时间：2023-12-22 17:15:28
关键词：外贸依存度、外资依存度碳排放、VAR模型
一、引言
在经济全球化，日益一体化的大背景下，贸易对于国家经济的发展起到日益重要的作用。而为应对全球性的气候变化，低碳排放日益成为全球关注的重点和讨论的焦点问题。传统的文献从环境库兹涅佐曲线的角度论证了收入变化与环境污染的倒U型曲线关系，而贸易作为收入增长的重要因素，碳排放作为环境污染的重要表现形式，两者的关系研究对于库兹涅佐曲线和积极减排作用的认识显得至关重要。以湖北省为例，探索湖北省贸易对碳排放的影响作用，是以一个新的视角来考虑碳排放的影响因素。湖北省位居中部，但伴随着中部崛起战略，以及湖北高新电子产业的兴起，贸易日益在经济发展起到日益关键的作用。而同时湖北省为节能减排做出巨大的努力，实施一系列的相关经济政策：碳排放权交易市场已经如火如荼的展开，武汉两型城市圈的不断推进与建立以及一些生态项目的实施等等。我国以1983年开始改革开放和对我贸易，湖北省作为中部大省，1990年开始对外贸易有了显著的规模，所以本文采取截取1990-2013年的较新的湖北省对外贸易相关数据，运用VAR模型具体分解分析对外贸易开放对于湖北省碳排放的相关影响因素，为实现全省有效控制碳排放提出有针对性的建议。
二、文献综述
关于环境库兹涅兹曲线，有很多研究者对此进行了实证研究。至少表明环境质量与收入水平之间的关系。从环境库兹涅佐曲线角度研究贸易与二氧化碳之间的具体联系，具有大量学者研究的文献基础。李秀香和张停（2004）以二氧化碳排放量为例分析了出口贸易增长对我国环境质量的影响，研究结果表明出口贸易的增长在一定程度上降低了人均二氧化碳的排放。李小平和卢现祥（2010）运用部分发达国家和中国各工业行业的二氧化碳排放量和贸易数据，通过实证研究发现国际贸易能够减少工业行业的二氧化碳排放总量和单位产出的二氧化碳排放量，所以中国并没有因为对外贸易而成为发达国家的"污染天堂"。这些大量的文献论证了贸易与碳排放之间的实证联系。而对于这种关系研究的计量方法也有很多，王源（2011）运用LMDI因素分解法研究中国国际贸易中的隐含碳的问题，庞军基于MARIO模型研究中欧贸易隐含的碳排放问题。大多数的文献主要集中于研究国家贸易出口却很少有将视角集中于省份的贸易对于碳排放的影响中。事实上贸易的政策倾向对于省市的经济发展以及节能减排的实施都有一定的影响。本文以湖北省为例，通过VAR模型，研究贸易开放程度对于碳排放的影响，以及提出相应的政策建议。
三、VAR 模型及变量选择
（一）变量选择
本文根据《中国统计年鉴》、《湖北省统计年鉴》中1990-2013年的较新的统计数据，作为研究对象。
以往研究贸易开放与二氧化碳排放关系的国内外文献中，多数是采用对贸易依存度指标来反映贸易开放程度，而忽视了对其他贸易开放度指标的考察。仅仅考察对外贸易依存度是不够的，其只能反映进出口规模的变化情况，考虑到研究期内多数年份外资企业的进出口在湖北对外贸易总额中所占的比重较大。因此本文将贸易开放程度表示为外贸依存度和外资依存度两部分。外贸依存度即进出口贸易总额与湖北地区生产总值之比，记为TR。外资依存度，是用当年外商直接投资与湖北地区生产总值的比值来表示的，记为FD。
由于化石等能源消费是碳排放的主要来源，所以在计算时主要以煤炭、石油和天然气三种碳排放量大的能源为基础对碳排放总量进行测算；依据IPCC 提供的测算方法，碳排放量= Σ 能源i 的消费量× 能源 i 的碳排放系数（i 为能源种类），能源消费量必须换算成统一热量单位的标准煤。另外，根据国家发展和改革委员会能源研究所的研究结果，煤炭、石油、天然气的碳排放系数分别为0.7476吨碳/吨标准煤、0.5825 吨碳/吨标准煤、0.4435 吨碳/吨标准煤。碳排放量记为C。为了避免在计量研究中出现异方差现象，以上序列均采取对数化处理，以ln（C）、ln（TR）、ln（FD） 作为研究序列。
（二）变量ADF检验结果
为了防止虚假回归，在建立VAR 模型之前，必须进行单位根检验，以检验该时间序列的平稳性并确定单整阶数。本文采用ADF 单位根检验方法。首先，使用Eviews 对序列进行显著性检验，其检验形式应设为既不含截距项也无时间趋势，并采用SC 信息准则自动设定最优滞后阶数。最终，得出检验结果如表一 所示，变量ln（C）、ln（TR的ADF 统计量均大于其临界值，是不平稳的。当一阶差分后，所有序列在10%的显著性水平上通过平稳性检验。当二阶差分后，所有序列在1%，5%，10%的显著性水平上均通过平稳性检验。而ln（FD）经检验直接平稳， 所以ln（C）、ln（TR）、ln（FD） 均为平稳序列。
（三）Johansen协整检验结果
约翰森（Johansen）在1988年及在1990年与杰森留斯（Juselius）一起提出的一种以VAR模型为基础的检验回归系数的方法，是一种进行多变量协整检验的较好方法。假设模型中无常数项和时间趋势项情况下，对ln（C）、ln（TR）、ln（FD）进行Johansen协整检验。检验结果表明，迹统计量和λ-max统计量在5%的显著性水平下均拒绝R=0、R≤1的原假设，接受R≤2的原假设，说明ln C、ln TR、ln FD之间存在协整关系，即湖北省的碳排放与外贸依存度和外资依存度之间存在长期均衡的关系。
（四）格兰杰因果关系检验
上文的协整检验证实了这三个变量间存在着长期的协整关系，但具体方向的因果关系仍然不能确定。为了研究LnTC、LnTR、这三个变量之间具体的因果关系，利用Granger因果检验分析他们的因果关系，检验结果显示：外贸依存度与二氧化碳排放存在着单向的因果关系，湖北省对外贸易的增长是导致二氧化碳排放增加的Granger原因，而二氧化碳排放不是对外贸易增加的Granger原因。
外资依存度和二氧化碳排放存在着单向的因果关系，即外资依存度是导致湖北省的二氧化碳排放量变化的Granger原因，而二氧化碳排放量的变化却是外资依存度的Granger原因。
（五）脉冲相应函数
脉冲响应函数刻画了内生变量对误差变化大小的反应，它是测量其随机扰动项的一个标准差冲击对内生变量当前值和未来取值带来的变化，它不仅能全面映射变量间的动态关系还可以量化各变量间扰动影响的数量关系。故运用Eviews7.0 软件对构建的VAR 模型进行脉冲响应函数分析，在此主要分析ln（C）、ln（TR）、ln（FD）间动态关系的路径变化，本文设定滞后阶数为10 期，脉冲响应结果表明：碳排放对对外贸依存度的脉冲响应曲线接近于倒U型曲线，外贸依存度对碳排放的的冲击为长期的正效应随着滞后期的推进，而后冲击力度小幅减缓并趋稳水平，说明外贸依存度对碳排放的冲击为持久效应，即湖北省对外贸易水平的高低会对碳排放的变动产生持续影响，对外贸易规模的扩大，会导致碳排放水平的稳步增加。而外资依存度对碳排放的冲击为长期的负效应，除去在第三期的小幅度增加外，其负效应持续推进，到第10期达到最低水平-0.004682，就滞后十期结果来看，其对于碳排放的负效应较小。所以由此得到的是对外贸易依存度对碳排放的冲击作用较大，而外资依存度对碳排放的冲击作用较小。
（六）方差分解分析
方差分解是通过将每一个内生变量分解为结构冲击各期方差的线性组合，计算结构冲击在不同期限内方差总和占各内生变量总方差的比例来度量结构冲击对内生变量的影响，可以更具体的表示内生变量相互影响的重要程度。它能够提炼对内生变量产生影响的每个随机扰动的相对重要性信息，能够量化每一个冲击对内生变量变化的贡献度，这里主要分析ln（C）、ln（TR）、ln（FD）所受冲击对碳排放的贡献率，方差分解结果表明：对外贸易依存度对碳排放变动的贡献率最大，但第1期开始贡献率达到85%逐渐下降，说明外贸依存度对碳排放不仅会产生即时效应还会在长期产生较强的影响，但这种影响逐步减弱，直至第10期的22.64%。外资依存度对碳排放的贡献率在在滞后第5期达到最大值7.06%后，小幅度逐步下降直至4.19%。说明外资依存度对碳排放的贡献具有短期时滞性和长期显赫的影响。而外资依存度的平均贡献度则只有2.08%。这个结果与上面脉冲响应函数分析所得的结论是一致的，即外商接投资对二氧化碳排放的影响比进出口贸易的影响要小。
四、结论与建议
第一，协整分析。单位根检验发现二氧化碳排放量、外贸依存度和外资依存度三个变量均属于I（1）序列。Johansen协整检验发现发现二氧化碳排放量与外贸依存度之间存在正的协整关系，而与外资依存度之间存在负的协整关系。因此，从实证角度来看，湖北省的进出口贸易产生了负的环境效应而外商直接投资产生了正的的环境效应。第二，Granger因果关系。Granger因果关系检验的结果显示了外贸依存度和外资依存度对于碳排放的影响关系。说明了外贸依存度和外资依存度是影响二氧化碳排放的重要影响原因。第三，脉冲响应。基于VAR模型的脉冲响应函数分析的模拟结果表明，外贸依存度冲击响应累计值为正值，外资依存度位负值，两者都有一定的滞后效应。二氧化碳排放对外贸依存度的冲击响应曲线大致呈现出倒U型的轨迹的趋势，整条冲击响应曲线位于水平线的上方，长期来看外贸依存度对二氧化碳排放产生了正面影响。即外贸规模的扩大会促使湖北省二氧化碳排放量的上升。二氧化碳排放对外资依存度的冲击响应曲线大致呈现持续负下降的轨迹的趋势，长期来看外资依存度对二氧化碳排放产生了负面影响。由外贸依存度和外资依存度的冲击所导致的二氧化碳排放在全部响应期内的峰值（分别为0.22176和0.04682）来看，外贸依存度对二氧化碳排放的影响力度很大，外资依存度的影响力度则较小。这一结果显示由于进出口规模的扩大所带来的二氧化碳排放的增加相当严重。这从侧面反映当前湖北省政府所制定的各种贸易政策对优化进出口结构的作用仍有限或其效应仍未显现出来，如何促使对外贸易结构尽早向可持续性、环保的方向改进仍然是政府在制定和执行贸易政策时需要考虑的主要因素之一。第四，方差分解基于VAR模型的方差分解分析结果表明，在整个预测期内外贸依存度和外资依存度对二氧化碳排放方差分解的贡献度分别为46.84%和4.463%，虽然外贸依存度和外资依存度对二氧化碳排放的方差分解贡献度差别较大，但都呈下降趋势。这又说明了湖北省当前的贸易产业政策向低碳化转型的趋势。
针对以上分析结果，可以看出外贸依存度和外资依存度这两个衡量区域贸易开放程度对于湖北的碳排放具有长期持续的影响效应。如果将我国的贸易区域分为东部、中部和西部地区，东部沿海地区作为我国主要的对外贸易基地的现状短时间不会改变，中部地区对外贸易开放程度并不高。但是不高并不代表没有，湖北作为中部崛起的重要省份，湖北的经济发展水平在全国处于中上游水平，尽管贸易的比重并不算高，但是逐年增长也保持在一个稳定的范围水平。更重要的是，近年来，湖北大力的建设经济，转变经济发展方式，发展高新技术产业，特别是光钎等高新电子行业企图走出中国，走向世界，这都进一步说明湖北省企图扩大贸易程度的倾向。鉴于外贸依存度和外资依存度对于碳排放的长期作用相反，盲目的扩大贸易规模可能会增加碳排放的产生，而由于外资依存度对于碳排放的负效应作用，湖北省可以依据自身状况，积极引进外资，扩大外资规模。外资依存度在湖北省对于碳排放的负效应的重要原因可能在于湖北的外资引进主要集中于高新或金融产业，引进先进的技术取代落后的技术是有利于减排的，引进资金投资在新兴产业也有利于减排。所在外资依存度的扩大会有利于减少二氧化碳的排放。当前国际贸易体系要求中国工业从粗放型向技术集约型转变，这种转型对于湖北省要求也是一样的。这要求湖北省需要建立稳定、安全、经济的清洁能源产业体系，通过能源结构的转型实现能源强度的降低和能源消费总量的下降。通过大力加强自主创新，切实抓好节能减排，积极推进工业化与信息化融合，先进制造业与生产业融合，加快市场主体培育，坚持集约、集聚、集群发展，努力构建富有竞争力的现代工业体系，加快推进新型工业化，不断提升工业整体实力和竞争力，促进工业经济又好又快发展，推动工业大省向工业强省跨越，为构建促进中部地区崛起的重要战略支点提供首要支撑。
参考文献：
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作者简介：
摘 要： 人均二氧化碳排放的影响因素基于Kaya恒等式可以分解为人均GDP、能源结构和能源强度三个因素。VEC模型的实证结果显示我国存在二氧化碳库兹涅茨曲线，即人均二氧化碳排放随我国经济增长先恶化后改善的倒U形曲线，非化石能源比重与能源强度对我国二氧化碳减排影响显著，但方差分解方法显示能源结构因素和能源强度因素对我国二氧化碳排放的抑制作用非常有限。我国“十二五”期间和2020年的节能减排任务艰巨，只有坚持节约发展和清洁发展，才能实现减排目标。
中图分类号： F062.2 文献标志码： A 文章编号： 10012435(2012)01002506
Analysis of CO2Kuznets Curve in China Based on VECM
LIU Ying, REN Yanyan (School of Economics, Shandong University, Jinan 250100, China)
Key words: carbon dioxide Kuznets curve; proportion of non-fossil energy; energy intensity; VECM
Abstract: The influencing factors of per capita emissions can be decomposed as GDP per capita, energy structure and energy intensity based on Kaya identity. The empirical result of VECM shows that CKC，the inverted Ushaped curve between emissions and income, holds for China. Moreover, both proportion of nonfossil energy and energy intensity are significant on emissions reduction. However, the result of variance decomposition displays that their restraining effects are very limited. In addition, the tasks for energy saving and emissions reduction for twelve fiveyearplan and in 2020 are still arduous. We must insist on conservative and clean development to accomplish our goal.
2009年哥本哈根气候大会召开前，我国提出到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40％至45％，在2011年德班大会上再次重申并表示在2020年后有条件接受量化减排协议，引起了国际社会的关注。由于我国正处在发展经济、改善民生、推进工业化和城市化的关键阶段，二氧化碳减排困难重重。研究二氧化碳排放的影响因素，预测二氧化碳排放的趋势，对于我们制订合理的减排计划、遵守减排承诺至关重要。
根据环境库兹涅茨曲线（Environmental Kuznets Curve, EKC），在经济发展初期，二氧化碳排放将随经济增长而增加，当经济发展到一定阶段排放会随经济增长而逐渐减少，这种倒U形曲线关系被称为二氧化碳库兹涅茨曲线(Carbon Dioxide Kuznets Curve, CKC)。Jalil 等认为，CKC假说在中国是成立的，能源消费对二氧化碳排放影响显著而对外贸易影响不显著［1］。Acaravci等发现除了丹麦和意大利支持CKC假说外，其他国家均不支持［2］。Iwata等则发现二氧化碳排放和经济增长之间不是倒U型曲线关系，而是单调递增的线性关系［3］。杜婷婷等认为我国不存在CKC曲线，我国的二氧化碳排放与经济增长之间呈现“N”型曲线关系［4］。陆虹运用空间状态模型证明我国人均二氧化碳排放随人均收入上升而持续恶化［5］。国内外学者对于CKC假说难以得到一致的估计结果。国内学者对我国CKC的研究主要集中于二氧化碳排放与收入之间的关系，对收入以外影响二氧化碳排放的其他因素关注较少，缺乏对二氧化碳排放未来趋势方面的预测研究。Auci 等将EKC模型分为未调整模型和调整模型，在未调整模型中只有人均GDP一次项和二次项两个解释变量，调整模型在未调整模型的基础上加入了其他影响排放的控制变量，比如国际贸易、收入分配、能源消费、能源结构和产业结构等［6］。很多学者认为调整模型的估计结果比未调整模型有效［6-8］。我们基于Kaya恒等式在未调整模型中加入了能源结构因素和能源强度因素两个控制变量，防止模型设定误差，使估计结果更稳健。同时，Romero-vila和Wagner的研究均表明计量模型的选择对CKC假说的估计结果意义重大［9-10］。我们用VEC模型分析人均排放与人均GDP、非化石能源比重和能源强度之间的协整关系，对我国人均排放的趋势进行预测，考察我国政府提出的“十二五”节能减排目标和2020年的减排承诺实现的可能性。
一、模型构建
（一）基于Kaya恒等式的人均排放影响因素分解
Kaya在1989年IPCC 的研讨会上提出了著名的Kaya恒等式：
C=CE×
EGDP×
GDPP×P，其中C、E、GDP和P分别代表一国二氧化碳排放总量、一次能源消费量、国内生产总值和人口数量。这种通过构造链式乘积的方法将二氧化碳排放影响因素分解为能源碳排放强度CE、能源强度EGDP、人均GDP和人口四个因素。其中能源强度是用单位GDP能耗来衡量的，反映了一国经济对能源的依赖程度，能源碳排放强度CE可以转化成iEiE×CiEi，其中i表示第i种能源，EiE表示第i种能源在一次能源消费中的比重，CiEi表示第i种能源的碳排放系数。这样Kaya恒等式就可以进一步转化为
CP=iEiE×
CiEi×
EGDP×
GDPP。由于目前还没有成熟的二氧化碳减排技术，各种能源的碳排放系数基本保持不变，因此能源碳排放强度大体上就由能源结构决定［11］。转化后的Kaya恒等式意味着人均二氧化碳排放由人均GDP、能源结构和能源强度三个影响因素驱动。
（二）CKC调整模型
基于转化后的Kaya恒等式的分析，我们将能源结构因素和能源强度因素作为控制变量加入到未调整的CKC模型，特别地，我们用非化石能源比重代表能源结构因素。建立我国CKC调整模型的对数形式为：
ln(co2)t=β0+β1lnyt+β2(lnyt)2+β3ln(es)t+
β4ln(ei)t+εt （1）
其中co2表示人均二氧化碳排放，y表示人均GDP（按2005年不变价格计算），es表示非化石能源比重，ei表示能源强度，εt为随机扰动项。我们对所有的变量都作对数变化是为了把握其线性趋势。
二、实证分析
（一）数据来源及描述性分析
人均二氧化碳排放数据来源于美国能源部二氧化碳信息分析中心（Carbon Dioxide Information Analysis Center，CDIAC）。GDP和人口数据来源于宾夕法尼亚大学国际比较中心创立的Penn World Table
7.0，非化石能源比重和一次能源消费数据来源于世界银行WDI。样本区间为1971-2008年。在此期间我国二氧化碳排放和GDP分别增长了6.8倍和22.8倍，人均二氧化碳排放和人均GDP分别增长了4.0倍和14.2倍，非化石能源比重上升了4.4倍，能源强度下降了77.3%。从图1可知我国的人均排放除了在1996-1999年出现短暂的改善外，从总体上呈现随人均GDP增长而逐年恶化的趋势，而且从2000年开始加速上升。如果CKC假说在我国成立，那么式（1）中β1＞0和β2＜0应同时成立，这就是CKC假说声称的倒U形曲线，而预期人均二氧化碳排放会随着非化石能源比重上升和能源强度下降而下降，即β3＜0而β4＞0。
图1 1971-2008年人均二氧化碳排放与人均GDP散点图
（二） 平稳性检验
我们同时采用ADF检验和Phillips-Perron检验（PP检验）两种方法来对各个变量进行单位根检验以保证检验的稳健性。ADF和PP两种单位根检验方法均表明人均二氧化碳排放、人均GDP一次项、人均GDP二次项、非化石能源比重和能源强度的自然对数序列是差分后平稳序列即一阶单整序列（I（1），见表1）。
（三）Johansen协整检验
以上I（1）序列的矩，如均值、方差和协方差会随时间改变而改变，但这些序列的线性组合序列却可能具有不随时间变化的性质，假如这种平稳的或I（0）的线性组合存在，这些非平稳的时间序列之间被认为具有协整关系，即稳定的长期均衡关系。采用Johansen协整检验的迹检验方法可以在1%的显著性水平上拒绝“协整秩为0”的原假设，表明以上I（1）序列之间具有协整关系（见表2）。尽管无法拒绝“最大秩为2”的原假设，但考虑到人均排放与人均GDP、非化石能源比重、能源强度之间如果存在稳定的长期均衡关系，则这种均衡关系必定是唯一的，因此我们将协整秩设为1。
（四）协整方程与误差修正模型
VEC模型可以看作是带有协整约束的VAR模型，既可以考察长期效应，也可以考察短期效应。我们用VEC模型来探求人均排放与人均GDP、非化石能源比重和能源强度之间的长期均衡关系，以及各个解释变量的短期波动对人均排放的冲击。人均排放的1阶差分作为被解释变量的误差修正模型为以下形式：
Δln(co2)t=α1+β11Δln(co2)t-1+β12Δlnyt-1)+β13Δ(lnyt-1)2+β14Δln(es)t-1+
β15Δln(ei)t-1+λ1ecmt-1+εli
（2）
综合AIC信息准则、BIC信息准则和样本容量因素确定VEC模型对应的VAR系统滞后阶数为2，此时的VEC模型是稳定的，也通过了残差自相关的诊断性检验。
式（2）的解释变量由人均排放1阶差分的滞后项、式（1）中所有解释变量的滞后项和误差修正项组成。β12、β13、β14、β15反映式（1）中解释变量的短期变化对人均排放短期波动的影响。ecmt-1是误差修正项，反映变量之间的长期均衡关系，λ1为误差修正项的系数，表示当人均排放偏离其长期均衡状态时向均衡状态调整的速度。
由表3协整方程系数可知，从长期来看，人均GDP一次项、人均GDP二次项、非化石能源比重和能源强度对人均二氧化碳排放的影响都是显著的。与CKC假说相一致，式（1）中β1符号为正，β2符号为负，人均排放与人均GDP呈现倒U形曲线关系，说明我国人均排放会经历一个随经济增长先恶化而后逐渐趋于改善的过程。同时，与预期相一致，β3符号为负而β4符号为正，说明改善能源结构和降低能源强度将会促进二氧化碳减排，其中非化石能源比重每提高一个百分比，人均排放就可以减少0.239%，能源强度每降低一个百分比，人均排放就可以减少0.883%。在表3的误差修正模型中λ1为0.661，不仅显著且符号也符合预期，预示着当人均排放偏离长期均衡状态时它将以66.1%的速度向均衡状态调整。当发生人均排放的短期冲击时，这个调整速度是非常迅速的。值得注意的是，与CKC假说相反，β12＜0而β13＞0，说明人均排放与人均GDP之间为正U型曲线关系，可见在短期内经济增长对恶化二氧化碳排放的力量比较明显。同时，非化石能源比重和能源强度在短期内对二氧化碳排放没有显著影响。一个可能的解释是非化石能源在一次能源消费中的比重过小且在短期内很难改善，同时能源强度的降低即能源效率的提高在短期内也很难实现，因而无法对二氧化碳减排发挥作用，而在长期，非化石能源比重和能源强度在短期的影响逐渐累积从而对人均排放产生显著影响。
（五） 人均排放的方差分解
用方差分解方法可以分析每一个结构冲击对人均排放波动的贡献度，通过计算这个贡献度在总贡献中的比例可以分析每一个结构冲击的相对重要性。由表4可知，除了人均排放本身外，人均GDP（包括一次项和二次项）对解释人均排放的预测方差起到了重要作用，能源结构次之，能源强度起到的作用则非常微弱。在“十一五”期间，我国鼓励开发可再生能源，如风能、太阳能和生物燃料。“十二五”期间，我国将加快推进包括水电、核电等非化石能源发展，积极有序做好风电、太阳能、生物质能等可再生能源的转化利用，这将显著减少煤炭消耗，并弥补石油和天然气资源的不足。在中国科学院提出的能源科技发展规划中，我国将在2050年前后建成可持续能源体系，总量上基本满足经济社会发展的能源需求，结构上对化石能源的依赖度降低到60%以下，可再生能源成为主导能源之一。我国非化石能源在一次能源消费中的比重在1971-1999年间年均增长5.3%，进入21世纪以来，非化石能源建设速度有所加快，年均增长6.4%，但从世界范围看，我国非化石能源在能源结构中的比重是偏低的，以2008年为例，我国非化石能源比重为3.5%，远低于9.1%的世界平均水平，更低于发达国家的一般水平。因此，尽管能源结构因素对减排影响显著，但是非化石能源比重对人均排放预测方差的贡献度最高只有9.4%，现阶段我国能源结构因素对人均排放的抑制作用还很有限，能源强度对人均排放预测方差的贡献度则更小，最高仅为1.9%。我国能源消耗高、效率低、环境压力大，能源强度不仅高于许多发达国家，也高于许多发展中国家。能源强度对二氧化碳减排影响显著，但能源强度的改善、能源效率的提高是个长期而复杂的过程，现阶段改善能源强度对我国二氧化碳排放的抑制作用还没有发挥出来。
（六） 二氧化碳排放预测
用2006年以前的数据来估计VEC模型，然后预测2006-2008年三年的数据，并与实际观测值比较，如图2所示，预测都落在了99%的置信区间之内，对人均GDP和能源强度的预测比较准确，对人均排放和非化石能源比重的预测次之。表5给出了用VEC模型预测我国“十二五”到2020年期间人均排放、人均GDP、非化石能源比重和能源强度的变化趋势。根据测算，“十二五”期间我国单位GDP二氧化碳排放和单位GDP能耗分别会下降15.5%和12.0%，这和我国提出的降低17%和16%的目标有距离；我们预计2020年我国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降39.0%，这与我国政府提出的下降40％至45％的承诺有差距。估计到2020年非化石能源占我国一次能源消费仍不到4%，我国政府提出：“十二五”期间我国非化石能源占一次能源消费的比重要提高到11.4%，到2020年要提高到15%，从预测看，我国的非化石能源建设过慢。过度依赖煤炭等化石能源的发展不仅严重污染环境，也是不可持续的，必须大力发展非化石能源，提高其在一次能源消费中的比重，才能够有效降低二氧化碳排放，保护生态环境，并降低化石能源不可持续供应的风险。
三、结论与启示
运用我国1971-2008年的经济、能源和环境数据来实证分析人均二氧化碳排放的影响因素并对人均排放的趋势预测，得出以下结论与启示：
1. 人均排放、人均GDP、非化石能源比重和能源强度在我国存在稳定的长期均衡关系， 且人均GDP、非化石能源比重和能源强度对人均排放影响显著。
2. CKC假说在我国是成立的，表明我国二氧化碳排放会经历一个随经济发展先恶化再逐渐改善的过程，但是，单纯依靠经济增长自身实现二氧化碳减排是不现实的，发达国家“先污染后治理”的老路在我国行不通。我国目前仍处在二氧化碳排放逐渐恶化的阶段，高投入、高消耗、高排放、难循环、低效率的粗放型增长方式在我国还没有发生根本转变。我国若要以较快的速度实现CKC假说声称的倒U型路径，必须调整能源结构，加快转变经济增长方式，才能使人均排放随经济增长而趋于改善。
3. 人均排放的方差分解方法表明经济增长因素对我国人均排放的解释程度最高，而能源结构因素和能源强度因素对我国二氧化碳排放的抑制作用则非常有限。
4. 经过对VEC模型进行预测，基于我国经济增长方式和资源使用现状，我们认为，我国政府实现“十二五”节能减排目标和2020年减排承诺任务非常艰巨。我国必须降低能源强度，提高能源使用效率，同时优化能源结构，加快发展非化石能源。积极应对气候变化，采取低碳型发展方式，不仅是国际潮流，也日趋成为一种国际压力，我们只有在发展方式的转型上增强紧迫感，深化节能减排，坚持节约发展和清洁发展，才能完成预定的减排任务、遵守我国的减排承诺，履行我国作为发展中大国的责任。
参考文献：
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QUESTION
北京市海淀区给超过700名“两会”代表发放笔记本电脑和U盘,总价超过500万元。此举的理由是:节省纸张、开“低碳会议”。你认为:
A. 确实低碳。减少了纸张使用就减少了树木砍伐,还能降低硒鼓的污染。
B. 既环保(减少纸张的使用和污染)又拉动了内需,一举两得。
C. 只是看起来低碳。电脑的使用需要电能、电脑运输过程中也会耗能,电脑以后还会变成电子垃圾……算总账未必低碳。
D. 节约用纸是环保的,但购买多余的电子产品和开会又是不环保的。
你如何看待全球气候变暖和极端天气变化与二氧化碳排放的关系?
A. 有关系。我们目前的生活很大程度上受到气候和环境的影响。
B. 有关系但影响不大,我们现在环保是在为子孙后代解决问题。
C. 有关系,但对生活没有影响。
D. 很多科学家还在就二氧化碳排放和温度变化之间的关系进行研究。
您认为所谓的“低碳”是指?
A. 降低碳的使用和排放。
B. 降低二氧化碳的排放。
C. 降低所有含碳物质的使用、排放。
D. 降低以二氧化碳为代表有害的含碳物质的使用、排放。
您认为减少碳排放与个人的关系是?
A. 减少二氧化碳排放量与我个人关系不大。
B. 我觉得有必要为减少碳排放贡献力量。
C. 碳排放关系到地球气候恶化影响,我正在减排中。
D. 对碳排放很关注,不仅自己努力而且还向他人做宣传。
E. 没有做法杜绝碳排放,我们更应该注意与自然和社会建立和谐关系。
下列描述正确的是:
A. 任何一件商品的制造,从原料采集到最终被废弃,都要排放二氧化碳,并对环境造成影响。
B. 棉、麻等天然织物比化纤衣服排碳量少;白色、浅色、无印花的服装更环保,因为较少使用各种化学添加剂处理。
C. 飞机排出二氧化碳是交通工具中最高的,短途(往返3千公里以内)和长途飞行的排碳量是:0.1753公斤 和0.1106公斤(二氧化碳/乘客/公里)。
D. 减少对物质的追求就能大大降低物质的消耗和闲置,进而减少二氧化碳的排放。
你是否会尝试下列做法:
A. 使用高效节能产品,如精密荧光灯,隔热层来降低家用能源的消耗量。
B. 减少空调或其他自动温控设施,花费高价购买空心墙和屋顶保温材料。
C. 安装防风条、安装双层玻璃窗、调低室内供暖温度……
D. 以上都不会,新材料和新产品对未来环境的破坏可能更大。应该通过降低对舒适生活的依赖来保护环境。
在实施“低碳经济”方面,最应该行动且有实际作用的是?
A. 学者和科学家
B. 政府部门
C. 环保组织、NGO
D. 企业、生产制造商
E. 个人
F. 联合国、政府间组织
节约用水用电、不用一次性产品、减少使用动物制品、不燃放烟花爆竹、不浪费粮食……即便不考虑二氧化碳的排放,这些也有利于健康。二氧化碳的排放无法消除,但可以做到有原则的降低和避免非必要的增加,并坚持如此。
可以使用二氧化碳计算器了解个人的碳排放情况,如:住房结构、个人能源消耗量、交通习惯……然后对控制碳排放提供简单易行的指导。
【关键词】碳税；国际经验；碳排放
近年来，随着人们环境保护意识的不断提高，加之美国众议院以微弱的优势通过《美国能源安全法案》（亦称气候法案），该法案规定，从2020年起美国将对包括中国在内的未实施碳减排限额的国家产品征收惩罚性关税，而如果我国先在国内征收碳税，那么根据WTO协议中不可双重征税的条款，美国的碳关税则对我国无法实施。至此，中国征收碳税的呼声越来越高。
一、碳税促进节能减排的原理分析
温室气体排放的大量增加，导致全球性气候的变化，并且这一问题已经成为国际社会普遍关注的热点问题。而二氧化碳是引起全球气候变化重要的温室气体，据调查研究显示，引起气候变化的气体中有至少60%是二氧化碳。因此当今控制温室气体的主要措施是减少二氧化碳的排放。
碳税则是以减少二氧化碳的排放为目，从而对化石燃料（如煤炭、天然气、柴油和汽油等），按照其碳含量或碳排放量征收的一种税。英国经济学家庇古曾提出，应该对造成外部效应的企业增收调节环境污染行为的“庇古税”。碳税是“庇古税”的一种，即是政府通过征税的方式使碳排放造成的全球变暖的外部性效应内部化，使得排放二氧化碳的成本转化到产品的价格上去。征收碳税对化石燃料供求的影响可以用图1表示：
在图1中，在未征收碳税的情况下的社会化石燃料的供给曲线为S1，需求曲线为D，供给曲线与需求曲线相交与E1，此时社会中化石燃料的需求量为Q1，价格为P1。当对于化石燃料征收碳税时，使其外部边际成本由税收的方式支付。经济主体需要考虑这部分的成本，社会中的均衡价格发生变化，价格由P1上升到P2。因而供求量由Q1减少为Q2。供给曲线S1向右移动至S2，均衡点发生变化，由E1移动至E2位置。
从理论上来讲对化石燃料按照其含碳量征收碳税，则会使得燃料的使用成本上升，而使用成本的上升会在一定程度上减少化石燃料的使用及促进资源的节约，削弱化石燃料的市场竞争力，同时促进清洁能源的研发及推广，使二氧化碳污染减少到帕累托最优水平。碳税通过减少化石燃料使用，从而减少二氧化碳的排放量，同时促进新能源推广，提高能源利用率，促进经济的可持续发展。
二、国外征收碳税的做法与经验
（一）国外征收碳税的基本情况
1、多国开征碳税且根据国情设计不同的税率
欧洲国家征收碳税的实践起步较早，芬兰是最早对二氧化碳排放征税的国家，于1990年开始征收碳税。此后，瑞典、挪威、荷兰、丹麦、斯洛文尼亚、意大利、德国、英国等国家开始先后征收碳税。迄今为止欧盟27国已经全部开始开征环境税。并且碳税的征收对于二氧化碳的减排起到了一定的作用。
各国征收碳税根据各自实际国情实行不同的税率。例如1990年芬兰实行碳税时，税率为1.62美元/吨二氧化碳；1991年瑞典对私人家庭和工业企业征收碳税的税率为250瑞典克朗/吨二氧化碳；而1992年丹麦征收碳税时税率为100丹麦克朗/吨二氧化碳等。并且根据之后国情及社会经济的发展，逐步提升税率，已达到既定的政策目标，例如芬兰1995年碳税税率调整至38.3芬兰马克/吨二氧化碳；1995年瑞典碳税普通税率为340瑞典克朗/吨二氧化碳，而工业部门税率为83瑞典克朗/吨二氧化碳。
2、各国设定多种减免税条款
碳税的征收，可以减少二氧化碳的排放量，但是对于企业征收碳税会在一定程度上削弱企业或者行业的竞争力，不利于国家综合国力的增强，同时也会增加低收入家庭的负担，不利于社会公平分配。
所以，各国在征收碳税的同时，设定了一系列的减免税措施，以减少对企业的不利影响，补助低收入家庭，通过对工业企业节能项目补贴，促进企业技术革新及新能源的研发及推广。例如：丹麦缴纳增值税的企业可以享受50%的税收返还，而如果二氧化碳的净税负比较重还可以享受进一步的税收优惠，电力部门给予免税优惠；荷兰，碳税的征收按能源税/碳税各占50%征收，对于能源密集型部门可以豁免能源税，但是碳税不可以豁免。并且该国开征的能源管理税，该项税种，大型能源消费者只要通过计划减排协议自愿降低二氧化碳的排放就可以缴纳很少的税款；瑞典，首先对工业部门和私人家庭实现差异税率，并且工业企业也只需缴纳50%的税款，对于能源密集型产业还有进一步的税收减免政策。
3、碳税税款的用途及对GDP贡献率
各国收取的碳税税款的用途主要有以下几个方面：一是用于研发节能新技术，如英国；二是纳入国家的一般预算收入，如芬兰、荷兰；三是投入养老基金，如德国；四是退还给工业企业，用以补贴企业节能项目，如丹麦；五是补贴低收入家庭，减少税收对低收入家庭的影响。
主要征收碳税国家的环境税收入占GDP比重如图2所示：
（二）国外开征碳税的特点总结
1、税率具有渐进性特点且实行差异税率
国外主要征收碳税国家的碳税税率，主要以低税率开始征收，在以后年度，逐步提高税率。有利于缓冲碳税征收对于企业的不利影响，也有利于逐步深入转变人们的观念，促进节能减排。例如：芬兰1990年实行碳税时以含碳量为计税依据，当时设定的税率为1.62美元/吨二氧化碳；1994年调高税率；1995年调整至38.3芬兰马克/吨二氧化碳；2003年再度升高至26.15美元/吨二氧化碳。丹麦1992年开始对家庭和企业征收碳税，税率为100丹麦克朗/吨二氧化碳；1996年，税率不变，税基扩大到供暖能源；1999年，税率再提高了15%-20%。
对于税率实行有差异的征收，一是对不同纳税对象使用不同的税率，其目的主要是在促进节能减排的同时尽量减少对企业的竞争力的削弱，提高国际竞争力。例如：瑞典在1991年开始征收碳税时对工业部门和私人家庭征税税率设定为250瑞典克朗/吨二氧化碳，但工业企业只需按照50%来缴纳税款；而后，1993年工业部门税率降为80瑞典克朗/吨二氧化碳，并且对能源密集型产业还有进一步的税收优惠政策，但是私人家庭税率提升为320瑞典克朗/吨二氧化碳；1995年普通税率为340瑞典克朗/吨二氧化碳，而工业部门税率为83瑞典克朗/吨二氧化碳；2002年税率进一步提升，但对于工业部门的税收减免度从50%提升到70%。二是对不同的应税品实行不同的征收税率，这种做法具有一定的政策导向性。例如：挪威1991年开始征收碳税其征收范围为矿物油、天然气、汽油。之后1992年煤和焦炭也纳入了征收范围。并且根据化石燃料的含碳量不同，征收标准也随之改变。资料显示，1995年，汽油、柴油的征税标准分别为0.83挪威克朗/升和0.415挪威克朗/升。2005年，对石油、轻油、重油征收碳税的标准分别为41欧元/吨二氧化碳、24欧元/吨二氧化碳和21欧元/吨二氧化碳。
2、征税对象以“下游”征收为主
主要征收碳税的国家的征税对象各不相同，如：丹麦的征税范围为汽油、天然气、生物燃料以外的二氧化碳排放，征税对象为家庭和企业；荷兰征税范围为燃油、柴油、天然气、液化气石油、电力等，征税对象主要为家庭小型能源消费者；瑞典对所有的燃料油征税，征税对象主要为进口者、生产者和储存者，虽然对私人家庭和工业部门都征收碳税但是税率有着明显的区别。
虽然各个国家选择征税对象不同，有的在“上游”征税，有的在“下游”征税。在“上游”征税，虽然遵守了“污染者付费”的原则，可以及时的向生产者传导信号，促进其改变生产方式，但是不利于将价格信号传导给消费者，不利于在人们心中深入节能减排的思想。在“下游”征税，在一定程度上可以使价格信号更便捷的传导给消费者，但是会在一定程度上阻碍工业出口的发展。
3、综合配套措施全面
各个国家在开征碳税的同时，实施多种综合配套措施，来减少碳税开征对于企业及行业竞争力的不利影响及对于国家综合国力的削弱。主要措施有设置各种税收优惠政策，对高耗能企业在一定程度上进行补贴，对于企业购置节能设备或者进行节能研究提供资金支持，对于低收入家庭进行补贴，用税收收入来投入养老保险金等，以此减少征收碳税对于经济的不利影响。
（三）国外开征碳税对二氧化碳排放量的积极影响
通过征收碳税，在长久的趋势上有利于减少二氧化碳的排放量，并且企业节能减排技术的研究和革新。数据显示，德国截至2002年底，二氧化碳减排量达700万吨以上。根据1997年对丹麦与能源使用有关的税的实施效果进行的评估显示。如果不征这类税的话，企业将多耗费10%的能源，并且碳税的征收，对于能源替代性也有一定的影响，从1980到2002年间，丹麦能源结构发生了变化，煤、焦炭和油的消耗比重降低，与此同时，天然气和可再生能源的使用增加。由于碳税的征收，1987-1994年间，瑞典的二氧化碳排放减少了6-8公吨。
由此可见，碳税是一种有效的可以促进二氧化碳减排的政策手段，碳税的征收，不仅可以促进二氧化碳排放量的减少，而且可以在一定程度上促进企业节能技术的革新，并且对新能源的研究与推广，经济的可持续发展有促进作用。
三、我国推行碳税政策的必要性分析
（一）开征碳税是我国两型社会建设的需要
我国经济迅速发展，二氧化碳排放量也迅猛的增加。据财政部财政科学研究所碳税课题组报告指出，1994年我国CO2排放量为30.7亿吨，2004年增加到50.7亿吨左右，人均二氧化碳排放量为3.65吨，我国温室气体排放量有可能在未来二三十年内超过美国成为世界第一排放大国。并且由温室气体引起的气候变化已经对我国自然生态系统和经济社会产生了一系列影响。开征碳税，有利于减少化石燃料的使用量，促进节能减排，从而减少二氧化碳的排放，有利于建设两型社会。
（二）开征碳税是转变我国经济发展方式的需要
对化石燃料开征碳税，可以在一定程度上使化石燃料的价格上涨，从而导致其消费量下降，二氧化碳排放量减少。化石燃料价格上涨会致使高耗能企业成本增加，促使高耗能企业革新生产技术，促进节能减排。同时，碳税的增加，有利于企业探索节能减排的新路径，促进新能源、新技术的推广和应用，这会促进我国经济产业结构调整，资源的优化配置，使我国的经济发展由粗放型向集约型发展。
（三）开征碳税是应对国际碳关税等绿色壁垒的需要
美国国众议院以微弱的优势通过《美国能源安全法案》（亦称气候法案），该法案规定，从2020年起美国将对包括中国在内的未实施碳减排限额的国家产品征收惩罚性关税。“碳关税”违反了《联合国气候变化框架公约》中确定的发达国家和发展中国家在气候变化领域“共同但有区别的责任”。
如果我国先开征碳税，那么双重征税则违反WTO协议。而我国征收碳税的税收收入可以用来促进企业节能减排的发展、补贴低收入家庭。并且可以应对国际碳关税等绿色壁垒。
（四）开征碳税是树立负责任大国的形象的需要
作为发展中国家，虽然我国与发展中国家在气候变化领域“共同但有区别责任”。但是作为温室气体排放大国，我国在国际上减排的压力越来越大。我国一直积极采取措施和行动来应对气候变化。征收碳税有利于减少二氧化碳的排放，是我国采取积极行动应对气候变化的具体表现，有利于提升我国的国际形象。
四、对我国征收碳税的启示
全国人大环资委有关负责人表示，目前征收碳税的可能性比较大。而近期，国家发改委和财政部有关课题组经过调研，表示2012年前后是我国推出碳税比较合适的时间，这表明，我国政府将在不远的将来开征碳税。那么，在我国开征碳税时，要根据我国的国情，结合国际经验，应注意考虑以下方面：
（一）应考虑税率设计的循序渐进性
在我国设计碳税征收税率时，应以低税率开始征收，对于不同的征收对象征收差异税率。根据不同地区，不同行业的实际情况有区别的设计税率。这样可以在减少二氧化碳排放量的同时，在一定程度上减少碳税征收对于企业和行业竞争力的减弱。同时要考虑到碳税引入的时序性，对于我国的实际情况来说，应该在完善和改革我国的能源税体系中，逐步引入碳税。
（二）应注意完善减免税机制
碳税的征收，在一定时期，对于企业的竞争力，低收入家庭的税收负担，以及一国的国际竞争力都可能有不利的影响。所以，在碳税条款设计时，要充分考虑到企业、行业竞争性及社会公平分配等问题，完善的设计减免税机制，以减少征收碳税对齐的不利影响。例如使用对符合节能减排标准的低碳产业进行减免税，对于企业购置或研发节能减排方面的设备予以加计扣除增值税等税收优惠政策。
（三）应注意保持税收中性
从国外碳税征收的实践可以看出，在碳税征收时，通过降低养老保险等其他税种的负担，来保持税收中性。我国在开征碳税时，要注意保持税收中性，对于征收的税款专款专用，可以通过将碳税收入用以减少扭曲性税收或者用于对能源密集型企业和低收入家庭进行补贴，同时扶持国内高新技术企业的发展，对其碳减排部分的技术开发做资金支持，并提供一定程度的税收优惠。
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全球变暖问题日益严重，减少温室气体排放的呼声高涨。从2007年的“巴厘岛路线图”到2009年的“哥本哈根气候变化峰会”，中国作为发展中国家虽不承担减排义务，但作为全球能源消耗和二氧化碳排放大国，减排压力与日俱增。中国政府在哥本哈根气候变化峰会上公布了“2020年单位GDP碳排放强度相对于2005年降低40％～45％”的减排目标。根据Laspeyres指数分解和Kaya公式可知，二氧化碳排放受人口、经济增长、产业结构、能源消费结构、技术进步等因素的影响，其中经济增长是二氧化碳排放增长的重要原因。因此，气候变化问题既是环境问题也是发展问题。而我国正处于工业化和城市化的进程中，重化工比例较高，能源消费增长较快，导致二氧化碳排放量较大，虽然实施碳减排政策有助于能源效率的提高，但要强制性减排必将对经济增长带来负面影响。在充分考虑国际环境与本国国情的情况下，“十二五”规划适度放慢了经济发展速度，要求加快转变经济发展方式，优化产业结构，降低能耗强度和碳排放强度、减少污染物排放等，说明我国越来越注重经济质量发展，注重经济、能源与环境的可持续发展。如何把总能源消耗、二氧化碳排放合理地分配到各省区，对实现能耗强度和碳排放强度双重约束目标非常关键。
许多学者对碳减排成本和配额分配进行了详细研究。高鹏飞等(2004)对2010－2050年中国的碳边际减排成本进行了研究，指出中国的碳边际减排成本是相当高的且越早开始实施碳减排约束越有利。王灿等(2005)分析了部门碳减排边际成本曲线，发现重工业、电力、煤炭部门是减排成本相对较低的行业。随着减排率的提高，所有部门成本急剧上升，重工业削减二氧化碳排放的弹性相对较大。韩一杰等(2010)在不同的减排目标和GDP增长率的假设下，测算了中国实现二氧化碳减排目标所需的增量成本，发现GDP增长速度越快或减排目标越高，减排增量成本也越高；但由GDP变化所引起的增量成本变化远小于由减排目标调整所引起的增量成本变化。巴曙松等(2010)发现各种主要能源消费的碳减排成本之间存在差异性，提出施行燃料转换政策是一个很好的减排政策选择。也有一些文献研究了省区减排成本和配额分配问题。褚景春等(2009)以综合能源成本为准则，对省区内外的各种资源进行筛选，得出总成本最小的电力资源组，然后将减排成本计入综合资源规划，使系统排放量达到最优水平。Klepper, G. 等(2006)研究了不同地区的减排成本、区域二氧化碳排放等问题。李陶等(2010)基于碳排放强度构建了省级减排成本模型，在全国减排成本最小的目标下，得到了各省减排配额分配方案，但其各省减排成本曲线与全国类似的假设，与现实情况有些差距。以上文献均是基于碳排放强度的单约束，通过估计碳边际减排成本曲线来分析减排配额的。但“十二五”规划中提出了能耗强度和碳排放强度分别降低16％和17％的双重约束目标，为完成此双重强度约束目标，国务院《“十二五”节能减排综合性工作方案》(国发［2011］26号)(下文简称《节能减排方案》)对各省设定了能耗强度降低目标，各省也相应制定了经济发展的年度规划目标。如何在双重强度约束下，实现各省经济增长、能源消耗和二氧化碳排放最优分配，对整个国民经济发展起着非常重要的作用。
本文基于以上想法，从全局最优的角度，建立在全国及各省的能耗强度和碳排放强度目标约束下的省际经济增长优化模型，考察全国及各省的能耗强度、碳排放强度及省际经济增长扩张约束对各省经济增长、能源消耗和二氧化碳排放的影响，找到各省经济增长、能源消耗和二氧化碳排放的最优分配值，比较各种情景下的节能成本和减排成本，分析全国能源消耗和二氧化碳排放对全国生产总值的脱钩状态，并对全国能耗强度和碳排放强度最大降低幅度进行了预测。
二、优化问题及模型
我国正处于快速工业化阶段，发展经济是当今及今后很长一段时期内的首要任务。因此，本模型的目标函数为最大化各省区生产总值总和，约束条件为全国及各省的能耗强度和碳排放强度的目标约束，以及经济增长扩张约束。根据分析问题的侧重点不同，可建立如下两个优化模型。
(一)如果2010－2015年全国能耗强度和碳排放强度至少降低16％和17％，各省能耗强度和能源碳强度与2005－2010年变化幅度相同，各省经济增长遵循历史发展趋势并兼顾东中西部协调发展，并且各省通过调整产业结构、能源消费结构、节能减排技术改造和技术进步等措施实现《节能减排方案》中各省区能耗强度的降低目标，那么就有关各省经济增长、能源消耗和二氧化碳排放应该如何优化分配问题，可建立如下模型来考察。
利用模型Ⅰ可分析以下两种情景：
情景1：2015年全国能够完成能耗强度和碳排放强度分别降低16％和17％的目标，各省能够完成《节能减排方案》中的下降目标，各省2010－2015年能源碳强度降低程度与2005－2010年相同。以各省政府工作报告中确定的2011年各省经济增长速度作为2010－2015年各省经济增长扩张约束上限；“十二五”规划中提出了2010－2015年国内生产总值增长7％的预期目标，本情景以7％作为2010－2015年各省经济增长扩张下限。
情景2：为适当减缓因经济发展过快而造成能源的过度消耗，实现经济可持续发展，本情景中各省经济扩张约束上限在情景1基础上同比例缩小，其他假设与情景1相同：全国能耗强度和碳排放强度分别降低16％和17％；各省能耗强度能够实现《节能减排方案》中的下降目标；各省2010－2015年能源碳强度降低率与2005－2010年相同；2010－2015年各省经济年均增长扩张下限为7％。
(二)能耗强度和能源碳强度共同决定碳排放强度的变化。若2010－2015年全国能源碳强度降低程度与2005－2010年相同，则全国能耗强度最大降低幅度是多少，以及全国能耗强度降度最大时各省经济增长、能源消耗和二氧化碳排放的最优分配值又是怎样的？此问题可转化为情景3。
情景3：2010－2015年全国能源碳强度降低程度与2005－2010年相同，全国能耗强度降低率为可变参数。其他假设与情景2相同：2015年各省能耗强度能实现《节能减排方案》中的下降目标，2010－2015年各省能源碳强度降低程度与2005－2010年能源碳强度降低程度相同；2010－2015年各省经济增长扩张下限为7％，上限在情景1基础上 同比例缩小。可利用以下模型分析。
三、数据来源及预处理
数据来源于历年《中国能源统计年鉴》和《中国统计年鉴》，数据样本期为2005－2010年，基期和分析期分别为2010年和2015年。因西藏能源消耗数据缺失，模型中暂不考虑。由于二氧化碳排放主要来源于化石能源消耗，本文主要计算了各省煤炭、石油、天然气三种主要化石能源的二氧化碳排放量，煤炭、石油、天然气的排放系数分别为2.69kg/kg、2.67kg/L、2.09kg/kg(采用IPCC推荐值)。由于统计口径不同，所有省区生产总值总和与国内生产总值数据不等，本文所说全国生产总值为所有省区(除西藏外)生产总值总和，所说全国能耗强度为所有省区能源消耗总量与全国生产总值之比，所说全国碳排放强度为所有省区二氧化碳排放总量与全国生产总值之比，所说全国能源碳强度为所有省区二氧化碳排放总量与所有省区能源消耗总量之比。从历年《中国统计年鉴》可得2005－2010年各省区生产总值(2005年不变价)。从历年《能源统计年鉴》可得各省各种能源消耗量。煤炭、石油和天然气的消耗量与它们相应的排放系数相乘，可分别得到煤炭、石油和天然气的二氧化碳排放量。进而可得样本期每年全国及各省区能耗强度和能源碳强度，可得样本期内各省及全国能源碳强度的变化率。能耗强度的降低率来源于《节能减排方案》。由于2010年各省区各种化石能源消耗量数据目前没有公布，无法算出2010年各省二氧化碳排放量，在此假设2010年各省化石能源消费结构与2009年相当，则各省2010年能源碳强度与2009年能源碳强度相同。情景1中参数标定见表1，其他情景中参数的具体变化见本文分析过程。
四、情景优化结果分析
下面利用所建模型来分析三种情景中各省经济增长、能源消耗和二氧化碳排放的优化分配。
(一)地区GDP优化分析
优化结果显示三种情景下模型均有最优解，说明从全局最优角度看，在全国及省际能耗强度和碳排放强度约束下，保持经济平稳较快发展，能够找到各省区经济增长的最优路径，进而可分析三种情景下各省区经济增长最优分配值的异同(见表2)。
情景1优化结果显示，2010－2015年全国经济年均增长率为10.2％，八大经济区域中，东北、中部、西北和西南地区经济发展较快，各省经济年均增长率均大于全国经济年均增长率；京津、北部沿海、华东沿海和南部沿海地区经济年均增长率均低于全国经济年均增长率，但均在9％以上。说明若各省能够实现节能减排目标，八大经济区域就能够协调发展，尤其是东北、中部和西南地区经济能够保持较好的发展势头。从省区看，山西、贵州、青海和宁夏的经济增长速度较慢，其中山西年均增长率为8.5％，没有达到本省经济增长扩张上限；贵州、青海和宁夏的年均增长率为7％，取值为经济增长扩张下限，经济增长速度最慢。其他省区经济年均增长率取值为各省经济增长扩张上限，经济发展较快。说明如果经济发展保持目前势头，现行的全国及各省能耗强度约束对山西、贵州、青海和宁夏的经济发展较为不利，对其他省区的经济发展较为有利。
为了维持能源、经济和环境的可持续发展，避免能源过度消耗，需要适度放慢经济发展速度。情景2在情景1基础上同比例缩小了经济扩张上限，为保证2010－2015年间各省年均增长率不低于8％，各省经济发展水平扩张上限缩小比例不超过4.504％。优化结果显示，同比例缩小上限约束对各省及全国经济发展的负面影响是全方位的。当各省经济扩张上限缩小比例为4.504％时，全国经济年均增长率为9％，下降了1.2个百分点。从八大经济区域看，京津、华东沿海、南部沿海、中部、西南、东北、北部沿海和西北地区经济年均增长率下降程度依次增大。从省区来看，河北、内蒙古、云南、甘肃和新疆经济增长率为7％，最优值从经济扩张上限降到经济扩张下限；辽宁年均增长率为9.1％，没有达到经济扩张上限。除此之外，其他省区的经济发展水平在情景1基础上同比例缩小了4.504％，最优值为经济扩张上限。
情景3优化结果显示，若2010－2015年全国能源碳强度降低程度与2005－2010年能源碳强度降低程度相同，则全国能耗强度的最大降低幅度为17.27％，与此同时全国碳排放强度降低了21.07％。与情景2对比，全国经济年均增长率为8％，下降了一个百分点。从八大经济区域看，东北、中部、西北和西南分别下降了2.9、1.7、1.2和2.8个百分点；其他区域没有改变。从省区来看，河北、山西、内蒙古、贵州、云南、甘肃、青海、宁夏和新疆的经济年均增长率分别为7％，最优值仍然是经济扩张下限；吉林、黑龙江、河南、湖北、湖南、重庆、四川和陕西的经济年均增长率分别为7％，最优值从经济扩张上限降低到经济扩张下限；辽宁年均增长率从9.1％下降到7％；广西年均增长率从扩张约束上限下降到7.3％，接近经济增长扩张下限。说明进一步降低全国能耗强度对东北、中部、西北和西南地区的经济增长有较强的阻碍作用。
(二)地区能源消耗和二氧化碳排放优化分析
各省GDP优化值乘以相应能耗强度和碳排放强度可分别得到各省能源消耗和二氧化碳排放的最优分配值。图1和图2分别为三种情景下各省能源消耗和二氧化碳排放增加量的变化情况。
图1 三种情景下2010－2015年能源消耗的增加量 单位：10000 tce
从图1中可见三种情景下，山东、广东、江苏、河北、河南、辽宁等省区能源消耗较大，北京、上海、江西、海南、贵州、青海、宁夏等省区能源消耗较少。情景2与情景1相比，北京、上海、贵州、青海和宁夏能源消耗量没有改变；其他省区均有不同幅度的减少，其中能源消耗变动幅度排在前十一位的省区依次是内蒙古、河北、辽宁、山东、甘肃、新疆、云南、江苏、广东、河南和山西。情景3与情景2相比，辽宁、吉林、黑龙江、河南、湖北、湖南、广西、重庆、四川、陕西等地区能源消耗进一步减少，其中河南、四川、重庆、黑龙江和辽宁的能源消耗减少幅度较大；其他省区的能源消耗没有改变。同理可分析各省区二氧化碳排放情况。三种情景中二氧化碳排放变动均较大的省区有河北、内蒙古、辽宁、黑龙江、山东、河南、广东、云南、陕西、甘肃、新疆等。从图2中可看出，情景2与情景1中各省二氧化碳排放的增减情况与能源消耗的增减情况一致。二氧化碳排放变动幅度排在前十一位的省区依次是内蒙古、辽宁、河北、山东、山西、新疆、甘肃、河南、云南、江苏和广东。但其省 区排序与能源消耗变动大小的省区排序有所不同，这是因为二氧化碳排放量不仅受能源消耗量的影响，而且还受能源碳强度的影响，即各省能源碳强度不同导致二氧化碳排放的变化与能源消耗的变化不一致。情景3与情景2相比，二氧化碳排放没有变化的省区和能源消耗没有变化的省区相同；二氧化碳排放减少的省区与能源消耗减少的省区也相同，但省区排序有所不同。
图2 三种情景下2010－2015年二氧化碳排放的增加量 单位：10000 t
结合情景2与情景1中的经济增长优化结果可知，能源消耗和二氧化碳排放变动较大的省区比较容易受经济扩张约束上限变化的影响。缩小经济扩张上限，虽然放慢了全国及一些省区的经济增长速度，但有利于节约能源和减少二氧化碳的排放。结合情景3与情景2中的经济增长优化结果可知，当2010－2015年各省能源碳强度与2005－2010年的能源碳强度变化相同时，能源消耗和二氧化碳排放变动较大的省区比较容易受全国能耗强度变化的影响。为了实现全国经济增长、能源消耗和二氧化碳排放的最优配置，各省区在制定政策时，要充分考虑本省区的具体情况，制定出适合本省低碳发展的路径。
(三)三种情景下全国节能减排成本与脱钩状态分析
我们把各种情景下全国总能源消耗和二氧化碳排放的优化结果进行对比，当GDP改变量与能耗改变量为负值时，令GDP改变量与能耗改变量比值为节能成本；当GDP改变量与二氧化碳排放改变量为负值时，令GDP改变量与二氧化碳排放改变量比值为减排成本。由三种情景的经济增长、能源消耗和二氧化碳排放的最优化分配可看出，情景2在情景1基础上同比例缩小了经济扩张上限，减慢了某些省区的经济增长速度，有利于节约能源和减少二氧化碳的排放，其节能成本和减排成本分别为0.963万元/吨标准煤和0.310万元/吨。情景3在情景2基础上考察了全国能耗强度和碳排放强度的最大降低幅度。在此种情况下，节能成本和减排成本分别为1.010万元／吨标准煤和0.339万元/吨。两种对比结果显示节能成本和减排成本均较低，说明适度放慢经济发展过快省区的经济发展和进一步加快全国能耗强度和碳排放强度的降低，虽然对全国及个别省区的经济发展有一定的阻碍作用，但对全国总体能源消耗和二氧化碳排放起着较强的抑制作用。
本文采用Tapio脱钩指标，将二氧化碳排放与经济增长的脱钩弹性分解如下：
其中分别称为碳排放弹性脱钩指标、能源消耗弹性脱钩指标和能源碳排放弹性脱钩指标，经济增长、能源消耗和二氧化碳排放增长率采用2010－2015年年均增长率。由三种情景的经济增长、能源消耗和二氧化碳排放的最优化分配，可计算出三种情景下2010－2015年年均碳排放弹性脱钩指标、能源消耗弹性脱钩指标、能源碳排放弹性脱钩指标(见表3)。结果显示，能源消耗在情景1中处于增长连接状态，在情景2和情景3中处于弱脱钩状态，且能源消耗脱钩指标值越来越小，说明能源消耗和全国生产总值的弱脱钩程度越来越强。能源碳排放在三种情景中虽均处于增长连接状态，但能源碳排放弹性脱钩指标值越来越趋于0.8(增长连接与弱脱钩状态的临界值)，说明虽然二氧化碳排放与能源消耗之间还处于增长连接阶段，但越来越趋于弱脱钩状态。二氧化碳排放在三种情景中均处于弱脱钩状态，而且碳排放弹性脱钩指标值越来越小，说明二氧化碳排放与全国生产总值的弱脱钩程度越来越强。
五、结论及政策建议
本文根据所分析问题的侧重点不同，从全局最优的角度，建立了两个在全国及省际能耗强度和碳排放强度约束下省区经济增长优化模型。分析了三种情景下各省区经济增长的优化问题，比较了各省经济增长、能源消耗和二氧化碳排放的最优分配路径的异同。发现三种情景下均能实现“十二五”规划中对国内生产总值增长的预期目标、单位GDP能耗强度和碳排放强度的约束目标。若2010－2015年全国能源碳强度降低程度与2005－2010年能源碳强度降低程度相同，则全国能耗强度和碳排放强度的最大降低幅度约分别为17.27％和21.07％。
在地区经济发展方面，本文比较了三种情景下各省经济增长最优分配的异同，分析了缩小经济扩张上限和进一步降低全国能耗强度对全国及各省区的影响，指出了经济发展较慢和较快的省区。如果经济保持目前发展势头，那么现行的全国及各省能耗强度指标约束对山西、贵州、青海和宁夏的经济发展较为不利，对其他省区的经济发展较为有利。同比例缩小经济扩张上限，对各省及全国经济发展的负面影响是全方位的，中部、西南、东北、北部沿海和西北地区经济年均增长率下降程度较大，其中河北、内蒙古、云南、甘肃、新疆和辽宁经济增长速度明显减慢。若全国能耗强度降低率从16％进一步降低到17.27％，则全国经济年均增长率将进一步下降1.2个百分点，西北、中部、西南和东北地区经济增长速度明显减慢，其中吉林、黑龙江、河南、湖北、湖南、重庆、四川、陕西、辽宁和广西成为经济发展较慢省区的新成员。说明进一步降低全国能耗强度对西北、中部、西南和东北地区的经济增长有较强的阻碍作用。
在能源消耗和二氧化碳排放方面，本文指出了三种情景下能源消耗、二氧化碳排放变动较大的省区。同比例缩小经济扩张上限时，内蒙古、河北、辽宁、山东、甘肃、新疆、云南、江苏、广东、河南、山西等省区的能源消耗和二氧化碳排放变动幅度均较大。进一步降低全国能耗强度，则河南、四川、重庆、黑龙江和辽宁的能源消耗和二氧化碳排放减少幅度较大。说明这些能源消耗和二氧化碳排放变动较大的省区比较容易受全国能耗强度变化的影响。二氧化碳排放变动幅度大小的省区排序与能源消耗变动幅度大小的省区排序有所不同，这是因为各省能源碳强度不同导致二氧化碳排放的变化与能源消耗的变化不一致。
关键词：碳排放；LMDI；产业结构
中图分类号：F205 文献标识码：A 文章编号：1008-2670(2011)05-0090-06
收稿日期：2011-06-28
作者简介：王宜虎（1973-），男，山东滕州人，山东财经大学经济学院副教授，博士，研究方向：环境经济学和区域经济学。
一、 引言
近200年来，随着人口持续增加以及工业化、城市化进程的不断加速，世界能源消费剧增，生态环境不断恶化，特别是气候变暖已严重威胁到人类的可持续发展，而温室气体排放则是全球气候变暖的元凶，温室气体中二氧化碳又是最主要的一种，因此实现二氧化碳的减排是应对气候变化的重中之重。目前，我国的二氧化碳排放量仅次于美国，居世界第二位，虽然按照《京都议定书》的规定，在2012年之前发展中国家没有减排二氧化碳的指标，但是可以预料到，随着中国经济的发展和工业化进程的加快，中国面临的二氧化碳减排义务将是十分艰巨的。山东省作为我国的人口和经济大省，一直是我国的高碳排放区，中国能源报告（2008）的数据显示，2005年山东省二氧化碳排放量居全国第一位。近年来，山东的碳排放量仍在持续增长，持续稳居全国首位。因此如何控制和减少碳排放已成为一项日益紧迫的重大课题。
目前，国内外均有学者对二氧化碳排放进行研究。York利用STIRPAT模型研究了二氧化碳排放量与人口之间的关系［1］；Cole发现二氧化碳排放量与人均收入之间符合库兹涅茨曲线［2］，而Friedl与杜婷婷分别应用奥地利和中国的数据发现二者之间是“N”形曲线关系［3,4］；徐国泉等采用对数平均权重分解法，定量分析能源结构、能源效率和经济发展等因素变化对中国人均碳排放的影响［5］；张雷通过对发达国家和发展中国家的对比研究发现，经济结构多元化导致了能源需求降低，从而降低了碳排放［6］。这些研究着重从碳排放与人口及经济发展的关系角度进行分析，探讨的是整个国家的碳排放问题。也有一些研究从区域角度探讨碳排放问题，邹秀萍、王伟林、李国志等分别对我国省级区域碳排放、江苏省的碳排放、我国碳排放的区域差异等进行了研究［7-9］。本文根据山东省1995-2009年的产业发展和碳排放数据，分析山东省产业发展碳排放的影响因素，并提出相应的碳减排措施。
二、 模型构建
（一） 数据来源与处理
经济数据来源于《山东统计年鉴》，为剔除经济发展中的价格变化因素，所有经济数据均已换算为1995年可比价格。按照山东统计年鉴对GDP的划分原则，将经济系统的二氧化碳排放量（生活用能源排放除外）分解为：第一产业、工业、建筑业、交通运输仓储邮政业、批发零售住宿餐饮业和其他第三产业。由于生活消费能源没有相对应的GDP值，为了更好地说明GDP和二氧化碳排放的关系，在本文的研究中不涉及生活消费能源，即总二氧化碳排放量不包括生活消费能源排放，仅指生产部门的二氧化碳排放。
能源数据采用1995-2009年《中国能源统计年鉴》上的数据，在计算碳排放量时，只计算能源的终端消费量，而不计算加工转换过程以及运输和分配、储存过程中的损失量，另外，电力和热力的碳排放按火力发电和供热投入的能源计算，也不再计算能源终端消费部门电力和热力的碳排放。
能源消费碳排放量使用各种能源的消费量乘以各自的碳排放系数，其计算公式为：
Cit=∑(Eijt×ηj)（1）
山东财政学院学报2011年第5期王宜虎：山东省碳排放的因素分解实证分析其中，Cit为行业i第t年的二氧化碳排放总量；Eijt为行业i第t年第j种能源的消费量；ηj为第j种能源的碳排放系数。由于原始统计时各种能源的消费量均为实物统计量，测算时必须转换为标准统计量，具体的换算方法根据2009年《中国能源统计年鉴》提供的各种能源折合标准煤的参考系数计算（表1）。能源碳排放系数根据2006 年IPCC国家温室气体清单指南的缺省值，并将能量单位由J转化为标准煤，具体转化系数为1×104t标准煤等于2.93×105GJ。各种能源的碳排放系数见表2。
（二） 模型选择
对二氧化碳排放进行分解的主要目的就是为了获得在一定时期内不同因素对碳排放的影响程度。常用的方法有Laspeyres指数分解法、Paasche分解法以及Sun的完全结构分解法，这些方法的主要缺陷是不能同时对多个因素进行分解，或者分解后的残差比较大。由于迪氏对数指标分解法（LMDI）不仅可以对所有因素进行无残差分解，还可以运用到部分残缺数据集的分解上，因此，国际上许多学者广泛采用迪氏对数指标分解法（LMDI）对能源环境进行分解研究。本文也运用迪氏对数指标分解法（LMDI）研究山东省六大分类部门对二氧化碳排放总量的生产效应、结构效应以及规模效应，从总体上把握各部门对二氧化碳排放的贡献强度。
根据LMDI，从0年到t年的总二氧化碳排放差值称为总效应ΔEtot。ΔEtot由三部分组成：由生产规模扩大或者缩小产生的生产效应（ΔEpdn），由经济结构调整导致二氧化碳排放变化的结构效应（ΔEstr），由二氧化碳排放强度改变而引起的强度效应（ΔEint）。因此：
ΔEtot=Et-E0=ΔEpdn+ΔEstr+ΔEint（2）
根据Ang提出的LMDI分解方法［10］，（2）式右边的每一项可以表示为：
ΔEqdn=∑iEi，t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(-YtY0)（3）
ΔEstr=∑i=Ei,t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(Si,tSi,0)（4）
ΔEint=∑iEi,t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(Ii,tIi,0)（5）
式中，Y代表年度GDP值；Ei,t是第t年行业i的总二氧化碳排放；Si,t是第t年行业i的GDP占总GDP的份额（Yi,t/Yt）；Ii,t是第t年行业的二氧化碳排放强度（Ei,t/Yi,t）。
计算某一行业的三种效应按下列三式进行：
ΔEi,pdn=Ei,t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(YtY0)（6）
ΔEi,str=Ei,t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(Si,tSi,0)（7）
ΔEi,int=Ei,t-Ei,0ln(Ei,tEi,0)ln(Ii,tIi,0)（8）
三、研究结果分析
运用LMDI对山东省1995-2009年六类行业的二氧化碳排放和GDP数据进行分解，得到如下结果：
（一）总效应
山东省在1995-2009年间经济飞速发展，按可比价计算，GDP年均增长率高达12.37%。经济的强劲增长带来了能源消耗的快速上升以及二氧化碳排放量的迅速增加，15年间二氧化碳排放量增长了3.57倍，二氧化碳排放总量净增长8425.75万吨。
图1是山东省总二氧化碳排放分解效应图。从图中可以看出，造成山东省二氧化碳排放增长的主要原因是生产规模的扩大，2008-2009年为11960.45万吨，是1995-1996年的30.43倍；而GDP的结构调整对碳排放的增加也起了一定的作用，但是相较于生产规模的扩大，其程度很小。所以从总体上看，山东省经济结构调整并没有减少二氧化碳的排放，反而由于工业规模的迅速增加，而在一定程度上增加了二氧化碳的排放。最后二氧化碳排放强度效应一直是负效应，对山东省二氧化碳排放的增加起到了较大的节制作用，并且这种节制作用不断增强，2008-2009年的强度效应为-3534.71万吨，是1995-1996年的6倍多。
（二）生产效应
图2是各行业二氧化碳排放的生产效应图示。从图中可以看出，工业部门二氧化碳的生产效应最大，从1995-1996年的326.65万吨增加到2008-2009年的9796.51万吨，这主要是由山东省国民经济中工业所占的比重最大，生产规模不断扩大的结果。在工业部门中高能耗的重化工工业所占比重较大，并且近几年生产规模不断扩大，导致了山东省工业二氧化碳排放的迅速增加。
其他行业中，二氧化碳排放的生产效应较大的是交通运输仓储邮政业。2008-2009年由其生产导致的二氧化碳排放增加值为950.49万吨。据统计，在很多国家中，交通运输的能源消耗量都约占全部终端能源消费的1/4到1/3，占全部石油制品消耗量的90%左右［11］。因此，交通运输业也是一个值得关注的须减排行业。而像批发零售住宿餐饮业、第一产业、其他第三产业，它们二氧化碳排放的生产效应相对而言较小。
图11996-2009年二氧化碳排放的总效应图21996-2009年各部门二氧化碳排放的生产效应图31996-2009年各部门二氧化碳排放的结构效应图41996-2009年各部门二氧化碳排放的强度效应注：图2-4中A-第一产业、B-工业、C-建筑业、D-交通运输仓储邮政业、E-批发零售住宿餐饮业、F-其他第三产业。
（三）结构效应
图3是各行业二氧化碳排放的结构效应图示。从图中可以看出，1995-2009年山东省工业内部的结构调整并没有对工业节能减排起到积极的正面作用，工业二氧化碳排放的结构效应仍然持续增加，仍在推动二氧化碳排放总量的增加。其他行业中，交通运输仓储邮政业的结构效应也在持续增加，表明其结构调整对二氧化碳的减排也没有起到积极作用；批发零售住宿餐饮业的结构效应也表现为持续小幅增加，但不很明显。第一产业的二氧化碳排放结构效应呈明显下降趋势，表明近年来对于结构调整降低二氧化碳排放最显著的是第一产业，其次是其他第三产业和建筑业。
（四） 强度效应
图4是各行业二氧化碳排放的强度效应图示。从图中可以看出，就整个国民经济而言，工业二氧化碳排放强度效应下降的幅度最为明显，其次为其他第三产业，其他行业的二氧化碳排放强度效应变化不大，有的偶有反复，只有交通运输仓储邮政业的强度效应在2005年以后表现出一定程度的正效应。由此可以推断，强度效应主要是由工业部门二氧化碳排放强度的降低引起的，工业部门的强度效应很好地制约了工业二氧化碳排放的增长速度和总量增长。具体来看，从1995-2009年间，工业部门的二氧化碳排放强度整体上保持递减的态势，只在1998年、2003年、2005年有小幅反弹。到2009年，工业部门二氧化碳排放的强度效应达到-3419.43万吨，是1996年-397.68万吨的8.6倍。由此也可以看出，山东省工业部门节能减排工作取得了一定的成就。
四、 结论与建议
（一）结论
通过以上对山东省产业碳排放总量进行指数分解的实证研究，可以得出以下结论：
（1）山东省碳排放总量的上升主要是由于生产规模扩大造成的结果，经济结构的调整也对碳排放总量的上升起到一定的促进作用。
（2）由于山东省碳排放强度的降低，碳排放的强度效应大大减小，有力地遏制了能源消费总量的上升。
（3）从生产效应、结构效应和强度效应来分析，工业是碳排放的主体，不论是其生产规模的扩大还是其结构的变化都极大地导致了碳排放量的增加，虽然工业碳排放强度的不断减小也对碳排放量产生较大的遏制作用，但是仍不及生产效应和结构效应对碳排放量的促进作用。
（二）建议
实证分析显示，经济产出的持续增长是山东省碳排放增长的主导因素。然而经济产出的增长是满足人民生存与发展基本需求的必要条件，因此目前节能减排政策的制定不能寄希望于控制经济产出规模，而应着眼于优化结构与提高效率，具体建议如下：
（1）调整产业结构。产业结构的变化对山东省现阶段碳排放表现出正效应，这与以调整产业结构推动节能减排的初衷有较大差距。其原因与山东省一度强调重化工业的发展战略不无关系。山东省在经济发展过程中曾大力发展石化、钢铁、纺织等高能耗行业，消耗了大量能源，严重减缓了碳排放强度的下降。因此，应进一步优化产业结构，减少对第二产业(工业)的过分依赖。一方面努力在重化工业领域进行资源整合，加快产品升级换代步伐，适当发展低能耗产业，逐步减小高能耗行业产值占整个工业产出的比例；另一方面，要大力发展高新技术产业和现代服务业，不断提高第三产业在国民经济中的比重，尽快使山东经济完成从外延粗放型向内涵集约型的转变。
（2）提高能源利用效率。尽管山东省碳排放强度总体处于下降趋势，但是同发达国家和地区相比，仍然有很大差距。企业生产应加大对先进节能技术的倾斜性投资，推动能源利用环节创新技术的研发与推广，逐步淘汰高能耗的设备，改进生产工艺，提高能源利用效率。同时，应尽快促成各行业制定《节能法》实施细则，加大《节能法》贯彻力度，从法律层面保障能源效率的持续提高。
（3）改善能源结构。考虑到山东以煤炭为主的能源资源禀赋的制约，要保持能源结构对碳排放的负效应并加以增强，主要出路应该在于发展非化石能源。应有计划地扶持核电、风电、水电、太阳能及生物质能项目，努力保持非化石能源比重的持续增长态势。在化石能源中，相对低碳的天然气在一次能源消费中长期呈现过低比例，应通过调整产业政策及国际贸易政策促进天然气产业的发展。
（4）推进碳减排政策创新。将碳排放作为区域经济发展绩效的考核指标，提出单位GDP的碳减排比例，不断推进政府进行碳减排的政策创新，如开展碳排放权交易、实施碳减排补贴政策等，从而不断推进碳减排。
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An Empirical Analysis of the Factor Decomposition of Carbon Emission
in Shandong Province
WANG Yihu
（School of Economy, Shandong University of Finance and Economics, Jinan 250014, China）
Abstract:With the rapid socioeconomic development in China, the sharply increasing emission of carbon due to the rising consumption of energy has become a worldwide focus. Therefore, how to reduce carbon emission has become an increasingly urgent issue. As a big province with large amount of carbon emission, Shandong is facing more and more severe pressure to reduce CO2 emission. Thus, this article set up a decomposition model of carbon emissions for Shandong Province using LMDI method. The model is adopted to analyze the influence of economic development, industrial structural change, carbon emissions intensity change in Shandong from 1995 to 2009. The results show that the economic development is the dominant factor causing the rise of carbon emission and the industrial structural adjustment has not reduced carbon emission, but speeded it up. The results also show that the reduction of carbon emission intensity has a decisive inhibitory action for carbon emission. In the end, some policy suggestions about how to reduce carbon emission are offered accordingly.
传统理论以为人的呼吸是靠上呼吸道一呼一吸完成了氧气到二氧化碳（废气）的供给和排放过程。
人体上呼吸道的功能只是完成了人体的氧气供给，而呼出的废气（二氧化碳）则是吸入氧气中分离出的二氧化碳。人体吸入的只是氧气和二氧化碳的混合物，通过神经组织回流而呼出的二氧化碳比例非常小。
本人在实践中发现人体二氧化碳（废气）的排放并非是由上呼吸道完成，而是由皮下神经末梢的切口排出体外，皮下神经末梢的切口和毛孔相通。可排放二氧化碳的还有消化系统内的神经末梢切口。皮肤浅表神经末梢包括身体整体皮肤面积（从头到脚）。在人体皮下神经末梢切口正常工作情况下，它的二氧化碳排泄功能正好保持身体释放平衡。当毛细血管不能正常扩张，皮肤毛孔收缩或强行闭合时，皮下神经末梢切口排泄功能下降，同时神经末梢会产生二氧化碳高压反应，神经末梢开始膨胀，让人感觉酸胀疼痛。这种来自神经末梢二氧化碳的压力就会对肌肉组织、毛细血管、血管动脉造成挤压，形成一种机械性病变（指因某一局部故障而引起整体机械故障），出现多组织的不适应症状。如果长期得不到改善致使主导神经受到二氧化碳的侵蚀，主导神经就可能严重受损，氧气的传导会受到二氧化碳的抑制。
血管组织和神经组织它们是两个完全独立的系统，它们相互影响、相互依赖（神经组织的气流产生血压造成血流，血管组织使毛细血管扩张释放神经组织二氧化碳）又各负其责，它们共同生存于人体又各行其道。血管组织的功能是把人体吸收的营养成分输运到人体每一个需要养分的组织或细胞。神经组织的功能是传导信息和氧气，它的养料是氧气而不是血管中的养分物质，它没有分解和传到任何有形物质（包括药物）的功能。任何物质（包括有形物质和无形物质二氧化碳）产生的压迫都会导致神经系统局部或组织功能的降低。
中西医药物的治疗，本质就是让身体的各项健康指标达到正常或平衡状态（中医的阴阳平衡、气血平衡、西医的菌群平衡），这种平衡就来自神经组织和血管组织的相互影响，相互协调。血管组织把药物输送到肌肉组织改善了血管组织和肌肉组织的新陈代谢功能，毛细血管正常扩张，毛孔也自然开放，神经末梢切口通畅，释放出神经末梢内积聚的的二氧化碳，药物虽然改善了血管组织＼、肌肉组织、神经组织浅表神经末梢的平衡状态，但是药物并没有进入神经组织，神经组织也没有吸收和传导药物。中医药虽然有吸收二氧化碳和释放氧气的植物功能，但也只能在神经末梢切口与二氧化碳相遇的条件下产生作用，但不能对神经体产生反应。
药物治疗证明某些药物存在对神经系统有麻醉损害作用，而这种麻醉和损害作用是来自肌肉组织、血管组织和神经组织的链接组织影响，药物也没有在神经组织内传导。神经组织的养料是氧气，无需血管组织的养分供给，所以神经组织和血管组织它们各自为政，互不相干，这样也就决定了药物对神经组织的不可干预性。
不管是存在几千年的中医药还是具有现代科学理论的西药，事实证明它们对神经组织都无能为力，因为神经组织是血液无法达到的区域。
神经系统疾病就是二氧化碳疾病，人体二氧化碳研究将带来人类医学的新革命。
[关键词]汽车废气；环保控制技术；应用研究
中图分类号：U491.92；X51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01
一、汽车排放污染物的主要成分及危害性分析
汽车排放污染物的主要成分包括了一氧化碳、碳氢化合物、碳氧化合物、二氧化硫、碳微粒以及其他杂质粉尘。这些物质对植被、动物、人类、水体等等具有非常大的危害[1]。具体而言，一氧化碳可以依靠对人体血液中血红素的强大亲和力，给血液造成丧失输氧能力，从而造成机体缺氧中度，一般临床症状表现为头痛、呕吐、昏迷等等，严重时可以直接造成死亡；氮氧化物主要以一氧化氮为主。相比一氧化碳，对人体血液中血红素有更强的亲和力，可以产生跟一氧化碳相似的中毒现象。一般情况下会给患者的眼睛、鼻子、咽喉、支气管、肺部等等造成严重的损害，严重时可以致人死亡；碳氢化合物主要是由于燃油没有完全燃烧而产生的一种气体，具有一定的毒性及易燃易爆性[2]，其中苯类化合物又是一种致癌物质；二氧化硫为燃油中硫燃烧生成的物质。在人体吸入一定量的二氧化硫后，随即可能出现咽喉肿痛、呼吸困难、咳嗽、胸闷等等症状，严重时可直接致人死亡。另外，二氧化硫跟大气层中的水蒸气结合后，可以产生一种亚硫酸雾，通过一定量的积累形成酸雨，严重腐蚀水土，破坏植被的生长；碳微粒以及其他杂志粉尘主要是柴油机的排放物[3]。其中，微颗粒的直径较小，能够长时间漂浮在空气中。非常容易通过人体的呼吸系统而沉积到人体肺泡中，是一种致癌物质。
二、汽车废气排放的影响因素分析
2.1 空燃比影响
一氧化碳是由于空气量不足的情况下生成的一种不完全燃烧产物，其排放受空燃比的影响较大[4]。当空燃比减少时，可燃混合气体浓度过大就可以造成燃油无法充分燃烧，从而一氧化碳的生成物就会大幅度的上升；当空燃比增大时，氧含量比较充足，从而就可以充分的燃烧，这时产生的一氧化碳气体就会明显减少。此外，一般认为一氧化氮是在高温富氧条件下产生的，其中空燃比值在16左右产生的一氧化氮含量是最多的，除此之外，过浓或者是过稀的空燃比都会降低燃烧的速度以及温度，最终影响到一氧化氮的生成量。
2.2 点火前角影响
虽然点火前角对一氧化碳的生成量影响程度不大，但是对于碳氢化合物及氮氧化合物的影响程度就比较大了[5]。随着点火提前角的增加，碳氢化合物及氮氧化合物生成物都会出现剧增的趋势，原因在于与燃烧时的速度、压力、温度等等方面有着密切的关系。当点火提前角增大到一定的值以后，燃烧时间的过短非常容易造成碳氢化合物及氮氧化合物生成物的降低。因此，如何掌握好正确的点火提前角是一个非常关键的技术，过迟的点火提前角不但会导致发动机动力的下降，同时也会增加耗油量，工作不稳。
2.3 发动机转速及负荷影响
发动机转速及负荷是影响氮氧化合物的主要因素之一，但对于一氧化碳及碳氢化合物的生成量影响较小[6]。对氮氧化合物影响程度较大的原因在于氮氧化合物是在高温燃烧的过程中形成的。当发动机转速及负荷提高时，气缸内的燃烧温度也会升高，从而增加了氮氧化合物生成物。另外，碳微粒的影响因素包括上述三种情况。需要特别注意的是，二氧化硫生成的主要原因跟燃油中含硫量有关，因而在燃油中限制含硫量是减少二氧化硫生成物的主要途径[7]。
三、汽车废气污染环保性控制技术及应用实现方式
3.1 废气再循环
废气再循环主要针对氮氧化合物是在高温燃烧的过程中形成的特点提出来的。废气再循环技术就是根据发动机的不同工况，针对性的将一部分废气再次引进到燃烧室，通过降低气缸内燃烧的温度和压力实现氮氧化合物排放量的最小化。
3.2 二次空气供给
所谓的二次空气供给就是在汽车排气管的上端设置一个反应器，同时借助于空气泵、控制阀、单向阀、喷射管等装置，将适量的新鲜空气引入到其中，使得在高温下一氧化碳和碳氢化合物能够二次燃烧，从而起到降低一氧化碳及碳氢化合物排放量的目的。在目前，有的发动机开始向三元催化器提供二次新鲜空气技术转变，可以进一步降低一氧化碳及碳氢化合物的排放量。
3.3 三元催化净化装置
三元催化净化装置的催化剂是其关键所在，一般是由包括铂、铑、钯等贵金属构成，在生产工艺上具有极大的便利性，因而应用也较为广泛。铂、钯是氧化剂，能够借助三元催化净化装置实现一氧化碳及碳氢化合物的氧化反应。而铑作为还原剂，可以使得氮氧化合物脱氧，还原成为氮气及氧气。后者正好可以为一氧化碳及碳氢化合物的氧化反应提供必要条件。三元催化净化装置的工作特性需要发动机处于一个理论空燃比状态下，这样才能够表现出良好的净化作用。当前燃油喷射器发动机的电控系统为了实现理论空燃比的检测及控制，采用了氧传感器（一种能够检测出废气中氧残留量的装置）。当氧传感器将接受到的信号传递到电控系统以后，系统便会开始调整喷油量，保障发动机处于一个理论空燃比的状态下，从而实现了燃油喷射的有效控制。
3.4 富氧燃料和燃油添加剂
富氧燃料和燃油添加剂包括了甲醇、乙醇、异丁醇、叔丁醇等等含氧化合物，不但具有很高的辛烷值，而且还是一种良好的抗爆剂。在汽油中添加少量的含氧化合物，可以明显改善燃料的燃烧性能，减轻一氧化碳及碳氢化合物的生成量。但是，如果过多的加入含氧化合物，会严重影响到发动机的动力。另外，在改善柴油质量方面，国外也研发了许多的柴油添加剂。一方面提升了柴油的活化性及雾化能力，另一方面也大幅度减少了碳微粒的排放量，具有非常好的经济效益和社会效应，背后反映的是精细化工业发展的方向。
四、结语
随着我国汽车工业的发展以及汽车数量的日益增多，汽车废气污染已经严重威胁到了人们正常的日常生活，造成了许多负面的严重结果。为此，本文从汽车排放污染物的主要成分及危害性分析出发，就汽车废气排放的影响因素分析进行了全面的分析。最后就汽车废气污染环保性控制技术及应用实现方式进行了深入的探讨，涵盖了废气再循环、二次空气供给、三元催化净化装置以及富氧燃料和燃油添加剂几个方面。希望为今后汽车废气污染环保性控制技术更好的发挥出实践作用奠定一个具有参考价值的文献基础，提升汽车废气的治理水平。
参考文献
[1] 申福安.汽车废气污染控制技术及应用[J].河南科技.2009（03）.
[2] 曾祥诚.有机废气处理方法探讨[J].科技创新导报.2009（35）.
[3] 夏海芳.机动车尾气对环境的影响及其污染控制[J].化学工程与装备.2008（11）.
[4] 闫有旺.汽车尾气污染防治技术[J].化学世界.2007（02）.
[5] 倪计民，陈礼[，苏国栋，张政.降低汽油车废气排放的措施[J].小型内燃机.2000（01）.
[6] 赵亚玲，平，郑长科.浅析我国燃煤污染危害及其防治方法[J].中州煤炭.2006（06）.