藍(lán) 艷,花瑞祥①,景宜然,賈惜春,李嘉文 〔.生態(tài)環(huán)境部對外合作與交流中心,北京 0005;.中國環(huán)境科學(xué)研究院,北京 000;.同方知網(wǎng)(北京)技術(shù)有限公司,北京 009〕

目前,氣候變化是全世界最關(guān)注的環(huán)境問題之一,不僅影響自然生態(tài)環(huán)境和人類健康[1-3],更是對全球經(jīng)濟(jì)模式、能源戰(zhàn)略、國際政治造成深遠(yuǎn)影響[4-6]。研究表明,人類活動導(dǎo)致的碳排放是氣候變化的主要原因之一[7-8]。東南亞地處熱帶海洋地區(qū),受全球氣候變化影響較大[9],深入了解東盟碳排放的變化趨勢和結(jié)構(gòu)特征,并探索分析碳排放與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的定量關(guān)系,對東盟地區(qū)實施碳中和政策具有重要指導(dǎo)意義,同時也有助于提升我國與東盟在環(huán)境、能源、產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域的合作層次,更好地服務(wù)我國“走出去”外交戰(zhàn)略。

東南亞國家聯(lián)盟(Association of Southeast Asian Nations,ASEAN),簡稱東盟,是亞洲第三大經(jīng)濟(jì)體和世界第六大經(jīng)濟(jì)體,也是全球新興的經(jīng)濟(jì)中心之一[10]。此外,東盟還是中國最大的對外貿(mào)易伙伴和最主要對外投資目的地,同時也是共建“一帶一路”的重點地區(qū)之一[11]。過去三十多年,快速城市化和工業(yè)化造成東盟傳統(tǒng)化石能源消費快速增長,碳排放量也隨之激增[12]。由于特殊的地理位置和氣候條件,且人口和經(jīng)濟(jì)活動主要集中在沿海地區(qū),使得東盟成為受氣候變化影響最為嚴(yán)重的地區(qū)之一[13]。目前,東盟所有成員國均已簽署《巴黎氣候變化協(xié)定》,并且宣布了碳減排目標(biāo)[14]。據(jù)預(yù)測,未來東盟經(jīng)濟(jì)將保持高速增長,成為全球經(jīng)濟(jì)重要增長極,經(jīng)濟(jì)增長帶來的能源消費增加造成碳排放壓力巨大[15-16]。因此,如何實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)增長與碳中和雙重目標(biāo),成為東盟國家發(fā)展面臨的重大挑戰(zhàn)。

環(huán)境庫茲涅茨曲線(environmental Kuznets curve,EKC),由CROSSMAN等[17]于1991年參照經(jīng)濟(jì)學(xué)中庫茲涅茨曲線提出,目前已成為分析經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量關(guān)系的重要工具。最初,國內(nèi)外學(xué)者僅對環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)增長之間的倒U型假說關(guān)系進(jìn)行驗證[18-19],即環(huán)境質(zhì)量隨著經(jīng)濟(jì)增長呈現(xiàn)“先惡化后改善”規(guī)律。隨著全球氣候變化問題研究的深入,EKC被應(yīng)用于能源消費、二氧化碳排放等研究[20]。國內(nèi)外學(xué)者利用時間序列數(shù)據(jù)、面板數(shù)據(jù)等對EKC理論進(jìn)行實證研究,結(jié)果表明,環(huán)境污染物、二氧化碳排放與經(jīng)濟(jì)增長存在著單調(diào)遞增、單調(diào)遞減、U型、倒U型、N型、倒N型等多種復(fù)雜形狀[21-23]。目前,對碳排放的EKC檢驗多集中在單個國家或區(qū)域[24-25]、具體行業(yè)或領(lǐng)域[26-27],且主要集中在發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體或碳排放大國,對欠發(fā)達(dá)國家的研究不足,且缺乏長時間序列不同國家、不同發(fā)展階段碳排放與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展關(guān)系的對比分析研究。

以東盟國家為研究對象,基于全球大氣研究排放數(shù)據(jù)庫公布的碳排放數(shù)據(jù),深入分析東盟國家1970—2021年碳排放的動態(tài)演變規(guī)律,并從橫向、縱向?qū)Ρ炔煌瑖?、不同發(fā)展階段碳排放結(jié)構(gòu)變化特點。此外,基于聯(lián)合國統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫發(fā)布的經(jīng)濟(jì)社會數(shù)據(jù),利用面板模型對東盟國家碳排放與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展之間開展EKC實證檢驗分析。基于長時間序列碳排放和社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),運(yùn)用環(huán)境庫茲涅茨假說理論揭示東盟國家碳排放與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展之間存在的異質(zhì)性和階段性特征,以期豐富對環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的理論探索,并為我國同東盟國家開展務(wù)實合作、促進(jìn)綠色低碳轉(zhuǎn)型提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

以東盟文萊、柬埔寨、印度尼西亞、老撾、馬來西亞、菲律賓、新加坡、泰國、緬甸和越南10個國家為研究對象。東盟國家1970—2021年碳排放數(shù)據(jù)來自全球大氣研究排放數(shù)據(jù)庫(emissions database for global atmospheric research,EDGAR,https:∥edgar.jrc.ec.europa.eu/dataset_ghg70)[28]。EDGAR是一個多用途、獨立的全球溫室氣體人為排放和地球空氣污染數(shù)據(jù)庫,由歐盟聯(lián)合研究中心(JRC)和荷蘭環(huán)境評估機(jī)構(gòu)(PBL)聯(lián)合發(fā)布,使用國際統(tǒng)計數(shù)據(jù)和政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)方法核算了全球214個國家和地區(qū)不同部門的碳排放量,已被國內(nèi)外學(xué)者用于研究中國和全球碳排放問題[29-33]。1971—2021年東盟各國人均國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)、總?cè)丝跀?shù)據(jù)來自聯(lián)合國統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫(UN Data,http:∥data.un.org/Default.aspx)。

1.2 研究方法

1.2.1曼-肯德爾趨勢檢驗

曼-肯德爾(Mann-Kendall,M-K)趨勢檢驗是一種非參數(shù)的統(tǒng)計檢驗方法,已被普遍用于環(huán)境方面時間序列的趨勢檢測[34]。M-K趨勢檢驗通過計算統(tǒng)計量Z來判斷某個時間序列中是否存在單調(diào)增加或減小趨勢,以及檢測到的趨勢是否具有統(tǒng)計學(xué)意義。具體計算公式如下:

(1)

(2)

(3)

式(1)～(3)中,S和Z為統(tǒng)計量;Sign為符號函數(shù);xi和xj分別為第i、j年碳排放量,t;n為時間序列長度。當(dāng)Z>0時,時間序列呈增加趨勢;當(dāng)Z<0時,時間序列呈減少趨勢。當(dāng)|Z|≥1.28、1.64和2.32時,分別表示結(jié)果通過信度為90%、95%和99%的顯著性檢驗。

1.2.2EKC檢驗

參考鄔娜等[22]研究方法,以人均二氧化碳排放量作為表征環(huán)境變化的變量,以人均GDP作為決定

環(huán)境污染的變量構(gòu)建靜態(tài)面板模型,公式如下:

ECO2=β0+β1GDP+β2(GDP)2+β3(GDP)3+ε。

(4)

式(4)中,ECO2為人均二氧化碳排放量,t;GDP為人均GDP(表1),美元;ε為隨機(jī)誤差;β0為截距;β1、β2和β3為待估計參數(shù),3個參數(shù)的取值決定了人均GDP與人均二氧化碳排放量的關(guān)聯(lián)關(guān)系,也決定了曲線形狀(表2)。

表1 1971—2021年東盟各國人均GDPTable 1 Per capita GDP data of ASEAM member states 美元

表2 模型參數(shù)與曲線形狀關(guān)系Table 2 The relationship between model parameters and curve shape

2 結(jié)果與討論

2.1 東盟國家碳排放分析

2.1.1碳排放總量分析

1970—2021年,東盟國家經(jīng)濟(jì)增長、能源消費增加,造成碳排放總量增加,從1.22×108t增加到1.74×109t,增加13倍,年均增加率達(dá)5.4%(圖1)。其中,2020年東盟碳排放量首次同比下降,降幅為6%。東盟碳排放國家集中度高,半數(shù)國家排放了區(qū)域絕大部分二氧化碳。1970—2021年,東盟碳排放量前5名國家總排放量占比接近90%。但隨著區(qū)域整體經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展,東盟欠發(fā)達(dá)國家近年來碳排放量占比不斷提高。1970年,東盟碳排放前5名國家總排放量占比為88.6%,1992年增加到93.6%,隨后在波動中下降,2021年下降至91.8%。

圖1 1970—2021年東盟碳排放總量Fig.1 The total carbon emissions of ASEAN from 1970 to 2021

碳排放受經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、人口規(guī)模和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等影響[35-36]。作為區(qū)域人口大國和經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國,2021年,印度尼西亞碳排放總量為6.03×108t,位居?xùn)|盟10國之首;越南次之,為3.21×108t;泰國、馬來西亞和菲律賓碳排放量均超過1×108t,分別為2.70×108、2.52×108和1.48×108t(圖2)。由于經(jīng)濟(jì)體量小、發(fā)展水平較低等原因,新加坡、緬甸、老撾、柬埔寨和文萊碳排放量較低。相較于1970年,2021年碳排放量增幅最大的國家為柬埔寨和老撾,分別達(dá)78.6和69.9倍;其后依次為印度尼西亞、越南、馬來西亞和泰國,分別為18.3、17.3、16.6和13.8倍;新加坡、緬甸、菲律賓和文萊碳排放量增幅較低,分別為7.8、7.5、4.6和2.5倍。

圖2 1970—2021年東盟各國碳排放量Fig.2 The carbon emissions of ASEAN member states from 1970 to 2021

2.1.2碳排放結(jié)構(gòu)分析

1970—2021年,東盟電力部門碳排放增速最快,工業(yè)燃燒、其他和交通部門次之,建筑部門碳排放增速最低。2021年,東盟電力、工業(yè)燃燒、其他、交通和建筑部門碳排放量較1970年分別增加38.0、13.6、12.7、9.1和1.9倍(圖3)。

圖3 1970—2021年東盟碳排放結(jié)構(gòu)Fig.3 Carbon emission structure of ASEAN from 1970 to 2021

在不同發(fā)展階段東盟碳排放結(jié)構(gòu)存在明顯差異。1970—1976年,東盟碳排放量第一大部門為交通,其后依次為工業(yè)燃燒、建筑和電力,其他部門碳排放占比最低。1977—1999年,東盟碳排放量第一大部門為工業(yè)燃燒,其后依次為電力、交通和其他部門,建筑排放占比最低。2000—2021年,電力成為東盟國家碳排放第一大部門,其后依次為工業(yè)燃燒、交通和其他部門,建筑排放占比最低。碳排放結(jié)構(gòu)演變規(guī)律顯示,電力已成為東盟碳排放最大的部門,2021年電力部門碳排放量占比超40%,說明電力部門綠色低碳轉(zhuǎn)型成為實現(xiàn)東盟碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵。因此,建議我國與東盟國家加強(qiáng)清潔能源電力合作,發(fā)揮我國在光伏等新能源領(lǐng)域的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,助力東盟國家實現(xiàn)碳減排目標(biāo)。

從東盟各國碳排放結(jié)構(gòu)演變圖(圖4)來看,除緬甸和文萊外,建筑部門碳排放占比持續(xù)下降,其中,緬甸建筑部門碳排放占比先下降后上升,而文萊建筑部門碳排放占比基本保持不變。印度尼西亞、越南、老撾和文萊工業(yè)燃燒部門碳排放占比先上升后下降,泰國、新加坡和緬甸工業(yè)燃燒部門碳排放占比先下降后上升,馬來西亞和菲律賓工業(yè)燃燒部門碳排放占比一直呈下降趨勢,而柬埔寨工業(yè)燃燒部門碳排放占比最低,且總體變化不大。對其他部門碳排放占比而言,印度尼西亞、馬來西亞、柬埔寨和文萊總體呈下降趨勢,新加坡和緬甸總體呈增加趨勢,越南、泰國和老撾呈先上升后下降趨勢,菲律賓則基本保持不變。除新加坡外,東盟其他國家電力部門碳排放占比總體呈上升趨勢,而新加坡電力部門碳排放占比在1990—2000年達(dá)到峰值后逐漸下降。對交通部門碳排放量占比而言,印度尼西亞和馬來西亞基本保持不變,越南、老撾、柬埔寨則呈先增加后下降趨勢,泰國、菲律賓、新加坡和緬甸總體呈下降趨勢,而文萊則呈增加趨勢。交通部門碳排放的變化,一方面與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展密切相關(guān),交通運(yùn)輸、私家車的發(fā)展會增加碳排放量;另一方面,技術(shù)進(jìn)步、環(huán)境規(guī)制等因素會降低交通部門碳排放量。

2020年代僅包括2020和2021年。圖4 東盟各成員國碳排放結(jié)構(gòu)演變Fig.4 The temporal characteristics of carbon emission structure in the ASEAN member states

2.2 東盟國家碳排放趨勢分析

1970—2021年,東盟及各成員國碳排放M-K趨勢檢驗統(tǒng)計量(Z值)均通過了信度為99%的顯著性檢驗,呈現(xiàn)顯著增加趨勢(表3)。以10年為跨度,東盟及各成員國碳排放變化趨勢結(jié)果顯示,東盟自1970年至今,碳排放總量均呈現(xiàn)增加趨勢,且均通過信度為99%的顯著性檢驗,表明東盟作為全球新興經(jīng)濟(jì)中心之一,未來仍將保持顯著的碳排放增加趨勢?，F(xiàn)有研究也預(yù)測受經(jīng)濟(jì)和人口增長影響,到2030年東盟能源消費將保持4.4%的年均增速[37]。印度尼西亞、柬埔寨、老撾、馬來西亞、菲律賓和泰國碳排放M-K趨勢檢驗Z值均為正值,表明碳排放一直保持增加態(tài)勢,特別是印度尼西亞和馬來西亞,作為東盟最大的兩個經(jīng)濟(jì)體,檢驗結(jié)果均通過信度為99%的顯著性檢驗。受動亂、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型等影響,文萊、緬甸、新加坡和越南碳排放分別在2010年代、1980年代、2000年代和1970年代呈下降趨勢。其中,在能源效率提升、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型等因素影響下,2000—2010年,新加坡能源碳排放強(qiáng)度大幅下降[38]。由于全球金融危機(jī)后經(jīng)濟(jì)強(qiáng)勁復(fù)蘇,在貿(mào)易開放[39]等因素影響下,2010年之后,新加坡碳排放總體呈增加趨勢。值得注意的是,2010年以來,文萊碳排放呈下降趨勢,泰國碳排放雖然也呈增加趨勢,但檢驗結(jié)果未通過信度為90%的顯著性檢驗,這表明文萊和泰國碳排放或?qū)⒊蔀闁|盟最早實現(xiàn)碳達(dá)峰的國家。

表3 東盟及各成員國碳排放M-K趨勢檢驗結(jié)果Table 3 The results of M-K test for carbon emissions of ASEAN countries

2.3 東盟國家碳排放EKC實證檢驗分析

為避免造成各相關(guān)變量的偽回歸結(jié)果,確保估計結(jié)果有效性,基于ADF-Fisher檢驗方法對各相關(guān)變量進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗。檢驗結(jié)果(表4)顯示,雖然東盟國家人均碳排放和人均GDP的原時間序列未通過顯著性檢驗,但差分后的時間序列通過了顯著性檢驗,為平穩(wěn)序列。為檢驗東盟國家人均碳排放和人均GDP之間是否存在長期均衡穩(wěn)定關(guān)系,采用Engle-Granger檢驗方法進(jìn)行協(xié)整分析檢驗。檢驗結(jié)果(表5)表明,東盟各國人均碳排放和人均GDP具有長期穩(wěn)定均衡關(guān)系。

表4 東盟各國人均碳排放和人均GDP單位根檢驗結(jié)果Table 4 The unit root test of per capital carbon emission and per capita GDP in ASEAN member states

表5 東盟各國人均碳排放和人均GDP時間序列協(xié)整分析檢驗結(jié)果Table 5 The panel co-integration test results of per capital carbon emission and per capita GDP in ASEAN member states

EKC實證檢驗分析結(jié)果(表6)顯示,除文萊外,東盟其余國家碳排放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平幾乎滿足EKC驗證,特別是印度尼西亞、柬埔寨、老撾、馬來西亞、新加坡、泰國和越南7個國家EKC曲線擬合程度非常高,擬合度(R2)超過0.9。除文萊和馬來西亞外,東盟其余8個國家人均碳排放和人均GDP之間存在N型關(guān)系。從人均GDP可以看出,東盟各國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平差異較大,既有世界上最不發(fā)達(dá)的國家,如緬甸和老撾;也有經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展中的國家,如印度尼西亞、越南等;還有發(fā)達(dá)國家,如新加坡。綜合東盟各國EKC曲線可以看出,人均GDP不超過5 000美元的國家,包括印度尼西亞、柬埔寨、老撾、緬甸、菲律賓和越南,其人均碳排放量隨人均GDP的增加總體呈上升趨勢,即經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對能源消費的作用是促進(jìn)。這說明經(jīng)濟(jì)增長將不可避免地導(dǎo)致能源消費增加,從而造成碳排放量增加。但當(dāng)人均GDP超過5 000美元后,人均碳排放量將不再隨人均GDP增加而增加。HEIDARI等[40]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)東盟5國(對印度尼西亞、馬來西亞、菲律賓、新加坡和泰國)人均GDP達(dá)到4 686美元時,人均碳排放量會出現(xiàn)拐點。研究結(jié)果(圖5)顯示,從東盟內(nèi)部來看,不同國家出現(xiàn)的拐點不盡相同。如,泰國人均GDP增加到約6 000美元后,人均碳排放量便不再增加,保持穩(wěn)定趨勢。而馬來西亞和新加坡則分別在人均GDP達(dá)到9 000和2 0000美元后,人均碳排放量維持一段時間穩(wěn)定后下降。這是由于隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平提高,環(huán)境意識的增強(qiáng)、環(huán)境管制的加強(qiáng)、技術(shù)水平的提高和環(huán)境治理投入的增加,造成碳排放強(qiáng)度下降。當(dāng)人均GDP進(jìn)一步增加后,人均碳排放量隨人均GDP的增加而進(jìn)一步增加。出現(xiàn)這種情況,一方面,可能是由于技術(shù)進(jìn)步帶來的碳減排效益小于規(guī)模效益造成的碳排放增加;另一方面,也可能是環(huán)境狀況改善后,對環(huán)保領(lǐng)域的投入低于經(jīng)濟(jì)增長速度,造成碳排放隨經(jīng)濟(jì)增長而增長。例如,新加坡人均GDP增加到5.5萬美元后,人均碳排放量隨人均GDP增加而進(jìn)一步增加。

圖5 東盟國家人均碳排放和人均GDP的EKC擬合曲線Fig.5 The EKC fitting curve of per capita carbon emission and per capita GDP in ASEAN member states

表6 東盟各國碳排放量與社會經(jīng)濟(jì)關(guān)系的EKC曲線回歸結(jié)果Table 6 The regression result of EKC model between carbon emission per capital and GDP per capita in ASEAN member states

3 結(jié)論

東盟碳排放總量從1970年的1.22×108t增加到2021年的1.74×109t,增加13倍,年均增加率達(dá)5.4%。2021年,印度尼西亞、越南、泰國、馬來西亞和菲律賓碳排放量位居?xùn)|盟前5位,碳排放總量占比為91.8%。2021年,東盟電力、工業(yè)燃燒、其他、交通和建筑部門碳排放量較1970年分別增加38.0、13.6、12.7、9.1和1.9倍。2021年,電力成為東盟碳排放最大的部門,占比超40%。從各國碳排放結(jié)構(gòu)看,除新加坡外,其余國家電力部門碳排放占比均呈增加趨勢;工業(yè)燃燒部門碳排放呈波動變化趨勢;建筑部門碳排放占比總體持續(xù)下降;受經(jīng)濟(jì)社會水平、環(huán)境規(guī)制等因素影響,各國交通部門碳排放變化趨勢迥異。

1970—2021年,東盟及各成員國碳排放M-K趨勢檢驗統(tǒng)計量Z值均通過信度為99%的顯著性檢驗,呈現(xiàn)顯著增加趨勢。這表明東盟作為全球新興經(jīng)濟(jì)中心之一,未來碳排放仍將顯著增加。以10年為跨度,除文萊、緬甸、新加坡和越南碳排放量分別在2010年代、1980年代、2000年代和1970年代下降外,東盟各國碳排放量均呈增加趨勢。2010年以來的趨勢分析結(jié)果顯示,文萊和泰國碳排放或?qū)⒊蔀闁|盟最早實現(xiàn)碳達(dá)峰的國家。

除文萊外,東盟其余國家人均碳排放量和人均GDP的EKC曲線擬合程度均較高,特別是印度尼西亞、柬埔寨、老撾、馬來西亞、新加坡、泰國和越南,擬合度超過0.9。東盟國家人均GDP不超過5 000美元時,人均碳排放量隨人均GDP增加而增加。當(dāng)人均GDP超過5 000美元時,人均碳排放量不再隨人均GDP增加而增加,不同國家出現(xiàn)不同拐點值。但當(dāng)人均GDP進(jìn)一步增加時,人均碳排放量隨人均GDP增加而進(jìn)一步增加。因此,建議我國持續(xù)加大環(huán)保投入,并保持環(huán)境政策連續(xù)性。