霉穹低碳经济ILow -carbon Economy 能源效率、产业结构与环境库兹涅茨曲线一一基于中国省际数据的实证分析口贾惠婷[摘要]环境库茨涅兹曲线作为环境质量与经济发展水平之间关系的描述，刻画的是经济活动总量对环境影响的一般表现;而产业结构和能源效率作为经济活动质的体现，会对上述关系产生调节作用，因而更具政策意义。利用中国1997-2009年的省际面板数据进行实证分析，结果表明"倒U形"的环境库兹涅茨曲线确实存在，同时产业结构升级作为调节变量会降低经济发展对环境的负面影响，而能源效率则表现出显著的"反弹效应"特征。[关键词]节能减排;能源效率;产业结构;EKC假说[中图分类号1F121文献标识码1A [文章编号11006 -5024(2013)04 -0028 -05 [作者简介]贾志婷，信阳职业技术学院讲师，经济学硕士，研究方向为低碳经济。(河南信阳464000)Abstract: The Environmental Kuznets Curve (EKC), which describes the relationship between the economic development and envi›ronmental qualities, can only reflect the normal influence that total economic aggregate places on natural environment, while industrial structure and energy technology, which reflect the quality of economic activities, will regulate the relationship be›tween economic development and environmental quality. According to the conclusion of empirical researches by means of the provincial panel data of China between 1997 and 2009, the relationship between per capital GDP and carbon dioxide emission is an invert U curve. Meanwhile, as a moderator, the industrial structure upgrading will lessen the negative effects of eco nomic development on environment while energy efficiency is featured by significant rebound effect Key words: energy conservation and emission reduction; energy efficiency; industrial structure; EKC hypothesis 一、引言二、文献回顾中国经济在获得举世瞩目的成就同时，二氧化碳排早期研究大多都是从实证角度展开，虽然存在质放量也呈现快速增加态势。荷兰环境评估局的评估报告疑，但总的来说环境质量与经济发展之间的"倒U"形关显示，2006年中国二氧化碳排放总量高达62亿吨，成为系已经得到广泛接受，而EKC假说也逐渐演变为分析第一排放国2007年达到亿吨，占世界总排放的经济活动对环境影响的一般范式}2}。随着研究深入，研% [l}。中国在"十一五规划中就已明确提出，要通究者们认识到仅仅从总量角度考察经济发展与环境的过促进产业结构调整和技术进步来实现经济发展方式关系是不完备的，并开始探讨产业结构、技术水平等经转变;要在节约资源和保护环境的前提下，实现经济可济发展的内涵因素对环境质量的影响O持续发展。正是基于这样的现实背景，本文借助环境库在没有技术进步和经济结构变化的情况下，产出提兹涅茨曲线这一分析框架，利用中国1997-2009年的高意味着污染增长，环境状况随着经济发展而不断恶省际数据，实证性地分析了二氧化碳排放量与经济发展化。更为现实的是，随着经济的发展，技术水平和产业结水平之间关系，并进一步考察了在能源技术进步和产业构都会发生改变，并产生显著的环境效应。一方面，技术进步不仅提高了生产率，改善了资源使用效率;同时随结构演进的背景下，上述关系又会发生怎样的变化。28
·能源效率、产业结构与环境库兹涅茨曲线着清洁技术不断开发以及对传统技术的取代，将有效地点分析经济发展对环境影响。具体模型为:循环利用资源，降低单位产出的污染排放，这些都有助CE;，=α+ ,PGDP;, + 2PGDP;,2 +自3PGDP;，J于环境的改善[3lo另一方面，伴随着经济发展，产业结构+ PGDP;,3 + U; + + POPU;, + u; + 8;, (1 ) 36会从以能源密集型为主的重工业向以知识和技术为特下标i和t分别代表地区和年份。CE为二氧化碳排征的制造业和服务业转移经济活动对环境的压力会不放总量，PGDP代表人均GDP，Popu代表人口规模。E是断减轻。所以，环境库兹涅茨曲线是在规模效应和经济标准误差项，表示未观测到的影响因变量的其他因素。结构自然演进的双重作用下产生的，是规模和技术效应由于存在不随时间改变但是与因变量相关联的地区特相互权衡的结果I叫。绝大多数实证类文献在研究技术或征，我们在模型中使用了特定地区的固定效应来控制可结构效应时，都是分析技术进步或产业结构升级对环境能产生的选择偏误，U代表地区效应的系数。l51污染的直接影响。如Torvanger利用指标分解法并结合在方程(1)的基础上，我们加入了产业结构变量、能OECD九个成员国在1973-1987年间的数据分析后发摞效率变量以及它们与人均GDP的交互项，构成方程现，新能源技术和产业结构升级是降低碳排放的重要原(2)和方程(3)，以考察在产业结构演进和能源技术进步l61因。Lantz和Feng通过计量回归分析后发现，加拿大在的背景下，环境质量与经济发展水平间的关系会发生怎1970 -2000年间的碳排放与技术进步之间呈现明显的样的变化:"u"形关系。Tumer和Hanley[11模拟了苏格兰能源效率CE;, =α+ IPGDP;, +白2PGDP}+户3PGDP;?+白4SR;，的提升对二氧化碳绝对排放量和碳强度的影响，发现纯+ 5SR PGDP;, + PGDP;,3 + u; + +自6POPU;，+ U; + 8;, J粹的能源效率提高会显著降低碳排放。虽然在数据、指(2) 标和方法上存在差异，但产业结构演进和技术进步对环CE;, =α+ IPGDP;, + 2PGDP;,2 + PGDP;,J +白4Tech;，3境保护的积极作用还是得到了广泛认可。+ Tech PGDP;, +自3PGDP;，3+ u; + + 6POPU;, + u; + 8;, 5与以往研究不同，本文不仅验证EKC假说在中国(3) 是否成立，还要进一步分析随着产业结构演进和技术进在变量设定方面:(I)我们选择以C02排放总量作步，EKC的位置或形状将会发生怎样的改变?这是本文为衡量环境质量的指标。一方面是因为CO2是引发温室主要的学术贡献。虽然绝大多数研究都证实环境质量与效应的主要污染物，而且许多环境保护协议都是以C02经济总量之间存在联系，但就经济发展过程中的内涵质排放总量作为考察目标。另→方面我们控制了人口规模量因素而言，其对于环境污染排放的影响机制与总量因影响，弥补了碳排放总量无法反映人口规模的缺陷。(2)素并不完全一致。总量增长可能只是纯粹的规模扩大，地区经济发展水平可以通过人均GDP得到很好体现。也有可能包含结构变化、技术改进等内涵因素的变化。(3)由于二氧化碳排放主要来自于化石燃料的燃烧，而这些内涵因素固然会对环境产生直接的影响，但作为经以煤为主的能源消费结构决定了我国的碳排放绝大部济规模背后的深层机制，更为重要的是会对"倒u"形关分来自煤炭燃烧，所以我们用能耗强度的倒数来衡量能系的总量表现产生作用。同等经济规模的背后可能有着源效率。(4)结构效应主要反映当经济结构从高耗能、高不同的产业结构与技术水平，而这种异质性既可能使同污染的重化工产业向低耗能、轻污染的制造业和服务业等经济规模对应不同的环境污染水平，也可能使"倒U转变，为将这种结构效应最大化，我们从三次产业层面形关系的转折点提前或推迟到来。从实际观察来看，中考察经济结构变化，用第三产业产值占GDP的比重来国当前经济发展更多表现出数量扩张特征，而缺乏足够衡量。具体的变量定义和统计描述反映在表l中。的内涵变化。产业结构升级和技术进步作为经济活动质表l变量的定义与统计描述的体现，会对经济总量与环境质量之间的关系产生调节变量符号单位定义均值标准差作用。化石能源消费碳排放量CE 百吨2231831 1815213 产生的C02总量三、模型、变量与数据人均CDPPGDP 7c 地区真实CDP/人口总数 第二产业比重SR % 第二产业产值占CDP比重 在模型设定上，我们首先分析环境质量与经济增长万兀能耗强度(单位CDP产值能源效率Tech /吨的标准煤消耗量)的倒数水平间的关系，然后加入产业结构和能源效率变量，以。"总人口万人地区人口总数 fopu 考察其对上述关系的调节效应。我们在Grossman和l8JKrueger使用的模型基础上，控制了人口因素影响，重本文使用的样本是中国在1997-2009年间30个29
·能源效率、产业结构与环境库兹涅茨曲线省、自治区、直辖市的年度数据。由于西藏表2全国地区(N=390)模型(5)模型(6)自治区一次能源消耗的指标在部分年份模型(1)模型(2)模型(3)模型(4)‘美铃提骨活饼棉祷骨骨提铃视怜费铃铸缺失，因此没有包括在样本内。最终的样PGDP () () () () () () 本涵盖30个截面单位和13年的时间跨-0ω19姊蜂外-O.(XJ37骨并提O.∞11静并势。αJ21一0∞17'样姊见DP2(0.αXJ2) (0.仪盼)(0‘E削1)(0α以)(0.αXl3) 度，样本规模为390个观察值。本文的数 -08提PGDP3 据主要来源于1998-2010年间出版的(-09) 份份娓提部《中国能源统计年鉴》和《中国统计年鉴>，SR () ( ) 其中碳排放总量、能耗强度均等来自于樨#接如#必SR .PGDP () () 《中国能源统计年鉴》中地区能源平衡表传始提提(实物量)。各省、自治区、直辖市当年的人Tech () () 口数、第三产业产值占GDP的比重、地区铃提势Tech () ’PGDP () 生产总值等指标均来自于相关年份的《中铃提铃餐费铮羹铮幡提铃特讲普祷提Popu 国统计年鉴》。本文使用的计量软件为() () () () () () -145441尸骨精-2134073祺幡提2216':应1祷传祷J1(记.724佟提-1508379铃赘静-993558 Stata11. 0。常数(72α142) (3汪)987)(27到40)(制693)(562223) (4613ffi) 幡曾铃骨捋持铃焚铃幡提份曾羹提F 铃曾以四、实证检验结果2组内 。. 。72注:括号内为脑isc/峰回y标准误‘、曾提、据传铮"分别表示在10%、5%和1%的水平上显著。这一部分我们利用面板回归分析法进行实证分析。由于面板回归分析有混合、固定以及随机效应三种方法，为保证估计结果的有显著。我们对方程(引进行简单的求导处理后，可以发现效性，有必要通过事先的检验来选择正确的估计方法。产业结构升级对碳排放量与人均GDP之间关系的调节同时面板数据可能存在的异方差和序列相关问题也会效应。致使估计结果出现偏误，因此也必须进行相关检验。①检￡ι=川阳GDP+ sSR 验结果显示，三个方程都适合用变截距固定效应模型进DP == _ l + sSR = _ ~ _ ~口二一-一行估计，并且都存在异方差和序列相关问题。为此，我们2白2ß22日z使用Driscoll和Kraay[9J提出的方法进行估计，Drisc/ 由于系数。2和ßs都为负值，所以SR的系数是负Kraay标准误差和滞后项能很好地处理估计过程中存在的，拐点处PGDP的数值会随着SR的增大而减少。从图的异方差和序列相关问题。形上来看，EKC会向左移动。这说明随着第三产业比重我们先以碳排放总量为因变量，以人均GDP为自提高，EKC的拐点会提前到来。同时，交互项的系数为负变量，并引人人口总数作为控制变量来构建模型(1)0然值，表明人均GDP对碳排放量的影响会随着第三产业后依次分别加入人均GDP的平方项和三次方项构成模比重提高而减弱倒u"曲线会向下移动。所以，随着产型(2)和(3)。具体的回归结果通过表2呈现出来。从模业结构的升级，体现人均GDP与碳排放关系的"倒u"曲型(2)和(3)的估计结果来看，人均GDP的系数为正值，线会向左下方移动O其平方项的系数为负值，且都显著在1%的水平上。但人从模型(5)的结果可看出，能源效率变量及其与人均GDP三次方项的系数并不显著。这说明碳排放量与均GDP交互项的系数都不显著，说明能源效率的变化人均GDP之间呈现"倒u"形关系，EKC假说在本文所并没有显著影响碳排放与人均GDP之间的关系O但是考察的区域范围(全国)和时间跨度(1997-2009 )内是模型(6)的结果显示，在控制了结构效应后，能源效率变成立的。量及其交互项的系数都变得显著了，且交互项的系数为我们在模型(2)的基础上分别引入产业结构变量及正值。这说明在拐点处人均GDP会随着能源效率提高其与人均GDP的交互项构成模型(4)，引人能源效率及而增加，EKC会向右移动。交互项的系数为正值还表明，其与人均GDP的交互项构成模型(5)，引人所有变量人均GDP对碳排放的影响会随着能源效率提升而得到(不含人均GDP的三次方项)构成模型(6)。从模型(3)增强倒u"曲线会向上移动。因此，从图形上看，随着的回归结果可以看出，结构变量的系数为正值，在5%的能源效率的提高，体现二氧化碳排放量与人均GDP之水平上显著。而交互项的系数为负值并在1%的水平上间关系的"倒u"曲线会向右上方移动。拥
@能源效率、产业结构与环境库兹涅茨曲线时(3)显示的结果来看，虽然人均GDP变量三次方项的系数是显著的，但是其绝对值太小，因而，我们也认为EKC假说在中西部地区是成立的。根据模型(4)和(5)的R 回归结果，两个交互项的系数都为负值且显著，说明随f\x 着产业结构升级或能源技术进步，经济发展对碳排放的人均GDP人均GDP影响在逐渐减弱。而从模型(6)的结果来看，在控制了产图l产业结构对EKC的作用图2能源效率EKC的作用业结构的影响之后，技术进步的调节作用不再显著。这表3东部地区回归结果(N=169) 一般认为能源效率提高会减轻经济模型(1)模型(2)模型(3)模型(4)模型(5)模型(6)对环境的压力，但实证检验却得出了相 .普祷倍候铃静曾幡樊赘骨骨提\ PGDP () () () () () () 反结论。我们认为技术反弹效应是导致-0.∞l赞誉铸-0αl4提幡-0∞1脊骨-0.四口普骨骨普普骨PGDP2 这一现象的主要原因。反弹效应是技术( <0.∞1) ( <0.∞1) (<0∞1) ( <0.∞1) ( <0.∞1) -08提进步引致的直接或间接作用，其可能在陀DP3( -08) 一定程度上或完全抵消技术进步带来的 SR (7157) () ∞积极影响，最终使得技术进步与污染物SR 排放之间的关系变得模糊im10此外，能源’PGDP () () 利用率的提高在降低能源价格的同时增餐骨骨Tech () () 加了能源密集型产业的产出，这会在一Tech 定程度上延缓或阻碍产业结构演进。由’PGDP () () 幡誉'骨善铸势幡份骨善骨4但.94骨赞赞骨骨骨于我们在模型中已经控制了结构因素，Popu () () (ω89) () () () 所以，在这里第→种解释更具合理性。虽-1090598铸-1617臼刘精幡8现1615铸份椅-229673 1579184 -208699 常数(将6766)(542172) (2552212) (5122(742741)95) (1847211) 然技术进步具有积极的环境效应，但技幡峙持锵骨怜持樨骨钟持祷骨曾提F 骨僻传术进步引发的反弹效应超过了这种影响组内时 。‘63。‘66并占据了主导地位。这表现为随着能摞注:括号内为Drisc/险田y标准误、错僻、樨骨瞥"分别表示在10%、5%和1%的水平上显著。效率提升，经济活动对环境的影响反而不断加深O说明虽然促进产业结构升级和能源技术进步都能够减轻经济活动对环境的压力，但是二者的影响是存在差异五、进一步分析:地区间的比较的。相对于技术效应而言，结构效应的作用更为显著。环境与经济发展之间的关系除了受经济结构、技术六、结论与政策启示条件等因素的直接作用外，还受生态地理、文化程度、资源禀赋等因素的间接影响。我国地区间差异明显，为控本文借助环境库兹涅茨曲线这一分析框架，利用中制区域特征对实证结果的影响，我们按照东部和中西部国在1997-2009年间的省际面板数据，实证分析了CO2对样本进行划分。实证方法和步骤与上一节类似，具体排放总量与经济发展水平之间的关系，同时，还考察了回归结果分别通过表3和表4呈现出来。从表3中模型能源效率提升和产业结构演进会对上述关系产生怎样(1)-(3)呈现的结果来看，东部地区的碳排放量与人均的影响。研究发现:(1)碳排放总量与人均GDP之间呈GDP之间也是呈现出明显的"倒u"形关系，EKC假说也现明显的"倒u"形关系，EKC假说是成立的。(2)随着第是成立的。但是，所有交互项的系数都不显著，说明结构三产业比重的增加，人均GDP对碳排放的总体影响会和技术效应都是不显著的。产业结构的作用之所以没有减弱，表现为环境库兹涅茨曲线向左下方移动。(3)能源得到体现，我们认为这可能与东部地区各省份在产业结效率的调节作用表现出显著的"反弹效应"特征，表现为构上趋同有一定关系，结构趋同导致回归分析无法在这随着能源效率的提高，环境库兹涅夜曲线向右上方移一维度上获得有效信息。增加截面单位个数或延长时间动。进一步的，我们按照东部和中西部的划分进行实证跨度可能会有新发现。分析，发现不同地区间的结果存在较大差异。本文的主再来看中西部地区的检验结果。从表4中模型(1)要结论通过表5呈现出来。31
·能源效率、产业结构与环境库兹涅茨曲线表4中西部地区回归结果(N= 221) 且能在一定程度上降低技术进步产生的反模型(1)模型(2)模型。)模型(4)模型(5)模型(6)弹效应，突出其积极的环境效应。祷拎赘提怜赘费费铃铃费精费骨抖快骨蜡PGDP () () () () () () 注:-0α丑怜祷-0α16铃普-0.臼16赘幡-0.α12羹提提祷提PGDP2 ( <0.∞I) () () (<0∞I) (<0∞I) ①受篇幅限制，具体的检验原理和过程不 -07幡提PGD凹再详细给出。混合效应和固定效应间的选择使( -08) 用F检验，固定效应和随机效应间的选择使用并铮铮赞誉祷SR () () Hausman检验，随机效应和混合效应间的选择祷铃提铸份提SR 使用B-P检验。主且间异方差检验使用Wald检’PGDP () () 骨骨提提讲普验，序列相关问题使用Wooldridge检验。Tech () () 币怜祷Tech 参考文献:.PGDP () () 樨-686、51提并提[1]林伯强，蒋笠均中国二氧化碳的环境 -415 .43祷铃 Popu () () () () () () 库兹涅茨曲线预测及影响因素分析fJ}.管理 30'亮地 1817820 2270856悦9330司.89常数世界，2009，(4). (J 128791) (1但朋7)() (4仍4219)(1创(382)() 特提排择"费剖协铃骨堤特铃提排3771. 73提提狲F [2] Deacon, R. T., Norman, C. S., 2006. Does 组内 the Environmental Kuznets Curve deserihe how 注:括号内为Dri8C/Kraay标准误飞提\祷特运"分别表示在10%、5%和1%的水平上显著。countrieshehave?Land Economics 82, 291 -315. 表5研究结论[3] Markus P. Technical Progress, Structural Change, and 人均GDP与CQ，是否有利于减轻经济活动对环境的压力the Environmental Kuznets Curve [J} . Ecological Economics, 排放量之间的关系产业结构升级! 能源技术进步2002, (42): 381 -389. 倒"u"形有幸不利[4} Grossman G. M., Krueger A. B., 1995. "Economic 倒"u"形不明显| 不明显倒"u"形有利1 有利Growth and the Environment." Quarterly Joumal of Economics, 112 (2) 353 -378. [5] Torvanger A., Manufacturing sector carhon dioxide e›地区范围人均GDP与C02排放量之间的关系是否missions in nine OECD countries, 1973 -87: A Divisia index 有利于减轻经济活动对环境的压力、产业结构升级、能decomposition to changes in fuel mix, emission coefficients, in›源技术进步、全国倒"u"形利不利于东部倒"u"形不明dusÌlγstructure， energy intensities and intemational strueturc, 显，中西部倒"u"形有利以上研究结论则有着明显的政energyeconomics, 1991(3): 168 -186. 策启示:(1)总的来看，我国经济发展与环境污染之间确[6] Lantz, V., Feng, Q., 2006. Assessing income, popu›实存在着一定的联系，必须以协调好两者的关系作为长lation, and technology impacts on C0emissions in Canada: 2期战略，实现经济可持续发展。并且，在不同的地区层where’ s the EKC? Ecological Economics 57, 229 238. 面，这种联系又存在显著差异，这是选择区域发展模式[7] Karen Tumer, Nick Hanley, 2011. Energy efficiency, 时所需要考虑的。(2)就当前而言，技术进步的反弹效应rehound effects and the environmental Kuznets Curve, Energy 似乎超过了其积极的环境效应，能源、效率的提升反而不Economics 33: 709 720. 利于节能减排。因此，在推进能源技术发展的同时，要对[8] Grossman, G. M., Krueger. A. B., EnvironmentalIm›其产生的反弹效应给予高度重视。(3)经济结构对调节pacts of the North American Free Trade Agreement[Z] . Working 环境质量与经济发展间的关系起到重要作用，产业结构Paper, 1991, 3914. NBER, Camhridge MA 升级和高度化是缓解经济活动对环境压力的重要途[9] Driscoll, J., and Kraay A. c., 1998, Consistent co›径。同时研究还显示，技术进步的反弹效应有一部分是variance matrix estimation with spatiall y dependent data [J}. Rev 通过阻碍产业结构升级来实现的。因此，要实行大力发iew of Economics and Statistics 80: 549 560. [10] Barker, T. P., the Macro -Economic Rehound Effect 展第三产业和扶持高新技术产业、限制高耗能产业发展and the UK Economy. Energy Policy, 2007 (35): 4935 -4946. 的产业政策、投资政策、贸易政策等政策措施，积极推动[责任编辑:陈齐芳l产业结构演进。这么做不仅有利于结构效应的发挥，而品都明这;如硝阳国l脑lfi132
