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文档简介

调查能源环境库兹涅茨曲线T.Luzzati,M.Orsini摘 要本文考察了113个国家在1971年至2004年此期间的能源消耗和人均生产总值(GDP)的关系。能源已变得很少,作为整体的环境压力指标,本文探讨对于环境库兹涅茨曲线(EKC曲线)的辩论。这项工作的以下几个方面是相当具有创新性的。首先,为了紧密坚持环境库兹涅茨曲线的叙述,环境压力指标(能源)是采取绝对值,而不是人均值。其次,我们寻找不同连贯性的计量经济学方法(参数和半参数)和不同(世界,时间序列/跨国家,及单一国家)的分析水平。最后是不仅限于发达国家的大型数据集。我们认为,也许不能支持能源环境库兹涅茨曲线假说。对于作为一个单位的单一世界,这种关系实在是简单,1989年后才有较低的弹性(尽管仍然为正向弹性)。对于一个国家,不能一目了然地显示出环境库兹涅茨曲线的表达论据。分析略多一些后,我们发现在任何情况下,自然的环境中GDP没有增长的潜力;如果有的话,并没有出现在所考虑的时间跨度内。关键词:环境库兹涅茨曲线;能源;半参数估计;鲁棒性/稳定性1前言关于环境库兹涅茨著名的辩论曲线(EKC)已经开始在20世纪90年代初具有活力,虽然其所述方法和解释的结果受到严厉的批判1-4。假设的环境库兹涅茨曲线是一种在环境退化之间和人均收入之间呈现倒U型的关系曲线,也就是说,环境退化的必然性是因为一个国家的发展道路从处于发展的早期阶段,过渡到了稍后阶段的改善,它也是作为一个经济增长的必然结果6 。换言之,基本问题转移到用持续的经济增长带来越来越大的地球环境伤害,还是在收入增加下用财富播下的种子来改良生态环境问题7必须强调的是,EKC的所述是一种明确公认的人均收入和环境状况/压力之间的黑盒子关系,也就是说,其为复杂网络产生的决定因素关系,并作为一个减少形式。这并不是说(例如其他问题,调查环境破坏的影响因素)它是不合法的或出格的,只是人们看不过原范围的环境库兹涅茨文学。我们认为,至少有两个原因表明,仍然有必要采取一个黑盒子的方法。一方面,收入增长在政治上对于环境退化的议程增加了忧虑;;在另一方面,环境库兹涅茨曲线对文学产生了混合和异构的结果。这不仅是因为环境退化的多面性,也是由几个EKC的研究方法的弱点构成,这对结果(如10)的有效性产生了严重怀疑。我们对EKC辩论的贡献是双重的。首先是方法,这是因为我们跟随时下创新的分析线。另一种是我们的代理环境压力的能源消费(见注5确切的定义),是一个包括人类及环境的广泛的压力指标。由于环境库兹涅茨曲线的文学论述是众所周知的,并覆盖一些我们直接分析的优秀调查等10,15。第2章中进行了总结和分析框架讨论。第3节的重点是跨国家分析。由单一的初步概览国家报道。讨论实证研究结果将有助于得出一些结论。2框架分析我们对环境库兹涅茨的文学阅读带领我们如何发展的分析大致如下: (1)并不只是像往常一样只在关注时间序列和跨国家小组,分析还包括整个世界。此外,为了更好地解释这些结果,应该着眼于单一国家的模式。(2)半参数和参数估计进行了比较。(3)最小的能源EKC的简化形式的关系调查。换句话说,我们采取人均收入为唯一解释变量的绝对值能量。我们的目的不是解释能源得消耗,而是为了更顺利了解收入与人均能源的实证关系。(4)环境指标是绝对的,而不是采取按人均计算。(5)能源消费量是被作为一个代理环境压力而选择得。因此,我们使用了三个变量:(1)总能量的消费量(按兆焦耳计算),为简洁起见简称为5能源;(2)国内生产总值(按购买力平价在$2000);(3)我们的数据集包括对113个国家的意见和年度从1971至2004这期间世界人口(来源:国际能源机构),在2004年世界人口占地超过95。 下面将解释我们的每个框架点:(1)在EKC的辩论中关键的问题是富国和穷国它们之间的关系。其实,一开始的辩论文件对贸易自由化协议的效力由北美自由贸易协定(NAFTA)17。该问题容易概括,因为两个互斥力量在工作中是公认的,即潜在的转让清洁技术和环境位移技术,有必要了解这两个占主导地位的因素并区分在取得成绩的其他国家真正的环境进步。(目前可以在这个方向努力13)。回顾历史之后,我们发现这是一种使整个世界获得可能的问题方式。(2)在一般情况下,单一国家服务之间的比较分析(世界不同层次),检查目的的鲁棒性。不同的计量技术出于同样的目的(例如,见18)。(3)人均收入作为唯一回归量的原因并不受任何其他回归量控制,其包含在坚持密切合作的环境库兹涅茨论述中。我们应该主张其他解释变量被使用。然而,这会在研究范围之内,针对不同的线路实行,旨在了解环境压力的决定因素。按照这样一条分析线,以减少风险,需要制定一个明确的联立方程系统(隐藏的结构模型),从其减少形式中可以计算得到。(4)我们也建议暂不坚持EKC的论述,并不是按人均计算绝对的环境指标。令人惊奇的是,在环境库兹涅茨曲线的研究中,排放量采取的污染物浓度的绝对值却是按人均计算的。这种不一致是相当离谱的。其实,据“自然”来说,重要的是总的人类压力和人均压力。理论模型确认使用此绝对值计算环境指标(见19,由阿哥汗豪伊特20以及布劳克和泰勒21共同调查)。对于同样的原因,已经取得了相对和绝对(或弱和强)之间的区别22,23。也许人均条款采取各国之间的可比性(例如,见24)。然而,可比性会使得更好的环境指标标准化一个标量(如居住面积,人口在给定年),并不是一个变量,即人口时间序列。此外,在回归分析中,标准路线17 25中和具体每个国家的特点,由于气候及现有的技术,允许通过每个国家不同的常数项(固定影响)。(5)最后,有些是由于能源消费选择作为人类活动对环境的代理压力。能源消费量是其直接原因之一,间接的环境意义是不容置疑的22,原因是显而易见的,我们的干扰与自然能量也不会产生赋予我们移动和提取的权力问题。这一点尤其因为现在相关的材料规模/存储量丰富,经济体质特别高。包括能源另一个原因是它的宽自然指标。我们不主张能源是最好的指标。我们承认,没有能合成一定数量异质性的人为压力/影响对大自然的压力/作为载体的影响,包括任何一个任意加权指数标量。我们也对其中的风险认识和化简还原论两种态度相当普遍地接受。该简化方法路线是在许多“数字”中得来。然而,有关指标的选择可能是麻烦一些,特别是由于风险的任意遗漏重要的方面而没有达到足够的认识或对于这几个数据涉及偏向选择的风险。迄今我们仍然不知道是否在某些环境问题中的其他一些环境问题已逃过我们的注意。换句话说,我们正处在不考虑风险(自发地)“压力”(如污染物)之间的替代,由于“反应”重点是太多已知的问题。这样的困难到来时,这种采取衰减指标的方法,如能源消费,就将为大局给予提示。由于史代文30所说的那样,一小部分言论照亮一个大家关注的焦点,但它绝不包括什么无关的谬论。3汇集国家分析3.1 方法E代表的环境压力/状态,P为人口,g(x)是对于人均收入的函数。i是其中不同国家和捕捉拦截参数。在环境压力水平的国家独立人均收入在国内有差异。t是具体时间遗漏变量和拦截该帐户的随机冲击,适用所有国家。变量通常采取自然对数。g(x)在所有国家之中被假设为相同,这意味着于人均收入水平相当的所有国家中能源弹性(衍生)关于收入假设是相同的。为了不强制特定帧数据,我们开始实行了分析半参数化方法。半参数方法允许g(x)是一个平稳而连续,可能是非线性的,或者功能性回归量。这一估计的上诉做法就在于它非常灵活,不容许线性变量在不同领域之间的关系。这些方法促使经济日益流行,无论其在理论上如何的发展和应用。因为他们更不足限制数据参数自适应方法,他们被看作是一种很有前途的替代处理纵向数据。我们进行了一个半参数回归和数据拟合与广义可加模型式的指定(1)(自然型而不包括燃气轮机,即具体时间效应对数)。我们为了使用这个包含的例程MGCV木质包装,用书面的实施估计方法阐述了自己的木材研究34,35。鉴于其半参数的性质,此函数不能承受统计测试的标准类型(如F -检验或t -检验)的参数回归。因此,提供估计的非线性项贝叶斯置信区间36。正如我们看到的,从我们的半参数估计的结果来引导我们移动到标准的参数分析面板。在此之前,我们处理时间序列组件的数据问题,正如斯特恩突出问题5,往往被忽视。无论是因变量的选择,代理的环境压力和人均国内生产总值,通常要非平稳一段时间,因此有必要进行初步测试一体化和整合。面板单位根检验,是在最近几年发展起来(例如37,38)。他们还应用在环境库兹涅茨曲线文献。 拜尔曼和斯特恩39发现,硫的排放量和人均国内生产总值的集成之间存在关系。库南多和戴安娜40取得了类似的结果,是关于二氧化碳排放量的研究。加里奥迪,兰扎和保利18进行了传统的分整/协整检验,来提供一个更彻底的鲁棒性的环境库兹涅茨曲线统计检查。我们经营的面板单位根检验是由李文,林,楚37发展起来的。该测试假定每一个人面板单位股(A以在我们的国家为例子)相同的i(1)系数。在同一时间,它允许个别具体影响,如具体时间的影响,以及时间趋势。我们同时使用在允许的相关误差序列之中个别的滞后效应和依赖变量。因为我们包括了滞后因素,因此可以被看作是一个增强迪基一富勒(ADF)的试验。我们都进行实施了有无时间趋势的考验。零假设意味着非平稳性。李文,林,T-STAR提供的经统计分布为N(0,1)下的零假设因素转化为非平稳性。3.2 汇集国家分析结果 3.2.1 半参数估计我们分析的第一步是了解我们的数据集的属性,特别要注意潜在离群值。我们参考,特别是对九个国家的经济,他们是基于对石油和天然气产量的(约GDP的30),他们的高层次的人均国内生产总值来自于化石燃料出口,与其波动的石油价格财富。对于大部分的时间跨度他们都经历了强烈地日益增长的能源消耗与人均收入的减少。这就意味着减少的关系,很不幸地在错误的时间内展开了方向!其特点是由于这两种非常奇特的模式对其他国家的类似合理性遵循非常低,他们被视为离群的理想人选。为了检查他们,我们做了几个数据集的估计,包括/不包括一个/更多的人。其结果是,需要将其列入强烈的影响之内,进而估计能源环境库兹涅茨曲线的形状。包括所有113个国家人均收入与能源的关系显示人均国内生产总值转折点为25,800美元左右(按购买力平价为2000美元),而这足以排除文莱,卡塔尔和阿联酋(其体积非常小,是一种他们进一步作为治疗离群的原因)不显示一个转折点的估计。这使我们删除所有九油的国家,我们也注意到其他独特的国家离群已经非常小。我们有完善的数据集,我们运用到了半参数估计,如图所示。(虚线在5贝叶斯置信区间)。单调的估算显示正相关能源与人均收入的关系,没能提供一个能源环境库兹涅茨曲线的证据。很重要一点要注意的是,人均使用,而不是用总能量半参数估计的关系给出的一个26,000元点。由此可见(连同发行,其中包括国家集),是多么容易使数据支持倒U假说和解释的环境库兹涅茨部分结果混合。因此,真正的问题是哪个框架在理论上更加健全和一致。在这种情况下,如前所述,许多原因表明,绝对的数量指标要从理论上完善。我们着眼在以后,调查时间的作用。这重要的是,它是一个棘手的问题。一般时间趋势将会作为技术效应的代理(如25),或者更普遍的是,许多相关机制不包括人均收入在内。根据我们简单的认识,这种不恰当的核心问题会导致收入在天然环境的增长(后定阈值)改善。然而,如果试图回答一个问题,可能没有一个明确的答案,我们宁愿走一条务实的方法。我们研究时间是否有如何的变化关系,和检查是否包括有时间差别。为了做到这一点,我们遵循两个不同的路线。首先,我们复制了上一节的半参数分析,三个不同的时间跨度(1971-1981年,1982-1992年,1993-2004年),无论是规模较小的还是完整的数据集。结果为如下(估计从作者提供)。对于较小数据集,这种关系在类似的整个时期内随着时间的形状是相对稳定的。所以包括所有113个国家的石油影响力得到了证实,这是因为前两期的估计曲线弯曲,而在第三期的曲线是单调增加。作为第二个途径,我们增加了一个确定的为整个时期时间趋势的半参数回归。这显示了两反补贴的影响。好结果是一个转折点再次显示人均国内生产总值在18200美元左右;坏结果是,随着时间的增长,能源消耗也增加了。 3.2.2 参数估计由于在跨国家研究中一级图片不能明确显示非线性,我们复制了半参数分析。为了有足够灵活性的(见43)规范一标准立方米来运用。将会出现以下结果为所有运行估计提出了这个分节。奥斯曼测试选择固定和随机效应模型并不能证明对其研究有帮助。因为,由于估计这两个模型时系数存在非常小的差异,矩阵的差异,变异系数又是不易确定的。我们进行与固定效应模型之间的关联,是因为似乎没有观察到个人的影响和回归量合理的假设关系。更严重的问题都来源自相关和异方差的残差。落实伍尔德里奇44的序列相关(1阶)时候,每小组的特质数据模型错误中,没有一阶自相关零假设被拒绝。此外,依然存在检验检测的异方差性。因此,我们的模型拟合采用可行的广义最小二乘法(FGLS)。我们的估计结果如下。所有系数均为大部分显示(po值为0.001)。估计凹出关系为国内生产总值的正面价值观。以上每个数据设置的转折点已经结束,其人均国内生产总值的范围在95万美元左右,当在77500美元时包含一个时代潮流趋势。另一个测试的环境库兹涅茨假说的方法是寻找国家之间的差异,根据不同群体来汇集 他们的收入。我们汇集国家分为三组:低,中,高收入,并留下了单独的一个九油国家石油群体。我们添加四个不同国家集团到模型(2)为虚拟变量,以便得到不同坡度系数。我们还包括了确定时间的趋势,采取此种方法考虑到上述可能发生在我们时代潮流趋势平稳系列中。本规范产生于表1所示的结果。所建议的半参数包括时间分析,四个不同的国家群体在过去30年来的表现,及每个人均收入和能源关系的不同形状。低收入国家在他们的收入范围内几乎是呈显积极的关系。中等收入国家显示出了在他们的收入范围内几乎是线性关系,比低收入国家形状陡。高收入国家表现出积极倾斜的关系,其高陡度变得平缓,人均收入达到一个转折点在18,500元左右。(当时间趋势移动到高达90,000美元左右不包括高收入组的转折点时。)九油国家收入范围内的负相关关系目视检查显示出了具体油值,这是由于预期的数据。时间的增长被证实为能源消耗的增加。4将世界作为一个单元来研究正如在第2节中提及,世界级的分析可以提供有价值的线索。一个有用的出发点是看趋势报告图。能源消费量随着时间不断增加,无论是在绝对值还是按人均计算。人均国内生产总值和人口拥有值以比能量较低的速率增加。我们还观察到国内生产总值的能源强度下降了。显然,这不能被看作减少人类压力作为证据,因为我们的环境不会关心我们 压榨的能力,这就是一个给定数量的能量更多的GDP,即是我们的效率。更相关的是,如何让杰文斯悖论/反弹效应(见46)发挥出作用。这个闻名于世的悖论(哈资姆-布鲁克斯在已知的假设能源辩论中(见47)是关于正相关效率与规模的,是一个关系着在尺寸和效率之间的生物比喻正相关关系的动物学。在世界水平上,单是突出显示的趋势已经出现了缺乏一个能源EKC指示的证据。这也证实了散点图,即能源与国内生产总值的电脑分析图,这说明这种关系是积极的,单调的改变。也许发生在20世纪90年代,这将符合东欧共产主义政权的解体。证据是如此明显,计量经济学将很有必要。其实,回归分析证实,我们可以从视觉的直觉进行检查。我们进行了几个不同规格的母机估计。介绍了以检查结构突变的不同截距和斜率移位;1991年被确认为最合理的一年。凭借在1991年的突破,逐渐规范为平稳残差的特性,特别是2004年(最后一个可用年)不包括在内。包括2004年时,得到的估计非常相似,两者从长远来说模型和细胞外基质是很相似的。唯一的区别是,内容在1991-2004年期间三次规格似乎呈现更好的数据。但是请注意,不支持一类三次曲线,因为隐含转折的环境库兹涅茨假说点高于60,000元,即超过目前的收入700倍。作为一个总的结论,可以推断一个好消息,无论是长期和短期而言,每方面人均收入的能源弹性在1990年以后明显下降,而坏消息是,他们仍然很大幅度呈现阳性,而排除掉环境库兹涅茨假设,如果在弹性条款重新拟定,将需要负弹性后的转折点。作为一个NAL点,有人可能会怀疑不改变时间是否是一个顺利的过程。为此,我们绘制对能源的比例和人均收入的时间图。当然,其中每个比率绘制是针对前一年的比率。证据就是没有对任何特定值趋于稳定。5单一国家一览以个别历史经验看国家需求为一个共享视图。由于单一国家所有详尽的透彻分析已经超出本文的目的,我们限制自己在初步分析的基础上通过绘制目视检查每个国家的能源主场对比总政治随时间和精力的变化。尽管如此,可以得出若干提示。人均收入与能源的关系在各国相差很大。对一个国家是否可区分显示格局。不是在几个国家的情况下,这类似关联到不同的收入值价值观能源的消费。在这些国家,不同的模式还有待观察。一个人均收入模式由一个几乎垂直的关系在一个狭窄的能源波动增长区间内呈现。一些国家的垂直模式对前面有一个正相关期间(包括变量的增加)。其他一些国家,至少在一段期间,显示出在收入减少的能源消耗内相对稳定。这结果似乎是受着具体问题影响(如战争,饥荒,社会和经济混乱)。东欧国家显示,在1989-1990年结构性突破,但表现出他们之间的异质性程度高。若着眼于国家与小型能源与每人均收入关系,则可以观察到更均匀的模式。对于大部分这种关系几乎是线性的,尽管在其不同国家之间的陡度很大。在任何情况下,几乎没有任何国家开始呈现倒U模式。如此巨大的异质性与这些研究结果一致研究5,18批评人均收入系数同质共同的假设,在不同国家估计EKC的使用面板数据。这个问题的相似以及不同国家的差异是一种棘手的经验研究,特别是在使用跨国家的方法,即来自不同国家的数据都集中在了生产风险统计文物中。其实,这对倒U型曲线的单调个人是能够非常方便地生成例子,即使在不同的大小正面也是只有直线图案案件角系数。6讨论与结论在本文中对能源工作报告没有点明确切的目的,即环境库兹涅茨曲线问题的答案。我们的目标只局限于现有数据的严谨分析,并注意一些细节,这是在环境库兹涅茨曲线文献中遇到的问题。换句话说,我们的目标是向读者呈现不同的估计,而让他们能够获得个人领悟到的问题。因此,接下来是我们个人的解释。世界能源消费水平和人均收入显示出了明显的倾斜关系。1990年左右有一个结构性变化,这与欧洲共产主义政权在东欧解体的过程效果一致。1990年以前呈线性关系,这缺少定论证据。此外,1990年以后有一个明显减少的人均收入,即能源弹性。其中,基本上呈现阳性反应。一级国家显示的一个非常庞杂的图片是一目了然的,虽然这样与收入具有异质性。一个相关的特点是,几乎没有任何一个国家表现出倒U模式。越野分析需要更详细的讨论。为了分析汇总数据,我们都采用半参数数据集技术参数来覆盖大部分世界人口。半参数估计,呈现一种单调的正相关关系。如果包括国家在内出现一套具有非常特殊转折点的奇特图案,这表明三小国经济在很大程度上相当依赖于石油。然后,我们评估两种不同的路线之后的时间效应。首先,我们估计的能源环境库兹涅茨曲线都是三个时期(1971-1981年,1982-1992年,1993-2004年)。结果表明,形状稳定,几乎呈线性关系。第二个路线将包括在整个时期内的回归确定性时间趋势。这就产生了能源消费证据转折点(约18200美元)与时间的积极关系。在时间的环境库兹涅茨曲线对比发现,后者在有力证据中往往表现了青睐自然环境特点,并已经被解释成作为一个代理技术而继续发展。由于二氧化碳排放量和能源使用之间的相关性,不知什么原因,我们的结果与先前研究检验二氧化碳排放量和链接收入的结果一致,前提是只要让我们的工作多次更换人均能源使用量。举例来说,非常高的收入转折点让人想起霍尔茨-埃金和塞尔登55和科尔等12对全球性的污染物搭便车的解释一致。我们遵循线条性,不过,我们也提倡可用数据的不同解释。首先,以绝对值计算环境指标,增加总显示点压力,人均收入,即让人均压力下降。其次,关注能源消费,一个不得不去思考的污染原因,而且还锁定了我们社会中越来越多转化为经济需求的模式,以及其日益增长的能源稀缺性。致谢本文献发表在最新版本的双年展国际能源研究进展研讨会(波尔图,意大利,2006年9月13-16日)上,来自VISEE会议(新德里,2006年12月3-6日)。我们从收到的介绍报告的许多评论中和匿名评论中得到很大帮助,改善了这篇文献。我们也收到来自下列诸位:B. Alcott, P. Antonello, C. Bianchi, A. M. Binotti, S. Borghesi, S. Dalmazzone, M. Giampietro, K. Farrell, E. Ghiani, D. Fiaschi, F. Filippi, M. Lavezzi, R. Madlener, I. Matutinovic, K. Mayumi, G. Munda, M. Nardo, E. Padilla, J. Ramos-Martin, J. Rodrigues, N. Salvadori, S. Sordi, A. Vercelli and M. Walters很有益的意见。我们仍然承认自己存在的错误和缺点。我们获得MIUR, PRIN:经济增长制度和社会动力学项目的大力支持。本文是联合研究的结果,并且,第2,4,5,6章由Luzzati撰写,第1和3章由Orsini撰写。参考文献1 Arrow K, Bolin B, Costanza R, Dasgupta P, Folke C, Holling CS, et al. Economic growth, carrying capacity and the environment. Science 1995;268:5201.2 Ekins P. The Kuznets curve for the environment and economic growth:examining the evidence. Environ Plann 1997;29:80530.3 Stern DI, Common MS. Is there an environmental Kuznets curve for J Environ Econ Manage 2001;41:16278.4 Harbaugh B, Levinson A, Wilson D. Re-examining the empirical evidence for an environmental Kuznets curve. Rev Econ Stat 2002;84(3):54151.5 Stern DI. Progress on the environmental Kuznets curve? 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