1992年世界银行出版的《世界发展报告》重点且详细地研究了经济发展与环境恶化的主题，发现有的环境指标随经济发展进程开始好转，如安全饮用水和城市卫生，有的呈现倒U型曲线关系，如SO2和NO2，但碳排放却在不断地增多加重。1997年联合国气候变化框架公约京都会议之后，CO2被认定为主要的温室气体，碳排放也成为国际社会关注焦点。这时在科学上提出两个问题：碳排放的增长趋势与碳排放是否存在EKC曲线（Schmalensee,et al 1998）。

关于碳排放趋势，首先是作为能源使用产生的碳排放。各种能源燃烧释放碳的机制已经清楚，现在的问题是能源结构如何改变，以及碳排放的变化。对于能源结构的演变，通常采用马氏链预测，因为能源设施一旦使用，符合马氏链特点。根据陈少峰（2008）预测中国的能源结构变化趋势估计，2050年，中国的能源结构分别为煤47.3%，油19.0%，气13.1%，非碳能源20.6%。但是，这个趋势没有考虑到到达一定时间资源供应和保障就业的需求，会影响能源结构。如一般认为，中国的煤炭消费不能低于总能源的40%，关于能源结构演化的这种复杂性，构成了未来5年的研究问题。

影响碳排放速度的还有产业结构变化和城市化速度变化。关于城市化率变化对碳排放速度的影响，陈锐（2008）发现存在城市化对产业结构变化的影响，但影响的不确定性因子很多，目前还没有明显的规律。Martínez-zarzoso（2008）同样采用了随机IPAT模型，基于95个国家1975-2003年的统计数据，分析发现人口增长与排放之间存在正相关关系，而城市化率与排放之间的关系则并不单一，可以看到当城市化率较低时城市化率与排放量具有正相关性，而当城市化率较高时表现为负相关性，且这个分界点大约在城市化率60%左右。然而问题还不是仅仅存在一个转变点的问题，在这些城市化比较高的国家，他们实际上使用了节能产品，而节能产品的生产转移到了发展中国家，发展中国家生产节能产品产生了碳排放，因此需要就人口城市化过程碳排放的发生学机理进行研究，而且在一个全球范围内看，显然这个问题具有复杂性。

碳排放趋势还决定于技术进步的速率。王铮，王丽娟，吴静（2008）研究发现，无论中国还是美国，技术进步带来的能源降低都是以指数形式下降，现在的问题是这种下降速度是否稳定，特别是技术创新对碳排放的影响。查国内外相关文献，我们还没有发现关于技术进步与碳排放的定量分析结果与模型，实际上由于创新具有某种不确定性和涌现特征，我们需要在复杂性框架里研究这一问题，所幸的是，戴霄晔，刘涛、王铮（2006，2008）对创新的涌现问题发展了一个自主体模拟的模型，取得了很好的成果。

在这些变化中，最不确定的是经济冲击。Moomaw和Unruh（1997）以16个OECD成员国为研究对象，对碳排放强度和GDP进行图形显示，发现1974-1975年间，由于石油危机，导致了各国节能潮流，很多成员国出现了倒U型趋势。因此能源消费和碳排放的问题，需要在更为复杂的经济背景下研究。

另外，不仅是能源使用，一些生产过程也产生碳排放，例如水泥生产。这个问题涉及生产环节，分析不复杂，但是特别烦。中国目前还缺少这方面的研究。王铮、马晓哲计算发现，如果如果仅仅考虑能源的碳排放，人均碳排放最多的是山西省，如果同时考虑水泥生产等，人均碳排放最多的是山东省。由此可见，并非能源使用就可以说明碳排放问题。

关于碳排放趋势，其次的问题是是否存在碳排放的环境库茨涅兹曲线（EKC）. Moomaw和Unruh（1997）对能源使用产生的碳排放和人均收入数据进行三次拟合发现在，对应排放高峰的人均GDP为12813美元出现碳排放高峰。它似乎揭示EKC存在。何琼，王铮（2007）证明在技术进步条件下，只要投入环境治理，EKC曲线存在。Moon(1997)，破除以往采用计量经济学方法研究EKC，转而从最优增长理论分析经济增长与碳排放关系，王铮，朱永彬等（2008）进一步给出在经济平衡增长条件下的模型与模拟形式，按目前的能源结构变化趋势和技术进步速度，中国2040年左右达到碳排放高峰。Coondooa, Dindab(2008)则通过计量经济方法估计了各个大洲创新EKC 的可能性。

不过问题仍然存在复杂性，Roberts和Grimes（1997）同样在EKC假设上研究碳排放强度。他们选取了147个国家25年间（5年为间隔，1965，1970，1975，1980，1985，1990）的碳排放强度和GDP数据，取对数并进行散点图和最小二乘法检验。通过按人均收入将被研究国家分为三组，发现高收入国家存在EKC曲线关系，中低收入国家不存在，由此推断EKC是高收入国家将高排放工业转移到发展中国家进行“污染避难”导致的，Roca和Alcantara（2001）对西班牙进行研究，没有发现能源强度降低的趋势。不过按照何琼，王铮（2007）的工作，技术进步条件下，只要投入环境治理，全球EKC曲线是存在。Friedl和Getzner（2003）认为线性和二次模型不适用于奥地利，而三次模型更适用。结果发现1960-1999年间碳排放和GDP之间呈大写伽马型曲线。实际上在最近几年某些国家利用中国大陆没有碳税的政策，纷纷把碳排放高的企业搬到中国，导致中国碳排放飙升。王铮，陈邵峰等的研究发现美国、法国的碳排放高峰表现有大写伽马型特征，因此对EKC的研究需要深入，在理论上需要突破，对具体国家需要进一步分析。特别是要研究，在存在国际经济贸易和产业化分工的条件下，中国和主要国家是否存在EKC，这个EKC的峰值在哪里？

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