刘璐语，徐静珍，李 研

(1.华北理工大学 经济学院，河北 唐山 063210；2.张家口学院 经济与管理学院，河北 张家口 075000)

引言

城镇化指标衡量的是在某一地区的经济快速发展和人民生活水平逐渐提高的过程中，人口向城镇聚集程度的高低。从宏观来看，近年来，河北省的城镇化程度逐渐提高，同时提高速度也在加快，很多农村人口为了更多的就业机会和更好的教育水平选择来到城镇，这样不仅能提高居民收入，也加快了经济水平的发展。经济的快速发展离不开对各类能源的大量利用，对能源的大量使用则不能避免二氧化碳的排放，从而给环境带来压力。河北省大多数城市的经济增长都依赖于重工业，这就不可避免地增加了对这类能源的需求，从而加大了碳排放量。在提倡环保、节能减排的现代化社会，这无疑成为了学者关注的焦点问题。在经济发展的过程中，我们不仅要金山银山，更要绿水青山。使用脱钩模型对河北省的城镇化进程和碳排放之间的关系进行实证研究，并对二者之间协整关系进行检验，得出河北省的碳排放量与各类影响经济发展因素之间的长期稳定的关系，进而提出一些可以有效促进节能减排目标顺利实现的合理化建议。

目前对于碳排放和城镇化问题的研究，大部分学者的研究结果都认为城镇化进程增加了二氧化碳的排放量，也加重了对环境的污染程度。从国内研究来看，李从欣和李国柱(2016)认为我国城市化进程与碳排放量之间的关系呈现出了“双增长”的趋势，通过对我国1982-2011年的年度数据进行实证分析得出结论，我国城镇化进程对碳排放总量有着显著的正向影响，二者目前还没有实现脱钩，但是研究结果同时表明城镇化进程对碳排放强度的影响是负向的，二者实现了脱钩，产业结构和能源结构对碳排放的影响都是正向的。[1]刘天娇(2020)选取了中国29个省份1997-2015年的面板数据，利用拔靴面板因果关系的检验方法，在省级层面分别研究我国三个区域的城市化与二氧化碳排放量之间的关系，研究结果认为我国中部的城镇化水平的提高会增加二氧化碳的排放量，而东西部的省份大多数没有城镇化和二氧化碳排放量之间的因果关系。[2]刘明达等(2018)选取了281个地级市和4个直辖市2003-2015年的相关数据共29个指标进行了实证研究，认为在短时间内实现较大的变化是很困难的，这是一个循序渐进的过程，应该尽快推动产业的绿色转型，发展绿色节能的建筑和交通，通过物联网等技术手段打破传统的交通和建筑方式。[3]汪行和范中启(2017)基于VAR模型对城镇化、能源结构和碳排放之间的动态关系的实证研究表明，随着对城镇化进程的推进，使天然气和水电等清洁能源的使用更加便捷，从而减少了二氧化碳的排放量，脉冲响应函数的结果认为城镇化进程对碳强度有着持续且较大的冲击，当期的城市化进程对碳排放产生一个标准差的冲击时，对碳排放会产生明显的负向作用，方差分解的结果也表明了同样的观点，因此认为我国的城市化进程有利于碳排放的减少和碳强度的降低。[4]方一晨和赵月旭(2019)认为人均GDP对碳排放的影响最为显著，能源强度对碳排放的影响最小，人类虽然通过智慧加快了城市化的发展速度，同时也在破坏自己赖以生存的自然。[5]牛鸿蕾(2019)基于拓展的STIRPAT模型和动态空间面板数据模型的实证考察的结果认为，我国各省之间的碳排放量有联动效应，某个省域碳排放的变化可能带动周围及毗邻省份碳排放量的同向变化。[6]吕有金，孔令池和李言(2019)利用城镇化进程与生态环境内涵的评价指标体系对285个地级市进行了评价和分析，结果表明整体的耦合协调度呈现明显的上升趋势，但在2010年后出现了改善。[7]梳理国外的相关文献，Ang(2007)对法国1960-2000年间的排放量、能源消耗和实际国内生产总值之间关系的研究表明，这些变量之间有着很强的长期关系，从长远来看，GDP会导致能源使用和排放，而在短期内从能源使用到GDP是单向因果关系。[8]Sharma(2011)使用1985-2005年动态面板数据模型，研究了由69个国家组成的全球小组的排放量二氧化碳的决定因素，认为城市化对二氧化碳排放有负面影响。[9]Apergis和Payne(2009，2010)的研究揭示了二氧化碳排放、能源消耗和国内生产总值之间的因果关系，并建立了双面板向量误差修正模型，从因果关系来看，短期内能源消费、实际GDP与排放之间存在单向因果关系，能源消费与实际GDP之间存在双向因果关系，而长期来看，能源消费与排放之间存在较强的双向因果关系。[10][11]Lean和Smyth(2010)对1980-2006年间东盟五个国家二氧化碳排放量、实际国内生产总值和用电量之间的因果关系的研究表明，排放量与电力消耗量的长期弹性显著正相关；从长期来看，从排放量和电力消耗量到实际国内生产总值之间存在单向因果关系，并且在短期内也表明了从排放量到电力消耗量的单向因果关系。[12]Jalil和Mahmud(2009)认为，二氧化碳排放量可以由国内生产总值和能源消耗量决定，而贸易对二氧化碳排放量的长期影响不大，有一个因果关系存在于GDP和二氧化碳排放量之间。[13]Martínez Zarzoso和Maruotti(2011)认为，将城市化纳入环境功能是一个值得讨论的激烈辩论，尤其是在环境和区域发展方面。[14]

综上所述，国内外学者认为对于把某个区域的城镇化进程等经济指标和碳排放等环境指标相关联的研究是很有实际意义的，并基于不同的研究方法和样本数据对我国以及世界上其他国家的城镇化进程、经济发展与碳排放量之间的关系进行研究，却鲜有单独对某个省份或地区的深入研究，尤其对于河北省等经济相对欠发达的地区，尚未出现相关的研究。每个地区经济增长的驱动方式和发展依托不尽相同，由于地域等因素的影响，会存在一定的差异。京津冀地区的生态环境一直以来都属于短板，当前的环境形势依然严峻。随着京津冀协同发展这一战略的实施和推进，河北省的经济增长速度明显加快；但在此过程中，随着各个城市的快速扩张和经济的高速发展，导致区域内部的生态系统和经济体系之间出现严重的失衡。研究河北省城镇化进程和碳排放量之间的内在联系，并对不同影响因素所带来的影响程度进行评估，可以探究城镇化进程中经济的发展与环境问题之间是否存在不可控的矛盾，这不仅可以为促进京津冀协同发展贡献力量，还可以为控制碳排放量、制定相关的政策提供理论依据。

一、数据来源及变量的选择

模型使用到的统计数据来源于《河北经济年鉴》。通过计算河北省1990-2017各年城镇人口占总人口的比重来反映城镇化进程。选取河北省1990-2017年各类能源的年消耗量，通过2005年国家温室气体减排清单确定的各类能源的二氧化碳因子来折算，得到每年的碳排放总量。煤炭的碳排放因子为2.64吨二氧化碳/吨标准煤，石油为2.08吨二氧化碳/吨标准煤，天然气为1.63吨二氧化碳/吨标准煤，从而可以得到碳排放总量的计算公式：

(1)

上式中，E表示能源消耗的总量，Ei表示的是煤炭、石油和天然气分别消耗的数量，CO2i表示这三类能源分别排放的二氧化碳的数量，所以Si表示消耗的各类能源占能源消耗总量的比重，Fi表示的即为各类能源的二氧化碳排放因子。

表1是变量的描述性统计。从表中可以发现，在1990-2017年的28年间，河北省的城镇化率从19.21%上升为55.01%，二氧化碳排放量从15745.5吨上升为74989.8吨，这表明河北省城镇化的速度和二氧化碳排放量的增长速度都很快。也可以认为河北省用碳排放量的高速增长换取了城镇化进程的快速提高。

二、模型的构建及测算方法

ΔC为观察期对于基期碳排放的变化量，ΔU表示观察期对于基期城镇化进程的变化量，以上两数值都用某年相对于上一年的变化量来表示。C和U分别表示基期的碳排放量和城镇化进程。

T指数的测算方法为：当ΔC和ΔU都大于零时，T在0到0.8之间为弱脱钩，T在0.8到1.2之间为扩张连接，T大于1.2为扩张负脱钩；当ΔC和ΔU都小于零时，T在0到0.8之间为弱负脱钩，T在0.8到1.2之间为衰退连接，T大于1.2为衰退脱钩；ΔC小于零而ΔU大于零且T小于零时，为强脱钩状态；ΔC大于零而ΔU小于零且T大于零时，为强负脱钩状态。其中强脱钩是最理想的状态，表明随着城镇化进程的推进，碳排放量反而在减少；而强负脱钩是对经济发展最不利的状态，表明城镇化进程倒退的同时碳排放量却在提高。

三、脱钩模型结果

通过对数据的整理和计算，得到脱钩模型的结果，并整理如表2及图1。

表2 1991-2017年城镇化进程与碳排放的脱钩状态

图1 1991-2017年河北省城镇化进程及碳排放变化率

分析以上图表的数据可以发现，在研究年份城镇化进程的变化率始终都是正值，说明河北省的城镇化进程是逐步向前推进的，其中2001-2002年的提高速度最快，变化率达到了0.08；碳排放的变化率在2014年之前一直都是正值，说明河北省的碳排放量一直保持逐年增加的状态，直到2014年开始出现了下降的趋势，但是这种趋势仅持续了两年，而且这两年间的城镇化进程推进的速度也在下降。通过对二者之间脱钩指数的观察，大多数年份都为扩张负脱钩和扩张连接，说明随着城镇化进程的推进，碳排放量也是逐年随之增加的，少数几个年份实现了弱脱钩，只有2014和2015年两年实现了最理想的强脱钩状态。所以总体来看，河北省的城镇化进程和碳排量二者之间是双增长的关系，这表明城镇化进程对环境产生了较大的压力，空气污染的态势也较严峻。但是从上表数据中可以发现，随着时间的推移，弱脱钩和强脱钩状态出现的频率在提高，发展趋势也在趋于稳定，说明就目前的形势来看，河北省的城镇化进程和碳排放量二者之间脱钩关系是可以实现的，但是需要一个较为漫长的过程。

四、各类能源碳排放与城镇化的脱钩关系

通过对河北省城镇化进程和碳排放总量的数据分析，不难看出在河北省的城镇化进程中，对能源的依赖性较强，对能源的需求也在持续增加，这就导致对环境造成了较大的压力，这也是河北省经济相对发达的一些城市环境水平和空气指数一直得不到改善的重要原因。但是在城镇化的过程中对各类能源的需求比重在不断变化，说明虽然从总体上碳排放量在增加，但发展经济的路径在逐渐改善，以下是河北省城镇化进程与各类能源碳排放的脱钩关系。

通过分析表3的计算结果可以发现，在1991-2007年期间，河北省的城镇化进程对煤炭的需求较多，可以说主要就是依靠对煤炭的消耗来进行城镇化发展；只有1996-1998这三年的时间煤炭的使用与城镇化实现了较为理想的弱脱钩状态，而将能源的需求转向了石油和天然气，但是通过图1的城镇化进程的变化率可以发现这三年城镇化进程发展缓慢，说明对石油和天然气的利用没有做到高效率和高质量。导致这种状况出现的原因可能是技术水平的落后和人力资源的不足，使得资源的开发和利用水平都受到了一定的限制，因此从1999年起继续依靠对煤炭的使用来进行发展。

表3 1991-2017城镇化进程与各类能源碳排放的脱钩关系

在三种能源中，煤炭的二氧化碳排放量是最高的，所以在1991-2007年之间，河北省的城镇化进程与碳排放之间迟迟实现不了理想的脱钩状态；2007年以后，随着经济和科学技术的发展以及社会和企业环保意识的增强，河北省开始有意识地减少和限制煤炭等对环境造成较大不良影响的能源的使用，转而把目光投向了天然气这一类对环境污染较小的清洁能源，并且这种转变从总体上看并没有对城镇化的进程产生阻碍。以上事实表明煤炭能源在一定程度上实现了被替代，因此在2007年以后河北省明显减少了对煤炭的需求，其中只有2011-2013年这三年没有实现煤炭的碳排放量与城镇化的理想脱钩状态，而2014-2016年实现了强脱钩，这正是我们希望看到的状态。同时，2007年以来对天然气的使用一直在增加，只有2016年实现了天然气的碳排放量与城镇化的强脱钩，说明虽然整体碳排放量减少的趋势不明显，但是河北省在逐渐增加清洁能源的开发和利用。因此从发展的角度来看，环境的改善程度在向着好的方向发展。对石油的使用产生的碳排放量和城镇化进程之间的脱钩关系没有明显的规律，但在研究期间，有将近一半的报告年份都实现了较为理想的弱脱钩和非常理想的强脱钩状态。

五、城镇化与碳排放的长期内在联系

使用Tapio脱钩指数来描述河北省城镇化进程与碳排放量之间的脱钩状态是否理想，构建模型如下：

(2)

从以上脱钩模型的分析结果可以看出，河北省的城镇化进程与碳排放量之间的脱钩状态有很大进步的空间，环境压力在达到峰值之后会有下降的趋势。城镇化进程是经济发展水平的重要指标，所以拟通过协整关系的检验对经济增长的其他指标和碳排放量之间的内在联系进行研究说明。

选取代表经济结构的第二产业比重、代表技术水平的单位GDP耗能和代表人口结构的人均GDP进行分析。为了避免出现异方差的现象，对上述三个指标和碳排放量都进行了取对数处理。各变量取对数后依次表示为lnES、lnPE、lnPGDP和lnCO2。首先对平稳性进行检验，使用的是ADF单位根检验的方法，结果如表4所示。

表4 平稳性检验

四个时间序列均为二阶单整序列。构建VAR模型，进行协整检验。综合结果表明有三个协整关系，即碳排放和第二产业比重、每单位国内生产总值的能源消耗、碳排放和人均国内生产总值。结果整理如下：

表5 协整关系检验结果

第一个协整方程表明：二氧化碳的排放总量随着第二产业比重的增加而增加，第二产业的比重每增加1%，二氧化碳的排放量会增加1.95%，说明随着经济的发展，二者是双增长的关系，经济结构的发展脱离不了能源的消耗和碳排放，说明河北省的经济结构还不够完善，与当今提倡的低碳环保经济还有着一定的距离；而随着单位GDP耗能的增长，二氧化碳的排放总量在长期内是减少的，单位GDP耗能每增长1%，二氧化碳的排放量反而会减少1.48%，这表明河北省的单位GDP耗能对二氧化碳排放量产生了负效应，进一步说明在城镇化的进程中，对风能水能电能等环保能源的大量开发和利用效果显著，离低碳发展的目标更近了一步。

第二个协整方程反映了二氧化碳的排放量与人均GDP之间的协整关系：人均GDP给二氧化碳排放量带来的影响是正向的，人均GDP每增加1%，二氧化碳的排放量会增加0.67%，可见河北省人口结构的优化过程对能源的消耗依赖性较强。

六、结论与建议

河北省的城镇化进程与碳排放之间尚未实现理想的脱钩状态，城镇化进程推进的速度在逐步提高，二氧化碳的排放量也在逐年增长。但通过对各类能源的碳排放量和城镇化脱钩关系的研究，可以反映出河北省的城镇化发展在逐渐减少对煤炭这类对环境污染较严重的能源的使用，而较多地依赖天然气等清洁能源。通过对河北省人口结构、技术结构和经济结构与经济发展之间的关系研究可以发现，河北省的人口结构和经济结构对二氧化碳排放量均有着正向影响，发展过快会导致碳排放的大量增长。因此在城镇化的进程中，不仅要追求高速度，更应保证高质量，避免给环境造成过大的压力。

目前河北一些农村地区大力提倡煤改电、煤改气，但监管和治理力度还有待进一步提高，将散煤治理工作作为环保治理的重中之重。这也与脱钩模型分析结果提示的发展路径相一致，煤炭是河北省内碳排放的主要来源，那么对煤炭使用的治理应该是首当其冲的。首先要加强领导，明确职责，主要领导一线抓、亲自抓；其次应全镇全村动员，强力推进，领导干部住户走访，开展地毯式无死角排查；最后加强督导，确保实效，及时对已检查村庄反复开展“回头看”的工作。

透支环境的承受能力会给未来的可持续发展造成负面影响，虽然从技术水平来看，河北省单位GDP耗能对二氧化碳的排放量实现了负效应，但是依旧要加强科学技术水平的发展，提高对各类清洁能源的开发和利用水平和效率，科学技术是第一生产力。另一方面，要提高公众的环保节能意识，对于需要技术研发和转型的企业，政府应加大支持力度，也可要求企业内部建立绿色技术创新的激励机制；模型对长期趋势的分析结果指出，第二产业与碳排放的相关度较高，而河北省经济发展的主要支撑点一直都落在第二产业，因此，对现有企业的环保要求不能轻易放宽，环保、耗能和安全等方面的要求均要有较高的标准和明确的规章制度，相关领导和部门应以坚定的决心和不懈的恒心，持续深入企业内部进行检查工作，对河北省主要的钢铁、水泥等重点企业进行管控措施的落实，并对治污措施运行情况进行细致排查，对环境违法行为严打重罚，绝不允许存在任何问题的企业抱有侥幸心理，对整改情况杀“回马枪”，确保做好问题整改的后半篇文章。对于新兴行业和新进入的企业，应适当地提高环保和耗能方面的准入门槛，既要尽可能使经济快速增长，又要注重提高经济增长的质量。