国际海运中碳排放量、世界海运贸易量及经济活动的关系

　　国际贸易离不开海上运输，如果按照体积来计算，国际贸易的商品有 80% 是通过海运来运输的;如果按照重量来计算，这个比例是 90%。国际海事组织 ( IMO) 表示国际海运贸易在过去的 40 年里增长了 500%，海运产生的空气污染物和温室气体排放量也相应增加。IMO 于 2009 年发布了第二次温室气体研究报告，该报告表明 2007 年全球海运业的 CO2排放量达到10. 4 亿吨，占当年全球 CO2排放总量的 3. 3%; 其中国际海运业的 CO2排放量达到8. 7 亿吨，占全球 CO2排放总量的 2. 7%。该报告预测，随着海运贸易的增长，如果不采取任何措施，到 2050 年船舶温室气体的排放量将会在 2007 年的基础上增加 150% ～250%; 如果采取有效的控制措施，努力提高船舶的能源效率，那么能够减少排放量 25% ～75%。

　　国际贸易是世界经济情况的晴雨表，当世界经济快速发展时，国际贸易也将呈现增长的趋势，随之必然对国际航运产生强烈的需求; 反之，当世界经济衰退时，国际贸易则处于萎缩状态，货源不足将使海上货物运量下降。所以，世界经济贸易是影响国际航运的首要因素。2008 年，国际海事组织的一个会议报告指出海运产生的温室气体排放总量不取决于运输本身而是由全球需求决定。可见，国际航运产生的 CO2排放量与世界海运贸易量及世界经济增长之间应该有一种长期稳定的关系。然而关于三者之间因果关系的研究较少，大部分研究集中在某个国家或地区经济增长、温室气体排放量以及能源消耗的关系。鉴于该研究的空白，笔者拟采用计量经济学的方法，从长期和短期两个方面来研究探讨国际海运中温室气体的排放量、世界海运贸易量以及世界经济活动之间的因果关系。

　　1 主要研究方法

　　基于本文的研究对象及其特点，笔者选用计量经济学中的协整理论，对国际海运业的 CO2排放量、世界海运货物周转量及世界经济总量 3 个时间序列进行动态协整分析，建立反映三者之间长期均衡关系的协整方程。

　　协整理论主要用于探求非平稳的经济变量之间所蕴含的长期均衡关系，它对传统的数量经济模型，尤其是对动态模型，进行了比较清晰的描述，澄清了传统的数量经济学在统计推断中一些比较模糊的概念，成为 20 世纪 80 年代中后期以来数量经济领域应用较为广泛的一种建模理论。协整关系是指一些经济变量本身是非平稳序列，但是它们的线性组合是平稳序列。动态协整性分析一般是通过单位根检验、Granger 因果关系检验、Johansen 检验这 3 种协整检验方法，看一组非平稳序列的线性组合是否具有协整关系。其原理是通过单位根检验序列的平稳性，避免伪回归现象的出现，如果出现单位根，就要进行差分，使其平稳; 通过 Granger因果关系可以检验一个变量的滞后项是否可以引入到其他某个变量方程中，如果这个变量受到引入变量的滞后项影响，就说明这两个变量之间具有Granger 因果关系; 通过 Johansen 检验来检验多变量之间协整关系。根据 Granger 定理，若干个一阶非平稳变量间如果存在协整关系，那么这些变量一定存在误差修正模型表达式。误差修正模型是有协整关系的一阶单整时间序列之间包含的，一个反映长期均衡对短期波动影响的 “误差修正机制”的，特定形式的差分方程模型。

　　此外，笔者应用 Econometric Views 软件作为研究工具。该软件不仅具有数据处理、统计分析、作图、回归建模、数值模拟分析等功能，而且还可以进行定量的研究，本研究的数据处理与分析正是基于此软件。

　　2 实证分析

　　2. 1 数据及数据处理

　　笔者选取世界 GDP 总量作为衡量世界经济形势的指标，选取世界海运货物周转量作为世界海运贸易的指标。国际海运 CO2排放量的数据来自于国际海事组织 ( IMO) 温室气体研究报告，世界海运货物周转量数据来自于联合国贸发委，全球 GDP 数据来自于世界银行。具体数据如表 1 所示。【表1】

　　在研究时间序列的过程中，经常需要将数据进行自然对数变换 ( 以下简称 LN) ，然后再将对数序列进行差分 ( 以下简称 DLN) ，得到对数收益率。

　　这是因为通过对数变换可以把序列的生长曲线趋势转化为线性趋势，并且消除异方差性对结果的干扰，而差分则进一步将线性趋势剔除。数据处理结果如表 2 所示。【表2】

　　
　　2. 2 单位根检验

　　运用 EVIEWS 软件作 3 个时间序列的折线图，如图1、2、3 所示。由折线图可知，3 个时间序列随着时间的递进存在明显趋势而且 3 个变量的均值并不为零，初步判断 3 个序列存在时间趋势项以及截距项。本文采用 ADF 检验法分别对 LNCE，LNT 和LNGDP 进行单位根检验，以考察是否存在单位根，进而判断其平稳性，结果如表 3 所示。

　　从表 3 可以看出，LNCE、LNT 和 LNGDP 这 3个变量及其一阶差分序列的 ADF 统计量，在 5%和1% 的显着性水平下均不显着，而二阶差分序列的ADF 统计量在 1% 的显着性水平下是显着的，由此可以判定这 3 个变量的一阶差分序列是不平稳的，而二阶差分序列是平稳的，即为 I ( 2) 。

　　2. 3 协整关系检验

　　根据上面的分析，3 个变量同为 I ( 2) ，满足了协整检验的基本前提。由于研究对象涉及 3 个变量，故选择 Johansen 协整检验方法进行协整关系检验。

　　根据 SC 和 AIC 准则确定 LNCE、LNGDP、LNT 的 Jo-hansen 检验的最优滞后期为 3，在此基础上，得到的检验结果如表 4 和表 5 所示。表 4 和表 5 说明，对于没有协整关系的原假设，协整检验的特征根迹检验和最大特征值检验的检验统计量均大于 5% 显着性水平下的临界值，这意味着可以在 95% 的置信水平下拒绝无协整关系的假设，说明 LNCE、LNT 和LNGDP 这 3 个变量之间存在协整关系; 对于最多存在两个协整关系的原假设，特征根迹检验和最大特征值检验的检验统计量均小于 5% 显着性水平下的临界值，表明不能拒绝最多存在两个协整向量的原假设。因此 LNCE、LNT 和 LNGDP 这 3 个变量至少有一个协整向量关系。协整方程如式 ( 1) 所示。

　　Lnce = 0. 008981lngdp( 0. 00215)+ 0. 853162lnt( 0. 00499)+ 0. 004036( 8. 4E－0. 5)( 1)协整方程中括号内的数字为对应的标准误，估计方程的似然比为 195. 5971。从协整方程中可以看出，国际航运碳排放、世界海运贸易、世界 GDP 总量呈正向关系。世界海运贸易的系数为 0. 85，表明世界海运贸易每增加 1 个单位，将会使得碳排放增加 0. 85 个单位; 世界 GDP的系数为 0. 00898，这表明世界经济的发展会导致海运业碳排放量增多，但这种影响是很微弱的。

　　2. 4 误差修正模型

　　由以上分析可知，国际航运碳排放、世界海运贸易、世界 GDP 总量之间存在协整关系，表明三者之间存在长期均衡关系，但是从短期来看，可能会存在非均衡的情况。为了使模型能够反映短期内的动态调整，通过建立误差修正模型把国际航运碳排放的短期和长期变化联系起来。

　　根据 EVIEWS 软件建立的误差修正模型结果如式 ( 2) 所示。D( DDLNCE) = － 1. 7333* ECM( － 1) +0. 9298* D( DDLNGDP( － 1) + 0. 43638D( DDLNT( －1) + 0. 000426 ( 2)由误差修正模型的估计结果可以看出国际航运碳排放对世界海运贸易、世界 GDP 总量的短期弹性，即世界经济总量增加 1%，国际航运碳排放增加 0. 9298%，高于长期弹性 0. 898%; 世界海运贸易增加 1%，国际航运碳排放增加 0. 4363%，低于长期弹性 0. 8532%。误差修正值项 ECM ( － 1) 的系数反映了国际航运碳排放偏离长期均衡关系的调整力度，在此误差修正模型中，其绝对值较大，说明将非均衡状态恢复到均衡的速度很慢。

　　2. 5 格兰杰检验及因果关系分析

　　通过协整检验，表明 LNCE、LNT 和 LNGDP 这3 个变量之间存在协整关系，但是，这种长期的均衡关系具体方向的因果关系尚不明确。这需要对LNCE、LNT 和 LNGDP 进行格兰杰因果关系检验。

　　格兰杰检验的一个重要前提是时间序列必须是平稳的。由于 LNCE、LNT 和 LNGDP 都不是平稳的时间序列，差分二次后得到平稳的序列 DDLNCE，DDLNT 和 DDLNGDP，因此对二次差分后的序列进行 Granger 因果关系检验，得到的结果如表 6 所示。

　　由表 6 可知国际航运 CO2 排放和世界海运贸易互为Granger 因果关系。世界经济增长也是国际航运 CO2排放的 Granger 原因。世界海运贸易是世界 GDP 的Granger 原因，尽管世界 GDP 不是世界海运贸易的Granger 原因。
　　
　　2. 6 脉冲响应分析
　　
　　运用脉冲响应分析的方法，通过计算一个标准差大 小 的 LNCE、LNT 和 LNGDP 的 冲 击 分 别 对LNCE、LNT 和 LNGDP 的影响， 可以清楚地把握LNCE、LNT 和 LNGDP 的动态特征 ( 见脉冲响应曲线图 4、5、6) 。

　　由图4 可知，总体上看，LNCE 受自身的脉冲响应都比其余变量对它的响应大，当期的效应明显，随后不断减小，但是总体来说 LNCE，对自身的影响是正向反馈效应的; 给定 LNT 一个标准信息冲击，LNC 在第 1 期几乎没有反应，而后呈不断减弱趋势，至第 7 期达到最小，随后反应强度趋于稳定; 给定LNGDP 一个标准信息，LNCE 第 1 期几乎没有反馈效应，但第二期反应响应有所上升，从第 3 期又开始减弱由正变负，至第 4 期达到最低。

　　由图 5 可知，LNT 对 LNCE 单位冲击的响应具有长期的正效应，在第 6 期趋于稳定; LNT 对自身的单位冲击第 1 期开始逐渐减弱，第 3 期趋于稳定，保持持续的负效应。给定 LNGDP 一个标准信息冲击，LNT 第 1 期几乎没有反应，随后反应短暂的增强后开始减弱，第 3 期开始由正变负，保持持续的负效应。

　　由图 6 可知，LNGDP 对 LNCE 的单位冲击响应具有长期的正效应。LNGDP 对 LNT 前两期几乎没有响应，第 3 期响应增强后剧烈减弱，在第 6 期趋于稳定。LNGDP 对自身响应也是不断减弱，第 4 期由正效应转变为负效应。
　　
　　3 结论与建议

　　3. 1 结论及说明

　　本研究基于计量经济学中的协整理论，对国际海运业的 CO2排放量、世界海运货物周转量及世界经济总量 3 个时间序列进行了动态协整分析，建立了反映三者之间长期均衡关系的协整方程。分析结果表明: 世界海运贸易、经济增长和国际航运碳排放之间存在长期的协整关系，其中世界海运贸易的弹性系数为 0. 85，世界 GDP 的弹性系数为 0. 009。

　　这说明，在长期内，世界海运贸易量增长是国际航运碳排放量增加的主要因素，世界海运贸易每单位变化 1%，国际航运碳排放变化 0. 85%。

　　从变量间的因果关系来看，国际航运 CO2排放和世界海运贸易互为 Granger 因果关系。世界经济增长也是国际航运 CO2排放的 Granger 原因。

　　从变量的脉冲响应来看，国际航运碳排放对世界海运贸易和世界经济增长的响应强度都有不断减弱的趋势。

　　3. 2 措施建议

　　通过以上分析，可以得出结论: 随着世界经济的增长，世界海运货物周转量也必然增加，相应的，国际海运业的碳排放量也会持续增长。因此，政府和企业必须行动起来，采取有效措施加以控制，以保护环境，促进海运业的可持续发展。本研究对国际海运业减排 CO2提出以下几点措施建议。

　　( 1) 技术性措施: 包括船体优化、推进器的选择、发动机效率的提高、使用岸电、使用新能源和替代燃料等，这些措施能够从根本上减少船舶温室气体的排放，是实现温室气体减排的主要手段。

　　( 2) 营运性减排措施: 包括降低船速、气象定线、JIT 物流管理、提高装卸效率、船体维护保养等。与技术性减排措施不同，营运性减排措施是在现有技术条件基础上，通过更加高效的管理和运作来提高船舶的营运效率和燃油使用效率，从而实现温室气体的减排。营运性的减排措施同时具有成本效益和环境效益，不仅能够在短期内取得显着的减排效果，而且具有较好的发展前景，是船舶低成本减排的重要途径。

　　( 3) 基于市场的减排措施: 通过对污染者采取适当的激励性或者惩罚性的经济手段，促使污染者直接或者间接减少温室气体排放。IMO 讨论的市场措施主要包括征收碳税及设立温室气体补偿基金、排放贸易机制等。与技术性和营运性的减排措施不同，基于市场的减排措施本身并不能够直接提高能源效率，也无法实现直接的温室气体减排，但是却有助于提高节能减排的积极性，有利于实现减排成本的最小化，因此是技术性和营运性减排措施的重要补充。

　　综上，海运业温室气体排放的问题才刚刚引起人们的关注，其减排之路任重而道远。

　　参考文献:

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