基于技术内生增长理论分析城市化进程中中国CO2排放的影响因素
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作者: 郑贞
［摘 要］本文基于技术内生增长理论,通过对中国1953―2008年的时间序列数据的检验,考察中国在城市化进程中CO2排放的影响因素。研究结果表明：技术进步、人力资本、城市化率与CO2排放量之间存在长期协整关系,其中技术进步、人力资本各自增长1%,碳排放量会相应地减少0.31%和1.64％,而城市化水平每增长1%,碳排放量将相应增长1.36%。同时实证表明技术进步是CO2排放量的格兰杰原因。
［关键词］内生增长理论；CO2排放；城市化；人力资本；技术进步
［中图分类号］F061.3 ［文献标识码］A ［文章编号］1005-6432（2011）28-0150-03
1 引 言
从1987年《我们共同的未来》中提出可持续发展的概念,到1997年《日本京都议定书》的通过,再到2003年英国首次提出“低碳经济”,直至2009年哥本哈根气候峰会的召开,温室效应不仅是人类关注的环境问题,也成为全球经济关注的热点。2009年中国的CO2排放总量已成为世界第一。与此同时,中国城市化水平也在持续提升。2009年的中央经济工作会议,在对2010年度经济工作的规划中提出,要将城市化作为中国经济持续增长的动力。但是经济发展不仅仅是绝对数量的增加,还应是结构的转化。城市化就是伴随经济发展的一个结构变化,所以不应将它们分离。中国正在城市化的进程中,寻求经济的转型――从粗放型的经济增长模式转向依靠技术进步及知识创新的新增长模式。因此分析中国在城市化进程中,依靠新的经济增长模式,是否会带来CO2排放量的持续增加,对我国在低碳经济时代下,完善经济发展方式有很大意义。
2 文献综述
20世纪80年代中期,以罗默、卢卡斯等人为代表的经济学家重新思考新古典增长理论,将知识和技术创新内生化,探讨了长期增长的可能前景。他们认为增长不是外部力量,而是经济体系内部力量作用的产物,应重视人力资本投资、研究开发投资等问题,这一理论被称为内生增长理论。但是他们的理论中并未考虑资源及环境对经济发展的影响。近年来的内生增长理论已经开始将可耗竭资源的作用和环境污染成本加入到可持续发展的理论模型中。彭永军、包群(2006)认为,在环境污染的约束下,人力资本投资和研发创新是经济长期增长的主要动力,因此应大力扶持人力资本积累与技术创新活动,促进清洁生产技术进步,并且制定相关的环境标准,通过增强全民环保意识,来实现可持续发展。魏巍贤、杨芳(2010)通过将内生增长理论与环境污染模型相结合对CO2排放影响因素实证分析,研究认为自主研发、技术引进对我国的CO2减排有显著促进作用。不仅资源作为经济增长的因素开始受到重视,资源环境与城市化的关系也逐渐成为热点。盛广耀(2008)认为,经济发展与资源环境消耗之间的倒U型曲线和城市化与资源环境消耗强度变化曲线在逻辑上是一致的,只是同一个过程的两种不同表达方式。因此,城市化的速度及规模,在很大程度上会影响资源环境消耗的强度,这就是城市化与资源环境消耗的规律。孙慧宗、李久明(2010)通过对中国城市化和CO2排放量进行协整分析得出,中国的城市化进程不同于发达工业化国家,其与CO2排放量之间不具有理论上的双向因果关系,城市化是导致碳排放量增长的原因。
3 相关理论界定
3.1 技术内生增长理论对CO2排放影响的理论分析
内生经济增长可以分为要素投入的内生增长和技术进步的内生增长两种类型,后者主要是利用边干边学、知识溢出、人力资本积累和研究与开发来解释技术内生进步的模型。而技术内生化的增长理论又有三种研究思路,其一是假定技术进步来自对实物资本的投资,直接将技术进步内生化,即知识积累模型。其二为引进人力资本要素,技术进步取决于对非生产性的科研开发部门的投资,即人力资本模型。其三是分工演进模型。本文仅从技术内生增长理论中选取技术进步和人力资本两个角度来考察它们与经济增长过程中CO2排放量的关系。
（1）技术进步对CO2排放的影响。魏巍贤、杨芳(2010)提出技术进步会通过三个效应对环境产生影响：规模效应、结构效应和技术效应。前两者会对环境产生负面影响,促使CO2排放量增多。因为技术进步使得经济总量增大,要使得大规模经济持续发展需要投入、消耗更多的能源,由此也会产生更多的污染物排放量。同时,技术进步加快了工业化进程,使得资源消耗率逐渐超过资源的再生速率和环境的承受能力,导致环境状况的恶化。但是,当经济发展到一定水平后,产业结构就会从能源密集型为主的重工业转向以服务业为主的第三产业,环境污染就会减少,碳排放量就会下降。而目前中国的产业转型还未完成,所以技术进步的结构效应依旧表现为负效应。但是从另一方面来说,技术进步会提高自然资源利用率,使资源得以大量节约和循环利用,从而降低能源的消耗量,减少污染排放和生态破坏,此为正效应的技术效应。
（2）人力资本对CO2排放的影响。卢卡斯认为经济增长最持久的源泉是知识的生产和人力资本的积累。相比有形资本,智力资本(包括人力资本和技术知识)是由清洁技术生产,污染并不能使其社会边际产出减少。并且人力资本的积累速度要比有形资本的积累速度快,从而抵消了积累更多有形资本所引起污染控制的额外成本。因此当处于环境污染的限制下时,人力资本开发和技术创新是维持经济可持续发展的重要手段,清洁的人力资本将会降低CO2的排放。
3.2 城市化对CO2排放影响的理论分析
（1）城市化改变了利用土地的方式。首先,伴随着城市扩张,森林、草地转化为碳排放重要来源之一的城市建筑用地。其次,城市化进程破坏了森林、草地、湿地、农田,降低了大自然对CO2的吸收能力,间接增加了CO2的排放量。因为植被和土壤作为城市系统中重要的碳汇和碳库,能够降低大气CO2的浓度,但现如今城市土壤被硬化地面覆盖,既不能生长植被,也不能接收雨水,改变了土壤的碳库量。再次,城市化进程还带来了更多服务业、工业、产品消费碳排放所引起的间接碳排放。
（2）城市化增加了城市代谢。随着城市化进程,城市污水、能源、原料等代谢量将会明显增加,城市面临较大的环境资源负担,CO2排放量不断增加。罗文婷(2005)认为,由于城市家庭的收入、教育水平,食物消费结构的不同,城市家庭的碳排放量要高于农村家庭。同时,较高人口城市化水平也使得城市存在着产生更多污染的行为方式。
（3）城市化增加了能源消费。城市化进程中,由于工业生产的化石燃料燃烧；运输、工业使用过程中的泄漏；交通工具的碳排放；城市居民日常生活中化石燃料使用等,增长的能源消费带来了CO2排放量的增加。
4 模型及其实证
4.1 数据的选取
（1）技术进步水平的测度。选取反映知识和技术的积累水平的科技资本存量,作为技术进步的代表量。
（2）人力资本的测度。选取人力资本存量即受过一定教育的劳动力总量与他们受教育年限的乘积,作为人力资本的代表量。
（3）城市化水平的测度。选取城市化率即全国城镇人口与总人口的比值,作为城市化水平的代表量。
（4）环境指标CO2排放量的测度。鉴于环境统计年鉴上没有CO2的官方统计数据,因此本文采取下列碳排放量计算公式：
C=Σti×A×δi
其中,ti表示i类能源消费量占总消费量的比重，A表示能源消费总量,δi表示i类能源的碳排放系数。对于能源消耗的碳排放系数,不同的机构给出了不同的值。本文将国家发改委能源研究所、美国能源部(DOE)和日本能源经济研究所(IEEJ)给出的碳排放系数,取平均值来计算本文的碳排放量（见表1）。
本文1953―2008年的各能源消费数据、城镇人口、总人口的数据来源于《新中国60年统计资料汇编》(国家统计局,2010),碳排放数据根据公式计算。科技资本存量和人力资本存量数据来源于王小鲁(2008),并用同样的方法补充了2008年的数据。采用Eviews5.0进行计量分析。
4.2 建立模型及计量分析
对各变量取对数,构建模型为：
LnCt=β0+β1LnTt+β2LnHt+β3LnUt+εt(1)
其中,Ct表示CO2排放量,Tt表示科技资本存量,Ht表示人力资本存量,Ut表示城市化率。
（1）单位根检验
鉴于是时间序列数据,为了避免“伪回归”,在对对数模型进行估计之前,首先进行单位根检验,查看平稳性。本文使用扩充的Dickey-Fuller单位根检验法,具体结果见表2.
从表中可看出,变量LnC、LnT、LnH、LnU都是非平稳序列,而对其一阶差分后,均无单位根,是平稳序列。因此以上时间序列都为一阶单整时间序列,即1(1)。
（2）协整检验
所处理的时间序列数据都是一阶单整序列,为了获知各变量之间的长期关系,有必要进行协整检验。本文采用Johansen检验,其结果如下表3。
计量结果表明,科技资本存量和人力资本存量对CO2的排放量产生负影响,城市化对CO2排放量产生正影响。技术水平、人力资本各自每增长1%,碳排放量会相应地减少0.3124%和1.6443％,而城市化水平每增长1%,碳排放量将相应增长1.3609%。技术进步会降低碳排放量,而城市化进程会增加碳排放量。
（3）格兰杰因果检验
基于各变量之间存在协整关系,使用格兰杰因果关系方法检验各变量间是否存在因果关系。
从表4中可以看出,LnT不是LnC的Granger原因,通过了F检验,显著水平为0.00314低于0.05,即拒绝了原假设,也就是说科技资本存量是碳排放的原因；而LnC不是LnT的Granger原因,没有通过F检验,即碳排放不是科技资本存量发展的原因。同理可以得出,人力资本存量和城市化不是碳排放的原因,但碳排放是推动人力资本存量和城市化的因素。
5 结 论
（1）本文基于技术内生增长理论,通过ADF单位根检验、协整检验得出CO2排放量、科技资本存量、人力资本存量及城市化率之间存在两个协整关系,四个变量间存在长期稳定的均衡关系。格兰杰因果关系表明,10期滞后时科技资本存量是碳排放的原因,但后者不是前者的原因,同时碳排放是单向推动人力资本存量和城市化的因素。
（2）技术进步对CO2具有负效应,并且是碳排放因素的重要原因,即技术进步有利于抑制碳排放量。因此中国在发展低碳经济、促进节能减排方面,应该注重新技术的发明和创新；依靠科技进步,通过清洁生产活动来替代资源、能源、污染密集型的生产活动,促进生产率的提高,大力发展低碳技术。由清洁技术生产的人力资本,因接受过高等教育,更易于接受新理念和新技术。随着低碳经济的发展,他们的环保意识会提升,按照前文的理论界定,人力资本应该可以降低CO2的排放,尽管两者间的格兰杰检验结果并不显著。
（3）中国城市化水平的提高是依赖于工业发展、含碳能源消费的带动作用。随着我国进入工业化中期,城市化进程会加快,碳排放量会持续增加。但是滞后期也说明了两者之间并不是同步协调发展的。因此在城市化进程中,要注重调整产业结构,大力发展服务业等低碳产业,依靠科技发展达到节能减排的目标,实现我国低碳经济的可持续发展。
参考文献:
［1］彭水军,包群.环境污染、内生增长与经济可持续发展［J］.数量经济技术经济研究,2006(9)：114-126.
［2］罗文婷,等.北京城市化进程中家庭食物碳消费动态［J］.生态学报，2005,25(12).
［3］魏巍贤,杨芳.技术进步对中国二氧化碳排放的影响［J］.统计研究,2010,27(7)：37-44.
［作者简介］郑贞(1989―),女,汉,甘肃天水人,中南财经政法大学经济学院本科生,研究方向：发展经济学、人口资源环境经济学。
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