信息化對工業綠色增長的影響效應

程中華，劉 軍

(1.南京信息工程大學中國制造業發展研究院，江蘇 南京 210044；2.南京信息工程大學管理工程學院，江蘇 南京 210044)

1 文獻回顧與問題提出

如何實現信息化與工業化的深度融合，利用信息化更好地實現工業綠色轉型，這是當前中國新型工業化發展亟待解決的重要問題[1]。國外許多學者圍繞信息化與經濟增長之間的關系展開了廣泛討論，認為信息化促進經濟增長的作用有限甚至不利于經濟增長[2]，并將這種現象稱為 “生產率悖論”；但是較多研究支持了信息化對經濟增長的積極貢獻[3]。國內學者圍繞信息化與經濟增長之間關系的研究起步較晚，而且定量研究也相對較少，但得出的研究結論基本一致，認為信息化有利于經濟增長或全要素生產率增長[4，5]。

上述文獻還是存在需要進一步深入研究的地方：第一，許多文獻采用勞動生產率或經濟增長率來刻畫經濟增長，在目前中國工業以勞動密集型為主的產業結構情況下，這有可能會產生向下低估的效率估計[6]。而采用全要素生產率來測度經濟增長可以更好地反映信息化對于經濟增長的貢獻，這主要是因為信息化對經濟增長的貢獻更主要的體現在全要素生產率增長上。但是這些文獻在測算全要素生產率時，僅考慮資本、勞動和期望產出等傳統的投入產出變量，而沒有把能源和環境要素的約束納入全要素生產率的測度，這無法全面地反映能源過度消耗以及能源消耗產生的 “好產出”和 “壞產出”的兩面性，有可能會對經濟績效和社會福利產生偏誤評價[7]。第二，許多文獻采用地區數據進行實證分析，而忽視了信息化影響工業綠色增長的行業異質性。由于不同工業行業自身的發展特點、技術水平的差異以及對信息化的需求和要求不同，從而使得信息化對各行業綠色增長的影響存在顯著差異，而宏觀地區數據通過將所有行業數據加總進行處理，勢必會掩蓋這種影響的行業異質性，從而無法準確地反映信息化對不同行業綠色增長的影響。

在既有研究的基礎上本文嘗試在以下兩個方面做出努力：第一，引入Malmquist-Luenberger (ML)生產率指數，對存在能源和環境約束時的全要素生產率 (即綠色全要素生產率)進行測算，從而更好地反映工業綠色轉型發展。第二，基于行業異質性，針對不同技術水平、行業規模、能源消耗、環境污染和盈利能力行業，分析信息化對不同行業綠色增長的影響。

2 理論機制與研究假說

2.1 信息化促進工業綠色增長的傳導機制

由于綠色全要素生產率的測算包括投入和產出兩部分，其中投入包括資本、勞動力傳統生產要素投入和能源投入，產出包括期望產出GDP和非期望產出環境污染物排放。投入越少，期望產出越多，非期望產出越少，則綠色全要素生產率增長越快。因此，本部分傳導機制主要圍繞以下促進綠色全要素生產率增長的四個方面展開分析：

(1)信息化對傳統生產要素的替代效應。信息化可以通過知識和技術的溢出，降低企業的研發費用和交易成本，幫助企業優化生產要素組合，重構生產工藝和業務流程，不斷提高企業的裝備技術水平；同時，信息化還可以為企業提供高效、智能的生產平臺和信息平臺，提高企業的管理效率和決策效率，使得傳統工業高資本投入、高勞動力投入的生產經營方式得以發生根本性的轉變，這些都可以帶來信息化對傳統生產要素的替代效應。

(2)信息化對能源消耗的節能效應。信息化可以通過前后向企業關聯、上下游產業關聯以及知識和技術的滲透和擴散顯著提升企業的技術創新水平和創新效率[8]，還可以顯著增強工業研發部門與生產部門之間的反饋效應和累積循環效應，從而推動信息化與技術進步的累計循環增長，而技術進步是能源效率提升的本質來源，從而帶來信息化對能源消耗的節能效應。

(3)信息化對環境污染物的減排效應。一方面，信息化有利于工業行業的產業結構調整和升級，促進工業內部產業結構的高級化，從而有效減少工業行業中高耗能行業和高污染排放行業的環境污染物排放。另一方面，信息化有利于工業企業設備和工藝的改造、升級和更新，促使企業采用更先進、更環保的綠色生產技術和污染物處理技術，提高能源使用效率和環境污染物處理水平，從而帶來信息化對環境污染物的減排效應。

(4)信息化對經濟增長的促進效應。信息技術的廣泛應用和發展使得越來越多的企業進行信息化領域的資本投資，促進信息化領域的資本深化，可以直接促進產出增長。而且信息化可以顯著提高企業的技術水平和勞動生產率，增加產品的信息含量和技術附加值，提升全社會經濟增長的科技貢獻度，同樣可以帶來信息化對經濟增長的促進效應。

基于上述分析，本文提出假設1：信息化有利于工業綠色全要素生產率增長，即信息化具有顯著的知識和技術溢出效應。

2.2 信息化促進工業綠色增長的異質傳導機制

信息化對工業綠色增長的影響可能存在一定的異質傳導機制。①從技術水平看，由于不同工業行業在技術和產品的復雜度、創新資源配置水平、創新風險和創新難度以及創新意愿等方面存在較大差異，導致這些行業對信息化的需求意愿和供給意愿會有顯著不同，從而帶來信息化促進工業綠色增長的技術異質效應。②從行業規模看，一般來講，新興行業或高新技術行業規模較小，而這些行業對信息化的需求和要求較高，信息技術對這些行業的滲透速度和擴散速度要遠遠快于規模較大的傳統工業行業，對這些行業綠色增長的影響程度也高于傳統的工業行業。因此，信息化促進工業綠色增長的傳導機制可能存在顯著的規模異質效應。③從能源消耗程度看，一般來講，重工業行業能源消耗程度相對較高，輕工業行業能源消耗程度相對較低，而且不同行業在能源使用效率、綠色技術開發和應用能力等方面存在較大差異，導致不同行業在節能減排技術等方面對信息化的需求和要求會有顯著不同，從而帶來信息化促進工業綠色增長的能耗異質效應。④從環境污染程度看，由于不同工業行業在環境污染物排放程度上存在顯著差異，而且不同行業在節能減排水平、環境敏感性、環境規制等方面存在較大不同[9]，使得其對信息技術的選擇、研發和應用等方面存在較大差別，從而帶來信息化促進工業綠色增長的環境異質效應。⑤從盈利能力看，由于不同工業行業的盈利能力存在明顯的不均衡現象，而行業獲利能力的高低與其對信息化的依賴程度、投入強度和管理效果等方面具有較強的相關關系，導致信息化對行業盈利能力的影響存在行業異質性，從而帶來信息化促進工業綠色增長的盈利異質效應。

基于上述分析，本文提出假設2：由于不同工業行業在技術水平、行業規模、能源消耗、污染物排放以及盈利能力等方面存在顯著差異，因此，信息化對工業綠色增長的促進效應具有明顯的行業異質性。

3 模型建立與變量說明

3.1 計量模型

本文假定行業生產過程采用如下柯布-道格拉斯生產函數：

(1)

其中，Q表示產出水平，Ai0表示初始的生產率水平，K和L分別表示資本存量和勞動力投入，R表示研發投入。由于信息化投資會對行業產出水平產生重要影響，因此，本文在模型(1)的基礎上進一步納入信息化因素，建立如下擴展的柯布-道格拉斯生產函數：

(2)

其中，I表示信息化投資，δ表示信息化投資對產出水平的影響彈性。對式(2)兩邊取對數并對時間求導數，可以得到：

ΔQit/Qit=λ+αΔKit/Kit+βΔLit/Lit+γΔRit/Rit+δΔIit/Iit+Δεit

(3)

根據全要素生產率的定義，可以得到如下計量模型：

TFPit=λ+γRDit+δINFit+εit

(4)

其中，TFP表示全要素生產率，RD和INF分別表示研發強度和信息化水平。在式(4)的基礎上，本文納入全要素生產率的動態效應，建立如下動態面板模型：

lnTFPit=λ+τlnTFPi(t-1)+γlnRDit+

δlnINFit+σlnXit+εit

(5)

其中，i表示行業，t表示年份，λ表示常數項，τ表示被解釋變量一階滯后的回歸系數，TFP表示綠色全要素生產率，INF表示信息化水平，ε表示隨機擾動項。X表示控制變量，根據相關的研究文獻，本文主要考慮以下三個變量作為控制影響工業綠色全要素生產率的其他重要因素：環境規制(ER)、市場化水平(MS)和外商直接投資(FDI)。本文采用系統GMM方法估計上述動態面板模型，以克服變量內生性問題和有限樣本偏誤問題。

3.2 變量說明

由于中國在2011年國民經濟行業分類法發生了重大調整，考慮到工業行業合并和分拆可能帶來的測算偏誤以及統計口徑的一致性，本文以2012—2016年為研究時段，選取37個工業行業為研究樣本。以下為各變量的詳細指標說明。

(1)被解釋變量：綠色全要素生產率。為了將能源和環境要素的約束納入分析框架，本文參考Chen 等[10]構造的包含期望產出和非期望產出的生產可能性集合，采用ML指數對綠色全要素生產率進行了測算。其中，投入和產出指標的選取借鑒萬倫來等的研究[11]。

(2)核心解釋變量：信息化水平。參考韓先鋒等的研究對行業信息化水平進行測度[8]。從測算結果可以發現，各行業間的信息化水平指數差距明顯，排名最高的計算機、通信和其他電子設備制造業信息化水平平均指數高達0.9093，而排名最低的水的生產和供應業信息化水平平均指數僅為0.4625。從變化趨勢看，工業行業信息化整體水平有了較高水平的提升，從2012年的0.5843上升到2016年的0.6471，增長了10.75%。其中，汽車制造業信息化水平增長最快，增長幅度達到14.40%；計算機、通信和其他電子設備制造業雖然信息化水平最高，但在考察期內信息化水平增長最慢，增長幅度為4.78%；其余工業行業均表現出不同程度的增長態勢。

(3)控制變量：①研發投資強度。研發投資強度對于行業綠色增長具有重要影響，本文采用行業R&D經費支出占工業總產值的比重作為其代理變量。②環境規制。依據波特假說，適度的環境規制有利于刺激行業技術創新和節能減排。本文采用行業廢水和廢氣污染治理費用占工業總產值的比重作為其代理變量。③市場化水平。一般來說，行業市場化水平越高，創新溢出效應也就越顯著，資源配置效率也相對較高。本文采用行業非國有經濟單位職工人數與職工總數的比值作為其代理變量。④外商直接投資。外商直接投資可以通過示范效應、競爭效應以及技術溢出效應促進行業技術水平和能源效率的提升。本文采用行業內大中型工業企業中三資企業的工業總產值占比作為其代理變量。我們預期這些控制變量對工業綠色增長都具有顯著正向影響。

4 實證分析

4.1 工業綠色全要素生產率測算結果及分析

本文采用Matlab軟件，對工業綠色全要素生產率進行測算。從測算結果可以發現，各行業間的綠色增長指數差距明顯，排名最高的計算機、通信和其他電子設備制造業的平均值高達1.1788，而排名最低的黑色金屬冶煉及壓延加工業的平均值僅為0.9552。從變化趨勢看，工業行業綠色增長整體水平雖然穩步提升，但提升幅度不大，從2012—2013年的1.0338上升到2015—2016年的1.0382，僅增長了0.43%。非金屬礦采選業綠色增長指數增長最快，增長幅度達到1.32%，而農副食品加工業、紡織服裝、服飾業和非金屬礦物制品業在考察期內卻出現了不同程度的降低；其余工業行業均表現出不同程度的增長態勢。由此可見，工業綠色轉型整體發展較為緩慢。

通過對行業信息化水平與綠色增長指數的均值做聚類分析，本文將信息化與工業綠色增長的融合模式分為以下四類(見表1)。可以發現：①位于 “高信息化高綠色增長”融合模式的行業均為高新技術產業，這5個行業的顯著特點是信息化水平高，信息技術對這些行業的滲透速度和擴散速度快，能源消耗和環境污染物排放少，信息化促進行業綠色增長的作用明顯。但這些行業的占比還相對較低，僅為13.51%，由此可以看出進一步發展高新技術產業的必要性。②石油與天然氣開采業等13個行業呈現出 “高信息化低綠色增長”的融合模式，且行業占比高達35.14%；這些行業較多涉及石油加工、金屬冶煉以及電力等壟斷性行業，能源消耗和環境污染物排放程度相對較高，從而導致其綠色增長指數偏低；這些行業雖然具有較高的信息化水平，但對行業綠色增長的促進作用還相對不足。此類行業應適當實施制度變革和管理創新，引入競爭機制進一步倒逼行業信息化與工業化的深度融合，從而更好地發揮信息化對行業綠色增長的促進作用。③21.62%的工業行業呈現出 “低信息化高綠色增長”的融合模式，這些行業大部分都是傳統的制造業行業，雖然信息化建設還相對滯后，但能源消耗和環境污染物排放相對較少使得行業綠色增長指數相對較高。因此，應進一步加快這些行業的信息化建設和發展，以充分發揮其行業綠色增長優勢。④位于 “低信息化低綠色增長”融合模式的行業較多涉及采掘業和紙制品行業，其行業占比也相對較高，達到了29.73%。這些行業的特點是信息化水平較為滯后，行業綠色增長指數也不高。此類行業應加大信息化方面的投資，利用信息化改進其傳統的生產運營模式，盡快促進其行業高綠色增長。由此可見，當前工業行業信息化與工業綠色增長的融合效果并不理想，工業行業要整體邁入 “高信息化高綠色增長”的深度融合模式任重道遠。

表1 工業行業信息化與綠色增長融合模式

注：作者利用SPSS軟件進行聚類分析得到。

4.2 信息化對工業綠色增長的影響效應分析

本文采用stata12.0軟件對回歸模型進行系統GMM估計，結果見表2。AR(1)、AR(2)和Hansen過度識別檢驗表明模型設定合理，且工具變量的選取合理有效。

各模型中信息化系數均為正且通過了1%的顯著性檢驗，這說明信息化顯著有利于工業綠色增長，由此驗證了假設1成立，主要原因有以下幾個方面：①信息技術的高速發展和廣泛應用為工業行業創新發展提供了更加高效、智能的研發平臺和信息平臺，有效改善了行業技術活動的創新效率和管理效率，大大提高了行業生產活動的裝備技術水平和勞動生產率，從而較好地發揮了信息化對傳統生產要素的替代效應。②信息化不僅促進了工業內部重工業和輕工業的結構優化，更加速了傳統產業的改造升級，從而有效減少了工業行業中高能源消耗和高污染排放行業的能源消耗和環境污染物排放；而且信息化有利于工業企業設備的改造、升級和更新，為企業節能減排提供了更先進、更環保的綠色生產技術和生產流程，提高了企業的能源使用效率和污染物處理水平，從而更好地發揮了信息化對能源消耗的節能效應和對環境污染物的減排效應。③信息化的建設和

表2 信息化對工業綠色增長影響效應的動態GMM估計結果

注：*、**、***分別表示在10%、5%、1%的顯著性水平下顯著，括號內為漸進的t統計量，下同。

發展使得工業行業通過持續性技術創新不斷獲得競爭優勢，可以有效縮短新產品的研發周期和生產周期，增加產品的信息含量和技術附加值，提升行業經濟增長的科技貢獻度；同時，信息化還可以為供需雙方提供充分信息，提高決策效率和交易效率，減少交易成本和信息成本，這些都可以帶來信息化對經濟增長的促進效應。

信息化與研發投資強度的交叉項對工業綠色增長具有一定的正向影響，這表明研發投資強度顯著增強了信息化對工業綠色增長的促進作用。從控制變量來看，研發投資強度、環境規制、市場化水平對工業綠色增長都具有顯著正向影響，這與我們的理論預期相一致。超出預期的是外商直接投資對工業綠色增長的影響作用不顯著，可能的原因如下：一是外商直接投資在工業行業的投資結構仍以資源密集型和勞動密集型等價值鏈低端產業為主，并沒有帶來顯著的知識和技術外溢，還有可能在一定程度上帶來產能過剩、高能源消耗和高污染物排放，從而不利于工業綠色增長；二是外商投資在工業行業間的分布不均衡，大部分投資集中在重工業行業，而輕工業行業的外商投資比較少，由此導致在所有行業層面的回歸模型中外商直接投資的影響效應不顯著。

4.3 信息化對工業綠色增長的異質效應分析

本文引入信息化與行業特征虛擬變量的交叉項INF×dum來衡量信息化對工業綠色增長的異質性影響，其中，dum為反映行業特征的虛擬變量。模型 (5)～模型 (9)為依次加入信息化與技術水平(tec)、行業規模(avs)、能源消耗(ene)、環境污染(pol)和盈利能力(pro)等虛擬變量交叉項的回歸結果，模型(10)為加入所有交叉項的回歸結果，估計結果見表3。

表3 信息化對工業綠色增長異質效應的動態GMM估計結果

模型回歸結果當中，所有交叉項均通過1%或10%的顯著性檢驗，這說明信息化促進工業綠色增長的傳導機制具有顯著的行業異質性，由此驗證了假設2成立。①lnINF×tec系數顯著為正，說明信息化對高技術行業綠色增長的促進作用要大于中低技術行業。可能的原因是，隨著行業技術水平的提高，行業對信息化的依賴程度不斷增強，信息技術對行業的滲透速度和擴散速度明顯加快，從而使得信息化對工業綠色增長的促進作用更為明顯。②lnINF×avs系數顯著為負，表明信息化對中低規模行業綠色增長的促進作用要大于高規模行業，這可能是因為隨著行業平均規模的提高，其創新風險和創新難度也隨之提高，信息化對行業技術創新效率的促進作用逐步減弱，從而使得信息化對工業綠色增長的促進作用不斷降低。③lnINF×ene系數顯著為正，說明相對于高能耗行業，信息化對中低能耗行業綠色增長的促進作用更大。這可能是因為高能耗行業更多地涉及采掘業和資源密集型產業，信息技術對這些行業的滲透速度以及融合程度較低，從而使得信息化對這些行業綠色增長的促進作用相對較弱。④lnINF×pol系數顯著為負，說明相對于高污染行業，信息化對中低污染行業綠色增長的促進作用更大。這主要是因為行業污染程度越低，其對信息化的依賴程度相對越高，從而使得信息化對其綠色增長的促進作用更為明顯。⑤lnINF×pro系數顯著為正，說明相對于中低盈利行業，信息化對高盈利行業綠色增長的促進作用更大。這可能是因為隨著行業盈利能力的提高，行業對信息化的需求和要求也逐步提高，對信息化的投入力度也會增大，從而使得這種促進作用更為明顯。

5 結論與啟示

本文實證分析了信息化對工業綠色增長的影響及其行業異質性，研究結論表明：①信息化顯著有利于工業綠色增長，已成為促進工業綠色增長的新動力源泉；②信息化對工業綠色增長的促進作用具有顯著的行業異質性，在技術水平越高、平均規模越小、能源消耗越低、污染程度越小以及盈利能力越強的行業，這種促進作用越大。基于上述結論，本文得出以下啟示：

(1)充分發揮信息化對工業綠色增長的促進作用。一方面要以制造業2025為導向，逐步推動實施 “互聯網+”信息化計劃，在推動新一代信息技術中尋求創新，不斷提高信息化的支撐能力。另一方面要以促進工業轉型升級為主攻方向，加快推進信息化與工業化的深度融合，借鑒與創新并舉探索信息化發展新模式，不斷提高信息化的應用能力。

(2)更加注重信息化促進工業綠色增長的行業異質性影響。一方面，積極推行電子商務、供應鏈管理、生產運作管理等先進技術，進一步提高產品質量和科技附加值，利用信息化不斷推動傳統產業優化升級。另一方面，利用信息化加快構建綠色低碳產業體系，加快推廣節能減排新工藝和新技術，不斷推動能源密集型和污染密集型產業的發展模式由外延粗放式向內涵集約式轉變。