随着极端气候事件增多,灾害损失愈发严重,国际社会对全球变暖以及气候变化国际治理进程的关注显著提高^{[1,2,3,4,5,6]}。《联合国气候变化框架公约》下的谈判,由于各方利益诉求错综复杂,进展并不顺利。其中,减排目标问题是气候谈判中的焦点也是各方高度关注的核心问题^[7,8,9]。欧盟等发达国家在《巴黎协定》中提出了温室气体排放量的绝对减排目标,并要求其他国家包括发展中国家提出大幅减排目标。国内外很多学者对发展中国家和发达国家的碳排放强度、减排措施、减排路径以及碳排放国家经济发展的相关关系进行了论证^{[10,11,12,13,14]}。可以看出,发展中国家和发达国家由于经济水平和发展阶段的区别,减排的路径和经济、社会成本必然存在差异。本研究将从分析CO₂排放与经济发展之间的关系入手,探讨减排目标对于不同发展阶段国家的含义,为科学认识各国参与国际气候治理的立场及各国在《巴黎协定》下提出的减排目标和减排行动提供参考。

选择2015年世界排名前20位的CO₂排放大国作为样本,对这些国家1990—2015年的CO₂排放时间序列数据和GDP时间序列数据进行分析。1990—2015年各国CO₂排放数据来源于国际能源署（IEA）网站公布的碳排放数据(① http://www.iea.org。),GDP（现价,美元）数据来自于世界银行(② http://data.worldbank.org。)的统计。最新公布的CO₂排放数据年份为2015年。为了消除数据中存在的异方差,分别对CO₂排放数据和GDP数据两个变量取对数,记为lnCO₂和lnGDP,其相应的一阶差分序列为ΔlnCO₂和ΔlnGDP,二阶差分序列为ΔΔlnCO₂和ΔΔlnGDP。为了具有可比性,本文以不变价格（2010年美元价格）衡量的人均国内生产总值作为经济增长（GDP）的代表变量,以各国因化石燃料的使用产生的CO₂量作为CO₂的代表变量,各变量均为年度变量（表1)。

传统的计量经济学建模时使用的数据要求必须是平稳的,否则将会产生“伪回归”。但是大多数时间序列是非平稳的。所以本文采用协整理论进行碳排放与GDP的分析,规避伪回归问题。如果二者存在协整关系,则进一步研究这种长期的均衡关系究竟是怎样的因果关系,即格兰杰因果关系检验。

1.2.1 平稳性检验

本文采用ADF单位根检验方法来验证碳排放量lnCO₂和经济增长lnGDP各自是否平稳,该方法可以通过对3个模型（模型1含有常数项和趋势项,模型2含有常数项但不含趋势项,模型3不含常数项和趋势项）进行检验,如果其中任何一个检验模型中ADF值大于临界值,则可以认为该序列没有单位根,是平稳的序列。

1.2.2 协整检验

对于时间序列,本文采用最常用的协整分析方法——基于回归残差的Engle-Granger协定检验法^[15]进行检验,具体步骤如下。

(1)若k个序列y_1t和y_2t,y_3t,…,y_kt都是d阶单整序列,建立回归方程：

(1)

模型估计的残差为

(2)

(2)检验残差序列û_t是否平稳,也就是判断序列û_t是否含有单位根。同理用ADF检验来判断残差序列û_t是否是平稳的。

(3)如果残差序列û_t是平稳的,则可以确定回归方程中的k个变量（y_1t,y_2t,y_3t,…,y_kt）之间存在协整关系;否则（y_1t,y_2t,y_3t,…,y_kt）之间不存在协整关系。

1.2.3 因果关系检验

协整分析一般用于说明变量之间是否存在长期的稳定关系,但是这种稳定关系的存在并不等同于因果关系的存在。故本文在协整分析的基础上,采用格兰杰检验进一步分析了碳排放与GDP之间的因果关系。例如考察变量X是否是变量Y的原因,则考察Y的当前值在多大程度上可以由Y的过去值解释,然后考察加入X的滞后值是否能改善解释程度,如果X的滞后值有助于改善Y的解释程度,则认为变量X是Y的格兰杰原因^[16]。本文采用基于VAR模型的格兰杰因果关系检验^[17],建立双变量（X, Y）的VAR模型：

(3)

(4)

其中,Y_t 为当期的GDP值（亿美元);X_t 为当期碳排放值（Mt);Y_t-j 为滞后期的GDP值;X_t-j 为滞后期碳排放值;α、β为截距项;a_i 、b_j、c_i、d_j为系数;ε_t、μ_t为误差项。对于式(3),如果F检验结论拒绝原假设H₀: b₁ = b₂ =…= b_k= 0,则碳排放是GDP的格兰杰原因;否则,碳排放不是GDP的格兰杰原因。同理对于式(4),如果F检验结论拒绝原假设则GDP是碳排放的格兰杰原因,否则不是。原假设F统计量所对应的概率越小,格兰杰因果关系就越强。

前20个排放大国碳排放和GDP的平稳性检验和协整检验结果如表2所示。除俄罗斯和德国的碳排放和GDP通过水平平稳性检验不再进行下一步协整检验外,其他国家都经过一阶或二阶差分后通过平稳性检验,并且同阶平稳,可以进入下一步协整检验。日本、韩国、加拿大、英国、巴西、墨西哥、意大利、澳大利亚、印度尼西亚、法国、南非、波兰、土耳其均通过了一阶差分平稳性检验,数据较好。其他国家通过了二阶差分平稳性检验。

所有国家碳排放和GDP序列协整性均很好、信度水平均在95%以上,其中达到99%的国家有中国、美国、德国、韩国、加拿大、伊朗、英国、墨西哥、印度尼西亚、法国、土耳其。据此,20个国家均可以进行下一步因果关系分析。

格兰杰因果关系检验结果如表3所示。碳排放和GDP在0.05的显著性水平下有明显因果关系的国家有10个,在0.10的显著性水平下有因果关系国家有5个,碳排放和GDP无因果关系的国家有5个。

发达国家和发展中国家GDP增长与CO₂排放量的格兰杰因果关系检验结果反映了明显的经济发展阶段性特征。发达国家表现为经济增长驱动CO₂排放量的增长,而发展中国家表现为CO₂排放量增长拉动GDP的增长。这表明控制或者减少CO₂排放,对发达国家和发展中国家具有完全不同的意义。碳排放并非发达国家实现经济增长的必然前提,减少和控制碳排放对经济增长冲击或者影响的幅度相对较小;但碳排放是发展中国家实现经济增长的前提条件,是社会经济发展的刚性需求,控制和约束碳排放对经济增长和社会发展影响较大。

格兰杰因果关系分析结果可以帮助识别国际气候治理进程中各缔约方的核心利益和谈判立场。欧、美发达国家经济结构和产业结构相对成熟,城市化进程已经完成,经济发展速度、能源消费、碳排放总量日趋稳定^[18],碳存量达到一定规模,减少碳排放对经济发展的影响可计量、可预期,应对也可以更加灵活;发展中国家经济、社会都处于快速发展或者变化进程中,尚处于与城市化、工业化进程相伴的碳存量累积阶段,控制碳排放对经济、社会发展的不确定性较大,影响也较大。在国际气候谈判中,发达国家往往故意忽视发展中国家社会经济发展对碳排放刚性需求的特征,要求发展中国家与发达国家实现对等或者大幅度的减排。从格兰杰检验的分析结果来看,这样的要求不符合发展中国家经济发展阶段的特点,是不合理的。既然碳排放是发展中国家经济社会发展的必要条件,争取碳排放的空间,事关发展中国家的经济增长和社会稳定,必定构成发展中国家参与国际气候治理的核心利益和红线。换言之,不考虑发展中国家发展需求,要求发展中国家现在承担超过其发展阶段和能力的减排方案,将很难得到发展中国家的支持。这样做无益于缔约方在国际气候制度谈判中达成共识,也无益于开展真正有意义、有效果的应对气候变化的国际合作。

国际气候治理的目标是实现全球气候安全和可持续发展,而不是要约束各成员国的发展。发展水平领先的工业化国家已经进入了经济与碳排放脱钩发展的阶段^[19],但这并不足以保证全球的气候安全,我们需要意识到,无论是发达国家还是发展中国家,低碳转型势在必行^[20],但在行动的方式和强度上可以也应该有所区别。主要排放国碳排放与经济发展的格兰杰因果检验的结果,清晰地展现了经济发展的规律和阶段性特征。发达国家在国际气候治理中,不仅因为历史排放责任需要承担减排义务,从经济社会发展阶段和行动能力来看,也更加具备开展减排行动的条件,除了自身积极开展减排行动,还应积极帮助发展中国家实现从“碳”驱动向“经济”驱动转型;对于发展中国家而言,虽然客观上尚不完全具备开展温室气体总量减排的条件,但需要努力探索和实践低碳转型发展的路径和措施,降低经济增长对碳排放的依赖。经济转型、产业升级都离不开技术和资金的支持,未来国际气候制度,需要探索帮助发展中国家实现低碳转型升级发展的高效机制和发达国家通过技术、制度创新实现引领和盈利的机制,形成缔约方合作共赢、共同发展的格局。这样才能形成真正有效的国际合作,并产生最大的全球环境效益。