对环境库兹涅兹曲线的质疑

赵宝山，高晓玲

对环境库兹涅兹曲线的质疑

赵宝山1，高晓玲2

（1.安徽商贸职业技术学院 电子商务学院，安徽 芜湖 241002；2.中国人民银行 临沂支行，山东 临沂 276000）

通过对二氧化碳排放影响因素的分解和我国数据的实证分析发现，环境库兹涅兹曲线是人均国内生产总值变化和碳排放强度变化相互作用的结果，不存在稳定的形状；根据该曲线判断二氧化碳排放与经济增长的关系，会做出错误的结论。

环境库兹涅兹曲线；二氧化碳；经济增长；碳排放强度

一、引言

目前，全球变暖问题已引起了世界各国的关注。作为一个负责任的大国，我国于2020年9月在联合国大会上提出了“双碳”战略：“采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”作为一个发展中的大国，为了实现中华民族伟大复兴，我们要保持经济增长。这使我们不得不思考：碳排放和经济增长的关系是怎样的？

国内外关于该问题的研究最常用的是环境库兹涅兹曲线。美国经济学家格罗斯曼（Grossman） 和克鲁格（Kureger）研究二氧化硫和“烟”两种污染物与经济增长的关系时发现，环境污染和经济增长之间呈现倒U型关系，即在收入水平较低时，环境污染随着经济增长而加重，而在收入水平较高时随着经济增长而降低。[1]后来，有学者比照库兹涅兹曲线，将该曲线命名为环境库兹涅兹曲线。二氧化碳排放和经济增长之间是否存在该曲线，学者们的研究结论很不一致。马丁·瓦格纳（Martin Wagner）的研究认为，二氧化碳排放与经济增长之间呈单调递增关系，并不存在拐点。[2]奥纳福沃拉（Onafowora）等研究了多个国家二氧化碳排放与经济增长的关系，发现日本和韩国存在倒U型环境库兹涅兹曲线，而其他六个国家的环境库兹涅兹曲线却是N型。[3]阿拉姆（Alam）等的研究发现，中国、巴西和印尼的二氧化碳排放随着收入的增加而减少，而印度却相反。[4]朱欢、郑洁等利用全球67个经济体1990—2018年的面板数据分析表明，二氧化碳排放与经济增长之间显著呈现倒U型关系。国内学者有关我国的研究结论更加多样。[5]同样是研究人均二氧化碳排放量和人均GDP的关系，林伯强等发现两者间呈倒U型库兹涅兹曲线[6]，而刘华军等却发现两者之间呈倒 N 型关系[7]；高静等的研究又显示我国东部呈倒U型，西部呈正U型。[8]总之，无论是国内的研究还是国外的研究，二氧化碳的环境库兹涅兹曲线都出现了多种形态。这使我们怀疑使用环境库兹涅曲线分析环境污染与经济增长的关系是否可靠？

目前，学术界只有李正升通过定性分析对环境库兹涅兹曲线提出了质疑，却仍然认为该曲线对于解决环境和经济问题具有较强的指导意义。[9]本文从理论和实证两方面证明环境库兹涅兹曲线只是一种假象，使用环境库兹涅兹曲线来分析经济增长和环境污染的关系而得出的结论是不可靠的。

二、二氧化碳排放影响因素的理论分析

（一）二氧化碳排放影响因素的分解

用C和L分别表示二氧化碳排放总量和人口，则：

根据（1）式，一国的碳排放量与人口总量、人均碳排放量有关。一国的人口一般较稳定，可以看作是外生的。在人口保持不变的情况下，一国的碳排放量由人均碳排放量决定。

用Y表示该国的GDP，则人均碳排放量可以表示为：

（3）式两边同时对时间t求导，得到：

人均二氧化碳排放量变化率=人均GDP变化率+碳排放强度变化率 （5）

这告诉我们，人均碳排放量是增加还是减少取决于人均GDP的变化和碳排放强度的变化。（5）式也告诉我们，经济增长会增加二氧化碳排放量，因为经济增长时人均GDP变化率为正，会使人均碳排放量增长。在一国的人均GDP保持增长的情况下，人均GDP的变化率为正值，要想让人均碳排放量下降即让人均碳排放量变化率为负值，该国的碳排放强度的变化率必须为负且绝对值要大于人均GDP的变化率。因此，降低碳排放量的关键在于降低碳排放强度。

（二）环境库兹涅兹曲线只是一种假象

用（5）式可以解释环境库兹涅兹曲线出现各种形状的原因。当人均GDP的增长率高于碳排放强度的下降率时，人均碳排放量的变化率为正。可以看到随着人均GDP的增加，人均碳排放量也增加，表现为环境库兹涅兹曲线的上升阶段。而当人均GDP增长率低于碳排放强度的下降率时，人均碳排放量的变化率为负，这时可以看到随着人均GDP的增加，人均碳排放量下降，表现为环境库兹涅兹曲线的下降阶段。随着一国人均GDP变化率和碳排放强度变化率的数值改变，人均碳排放量变化率会有时为正值，有时为负值，甚至在正负值之间多次摆动。因此，不存在稳定形状的环境库兹涅兹曲线。这是很多实证研究发现环境库兹涅兹曲线呈现倒U型、U型、N型、倒N型等多种形态的原因。根据环境库兹涅兹曲线的形状判断经济增长对环境污染的影响无法得出可靠结论。

很多工业化国家在收入水平较低时经济增长速度较快，而收入水平较高时，经济增长速度放缓。这应该是倒U型环境库兹涅兹曲线出现比较多的原因。在收入水平较低时，人均GDP增长较快，人均GDP变化率为正且绝对值较大。这时由于技术水平较低、为了富裕愿意忍受污染等，经济发展往往是高耗能高污染的，因而碳排放强度变化率为正值或绝对值较小的负值。这时，人均GDP增长率和碳排放强度的变化之和为正，根据（5）式可知，这会导致人均碳排放量变化率为正，表现为环境库兹涅兹曲线上升。当该国收入较高时，经济增长速度放缓，人均GDP增长率较低，而由于收入较高有能力研发降低碳排放的技术、人们对环保的要求也更高，国家开始制定严格的环保政策，引起碳排放强度出现较大幅度下降。这时，碳排放强度的下降率超过了人均GDP的增长率，人均碳排放量变化率为负，表现为环境库兹涅兹曲线下降。

（三）数据说明

人均二氧化碳排放量、人均GDP和碳排放强度用我国历年二氧化碳排放量、GDP和人口计算得到。GDP用2010年不变价表示，人均GDP用GDP除以人口得到，人均二氧化碳排放量用二氧化碳排放量除以人口得到，碳排放强度用二氧化碳排放量除以GDP得到。研究的时间范围为2001年到2018年。由于国内统计年鉴中没有二氧化碳排放量的数据，本文数据统一采用世界银行网站的公开数据。

三、我国经济增长对二氧化碳排放的影响

很多学者在分析碳排放和经济增长的关系时用环境库兹涅兹曲线来说明。本文认为这种分析是不可靠的。为此，我们用环境库兹涅兹曲线来分析，并指出这种分析的问题，继而用我国的数据印证理论部分的观点：经济增长会增加二氧化碳排放量。

（一）我国二氧化碳的环境库兹涅兹曲线估计

环境库兹涅兹曲线假说认为环境污染与经济增长之间存在倒U型曲线。计算我国的人均二氧化碳排放量与人均GDP并做散点图，见图1。图中纵轴是人均二氧化碳排放量，横轴是人均GDP。可以看出，随着人均GDP的增加，人均二氧化碳排放量总体上先增加，然后出现拐点。我国二氧化排放与经济增长之间似乎开始显现倒U型曲线。

如果用经典的环境库兹涅兹曲线模型估计该曲线，也会得出倒U型曲线的结论。模型为：

ct=α+βyt+γyt2+εt

其中， ct、 yt和εt分别表示t年的人均二氧化碳排放量、人均GDP和误差项；α、β、γ是待估系数。用Eviews9软件对上述模型进行最小二乘估计，结果如下：

ct= 2.5455*yt-0.1867yt2-1.3193

(18.9428) (-13.2563) (-4.6486) R2=0.9897

人均GDP平方项的系数为负且显著，说明人均碳排放和人均GDP之间存在倒U型曲线关系。根据上述估计结果计算，倒U型曲线的顶点对应的人均GDP约为6817美元，到2016年时我国人均GDP已经超过该水平。目前，我国似乎已经处于倒U型环境库兹涅兹曲线的下降阶段。

图1 人均二氧化碳排放和人均GDP散点图

（二）环境库兹涅兹曲线存在的问题

倒U型库兹涅兹曲线是否意味着，只要经济不断增长，我国的人均碳排放量就会下降呢？如果根据环境库兹涅兹曲线得出这种判断，将是错误的。在2001年到2018年时间范围内，我国二氧化碳排放符合倒U型环境库兹涅兹曲线，这不代表未来仍符合倒U型曲线。正如引言部分所述，很多实证研究已经证明环境库兹涅兹曲线可以是Ｎ型、倒Ｎ型等多种形态。

其实，环境库兹涅兹曲线只是一种表面现象。理论部分已经表明人均碳排放量变化是人均GDP变化和碳排放强度变化共同作用的结果。下面，用我国的实际数据进行分析。表1中，第４列是人均GDP变化率和碳排放强度变化率之和，每年的第４列数值与人均二氧化碳排放量变化率都几乎相等，这印证了（5）式。各年的人均GDP变化率都为正，说明人均GDP一直在增加。从2002年到2013年，人均二氧化碳排放量的变化率都为正，说明这些年人均碳排放量在增加，表现为图1中环境库兹涅兹曲线的上升。人均二氧化碳排放量的变化率之所以为正，是因为人均GDP的上升比率超过了碳排放强度的下降比率，甚至从2003到2005年碳排放强度也在上升。2014年、2015年和2016年的人均二氧化碳排放量变化率为负，说明这三年人均二氧化碳排放量下降，也就是图1中环境库兹涅兹曲线下降的阶段。这三年的人均二氧化碳排放量变化率为负是因为这三年的碳排放强度下降比率都超过了人均GDP的上升比率。而2017年后人均二氧化碳排放量变化率又转为正值是因为人均GDP的增长比例超过了碳排放强度的下降比率。从数据来看，我国2001—2018年的环境库兹涅兹曲线应该是N型。

可见，环境库兹涅兹曲线的上升和下降是人均GDP变化和碳排放强度变化共同作用的结果。长期来看，随着两者的不断变化，环境库兹涅兹曲线会呈现更多上升和下降的转折。因此，环境库兹涅兹曲线没有固定的形态，根据该曲线判断经济增长和碳排放的关系不能得出可靠结论。

（三）经济增长增加了我国的二氧化碳排放量

理论部分提出，经济增长会增加二氧化碳排放量，从表1中可以看出这一点。我国每年的人均GDP增长率都为正，这增加了每年的人均二氧化碳排放量变化率，甚至使大多数年份的人均二氧化碳排放量变化率为正值。也就是说，人均GDP的增长使人均二氧化碳排放量增长了。因此，经济增长增加了我国的二氧化碳排放量。

表1 我国环境库兹涅兹曲线变化的解释

数据来源：本文根据我国人口、GDP和二氧化碳排放数据计算得到

四、结论和后续研究建议

（一）研究结论

本文通过理论分析和基于我国数据的实证检验，得出以下结论：（1）一国的碳排放量与人口总量、经济增长、碳排放强度三个方面有关。经济增长会提高人均碳排放量，碳排放强度下降会降低人均碳排放量。在一国人口相对稳定、经济持续增长的情况下，降低碳排放量的关键在于降低碳排放强度。（2）环境库兹涅兹曲线只是一种假象。它是人均GDP变化和碳排放强度变化共同作用的结果，随着两者的不断变化它会多次上升或下降，因而没有稳定的形状。根据环境库兹涅兹曲线判断经济增长与二氧化碳排放的关系，无法得出可靠结论。

（二）后续研究建议

后续应该加强对碳排放强度影响因素的研究。为了使研究结论对政策制定具有实际意义，应该考察政府可以干预的碳排放强度影响因素。

[1]Grossman, G. M. and Krueger, A. B. Environmental Impacts of a North American Free Trade Agreement[R].Cambridge:National Bureau of Economic Research，1991（11）：1-57.

[2]Martin Wagner. The Carbon Kuznets Curve: A Cloudy Picture Emitted by Bad Econometrics? [J]. Resource and Energy Economics，2007（11）：388-408.

[3]Onafowora Olugbenga A.,Owoye Oluwole.Bounds testing approach to analysis of the environment Kuznets curve hypothesis[J].Energy economics，2014 （7）：46-47.

[4]Alam M, Murad M&Noman A.Relationships among carbon emissions，economic growth，energy consumption and population growth: Testing Environmental Kuznets Curve hypothesis for Brazil, China, India and Indonesia[J].Ecological Indicators，2016（6）：466-479.

[5]朱欢，郑洁，赵秋运等.经济增长、能源结构转型与二氧化碳排放——基于面板数据的经验分析[J].经济与管理研究，2020（11）：19-34.

[6]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）：27-36.

[7]刘华军，闫庆悦，孙曰瑶.中国二氧化碳排放的环境库兹涅茨曲线——基于时间序列与面板数据的经验估计[J].中国科技论坛，2011（4）：108-113.

[8]高静，黄繁华.贸易视角下经济增长和环境质量的内在机理研究——基于中国 30 个省市环境库兹涅茨曲线的面板数据分析[J].上海财经大学学报，2011（5）：66-74.

[9]李正升.对环境库兹涅茨曲线的质疑与思考[J].生态经济，2010（11）：55-58.

Doubts about the Environmental Kuznets Curve

Zhao Baoshan1, Gao Xiaoling2

Through the decomposition of the influencing factors of carbon dioxide emissions and the empirical analysis of my country's data, it is found that the environmental Kuznets curve is the result of the interaction between the change of per capita GDP and the change of carbon emission intensity, and there is no stable shape; according to the curve Judging the relationship between carbon dioxide emissions and economic growth will lead to wrong conclusions.

Environmental Kuznets curve; Carbon dioxide; Economic growth; Carbon emission intensity

2022-03-03

安徽省高校人文社科重点项目（SK2021A1051）；安徽商贸职业技术学院科研项目(2021ZDG11)；安徽商贸职业技术学院“双高计划”项目 (2020sgxm17)

赵宝山（1983－ ），男，山东临沂人，安徽商贸职业技术学院电子商务学院讲师，硕士。

10.13685/j.cnki.abc. 000631

F124.5

A

1671-9255（2022）02-0027-04