京津冀地区经济增长与碳排放脱钩研究

赵玉焕,孔翠婷,李 浩(北京理工大学管理与经济学院,北京 100081)

Energy of China - - 气候变化 -

摘要:本文基于 1986—2014 年京津冀地区碳排放、能源消费与经济增长的面板数据,利用改进的 Tapio 脱钩理论模型,引入能源消费量、第二产业生产总值等中间变量,对京津冀地区经济增长与碳排放进行了脱钩研究。结果表明,京津冀地区碳排放总量在 1986—2014 年基本呈逐年攀升趋势,其中北京市的碳排放量趋于平稳,而天津市与河北省的碳排放量呈现不同幅度的上升趋势。就经济增长与碳排放的脱钩状态而言,北京市多为弱脱钩,天津市多为弱脱钩和增长连接,两地经济增长速度略大于碳排放增长速度;河北省多为弱脱钩、增长连接和扩张性负脱钩,其经济增长速度与碳排放增长速度基本持平;整个京津冀地区多为弱脱钩、增长连接。北京和天津脱钩效果较好,河北省面临较大的减排压力。本文在研究的基础上,结合京津冀地区能源消费、碳排放与经济增长现状,为尽快达到京津冀协同发展近期环境治理目标,实现京津冀区域协同减排、平衡发展提出了政策建议。

关键词:经济增长;碳排放;脱钩分析;京津冀

中图分类号:F205 文献标识码:A 文章编号:1003-2355-(2017)06-0020-07 Doi: 10.3969/j.issn.1003-2355.2017.06.005

Abstract: By analyzing the panel data of energy consumption, carbon emissions and economic growth in BeijingTianjin-Hebei region during 1986~2014, based on the improved Tapio elasticity decoupling theory, and combined with the energy consumption, GDP of second industry, this paper carries out analysis of the degree of decoupling between economic growth and carbon emissions in Beijing-Tianjin-Hebei region. Results show that the total amount of carbon emissions in Beijing-Tianjin-Hebei region during 1986~2014 is an upward trend year by year. Beijing carbon emissions tend to be stable, while Tianjin and Hebei carbon emissions show an upward trend in different ranges. The decoupling state between economic growth and carbon emissions in Beijing is mostly weak, and Tianjin is weak and expansive decoupling, indicating that the economic growth rate is slightly faster than the growth rate of carbon emissions. While the decoupling state in Hebei is weak, expansive decoupling and expansive negative decoupling, which means the rate of economic growth is basically the same as the carbon emissions growth rate. And the decoupling state between economic growth and carbon emissions in Beijing-Tianjin-Hebei region is mostly weak and expansive decoupling, which means Hebei is facing greater pressure to reduce emissions. Based on the present status of the economic growth, energy consumption and carbon emissions in Beijing-Tianjin-Hebei region, policy recommendations on how to coordinate the relationship among energy consumption, carbon emissions and economic growth in Beijing-TianjinHebei region to realize the recent environmental governance objectives made by the Outline Plan of Collaborative

Development of Beijing, Tianjin, and Hebei are discussed at the end of the study.

Key words: Economic Growth; Carbon Emissions; Decoupling Analysis; Beijing-Tianjin-Hebei Region

0 引言

2014 年 2月,我国首次强调京津冀地区协同发展对有序疏解北京非首都功能,推动经济结构转型和实现区域平衡发展的重要性,并将这一举措作为国家重大战略快速推进。京津冀地区在我国的经济发展中占据重要地位,被称为经济增长第三极。2015 年北京、天津、河北三地 GDP 总和为 6.93 万亿元人民币,约占全国GDP 总量的10.24%[1]。同时,京津冀地区是资源消耗密集型区域 [2],其经济的飞速发展决定了较高的能源需求。2014 年,北京、天津、河北三地能源消费总量约占全国能源消费总量的 10.4%,碳排放总量约占全国的 12.0%[3]。高碳排放量导致大气污染事件频发,环境恶化已经开始逐渐成为该地区经济增长的制约因素。2015 年 4 月《京津冀协同发展规划纲要》出台,指出京津冀地区要在环保、交通和产业升级 3个重点领域率先推进,解决生态问题;2015 年 12 月发布的《京津冀协同发展生态环境保护规划 》提出,2015—2020 年,京津冀地区煤炭消费总量继续实现负增长,主要污染物排放强度和碳排放强度大幅下降。生态环境保护成为京津冀协同发展的关键组成部分,为了达成政府近期节能减排目标,研究京津冀地区的经济增长与碳排放的关联性,以及找到经济增长与应对气候变化问题的平衡点具有重要现实意义。

1 文献综述

经济增长与碳排放关系一直是学界关注的焦点。首先,学者们使用环境库兹涅兹曲线( EKC)研究经济增长与碳排放的关系,得出了不同的结果:Grossman 和 Krueger(1991)[4] 使用该曲线对全球 42个国家的面板数据进行分析,结果表明经济增长与环境污染的关系呈倒U型;在对中国整体的研究中,彭水军等( 2006)[5] 利用 1996— 2002 年数据的研究发现,中国存在倒U 型的 EKC曲线;而 Hettige 等(2000)[6] 的研究得到“驼峰”曲线。有学者认为EKC曲线不存在。Kathleen (2003)[8] 使用加拿大的环境与经济数据进行研究,结果证明 EKC曲线不存在;在对中国省级层面的研究中,赵玉焕和王邵军( 2013)[9] 对山东省的研究也表明,经济增长与碳排放不存在显著联系。其次,部分学者也从因果关系入手对经济增长与碳

排放关系进行计量分析。赵爱文和李东(2011)[10]的研究发现,经济增长和碳排放之间存在双向因果关系;刘倩和赵普生( 2012)[11] 的研究则认为

[12]二者之间不存在因果关系;而 Zhang 等(2015)的研究表明,存在经济增长到碳排放的单向因果关系。

脱钩分析作为资源环境领域新的热点研究方法,用来描述经济增长与环境冲击耦合关系的破裂,即资源消耗或环境污染不随经济增长而增长[13]。经合组织( 2002)[14] 首先对其 30 个成员国使用39个指标进行脱钩分析,并具体解释了脱钩指数法。Tapio(2005)[15] 研究欧洲经济发展与碳排放关系时,将交通运输量作为中间变量分解了经济增长与碳排放间的脱钩弹性指标,并定义了8 种“脱钩状态 ”;Wang 等(2013)[16] 对中国、日本、美国、俄罗斯的能源消费、经济增长和SO2 排放脱钩状态的研究发现,环境政策的改变可以显著影响一国脱钩状态。

国内学者对脱钩模型也有相应的拓展和应用。王崇梅( 2010)[17] 对中国 1990—2007 年经济增长和能源消耗的脱钩研究表明,不同阶段经济增长与能源消耗可能处于绝对脱钩或相对脱钩阶段。彭佳雯等( 2011)[18] 对中国经济增长与碳排放从国家和区域两个层面的脱钩分析表明,国家层面上二者基本处于弱脱钩状态,而区域层面上来说,不同区域差别较大;郑启伟和何恒(2015)[19] 对1995—2013 年浙江省经济增长与碳排放的脱钩分析发现,大部分年份二者呈现弱脱钩状态。苑清敏等(2016)[20] 研究了京津冀地区物流业的脱钩效应后发现,该地区物流业经济增长与碳排放呈弱脱钩状态。何音等( 2016)[21] 利用资源环境指标对京津冀经济增长与资源环境进行脱钩分析后发现该地区经济增长与资源环境存在增长连接到强脱钩的过渡情况。

通过对现有文献的梳理发现,经济增长与碳排放关系的相关研究表现出几个特点:①对我国区域层面的研究,大多集中于研究长三角地区和中部地区,或单个行政省份,较少涉及京津冀地区;②对京津冀地区的脱钩研究,少有采用能源消费量、第二产业生产总值为中间变量进行经济增长与碳排放的脱钩分析;③时间跨度较短,得

到的样本量有限,容易使研究结论不能准确反映经济增长与碳排放的真实变化关系。因此,本文选取京津冀地区为研究对象,利用 1986—2014 年较长时期的能源消费量、GDP等面板数据来研究该地区的经济增长与碳排放的关系,并进一步针对平衡京津冀地区的经济发展和减少碳排放提出政策建议。

2 模型与数据

2.1 京津冀地区碳排放核算方法

本文使用《IPCC2006 国家温室气体清单指南》中提到的缺省碳排放法进行碳排放核算 1。各省级行政区域的二氧化碳排放量具体测算如式(1)所示 2:

∑n 44

CE= E × R ×A × O × (1)

i i i i 12

i =1

其中:

CE—省级行政区域二氧化碳排放总量; Ei—该省第 i 种主要能源的消费量(其中不含作为工业原料或材料的部分,只统计煤炭、石油和天然气三大能源 );

Ri—能源 i 的净热值;

Ai —第i 种能源的碳排放系数;

Qi—第 i种能源的氧化率,各系数来自IPCC 提供的缺省值或中国统计局标准值,具体数据见表 1。

注:碳排放系数值取自发展和改革委员会、DOE/IEA 等机构发布的碳排放系数的平均值。

2.2 经济增长与碳排放的脱钩模型

2.2.1 脱钩指标

“脱钩指标”可以反映经济增长与资源消耗的不同步变化,常被作为判断经济发展模式是否可持续的工具。使用较广泛的脱钩指标模型是 Tapio脱钩指标,最先用来分析欧洲经济发展与碳排放关系,具体做法是引入交通运输量(VOL )作为中 间变量,将脱钩弹性指标 E(CO2,GDP )分解为产业发展弹性 E(VOL,GDP)和产业排放弹性 E (CO2,VOL ),用数学形式可表达为式( 2)形式。其中,VOL 是一国或地区的交通运输量,CO2和GDP分别为该国或地区的碳排放量和国内生产总值。

E ( CO 2, GDP ) = E ( VOL , GDP ) × E ( CO 2, VOL)

Δ VOL Δ GDP ΔCO2 ΔVOL

= ( ) × ( ) VOL GDP CO2 VOL

(2) Tapio 指标解决了量纲不同的问题,且能够更清楚地反映不同因素对脱钩指标的贡献率。除此之外,Tapio 脱钩指标提出了更详细的 8 种具体脱钩状态,如图 1 所示。 2.2.2 京津冀经济增长与碳排放的脱钩模型参考 Tapio(2005)[15] 引入交通运输业作为中间变量的做法,本文分析京津冀地区经济增长与碳排放脱钩关系时,拟采取的思路是将其分别分解为碳排放与能源消费量的脱钩指标、能源消费量与经济增长状况的脱钩指标。而考虑到能源消费主要在第二产业,即工业部门和建筑部门,因此本文将能源消费量与经济增长状况的脱钩指标进一步分解为能源消费量与第二产业生产总值的脱钩指标以及第二产业生产总值与国内生产总值的脱钩指标,亦即第二产业发展指标。具体的计算步骤如下: (1)计算碳排放与能源消费量脱钩指标,见式(3); =Δ CE ΔEC

E ( CE , EC) (3) CE EC

(2)计算能源消费量与第二产业生产总值脱钩

其中:

CE 和EC—分别代表该国家或地区的碳排放量和能源消费量;

GDP 和 GDPI —分别代表该国或地区的国内生产总值和第二产业生产总值;

ΔA/A —变量A的在该年份的变化率。

2.3 数据来源与处理

本文采用 1986—2014 年间的数据,数据来源于北京、天津、河北三地历年统计年鉴和历年中国统计年鉴,其中对京津冀地区国内生产总值GDP、第二产业生产总值 GDPI 分别以 2005 年为基期进行了价格调整,碳排放数据源自作者测算。

3 结果分析

3.1 京津冀地区碳排放情况分析

1986—2014 年京津冀地区碳排放量总体表现为上升态势,见图2。其中北京市的碳排放量趋于平稳,而天津市与河北省的碳排放量呈现不同幅度的上升趋势,尤其是河北省,由于过度依赖资源禀赋发展高能耗产业,自 2000 年以来其碳排放总量较大幅度上升。2013 年,北京市碳排放量为1.10 亿 tCO2 ,天津市为 1.79 亿 tCO2 ,河北省为7.75 亿 tCO2。2014 年三地的碳排放量均稍有下降,北京市碳排放量约为 1.01 亿 t,天津为 1.69 亿 t,河北为 7.41 亿 t。

图 3 展示的是 1986—2014 年京津冀地区碳排放总量与其年增长率的变化趋势图,除 2014 年外,碳排放年增长率均为正值,说明京津冀地区碳排放总量在 2014 年之前逐年攀升;2014 年京津冀地区碳排放总量与 2013 年相比有小幅下降,降幅达 4.93%,这与政府对环境治理的力度加大密

不可分。 3.2 京津冀经济增长与碳排放脱钩状态分析(1)北京市经济增长与碳排放的脱钩分析北京市各项指标的脱钩状态大多呈现弱脱钩状态,见图 4。第一,北京市碳排放与能源消费量脱钩状态呈现多样化,碳排放量增长率与能源消费量增长率之间高低变化具有不确定性;但总的多表现为增长连接或弱脱钩状态。自 2008 年以来,北京市该指标大部分年份处于强脱钩状态,即随着能源消费增长率增加,碳排放量增长率有下降趋势,这说明自 2008 年北京奥运会以来,北京市减排政策逐步加强。第二,能源消费量与第二产业生产总值脱钩状态多表现为弱脱钩,即指标值多在 0 至 0.8 之间,表明北京市能源消费增长率低于第二产业生产总值增长率,北京市的第二产业发展对能源资源的依靠程度有减弱趋势。第三,从第二产业发展弹性指标来看,其脱钩状态多为增长连接,说明北京市第二产业生产总值增长率与国内生产总值增长率几乎持平,而 2008 年指标值很小,仅为 0.0879 ,表现为弱脱钩状态,意味着当年第二产业增长速度远小于国内生产总值增长速度,这与 2008 年北京市为迎奥运所实施

的环境深度治理措施相吻合。2008 年以来,北京市该指标表现为增长连接,但数值多小于 1.0 或在1.0 附近,其 GDP 的“工业性”正在减弱。第四, 1986—2014 年北京市基本实现经济增长与碳排放的弱脱钩状态(见图 4 ),其碳排放增长速度不及经济增长速度,这与北京市能源消费结构的改变有密切联系。据北京市发展和改革委员会数据,燃煤占能源消费的比例由 1997 年的 54.3% 下降到 2010 年的 30.2%,天然气、电力等清洁能源消费占比提高到了 70%。《低碳经济蓝皮书 》指出, 2001—2012 年,中国各地区经济发展与能源碳排放的脱钩水平最好的是北京市,北京市面临的碳减排压力相对较小。 (2)天津市经济增长与碳排放的脱钩分析天津市的各项脱钩指标状态与北京相比表现出相似性,见图 5。第一,天津市碳排放与能源消费量脱钩状态表现为增长连接,即天津市碳排放量增长率与能源消费增长率基本处于同一水平。第二,能源消费量与第二产业生产总值脱钩状态多表现为弱脱钩,尤其自 2001 年以来,天津市能源消费增长率低于第二产业生产总值增长率,从而其脱钩状态全部表现为弱脱钩。第三,从第二产业发展弹性指标来看,其脱钩状态多为增长连接,表明天津市第二产业生产总值增长率与该市国内生产总值增长率几乎持平,该市第二产业占比变化不大。第四,如图5所示,天津市经济增长与碳排放的脱钩状态多为弱脱钩和增长连接,说明天津市碳排放量增长率低于或持平于国内生产总值增长率。2006 年以来各年份除 2014 年外,全都表现为弱脱钩,2014 年表现为强脱钩,可见该市减排压力也相对较小。 (3)河北省经济增长与碳排放的脱钩分析河北省经济增长与碳排放依然存在一定关联性,和理想的强脱钩状态还存在较大差距,见图6。第一,河北省的碳排放与能源消费量呈现多样化的脱钩状态,但总的多表现为增长连接和扩张性负脱钩,即指标值多在 1.2 以上。随着能源消费量增加,碳排放量增加更快,原因之一在于河北省在清洁能源的使用上明显弱于京津两市。第二,能源消费量与第二产业生产总值表现为弱脱钩,能源效率提高是该指标实现弱脱钩的主要原因,但河北省能效提高速度和水平仍未能抵消经济发展对能源需求的增长幅度 [22],由此能源消费产生的碳排放量短期内也很难下降。第三,第二产业发展弹性的脱钩状态多为增长连接和扩张性负脱钩,即河北省经济对第二产业的依赖依然明显。第四,从河北省经济增长与碳排放的脱钩指标来看,其脱钩状态多为弱脱钩、增长连接和扩张性负脱钩(见图 6 ),指标值多在 0 至 1.5 之间,表明河北省碳排放的增长速度与经济增长速度几乎相当,上下波动,自 2000 年以来,除个别年份指标值较低或小于 0 外,其他年份均保持在 1.0 左右,可见河北省减排状况没有明显改观。与北京、天津相比,河北省面临的减排压力较大。

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