第1章 碳排放、大气污染物治理背景
1.1 研究背景
1.1.1 温室效应与中国的碳减排责任
近年来，气候变化引起了全世界的广泛关注。发达国家过去排放了大量的二氧化碳，当前人均碳排放水平也较高，而发展中国家的经济增长将成为未来全球碳排放增长的主要原因。为了应对气候变化，世界各国做出了积极的努力。2015年12月，在《联合国气候变化框架公约》下，近200个国家在巴黎气候变化大会上达成一致协议，通过了《巴黎协定》，其主要目标是将全球平均气温较工业化时期水平上升控制在2℃以内，并争取将上升幅度控制在1.5℃以内。该协议是继《联合国气候变化框架公约》《京都议定书》后第三个全球应对气候变化的国际协议。2016年中国加入《巴黎协定》，成为第23个缔约方。然而，在应对气候变化的行动中也存在一些阻力，如2017年美国宣布退出《巴黎协定》，对缓解温室效应的国际努力产生消极影响。作为负责任的大国，中国的碳减排努力对缓解全球气候变暖意义重大。特别地，中国在2015年第一次实现碳排放量下降，成为全球碳排放减缓的主要原因（Jackson et al.，2016）。
经济的增长不可避免地促进了能耗的增长（Li et al.，2013a），2010年中国已成为世界上最大的能源消费国（Zhang et al.，2017），2017年一次能源消费占世界的23.2%，总量达到313220万吨油当量（British Petroleum，2018）。作为化石燃料燃烧的直接产物，温室气体的大量排放导致全球变暖日益严重。我国在2007年二氧化碳排放量超过美国，成为世界第一大碳排放国（Dong et al.，2013a）。2006～2016年中国能源消费相关碳排放总量年均增长率为3.2%，并且2017年中国碳排放占世界碳排放总量的27.6%，总量达到9.2326×109t（British Petroleum，2018）。为此，中国做出了一系列碳减排承诺，提出到2030年实现碳排放总量达峰并提高非化石能源消费比例到20%，到2030年碳强度相对2005年下降60%～65%，如进入“十四五”时期，到2025年，中国的能源强度将比2020年降低13.5%，碳强度则要比2020年降低18%，森林覆盖率提高至24.1%。这些目标旨在节约能源资源，减少二氧化碳排放，倒逼我国经济发展绿色转型。随着中国经济进入“新常态”，顺利实现这些碳减排目标对经济的可持续发展具有重要意义。作为世界第二大经济体和最大的发展中国家，随着城镇化和工业化进程的加快，为了维持经济的稳定增长，中国面临亟待解决的资源环境困境。
据预测，到2033年，中国人均碳排放将超过经济合作与发展组织（Organization for Economic Co-operation and Development，OECD）国家的人均水平（British Petroleum，2018）。与总量指标相比，相对指标可以增加指标的可比性，人均碳排放考虑了不同省份人口规模的差异，并且反映了居民的低碳生活水平。中国区域碳排放的一个显著特点是各个省的人均碳排放水平存在显著差异，如2016年内蒙古的人均碳排放最高，达到29.3t，宁夏紧随其后；人均碳排放最低的省区是广西，仅为3.4t，可以看出内蒙古的人均碳排放水平是广西的约9倍。
当前的碳减排政策主要分为两种：命令控制机制和碳排放权交易（Dong et al.，2019a）。在现有碳排放的实际情形下，人均碳排放低的省份不太可能承担减排义务，做出减排努力；当地区人均碳排放有趋同的趋势时，相对于历史排放原则，基于人口公平原则的人均碳排放配额方案更可能获得人均碳排放高的省份支持。考虑到公平原则，人均碳排放可能会影响省际碳排放配额分配的多边谈判，人均碳排放低的省份会要求人均碳排放高的省份做出更多的碳减排努力，在碳排放总量确定的情形下，可以根据每个省的人口分配碳排放配额。在人均碳排放呈现巨大差异的情况下，人均碳排放的分配方案将引发省际大量的排放交易和排放密集型产业的变革。每个人享有同等的来自消费需求的二氧化碳排放权，而同等的碳排放权是每个公民生存和发展的需要。本书的研究目的之一就是研究人均碳排放的影响因素在不同地区是否存在差异，并找出造成人均碳排放区域差异的原因，从而制定差异化的碳减排政策从而缩小区域碳排放不平等。
1.1.2 雾霾污染问题仍然存在
自改革开放以来，中国经济飞速发展，2001～2007年年均国内生产总值（gross domestic product，GDP）增长率在8%以上，2010年中国超越日本成为世界第二大经济体。2014年后中国经济进入了一个新时期，在“新常态”下，中国追求高质量经济增长，不再以牺牲环境为代价。各地采取积极措施治理大气污染，使大气环境有所改善。但大气污染仍然存在。雾霾的主要成分是细微颗粒物，这些颗粒物会在空气中长期存留，而且易在区域间转移，雾霾污染颗粒物以PM2.5为主（直径小于2.5μm），PM2.5会进入肺部和血液系统，进而会严重危害人体健康，导致呼吸道疾病和心血管疾病（Zhang and Lahr，2014），甚至是肺癌（Fan et al.，2016）。2010年PM2.5污染导致125万人口死亡，约占全球过早死亡人数的40%（Wang et al.，2012a）。受雾霾困扰的城市主要集中在经济发达、工业化水平高、人口密集的中东部地区（Du et al.，2018），雾霾污染是我国经济可持续发展和生态文明建设过程中亟待解决的重大挑战。
2013年由国务院颁布的《大气污染防治行动计划》是首最明确提出雾霾治理措施的官方文件。根据2013年生效的新环境空气质量标准，PM2.5年均浓度应该控制在35μg/m3以下（Hao and Liu，2016）。2013年我国首次开展PM2.5浓度监测。在冬季采暖季节期间增多的煤燃烧以及交通和工业排放被认为是造成严重雾霾的主要原因（Huang et al.，2014a），而Wang和Chen（2016）研究发现2000～2012年中国华北地区和东南部地区冬季雾霾增长较多的主要原因是能耗总量增加、北极海冰范围缩小、降水和地面风的减少。
雾霾污染的来源较为复杂，不仅来源于人类活动污染物，还来自原始地壳污染物，因此，治理起来较为困难。除了受社会经济因素的影响，雾霾污染还受自然地理因素的影响，如气候、植被、地形。相对较低的风速和较高的相对湿度都会促进大气中污染物的积累和PM2.5的形成（Gao et al.，2015）。雾霾污染虽然是自然现象，但更多地是由人类社会经济活动造成的，学者利用定量实证工具研究雾霾污染与社会经济变量关系的文献较少（Hao and Liu，2016）。对于中国来说，目前雾霾治理已经取得了显著成效，但面对仍然存在的雾霾污染，制定科学合理的雾霾治理政策是打赢蓝天保卫战的当务之急。因此研究雾霾污染的社会经济驱动因素对缓解中国雾霾污染、改善空气环境质量具有重要意义，研究结果可以为决策者制定雾霾治理政策提供科学的指导。
1.1.3 温室气体与空气污染的协同治理引起关注
空气污染和气候变化是当今大气环境领域面临的两大挑战。发达国家在20世纪末已基本完成了空气污染治理，而气候变化问题在21世纪初才开始引发全球关注，目前发达国家主要承担温室气体减排的国际责任。中国作为发展中国家，由于长期粗放式的经济发展，不仅面临空气污染控制的国内压力，而且面临碳减排的国际压力；中国在2007年成为世界第一大碳排放国，在碳减排方面，中国也做出了诸多努力，并做出了诸多碳减排承诺。温室气体和大气污染物的排放有同源性，二者主要由化石燃料的燃烧造成，减少CO2和PM2.5排放在行动上是一致的，实现温室气体和大气污染物协同控制具有现实基础。在减少温室气体排放的过程中，空气质量可以得到有效改善，由此带来的环境收益会降低减排成本和提高减排技术的成本效率（Yang et al.，2013）。如果能够完成温室气体减排目标，雾霾的污染将有一定程度的降低。2015年8月中国新修订的《中华人民共和国大气污染防治法》，被称为“史上最严”大气污染防治法，首次提出了对大气污染物与温室气体协同控制。《“十三五”控制温室气体排放工作方案》和《“十三五”生态环境保护规划》中已明确将加强碳排放和大气污染物排放协同控制作为低碳转型的重要途径。随着中国经济进入“新常态”，生态环境质量已成为地方政府官员重要的考核指标，对于处在经济转型关键期的中国，CO2排放与空气污染的协同治理是一条重要的政策出路。大气污染和气候变化都需要引起我们足够的关注，如何实现协同控制还面临很多挑战，值得我们深入研究。
针对碳排放问题，中国政府不仅做出了一系列减排承诺，而且制定了诸多具体举措，包括命令和管制手段、碳排放权交易，并且取得了一些显著的成效。2012年我国生态环境部通过了《环境空气质量标准》（GB3095—2012），并开始在各地开展对雾霾污染的监测，2013年9月国务院颁发的《大气污染防治行动计划》中明确提出了35项具体的雾霾治理措施，并对各地区设置了明确的大气污染控制目标，如京津冀、长三角、珠三角的PM2.5浓度分别下降25%、20%、15%。
1.2 研究意义
1.2.1 理论意义
（1）本书扩展了现有研究思路，将收入不平等研究中的基于回归方程的Shapley值分解框架引入能源环境研究中，丰富了不平等研究方法的应用。
（2）中国面临CO2减排和PM2.5减排的双重压力，亟须寻求以雾霾污染治理、碳减排等为约束的最优多目标应对策略，推动大气污染物和温室气体协同控制，实现我国在建设生态文明过程中进行的制度创新，其实施可以产生“1 + 1＞2”的协同效应，是落实创新发展、绿色发展理念的客观需要；本书丰富了协同效应的相关研究，检验了协同减排的科学性和可行性，从而为政策制定者提供了重要的理论参考。
（3）根据新定义的脱钩指数，本书证明了该指数与环境库兹涅茨曲线（environment Kuznets curve，EKC）之间的关系，并从理论上推导了脱钩指数的影响因素。
（4）本书丰富了关于经济增长与污染物或温室气体脱钩的研究。目前关于脱钩的研究大都停留在分解分析上，对其进行计量分析的研究不多。少有文献对碳排放脱钩与雾霾脱钩协同关系进行研究。
（5）在构建减排因素对雾霾脱钩与碳排放脱钩之间协同关系的影响模型中，本书利用了减排因素对碳排放脱钩的贡献量作为解释变量，意图探究减排因素对雾霾脱钩以及减排因素对碳排放脱钩之间的协同关系。
（6）在进行敏感度分析时，本书对其模型进行了推导，得出了脱钩指数敏感度分析模型。
（7）本书除了计算国家和各地区碳排放脱钩指数和雾霾脱钩指数，还计算了脱钩指数中的技术效应和非技术效应，对现有的脱钩理论进行补充。
（8）由于各地区之间存在着差异，所以变量之间也应该存在时空异质性。鉴于此，本书分析各影响因素的时空异质性，对现有研究进行完善与补充。
1.2.2 实践意义
全球气候变暖已经成为世界人民共同关注的环境问题。大量的温室气体排放已经或正在改变全球的气候模式，并给人类社会的生活、消费与生产带来了严峻的挑战，气候变化的加剧和自然环境的不断恶化引起人们深深的反思。面对这样的现状，发展低碳经济既应对全球气候变化，控制温室气体的排放，同时也贯彻落实科学发展观，进行生态文明的建设，促进人类的生产消费活动与生态环境保护的协调可持续发展。能源节约、环境保护与经济的可持续发展，要求我们转变现行的经济发展方式，进行产业结构的调整与升级，加大力度发展第三产业，鼓励高科技产业的继续发展，坚持经济发展中的低碳标准，这些是建设环境友好型、资源节约社会的必要条件和发展趋势。
从现实层面来看，本书的意义体现在以下几个方面。
（1）从经济发展、人口分布、资源禀赋、城镇化、工业化等方面来看，中国各省之间存在显著差异，因此，各省份间的碳排放水平也存在明显差异，有必要研究各因素对碳排放影响的异质性以及
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