ２ｔ＋β３Ｙ３ｔ
（１）
在线性的例子中，β１＞０且β２＝β３＝０。在二次项的情况下，如β２＜０且β３＝０，则碳排放和人均收入之间存在倒Ｕ关果β１＞０，
系。在三次项的情况下，如果β１＞０，β２＜０且β３＞０，则碳排放和人均收入之间存在Ｎ形关系；如果系数的取值正好相反（β１＜０，β２＞０且β３＜０），则存在倒Ｎ关系。在一般文献中函数形式都以对数表示。
由于库兹涅茨曲线是研究收入和排放之间的关系，所以最初的研究中只把收入这一个变量作为自变量，排放作为因变量，没有把其他影响碳排放的因素放入模型中，可能存在遗漏重要的解释变量，从而导致模型拟合不足。
在经济发展中，大量化石能源的使用导致了大量的碳排放，可是在国民经济的不同部门，单位产值能耗是不同的，第二产业尤其是重工业产生的能耗最为严重，第二产业单位产值产生的碳排放也远高于农业和服务业。因此我们在这里取第二产业占国民经济的比重作为反映经济结构的自变量添加到模型
２０世纪中叶以来，“全球气候变暖”、“生态系统恶化”等问题严重威胁着人类的生存与发展，而温室气体浓度的增加很可能正是引起这些问题的罪魁祸首。作为最重要的温室气体———二氧化碳，从１９７０年到２００４年，排放量增加了约８０％。工业革命以来大量的化石能源燃烧和水泥、石灰等工业生产过程中产生了大量的碳排放，使得环境问题急剧恶化。
改革开放以来，中国经济取得了举世瞩目的成就，这些成资源和能源等要素的投入密不可分就的取得是和巨大的人力、
的，在经济繁荣发展的背后是大量化石能源的使用和二氧化碳的排放。根据国际能源总署（ＩＥＡ，ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｎｅｒｇｙＡｇｅｎｃｙ）的统计数据，２００７年中国二氧化碳的排放量已经达到６０．７１亿吨，超过美国５７．６９亿吨的排放量而居世界第一位，占世界总量的２１％。中国单位ＧＤＰ二氧化碳排放量为２．３千克／美元，是世界平均值（０．７３千克／美元）的３倍多，是欧盟平均值（０．４千克／美元）的５．８倍。中国面临着巨大的减排压力。在２００９年底召开的哥本哈根世界气候大会上，中国政府承诺到２０２０年中国单位ＧＤＰ二氧化碳排放将比２００５年下降４０％～４５％。在二氧化碳减排的约束下，化石能源的使用数量和使用效率势必受到影响，从而影响到中国经济的发展。因此，研究碳排放和经济增长的关系是必要而且迫切的。
二、数据与方法
我国统计机构没有公布碳排放数据，在文献中一般碳排放的来源有以下四类：美国橡树岭国家实验室二氧化碳信息分析中心（ＣａｒｂｏｎＤｉｏｘｉｄｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓＣｅｎｔｅｒ，简称ＣＤＩ－
148
《当代经济》2012年6月（上）
理论探索
CONTEMPORARYECONOMICS
中。此外，我们添加碳排放的一阶滞后项作为解释变量到方程中。
作为因变量的碳排放选择通常用以下三种指标：人均碳排放、总排放、环境的污染程度。最常使用的指标是人均碳排放。本文使用人均碳排放指标，碳排放曲线的模型设定为：
ＣＯ２ｔ＝β０＋β１Ｙｔ＋β２Ｙ２ｔ＋β３Ｙ３ｔ＋Ｒ＋ＣＯ２ｔ－１＋ε二产业在国民经济中的比重。
三、实证研究
估计结果为：
赞２ｔ＝０．３３８４２４＋０．０００５３４ＹｔＣＯＴ值Ｐ值
（１８．０６２１２）（２５．０４５９３）（０．００００）
（０．００００）
（４）
（２）调整的Ｒ２＝０．９５４２８９，ｄ＝０．４９９１８１。
然后，将方程（４）所得到的残差估计值进行平稳性检验。经检验，方程（４）估计的残差是平稳的。人均碳排放和人均ＧＤＰ为了估计ＥＫＣ模之间存在协整关系，ＯＬＳ是合适的估计方法。型，下面我们结合方程（２）研究具体的函数形式。
在对不同的模型设定形式进行估计后，我们得到了上面的估计结果，从结果（见表１）可以看出，当我们仅把人均ＧＤＰ作为自变量时，通过添加自变量的平方、立方项来估计方程，得到的前三个模型中，模型的平方和立方项均不显著。在模型２中，平方项的估计系数值不是我们想象中的负值，同时该值也不显著，表明中国的碳排放和人均ＧＤＰ呈线性关系，这或许和我国碳排放曲线还没到达库兹涅茨曲线的临界点有关。
当我们在模型中添加了第二产业比重和碳排放的滞后值后，只有碳排放的滞后值在模型中非常显著，表明碳排放深受历史排放的影响，历史二氧化碳排放对未来的排放有强烈的正
ＣＯ２表示人均碳排放量、Ｒ表示第其中Ｙ表示人均收入、
在结合模型（２）进行环境库兹涅茨曲线回归之前，必须要检验数据的平稳性，以免发生谬误回归。本文应用ＡＤＦ检验。经检验，人均碳排放的水平值是不平稳的，其一阶差分在１％的显著性水平上是平稳的。人均ＧＤＰ水平值是不平稳的，一阶差分也是不平稳的，二阶差分在５％的显著性水平下平稳。工业比重水平值不平稳，一阶差分平稳。
以上的结果显示，解释变量与被解释变量的时间序列都是非平稳的，这样的回归可能带来错误的结果。但是，如果时间序下面我们将检验两个主列是协整的，ＯＬＳ估计是合适的。因此，要变量人均碳排放和人均ＧＤＰ的协整关系。
检验两个变量的协整关系通常用协整回归，方程为：ＣＯ２ｔ＝α＋βＹｔ＋εｔ
（３）
我们分两步进行协整检验。首先，估计的Ｄｕｒｂｉｎ－Ｗａｔｓｏｎ统计量是协整关系的一个指标。如果Ｄｕｒｂｉｎ－Ｗａｔｓｏｎ统计量显著异于零，两个时间序列没有协整关系的原假设被拒绝，然而，检验方程（３）回这个检验方法一般不被认为是决定性的。并且，归的残差的平稳性，通常我们可以用ＡＤＦ检验其平稳性。
表1
解释变量
模型1
（线性）
截距项
影响。
四、结论
本文通过验证碳排放库兹涅茨曲线发现，中国的碳排放和人均ＧＤＰ之间并不存在倒Ｕ关系，表明我国的经济增长并不会自动地导致人均碳排放的减少，那种试图通过经济发展自动实现碳减排的愿望是不现实的，因此在碳减排上，必须采取更由于碳排为主动的措施和政策。在制定和实施碳减排措施时，放和收入之间存在的正向关系，需要注意碳减排对经济的影响程度，避免给经济发展造成巨大的影响。同时，由于碳排放深受历史排放的影响，因此，在目标制定和考核上，我国碳减排的道路上必须一步一个脚印，量力而行，不能急功近利。
中国环境库兹涅茨曲线估计结果
碳排放
模型2
（倒U）
模型3（N形）
模型4（N形）
0.338424***0.375298***0.328509***0.274468（18.06212）（12.47926）（6.335184）（1.169470）0.000534***0.000416***0.000655***-0.000235（25.04593）（4.246328）（2.845837）（-0.915577）
----0.954289
-2.26E-074.07E-076.10E-08
（1.545293）（-0.860869）（1.662369）
---0.956377
9.27E-11
-1.29E-10-0.003864（-0.748713）0.890872***（4.879844）0.979731
（1.105415）（-1.615488）
YtY2tY3tRCO2t-1A-R
2
【参考文献】
[1]BirgitFriedl，MichaelGetzner：DeterminantsofCO2EmissionsinaSmallOpenEconomy[J].EcologicalEconomics，2003（45）.[2]林伯强、蒋竺均：中国二氧化碳的环境库兹涅茨曲线预测及
影响因素分析[J]．管理世界，2009（4）.
--0.956720
[3]许广月、宋德勇：中国碳排放环境库兹涅茨曲线的实证研
——基于省际面板数据[J]．中国工业经济，2010（5）.究—
F统计量D-W统计量LoglikelihoodS.E.ofregression
627.2986***329.8544***222.0533***232.0106***0.49918143.536540.061421
0.56412244.805080.060002
0.67206645.491150.059766
1.85196253.895660.044874
[4]符淼：我国环境库兹涅茨曲线：形态、拐点和影响因素[J]．数
量经济技术经济研究，2008（11）.
[5]易艳春、宋德勇：经济增长与我国碳排放：基于环境库兹涅
茨曲线的分析[J]．经济体制改革，2011（3）.
（责任编辑：丁一）
（注：***表示P
《当代经济》2012年6月（上）
149
理论探索
CONTEMPORARYECONOMICS
中国碳排放库兹涅茨曲线实证研究
○贺红兵
（华中科技大学经济学院
湖北
武汉
430074）
【摘要】本文结合环境库兹涅茨曲线方法研究中国人均产值和人均碳排放之间的关系。运用1978—2008年的数据进行实证分析，结果显示，我国人均碳排放和人均产值之间并不存在倒U关系。此外，模型中还添加了人均碳排放的一阶滞后项和反应结构效应的第二产业比重，结果表明历史碳排放对下一期的碳排放有着显著的影响。
【关键词】环境库兹涅茨曲线一、引言
结构效应
协整
ＡＣ）公布的年度数据；美国能源情报署（ＥｎｅｒｇｙＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，简称ＥＩＡ）公布的年度数据；国际能源总署（Ｉｎ－ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｎｅｒｇｙＡｇｅｎｃｙ，简称ＩＥＡ）公布的数据，该数据仅有上世纪９０年代后期以来的数据；根据联合国政府间气候变化专门委会（ＩｎｔｅｒｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｌＰａｎｅｌｏｎＣｌｉｍａｔｅＣｈａｎｇｅ，简称《国家温室气体排放清单指南》和中国能源统计ＩＰＣＣ）指导目录年鉴计算得到的碳排放的数据。通过第四种方法计算得到的碳排放只包括了一次能源消耗产生的碳排放，而ＣＤＩＡＣ的碳排放数据除了包括能源消耗产生的碳排放，还包括了水泥生产过程中除了能源消耗的碳排放。由于我国多年来一直是世界第一大水泥生产和消费大国，水泥生产过程中额外产生的二氧化碳排放数量巨大，不宜忽略，所以在以下的研究中，我们碳排放的数据来源于ＣＤＩＡＣ的数据。
二氧化碳的环境库兹涅茨曲线有三种形式：线性、平方项（倒Ｕ）和立方项（Ｎ形）。二氧化碳的环境库兹涅茨曲线如（１）式表示：
ＣＯ２ｔ＝β０＋β１Ｙｔ＋β２Ｙ２ｔ＋β３Ｙ３ｔ
（１）
在线性的例子中，β１＞０且β２＝β３＝０。在二次项的情况下，如β２＜０且β３＝０，则碳排放和人均收入之间存在倒Ｕ关果β１＞０，
系。在三次项的情况下，如果β１＞０，β２＜０且β３＞０，则碳排放和人均收入之间存在Ｎ形关系；如果系数的取值正好相反（β１＜０，β２＞０且β３＜０），则存在倒Ｎ关系。在一般文献中函数形式都以对数表示。
由于库兹涅茨曲线是研究收入和排放之间的关系，所以最初的研究中只把收入这一个变量作为自变量，排放作为因变量，没有把其他影响碳排放的因素放入模型中，可能存在遗漏重要的解释变量，从而导致模型拟合不足。
在经济发展中，大量化石能源的使用导致了大量的碳排放，可是在国民经济的不同部门，单位产值能耗是不同的，第二产业尤其是重工业产生的能耗最为严重，第二产业单位产值产生的碳排放也远高于农业和服务业。因此我们在这里取第二产业占国民经济的比重作为反映经济结构的自变量添加到模型
２０世纪中叶以来，“全球气候变暖”、“生态系统恶化”等问题严重威胁着人类的生存与发展，而温室气体浓度的增加很可能正是引起这些问题的罪魁祸首。作为最重要的温室气体———二氧化碳，从１９７０年到２００４年，排放量增加了约８０％。工业革命以来大量的化石能源燃烧和水泥、石灰等工业生产过程中产生了大量的碳排放，使得环境问题急剧恶化。
改革开放以来，中国经济取得了举世瞩目的成就，这些成资源和能源等要素的投入密不可分就的取得是和巨大的人力、
的，在经济繁荣发展的背后是大量化石能源的使用和二氧化碳的排放。根据国际能源总署（ＩＥＡ，ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｎｅｒｇｙＡｇｅｎｃｙ）的统计数据，２００７年中国二氧化碳的排放量已经达到６０．７１亿吨，超过美国５７．６９亿吨的排放量而居世界第一位，占世界总量的２１％。中国单位ＧＤＰ二氧化碳排放量为２．３千克／美元，是世界平均值（０．７３千克／美元）的３倍多，是欧盟平均值（０．４千克／美元）的５．８倍。中国面临着巨大的减排压力。在２００９年底召开的哥本哈根世界气候大会上，中国政府承诺到２０２０年中国单位ＧＤＰ二氧化碳排放将比２００５年下降４０％～４５％。在二氧化碳减排的约束下，化石能源的使用数量和使用效率势必受到影响，从而影响到中国经济的发展。因此，研究碳排放和经济增长的关系是必要而且迫切的。
二、数据与方法
我国统计机构没有公布碳排放数据，在文献中一般碳排放的来源有以下四类：美国橡树岭国家实验室二氧化碳信息分析中心（ＣａｒｂｏｎＤｉｏｘｉｄｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓＣｅｎｔｅｒ，简称ＣＤＩ－
148
《当代经济》2012年6月（上）
理论探索
CONTEMPORARYECONOMICS
中。此外，我们添加碳排放的一阶滞后项作为解释变量到方程中。
作为因变量的碳排放选择通常用以下三种指标：人均碳排放、总排放、环境的污染程度。最常使用的指标是人均碳排放。本文使用人均碳排放指标，碳排放曲线的模型设定为：
ＣＯ２ｔ＝β０＋β１Ｙｔ＋β２Ｙ２ｔ＋β３Ｙ３ｔ＋Ｒ＋ＣＯ２ｔ－１＋ε二产业在国民经济中的比重。
三、实证研究
估计结果为：
赞２ｔ＝０．３３８４２４＋０．０００５３４ＹｔＣＯＴ值Ｐ值
（１８．０６２１２）（２５．０４５９３）（０．００００）
（０．００００）
（４）
（２）调整的Ｒ２＝０．９５４２８９，ｄ＝０．４９９１８１。
然后，将方程（４）所得到的残差估计值进行平稳性检验。经检验，方程（４）估计的残差是平稳的。人均碳排放和人均ＧＤＰ为了估计ＥＫＣ模之间存在协整关系，ＯＬＳ是合适的估计方法。型，下面我们结合方程（２）研究具体的函数形式。
在对不同的模型设定形式进行估计后，我们得到了上面的估计结果，从结果（见表１）可以看出，当我们仅把人均ＧＤＰ作为自变量时，通过添加自变量的平方、立方项来估计方程，得到的前三个模型中，模型的平方和立方项均不显著。在模型２中，平方项的估计系数值不是我们想象中的负值，同时该值也不显著，表明中国的碳排放和人均ＧＤＰ呈线性关系，这或许和我国碳排放曲线还没到达库兹涅茨曲线的临界点有关。
当我们在模型中添加了第二产业比重和碳排放的滞后值后，只有碳排放的滞后值在模型中非常显著，表明碳排放深受历史排放的影响，历史二氧化碳排放对未来的排放有强烈的正
ＣＯ２表示人均碳排放量、Ｒ表示第其中Ｙ表示人均收入、
在结合模型（２）进行环境库兹涅茨曲线回归之前，必须要检验数据的平稳性，以免发生谬误回归。本文应用ＡＤＦ检验。经检验，人均碳排放的水平值是不平稳的，其一阶差分在１％的显著性水平上是平稳的。人均ＧＤＰ水平值是不平稳的，一阶差分也是不平稳的，二阶差分在５％的显著性水平下平稳。工业比重水平值不平稳，一阶差分平稳。
以上的结果显示，解释变量与被解释变量的时间序列都是非平稳的，这样的回归可能带来错误的结果。但是，如果时间序下面我们将检验两个主列是协整的，ＯＬＳ估计是合适的。因此，要变量人均碳排放和人均ＧＤＰ的协整关系。
检验两个变量的协整关系通常用协整回归，方程为：ＣＯ２ｔ＝α＋βＹｔ＋εｔ
（３）
我们分两步进行协整检验。首先，估计的Ｄｕｒｂｉｎ－Ｗａｔｓｏｎ统计量是协整关系的一个指标。如果Ｄｕｒｂｉｎ－Ｗａｔｓｏｎ统计量显著异于零，两个时间序列没有协整关系的原假设被拒绝，然而，检验方程（３）回这个检验方法一般不被认为是决定性的。并且，归的残差的平稳性，通常我们可以用ＡＤＦ检验其平稳性。
表1
解释变量
模型1
（线性）
截距项
影响。
四、结论
本文通过验证碳排放库兹涅茨曲线发现，中国的碳排放和人均ＧＤＰ之间并不存在倒Ｕ关系，表明我国的经济增长并不会自动地导致人均碳排放的减少，那种试图通过经济发展自动实现碳减排的愿望是不现实的，因此在碳减排上，必须采取更由于碳排为主动的措施和政策。在制定和实施碳减排措施时，放和收入之间存在的正向关系，需要注意碳减排对经济的影响程度，避免给经济发展造成巨大的影响。同时，由于碳排放深受历史排放的影响，因此，在目标制定和考核上，我国碳减排的道路上必须一步一个脚印，量力而行，不能急功近利。
中国环境库兹涅茨曲线估计结果
碳排放
模型2
（倒U）
模型3（N形）
模型4（N形）
0.338424***0.375298***0.328509***0.274468（18.06212）（12.47926）（6.335184）（1.169470）0.000534***0.000416***0.000655***-0.000235（25.04593）（4.246328）（2.845837）（-0.915577）
----0.954289
-2.26E-074.07E-076.10E-08
（1.545293）（-0.860869）（1.662369）
---0.956377
9.27E-11
-1.29E-10-0.003864（-0.748713）0.890872***（4.879844）0.979731
（1.105415）（-1.615488）
YtY2tY3tRCO2t-1A-R
2
【参考文献】
[1]BirgitFriedl，MichaelGetzner：DeterminantsofCO2EmissionsinaSmallOpenEconomy[J].EcologicalEconomics，2003（45）.[2]林伯强、蒋竺均：中国二氧化碳的环境库兹涅茨曲线预测及
影响因素分析[J]．管理世界，2009（4）.
--0.956720
[3]许广月、宋德勇：中国碳排放环境库兹涅茨曲线的实证研
——基于省际面板数据[J]．中国工业经济，2010（5）.究—
F统计量D-W统计量LoglikelihoodS.E.ofregression
627.2986***329.8544***222.0533***232.0106***0.49918143.536540.061421
0.56412244.805080.060002
0.67206645.491150.059766
1.85196253.895660.044874
[4]符淼：我国环境库兹涅茨曲线：形态、拐点和影响因素[J]．数
量经济技术经济研究，2008（11）.
[5]易艳春、宋德勇：经济增长与我国碳排放：基于环境库兹涅
茨曲线的分析[J]．经济体制改革，2011（3）.
（责任编辑：丁一）
（注：***表示P
《当代经济》2012年6月（上）
149