Để làm rõđiều này, ở bài tiểu luận, chúng em sẽ tập trung tìm hiểu mối quan hệ giữalượng khí thải CO2 và tỷ trọng năng lượng hóa thạch trong tổng năng lượngtiêu thụ cùng các nhân tố khác
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGOẠI THƯƠNG
KHOA KINH TẾ QUỐC TẾ
***********
TIỂU LUẬN KINH TẾ LƯỢNG 1
PHÂN TÍCH MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN LƯỢNG KHÍ THẢI CO2 CỦA MỘT SỐ QUỐC GIA TRÊN THẾ GIỚI NĂM 2014
Lớp tín chỉ: KTE218(2-1819).2 Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Thu Giang
Sinh viên thực hiện:
Trang 2MỤC LỤC
DANH SÁCH HÌNH VẼ BẢNG BIỂU 3
Danh mục bảng 3
Danh mục hình 3
LỜI MỞ ĐẦU 4
NỘI DUNG 5
I CƠ SỞ LÝ LUẬN 5
1 Khí CO2 là gì? 5
2 Các nguồn chính gây ra khí CO2 5
a Nguồn tự nhiên 6
b Nguồn nhân tạo 6
Tổng quan tình hình nghiên cứu 7
II MÔ HÌNH KINH TẾ LƯỢNG 8
1 Lựa chọn các biến trong mô hình 8
a Biến phụ thuộc: Lượng khí thải CO2 trung bình 8
b Biến giải thích: 8
2 Mô hình 9
a Hàm hồi quy tổng thể (PRF): 9
b Hàm hồi quy mẫu (SRF): 9
c Kì vọng về dấu của biến 9
d Nguồn số liệu 11
e Mô tả số liệu thống kê 11
f Mô tả sự tương quan giữa các biến 12
III KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 14
1 Mô hình hồi quy bội 14
2 Kiểm định mô hình 16
a Kiểm định giả thiết về hệ số hồi quy 16
b Kiểm định sự phù hợp của mô hình 18
c Kiểm định sai phạm đa cộng tuyến 19
KẾT LUẬN 21
Trang 3DANH SÁCH HÌNH VẼ BẢNG BIỂU
Danh mục bảng:
Bảng 1: Kỳ vọng về dấu của biến 10
Bảng 2: Mô tả số liệu thống kê 11
Bảng 3: Mô tả sự tương quan giữa các biến 13
Bảng 4: Kết quả hồi quy OLS 15
Bảng 5: Kết luận về kiểm định hệ số hồi quy 17
Bảng 6: Thừa số tăng phương sai của mô hình 20
Danh mục hình: Hình 1: Đồ thị phân bố của biến ffc 12
Hình 2: Đồ thị phân bố của biến lind 12
Hình 3: Đồ thị phân bố của biến lfa 12
Hình 4: Biểu đồ tương quan giữa biến phụ thuộc lco2 và biến độc lập ffc 13
Hình 5: Biểu đồ tương quan giữa biến phụ thuộc lco2 và biến độc lập lind 14
Hình 6: Biểu đồ tương quan giữa biến phụ thuộc lco2 và biến giải thích lfa 14
Trang 4LỜI MỞ ĐẦU
Bốn năm vừa qua nhiệt độ Trái đất đạt mức cao nhất trong lịch sử kể từkhi đo lường nhiệt độ ra đời Đỉnh điểm là tháng 3/ 2017, chúng ta ghi nhậnmức tăng nhiệt độ trung bình trái đất là 1.95°C so với mức trung bình 12.7°Ccủa thế kỉ 20 Hiện tượng này ảnh hưởng sâu sắc đến cuộc sống của con người:hạn hán, mất đất do nước biển dâng
Khoa học đã chứng minh rằng sự gia tăng nồng độ CO2 trong không khí
là yếu tố trực tiếp dẫn đến hiện tượng nóng lên toàn cầu Tuy nhiên, sự pháttriển kinh tế kéo theo lượng tiêu thụ về nhiên liệu hóa thạch phục vụ cho sảnxuất càng lớn Các cuộc tranh luận bắt đầu nổ ra về việc bảo vệ môi trường haykhai thác lượng nhiên liệu này nhằm mục tiêu thúc đẩy nền kinh tế Để làm rõđiều này, ở bài tiểu luận, chúng em sẽ tập trung tìm hiểu mối quan hệ giữalượng khí thải CO2 và tỷ trọng năng lượng hóa thạch trong tổng năng lượngtiêu thụ cùng các nhân tố khác là giá trị ngành công nghiệp khai thác, chế tạo
và diện tích rừng Chúng em lựa chọn dạng dữ liệu chéo và phương pháp hồiquy OLS với số lượng mẫu là 185 quốc gia trên thế giới trong năm 2014 để dựđoán mối quan hệ
Bài tiểu luận gồm 3 phần:
(1) Cơ sở lí thuyết
(2) Mô hình kinh tế lượng
(3)Kết quả ước lượng và suy diễn thống kê
Mặc dù rất cố gắng, nhưng bài tiểu luận không tránh khỏi những thiếu sót.Chúng em mong nhận được những ý kiến đóng góp của cô và bạn đọc
Trang 5dạng khí trong khí quyển trái đất, bao gồm một nguyên tử cacbon và hai nguyên
tử ôxy Là một hợp chất hóa học được biết đến rộng rãi, nó thường xuyên đượcgọi theo công thức hóa học là CO2 Trong dạng rắn, nó được gọi là băng khô.
Cacbon đioxit thu được từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm cả khí thoát ra
từ các núi lửa, sản phẩm cháy của các hợp chất hữu cơ và hoạt động hô hấp củacác sinh vật sống hiếu khí Nó cũng được một số vi sinh vật sản xuất từ sự lênmen và sự hô hấp của tế bào Các loài thực vật hấp thụ điôxít cacbon trong quátrình quang hợp và sử dụng cả cacbon và ôxy để tạo ra các cacbohyđrat Ngoài
ra, thực vật cũng giải phóng ôxy trở lại khí quyển, ôxy này sẽ được các sinh vật
dị dưỡng sử dụng trong quá trình hô hấp, tạo thành một chu trình Nó có mặttrong khí quyển trái đất với nồng độ thấp và tác động như một khí gây hiệu ứngnhà kính Nó là thành phần chính trong chu trình cacbon
2 Các nguồn chính gây ra khí CO2
Dựa trên các cơ sở lý thuyết và thực tiễn, có 2 nguồn chính sinh ra CO2:nguồn tự nhiên và nguồn nhân tạo Nguồn phát thải CO2 tự nhiên bao gồm quátrình phân hủy, quá trình giải phóng khí CO2 từ đại dương và sự hô hấp củađộng thực vật, trong đó có con người Nguồn phát thải CO2 nhân tạo đến từ cáchoạt động như sản xuất công nghiệp, phá rừng và đốt nhiên liệu hóa thạch nhưthan, dầu và khí tự nhiên Kể từ sau khi Cách mạng Công nghiệp diễn ra, nồng
độ khí CO2 trong khí quyển đã tăng lên rất nhiều và đã đạt đến mức cao chưatừng thấy trong 3 triệu năm qua Điều đó đã cho thấy tác động không hề nhỏ củacon người tới lượng CO2 có trong bầu khí quyển Vì vậy, đề tài sẽ tập trung vàocác nguồn phát thải CO2 nhân tạo
Trang 6a Nguồn tự nhiên
Các đại dương, đất, thực vật, động vật và núi lửa của trái đất là tất cả cácnguồn khí CO2 tự nhiên Phần lớn khí thải CO2 sản xuất tự nhiên là từ trao đổiđại dương và khí quyển Các nguồn tài nguyên thiên nhiên quan trọng khác baogồm hít thở thực vật và động vật cũng như hô hấp và phân hủy đất Một lượngnhỏ cũng được tạo ra do phun trào núi lửa Lượng CO2 được tạo ra bởi cácnguồn tự nhiên luân chuyển liên tục từ các nguồn phát đến các bể chứa carbon
đã tồn tại hàng ngàn năm, do đó lượng CO2 luôn ở mức an toàn
b Nguồn nhân tạo
Lượng CO2 do con người tạo ra nhỏ hơn nhiều so với khí thải tự nhiênnhưng chúng đã làm mất sự cân bằng trong chu kỳ carbon tồn tại trước Cáchmạng Công nghiệp Kể từ khi cuộc cách mạng công nghiệp bắt đầu, nguồn phátthải CO2 nhân tạo ngày càng tăng Việc sử dụng các nhiên liệu hóa thạch cũngnhư nạn phá rừng là nguyên nhân chính làm tăng nồng độ carbon đioxit trongkhí quyển 87% lượng phát thải CO2 do con người tạo ra từ việc đốt các nhiênliệu hoá thạch như than đá, khí tự nhiên và dầu Phần còn lại là kết quả của phárừng và các hoạt động sử dụng đất (9%), cũng như một số quy trình công nghiệp(4%)
Xử lý và sử dụng nhiên liệu hóa thạch
Nguồn phát thải CO2 lớn nhất của con người là từ sự đốt cháy các nhiên liệuhóa thạch để tạo ra năng lượng Hầu hết lượng cacbon được lưu trữ trong nhiênliệu hóa thạch được chuyển thành CO2 trong quá trình này Ba loại nhiên liệuhóa thạch được sử dụng nhiều nhất là than, khí tự nhiên và dầu Than là nhiênliệu hóa thạch có hàm lượng cacbon nhiều nhất và có tỉ lệ sử dụng tương đốicao Đối với mỗi tấn than đốt, khoảng 2,5 tấn CO2 được tạo ra Ba ngành kinh tếchính sử dụng nhiên liệu hóa thạch là: điện - nhiệt, giao thông và công nghiệp
Nạn phá rừng và những thay đổi trong việc sử dụng đất
Nạn phá rừng, và đặc biệt là sự phá hủy rừng nhiệt đới cũng là một nguyênnhân đáng kể dẫn tới sự gia tăng lượng khí CO2 Các nhà khoa học ước tính rằngphá rừng và những thay đổi khác trong việc sử dụng đất chiếm khoảng 23%
Trang 7lượng khí thải CO2 do con người thải ra Cây cối và các loài thực vật khác hấpthụ CO2 từ không khí Sử dụng năng lượng từ mặt trời, chúng biến carbon thuđược từ các phân tử CO2 thành các chất dinh dưỡng cho thân cây, cành cây và lácủa chúng Đây là một phần của chu trình carbon Nói cách khác, trong bối cảnhbiến đổi khí hậu, điều quan trọng nhất đối với rừng không phải là chúng hỗ trợlàm giảm lượng CO2 trong không khí mà rừng chính là những hồ chứa carbonlớn Nếu một khu rừng như vậy bị đốt hoặc phá thì phần lớn lượng carbon đó sẽđược giải phóng trở lại bầu khí quyển, làm tăng lượng CO2 trong khí quyển.
Sự phát triển của các ngành công nghiệp
Trong quá trình Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa cùng với sự phát triển kinh
tế xã hội, ngày càng có nhiều nhà máy, khu công nghiệp tập trung được xâydựng và đưa vào hoạt động và đã xả thải vào môi trường một lượng rất lớn cácchất khí thải công nghiệp, đặc biệt là các Khu công nghiệp còn sử dụng côngnghệ sản xuất lạc hậu và chưa được đầu tư hệ thống xử lý khí thải trước khi xả
ra môi trường Điều này đã gây ra một tác động vô cùng lớn đối với môi trườngkhông khí mà cụ thể là làm tăng nồng độ khí CO2 trong không khí
3 Tổng quan tình hình nghiên cứu
Hiện nay đã có rất nhiều bài nghiên cứu về mức độ ô nhiễm môi trường mà
cụ thể là nồng độ khí CO2 trong không khí Tập trung vào lượng khí thải CO2,nhóm nhận thấy rằng hầu hết các bài nghiên cứu đều có chung những đặc điểmsau:
o Các bài nghiên cứu đã đề cập đến mối liên hệ giữa lượng khí thải CO2
bình quân và thu nhập bình quân đầu người
Trang 8o Các bài nghiên cứu thường được tiến hành dựa trên một chuỗi dữ liệu củacác quốc gia trên thế giới Ngoài ra, dữ liệu cho biết lượng khí thải CO2
hầu hết đều được lấy từ một nguồn độc lập
o Các mối quan hệ được xét tới hoặc là tuyến tính hoặc không tuyến tínhhoặc cả hai
Tuy nhiên các bài nghiên cứu trước đó hầu hết chỉ phân tích lượng khi thải
CO2 tại 1 quốc gia cụ thể qua các thời kỳ từ đó đưa ra giải pháp để khắc phục màchỉ áp dụng được trên một phạm vi nhất định Dựa trên số liệu có được nhómphân tích những ảnh hưởng tác động tới lượng CO2 trên 1 nhóm các quốc giatrên thế giới Mong rằng đề tài này của nhóm sẽ giúp người đọc có được cái nhìntổng quan hơn về tình hình ô nhiễm trên thế giới đồng thời có những đánh giáchính xác và giải pháp cụ thể để khắc phục được tình trạng ô nhiễm một cáchhiệu quả nhất
II MÔ HÌNH KINH TẾ LƯỢNG
1 Lựa chọn các biến trong mô hình
Từ cơ sở lý luận đã nêu ở phần II, nhóm xin đề xuất mô hình nghiên cứucác nhân tố ảnh hưởng đến lượng khí thải CO2 gồm các biến sau:
a Biến phụ thuộc: Lượng khí thải CO2 trung bình
b Biến giải thích:
Tỉ trọng năng lượng hóa thạch trong tổng năng lượng tiêu thụ
Việc xử lí và sử dụng năng lượng hóa thạch là một trong những nguồnphát thải CO2 lớn nhất trái đất Khác với các loại năng lượng tái tạo, quá trìnhđốt nhiên liệu hóa thạch (nguồn năng lượng không thể tái tạo) tạo ra điện nănghoặc nhiệt năng phục vụ cho quá trình sinh hoạt và sản xuất cũng tạo ra sảnphẩm phụ là CO2 Vì vậy tỉ trọng năng lượng hóa thạch trong tổng năng lượngtiêu thụ cũng là một nhân tố quyết định đối với lượng khí thải CO2 của các quốcgia
Trang 9 Giá trị ngành công nghiệp khai thác và chế tạo
Ngành công nghiệp khai thác và chế tạo là ngành có ảnh hưởng nhiều nhấtđối với môi trường trong tất cả các ngành còn lại, đặc biệt là đối với các nướcđang phát triển, đang trong quá trình Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa đất nước.Giá trị ngành công nghiệp càng cao chứng tỏ ngành công nghiệp càng phát triển,đòi hỏi tăng cường sản xuất Trong khi đó tại nhiều quốc gia, quá trình xử lý khíthải chưa được kiểm tra nghiêm ngặt dẫn đến lượng khí thải từ các nhà máy xínghiệp xả ra môi trường ngày càng nhiều, trong đó khí CO2 chiếm phần lớn Do
đó, giá trị ngành công nghiệp có ảnh hưởng lớn đối với lượng khí CO2 trong khíquyển
Diện tích rừng
Rừng là nơi sinh sống của nhiều loại thực vật – nguồn hấp thu carbondioxide qua quá trình quang hợp và cũng là nơi lưu trữ carbon qua quá trìnhtổng hợp hữu cơ, là các bể chứa carbon khổng lồ của trái đất Diện tích rừngthay đổi đồng nghĩa với việc dung tích của các bể chứa carbon cũng thay đổi, từ
đó lượng CO2 được giải phóng ra khí quyển cũng thay đổi
2 Mô hình
a Hàm hồi quy tổng thể (PRF):
lco 2=β0+β1∗ffc + β2∗lind + β3∗lfa+u i
Trong đó: β i : Hệ số hồi quy
u i: Sai số ngẫu nhiên
b Hàm hồi quy mẫu (SRF):
^
lco 2=^β0+ ^β1∗ffc +^β2∗lind +^β3∗lfa
Trong đó: ^β i: Ước lượng của β i
c Kì vọng về dấu của biến
Bảng 1: Kỳ vọng về dấu của biến
Trang 10Tên biến Ký hiệu Đơn vị
Kì vọng về dấu của biến
Lượng khí CO2 trung bình co2 Metric tons
Giá trị ngành công nghiệp
khai thác và chế tạo
ind(industry) Billion US$ +
(forest area) Km
-Kỳ vọng hệ số chặn β 0 dương vì CO2 là thành phần trong không khí, lượngCO2 dương cho biết mô hình được xây dựng tuân theo khoa học
Kỳ vọng hệ số góc β 1 dương vì quá trình đốt cháy hóa thạch sinh ra carbon
dioxide Đồng thời, tỷ trọng năng lượng hóa thạch của một nước phản ánh tính
ưa thích sử dụng nhiên liệu chất đốt tại nước đó nên một đất nước càng sử dụngnhiều hóa thạch sản xuất năng lượng thì lượng CO2 tạo ra từ nước đó càng tăng
Kỳ vọng hệ số góc β 2 dương vì công nghiệp khai thác và chế tạo sử dụng
nguồn nhiên liệu không tái tạo được là chủ yếu, ngành công nghiệp này chiếm tỷtrọng kinh tế cao đồng nghĩa với việc các mỏ khoáng sản được khai thác, nhàmáy đi vào sản xuất nhiều hơn và lượng CO2 thải ra không khí cũng theo đótăng cao
Kỳ vọng hệ số góc β 3 âm vì rừng đóng vai trò hấp thụ khí CO2, diện tíchrừng cao phản ánh lượng khí thải giảm đi nhiều hơn
Trang 11d Nguồn số liệu
Qua tìm hiểu trang http://databank.worldbank.org, nhóm đã có số liệu vềlượng khí thải CO2 bình quân của 185 quốc gia trên thế giới cũng như số liệu vềcác nhân tố ảnh hưởng đến lượng khí thải CO2 bình quân theo năm: tỷ trọngnăng lượng hóa thạch trong tổng năng lượng tiêu thụ, giá trị ngành công nghiệp
và diện tích rừng trong trong năm 2014 của 185 quốc gia kể trên Số liệu đượctổng hợp trong phần Danh sách các hình vẽ-bảng biểu để tiến hành hồi quy, ướclượng
e Mô tả số liệu thống kê
Bảng 2: Mô tả số liệu thống kê
Hình 1: Đồ thị phân bố của biến ffc
Hình 2: Đồ thị phân bố của biến lind
Trang 12Hình 3: Đồ thị phân bố của biến lfa
f Mô tả sự tương quan giữa các biến
Bảng 3: Mô tả sự tương quan giữa các biến
Trang 13Biến được giải thích lco2 và biến giải thích ffc có tương quan tuyến tính,đường mô tả tương quan tương tương đối thoải.
Theo bảng thống kê trên, hệ số tương quan giữa lco2 và ffc bằng 0.7153 >0,nên hai biến có tương quan cùng chiều
Hệ số tương quan gần về 1, nên mối liên hệ giữa lco2 và ffc khá chặt
Hình 5: Biểu đồ tương quan giữa biến phụ thuộc lco2 và biến độc lập lind
Biến được giải thích lco2 và biến giải thích lind có tương quan tuyến tính,đường mô tả tương quan thoải
Theo bảng thống kê trên, hệ số tương quan giữa lco2 và lind bằng 0.3821 >
0, đây là tương quan dương
Hệ số tương quan gần về mốc 0 hơn, nên tương quan giữa 2 biến tương đốichặt
Hình 6: Biểu đồ tương quan giữa biến phụ thuộc lco2 và biến giải thích lfa
Trang 14Biến được giải thích lco2 và biến giải thích lfa có tương quan tuyến tính,đường mô tả tương quan rất thoải.
Theo bảng thống kê trên, hệ số tương quan giữa lco2 và lfa bằng -0.0928 <
0, đây là tương quan âm Hệ số tương quan gần mốc 0, nên tương quan 2 biếnkhông chặt
III KẾT QUẢ PHÂN TÍCH
1 Mô hình hồi quy bội
Ước lượng các hệ số của mô hình hồi quy theo phương pháp bình phươngnhỏ nhất (OLS)
Kết quả trả về
Residuals:
Min 1Q Median 3Q Max
Trang 15Residual standard error: 0.8396 on 181 degrees of freedom
F-statistic: 79.7 on 3 and 181 DF, p-value: < 2.2e-16
Bảng 4: Kết quả hồi quy OLS
4.469
Diện tích rừng lfa
(log forestarea)
Tất cả các biến đều có ý nghĩa thống kê ở mức 5% nên ta không thể loại ra
mô hình Hệ số xác định R²=0.5692 thể hiện các biến động lập: tỷ trọng năng
Trang 16tích rừng giải thích được 56,92% sự thay đổi trong giá trị của biến phụ thuộclượng khí thải CO2 được đưa ra ngoài không khí.
Như vậy, mô hình hồi quy mẫu có dạng:
Hệ số ^β2=0.407: khi tỷ trọng công nghiệp tăng 1% thì lượng CO2 trung bìnhthải ra ngoài không khí tăng 0.407%, với điều kiện các yếu tố khác không đổi.Kết quả này phù hợp với kỳ vọng
Hệ số ^β3= -0.323: khi diện tích rừng tăng lên 1% thì lượng CO2 trung bìnhthải ra ngoài không khí giảm 0.323%, với điều kiện các yếu tố khác không đổi.Kết quả này phù hợp với kỳ vọng
- Phương pháp tìm khoảng tin cậy: sử dụng lệnh confint(ln)
- Kết quả trả về với n=185 và α=5%