數字經濟對地區全要素能源效率的影響研究

李濤　沙瑋華

關鍵詞：數字經濟;全要素能源效率;貿易;中介效應;Tobit

中圖分類號：F426 文獻標識碼：A 文章編號：1003-7217（2022）03-0120-08

一、引言

我國正處在經濟高質量發展階段，依托強大的工業基礎與資源優勢發展的同時，資源枯竭與環境惡化的問題也逐漸凸顯。作為一個能源消耗大國，我國資源利用與環境治理正面臨著重重危機。中共中央“十四五”規劃綱要指出，要堅持推動綠色發展，強調綠水青山就是金山銀山，實現“雙碳目標”以及應對氣候變化國家自主貢獻的目標，做到單位GDP能耗下降13.5%，CO排放降低18%。十九屆五中全會也提出要推進能源革命，加快數字化建設，將發展重心轉向推動經濟體系優化升級，建設數字中國。現階段我國正致力于發展方式的綠色轉型，通過降低碳排放推進經濟高質量發展和生態環境高水平保護，因而降低能源強度、提高能源效率成為了重中之重。在《中國制造2025》中提出，要通過互聯網和信息化與各行業深度融合，促進技術進步，優化能源結構，引領社會綠色發展，關于大力發展能源互聯網的政策也在逐步完善。由此可見，能源發展和數字革命深度融合已成為大勢所趨，依托數字平臺充分釋放能源大數據價值，更是成為新時代保障國家能源安全、助力行業高質量發展的重要支撐。

國內外研究者從多個角度展開了大量研究，認為數字經濟對能源效率具有正向推動作用和積極影響。在此基礎上，學者們進一步分析了數字經濟對能效產生作用的影響渠道，張三峰和魏下海（2019）研究了中國制造業企業運用信息數字技術對能源強度產生的影響，文章基于技術進步和產業結構優化的中介效應，發現了二者間的正向促進作用。ICT的廣泛應用使機器設備與技術獲得升級，增強了制造與生產的柔性，綠色技術與資源的有效配置最終降低了能源強度。劉運材和沈琛（2021）從產業升級的中介效應角度，分析了互聯網發展對地區能效產生的作用，發現其促進效果呈現東—中—西部地區遞減的變化趨勢。肖遠飛和周萍萍（2021）同樣基于產業升級的作用渠道，分析了應用數字信息與通信技術對于地區環境高質量發展產生的促進作用，并且產業結構的合理化與地區產業共聚存在明顯的區域異質性。以要素配置和創新能力為中介分析數字經濟如何推動高質量發展而進行的研究中，馬中東和寧朝山（2020）發現數字經濟通過緩解勞動和資本要素配置扭曲，完善了要素市場化的配置結構和效率，有利于促進制造業高質量發展。穆永超（2020）認為，數字信息與通信技術提升了企業創新能力，促進了長三角地區高質量發展，由此得出結論：激發大眾創新創業是推動數字經濟釋放高質量發展紅利的重要機制與實施渠道。

通過對文獻的梳理，發現數字經濟從結構升級、技術創新、要素配置等多個渠道對能源效率產生了影響，但目前尚未有從市場貿易角度進行分析的研究，數字經濟是否會通過市場貿易這一渠道對地區能源效率產生影響？如何產生影響？通過對內貿易獲得溢出對能效產生的影響和參與國際貿易相比是否存在較大差異？針對以上疑問，本文將采用To-bit回歸和廣義矩估計方法，從市場貿易這一中介角度，分析數字經濟對能源效率產生的影響。

二、機制分析與研究假說

（一）數字經濟對能源效率的影響

互聯網數字技術的深入應用，一方面，有效解決了生產與生活中信息供需不平衡的矛盾，通過降低信息的交流與搜尋成本，提高交換頻率，滿足了生活與工作中雙方的大量信息需求;另一方面，數字信息技術對我國各行業如教育、餐飲、金融、娛樂等產生了深刻的影響，依托數字信息技術而不斷發展的電子商務和移動支付日漸普及，給人們的生活帶去了極大便利，更在一定程度上改變了人們的消費方式和交易模式。新冠肺炎疫情下出行的困難進一步加快了由傳統消費方式向基于數字技術進行的線上消費的轉變，由此可見，市場貿易在數字經濟的大環境下得到了升級發展。數字經濟與平臺的發展優化了我國貿易方式，擴大了貿易規模，由其引發的生產規模化降低了能源使用強度，同時商品間更加激烈的競爭以節能和高效的技術呈現在產品中，促進能源效率的提高。貿易的升級和優化使我國參與對外進出口時擁有更多的優勢，獲得了技術溢出帶來的先進生產設備和綠色創新技術，以及與節能措施統籌協同的管理方法。

（二）數字經濟對能源效率的中介影響機制

1.數字經濟強化了貿易對能源效率的溢出效應。數字經濟推動傳統貿易模式向數字化轉型，一方面，互聯網本身所蘊含的先進技術對市場貿易拓展產生了推動作用;另一方面，通過滲透效應使實體部門間產生更多聯動。數字技術作為生產要素投入市場交易和生產運營中，與經濟生活中各行業深度融合，降低了各部門間信息交換的成本與貿易不確定性，提高了生產、傳輸、儲存、銷售等多個環節的效率。由此，貿易規模不斷擴大，貿易效率得到質的提升。借助數字技術及互聯網平臺，電子商務、跨境電商等貿易新形式應運而生，它們及時反映市場需求的變動，調整供給內容，賦能國際與國內貿易升級。

根據內生經濟增長理論，技術進步是推動經濟增長與綠色發展的內在動力。國內外市場貿易的升級，增強了以進口先進產品為載體的有形學習，通過對內含的技術進行消化吸收與創新改進，有效提升本國的技術水平，其從貿易中獲得的技術溢出降低了產品的非期望排放。同時，經貿實力的提升使我國在同等價位與條件中擁有更多選擇權。從市場的需求側角度，消費市場中具有清潔技術、高能效性的性價比產品將獲得更多青睞。從供給側角度，企業會著重擴大生產能夠匹配自身生產技術與工藝水平的高質產品，縮減并替代低質邊緣與高能耗非環保產品的交易與進口，這就使得產品的進口核心度即產品進口額分布結構再配置得到提升，蠶食效應也將隨著進口規模的擴大和種類的增多而增強，最終使地區能效獲得提升。

2.數字經濟強化了市場貿易通過規模化對能源效率的轉化。數字與信息作為技術要素，與資本、勞動、土地等原始生產要素相互作用、快速流動、深度融合，縱向、橫向一體化程度加深，推進了產業同省及跨省共聚。基于數字技術實現的雙向信息高效傳輸使上游研發企業將數據與產品樣本快速傳遞至中下游企業，提升了生產效率;下游銷售企業通過提前制定廣告宣傳、銷售方案，提高了貿易效率。同時，銷售企業可快速向上反映市場需求變動，實現從需求挖掘、產品研發與生產、信息反饋到售后與升級的完整產業鏈閉環，產品、信息等要素高效快速流動，貿易競爭力極大提升。

貿易水平提升意味著生產規模擴大。基于規模報酬理論，當生產規模擴大后，單位產出投入減少，生產要素的利用率提升，貿易通過規模效應促進了能效提高。從資源集約化角度來看，生產資料的大批量生產可以降低能源投入，或通過提升綠色要素投入替換能源投入來提高能源利用效率。生產要素具有的不可分性特質，使得其在一定的限度和范圍內，能夠通過有效替換和最優結合發揮最大生產能力，生產規模較大的生產者比小規模的生產者能夠更有效地利用生產要素來促進能效提升。

3.數字經濟通過優化資源配置提升了市場競爭對能源效率的轉化。互聯網和數字技術的廣泛應用通過要素整合，及時為經貿產業捕捉市場信息與供需變化，實現市場高效整合。通過在生產、運輸、儲存、銷售等環節中按需分配最優生產要素，形成了信息流、貨物流間的高效循環，供給與需求的精準匹配減少了資源的冗余和浪費，最終提升資源配置效率。在經貿過程中，企業通過互聯網平臺獲得海量的產品信息，較低的搜尋與交流成本使得商品匹配難度下降，與此同時，互聯網平臺通過存儲與傳播功能大大提高了企業信息的透明度，匹配準確度和質量得到保障。

高效率匹配與定期更新換代的能力增加了我國參與國際貿易的競爭力。無論是進口環節更注重商品能效和技術而進行的有效選擇，還是出口環節為生產符合國外低能耗標準的環保產品以及對綠色研發技術投資的行為，都進一步促進了地區能源效率的提升。

（三）假說的提出

基于對以上文獻和機制的梳理，本文提出以下假說：

假說1 數字經濟通過引導資源的快速優化配置與再生，降低了能源強度，地區全要素能源效率獲得提高。

假說2 數字經濟有效整合了市場，提升了生產與貿易效率，通過市場貿易這一渠道降低了能源的無謂消耗，提升了地區全要素能源效率。

三、研究設計

（一）模型建立

1.DEA-SBM模型。傳統的DEA模型大多忽略了松弛變量對效率計算的影響。針對這一缺陷，Tone（2001）提出了非徑向非角度的SBM方向性距離函數模型。SBM在投入和產出的數量上沒有限制，通過避免徑向和角度選擇的效率差異，有效解決和評價多投入多產出的情況。

2.核心解釋變量：數字經濟（digital economy，DE），選取電信業務總量（DX）作為數字經濟指標。還選取了各省份移動電話交換機容量（YJ）、計算機和通信及其他電子設備制造業工業銷售產值（JX）、計算機制造業主營業務收入（JZ）三個變量作為數字經濟在穩健性檢驗中的替換變量。

3.中介變量：市場貿易（trade，Tr），選擇各地區貨運量（Intra）作為省際貿易的代理指標。使用按境內目的地和貨源地分貨物進出口額（JCK）、進口額（JK）、出口額（CK）作為各省份對外貿易的指標。

4.控制變量：（1）人均GDP（AGDP）。使用省份人均生產總值來觀測不同經濟水平對能源效率發展產生的作用，因年鑒中缺乏直接數據，使用地區生產總值當年價格與地區人口數量的比值表示。（2）環境規制（HJ）。使用各地區工業污染治理完成投資，即治理廢水、廢氣、固體廢物、噪聲和其他情況的完成投資額作為環境規制指標。（3）研發創新（RD）。使用各地區研究與試驗發展經費內部支出作為通過研發費用投入而帶來的科技與技術水平進步的指標。（4）外商直接投資（FDI）。使用各地區年末外商投資企業投資額來衡量。（5）財政制度（GZ）。使用各地區一般預算內財政支出來度量財政制度對地區全要素能源效率的作用。（6）地區技術水平（APA）。使用地區人均專利數量來觀測不同技術水平對于能源效率發展的作用，因缺乏直接數據，使用國內發明專利授權數與地區人口總數的比值表示。

自2010年以來，我國數字經濟迅速發展，針對數字與信息的數據統計不斷完善，但仍存在部分數據缺失以及未更新的情況。在《中國信息年鑒》中，數字經濟指標只更新到2018年，考慮到進行回歸需要全部年份全部指標的面板數據，所以全部指標均截取至2018年。本文選取了2011-2018年30個省份作為實證的研究對象，剔除西藏樣本。為了消除部分數據異方差對實證結果的影響，還對相關數據進行了對數化處理。使用的數據主要來源于《中國統計年鑒》《中國環境統計年鑒》《中國能源統計年鑒》《中國科技統計年鑒》《中國貿易外經統計年鑒》《中國城市統計年鑒》以及CEADs中國碳核算數據庫。

四、實證結果與分析

（一）數字經濟與全要素能源效率的關系：基準回歸結果

模型的基準回歸使用包含聚類穩健標準誤的混合Tobit回歸和隨機效應的面板Tobit進行實證回歸，檢驗了數字經濟與全要素能源效率二者間的關系。

地區數字經濟與全要素能源效率關系的檢驗結果如表1所示。前兩列數據是混合Tobit回歸的結果，列（1）未加入控制變量，數字經濟對能源效率存在正向促進作用。列（2）控制了其他可能對能效產生影響的變量后，二者間正相關關系加強，且在5%的水平上顯著，即數字技術與互聯網的深入發展促進了地區能效的提高。使用隨機效應的面板Tobit回歸進行估計，列（3）和列（4）數據中數字經濟的回歸系數分別為0.0642和0.1720，均在1%的水平上顯著。面板Tobit的LR檢驗值為0，結果強烈拒絕“H：σ=0”，說明數據存在個體效應，使用隨機效應面板Tobit回歸所得結果更加有效。根據列（2）、列（4）的回歸數據，可以看出數字經濟發展對能效具有顯著推動作用，是提高能效的有效途徑，假說1得到證實。控制變量中人均GDP（AGDP）、環境規制（HJ）、研發創新（RD）的回歸系數為正，說明地區經濟發展水平和創新技術水平越高，越有利于推動能效提高。而適當針對環境規范提出的法規與約束也在一定程度上促進了能效提高。地區技術水平（APA）、外商直接投資（FDI）、財政制度（GZ）的回歸系數為負，說明這些因素抑制了能效提高。技術水平的提升，在前期需要大量先進技術的投入，學習、人力、物力成本使得部分中小企業望而卻步。地區行業及企業依托地理位置與資源條件形成了符合區域特征的發展模式，突破現有運營模式，實現生產或服務技術的升級往往存在著一定門檻與成本，例如為了提升綠色能源技術而進行的研發投入增加了企業除原本生產外的其他生產與研發成本，導致其在短時間內不利于能效的提高。外商直接投資企業印證了“污染避難所假說”，針對工業行業等能源強度較大行業的投資，在一定程度上促進了中間品貿易的擴大，在短期內不利于能源效率的提高，而政府財政制度針對扶持能源的項目仍是少數，因此，其在短期內不利于能效提升。

（二）穩健性檢驗

針對核心解釋變量進行替換，對模型與數據的穩健性進行檢驗，分別使用混合Tobit回歸與隨機效應的面板Tobit回歸，結果顯示：（1）采用移動電話交換機容量作為數字經濟的替換指標時，回歸系數為正，說明數字信息技術的應用推動了能源效率的提高，控制變量對能效產生的影響與基準回歸中基本上相同，模型具有穩健性，假說1得到驗證。（2）采用計算機、通信及其他電子設備制造業工業銷售產值替換核心解釋變量時，回歸系數分別為0.1100和0.0575，控制變量對能效的作用方向保持不變，模型與指標相對穩健。（3）使用計算機制造業主營業務收入作為數字經濟的替換指標時，結果為正，與前者基本一致。其他控制變量對能效的作用方向保持不變，模型與指標相對穩健。

（三）異質性檢驗

在已有的研究中，數字經濟的發展和其對能效的轉化以及影響因經濟發展水平與技術先進程度的不同而存在差距，本文針對三大經濟分區進行異質性檢驗，并分別使用混合Tobit與隨機效應的面板Tobit模型進行回歸。30個省份按照傳統三大經濟分區分為東部地區、中部地區和西部地區，檢驗不同地區的數字經濟發展對能源效率產生的影響，回歸結果顯示，東部、中部、西部地區數字信息技術的應用均對地區全要素能源效率的提升產生了正向的促進作用。在回歸中LR檢驗值為0，說明使用隨機效應的面板Tobit回歸數據來解釋模型具有更高的可信度。在其他條件不變的情況下，數字經濟的回歸系數分別為0.2280，0.1580，0.2070，在1%和5%的水平上顯著為正，地區間經濟發展水平的差異在一定程度上造成了互聯網信息技術應用的差異。

東部地區擁有眾多地理及區位優勢，數字經濟對能效的促進作用最為明顯。東部經濟實力雄厚，市場發展活躍，開放程度高，是電商、互聯網銷售等新興數字產業產生和發展的重要地區，數字技術與各行各業充分融合，使需求端和供給端緊密連接，形成信息流、貨物流間的高效循環，通過精準匹配提升了資源配置與使用效率，能源效率得到了加強。

長江上下游經濟帶、黃河流域經濟高質量發展、成渝地區雙城經濟圈崛起等國家區域發展戰略的接連實施，使西部地區數字經濟處在非常重要的發展階段。通過促進基礎設施的互聯互通，為西部對內對外開放、突破經濟格局束縛創造了良好的條件。數字技術的深入應用促進西部積極參與東部金融、信息產業建設，提高產業融合、技術融合，進而推動地區能效提高。

中部地區數字經濟發展水平相對較低，競爭力弱。一方面，研發創新重心向東部傾斜，知名高校、科研院所等扎堆于東部沿海地區，存在區域差異大、發展不平衡的問題。另一方面，數字經濟通常最先引入高新技術產業，市場準入門檻高，中部地區企業無法快速突出重圍，因此獲得先進數字技術以提高能效的渠道較少。如何搭乘數字經濟發展的便車，助力數字建設，將傳統產業與數字技術深度融合推動經濟轉型，成為中部地區進一步提升地區能效、改善發展質量需要思考的關鍵議題。

（四）中介效應檢驗

中介效應模型的檢驗步驟如下：第一，觀察式（5）中的參數β，如果顯著，則中介效應第一步成立，進行后續的檢驗。第二，依次檢驗式（6）和式（7）中的參數φ、ψ，若兩者均顯著，證明模型存在中介效應。第三，觀察式（7）中的參數β′，若β′顯著，說明模型存在部分中介效應;若不顯著，則存在完全中介效應。

將市場貿易作為中介，分析數字經濟基于市場貿易途徑對能源效率產生的影響。研究在國內、國際兩種市場及國內、國外兩種貿易方式下，數字經濟對能效產生的不同影響，通過對外貿易中出口和進口以及省際數據，檢驗中介效應是否發揮了顯著作用。為了降低內生性、序列相關和小樣本偏誤，降低因時間的延續性對當期數據產生的偏差，模型通過引入被解釋變量滯后一期項的廣義矩估計對中介效應進行了回歸。

中介效應的具體結果見表2。模型一、模型二、模型三的中介變量分別為進出口貿易、出口貿易和進口貿易，是數字經濟通過國際市場對能效產生影響的實證結果;模型四的中介變量為省際貿易，是數字經濟通過國內市場省際貿易對能效產生影響的實證結果。其中模型二出口貿易的中介效應不顯著，這可能是由于重工業產品和加工類產品仍然占據一定的出口比重，能源消耗大而節能技術含量較低，甚至部分加工過程不涉及節能，所以一定程度上不會推動技術升級。從回歸結果看，模型一、三、四中能源效率的滯后一期項系數均顯著為正，說明全要素能源效率的變化趨勢在時間上具有較強的前后連貫性，即滯后一期對當期增長產生了正向影響。各中介變量的滯后一期項均通過了1%水平的顯著性檢驗。采用Arella-no-Bond統計量檢驗模型檢驗了數據是否存在序列相關性，AR（1）的p值均小于0.1，AR（2）的p值均大于0.1，說明誤差項的差分存在一階自相關，但不存在二階自相關，即GMM估計量具有一致性。中介效應模型中使用的控制變量與基礎回歸相同，即人均GDP、環境規制、研發創新、外商直接投資、財政制度和地區技術水平。四個模型均控制了以上變量。

模型三分析了進口貿易作為中介變量對能效產生的影響，列（7）和列（8）的檢驗中，數字經濟系數都在1%的水平上顯著，表明數字技術的應用對地區能效發揮了促進作用，且有效促進了進口貿易的發展。列（9）中，解釋變量DE和中介變量Tr分別通過了1%和5%的顯著性水平，可以認為存在部分中介效應，數字經濟的應用促進了通過進口貿易獲得的技術溢出，先進節能技術與綠色生產技術的習得推動了地區能效提升。

模型四中，三個方程在1%的水平上均顯著為正，由此說明，生產運營中廣泛應用數字信息技術，加速了要素流動，使生產要素間充分組合，同時數字經濟本身具備的先進技術推動了機器設備和生產技術更新升級，最終能源強度降低。新的生產范式使企業面對復雜的市場需求時更加靈活地調整生產節奏，減少資源過度投入和浪費，進而提升能源利用效率。

由此可見，數字經濟通過國際貿易和省際貿易均對地區全要素能源效率的提升產生了一定的促進和強化作用。從程度上來看，國際貿易作為中介使數字經濟對能源效率的促進作用相對更強。在雙循環背景下，仍需加強國際貿易的發展，使其更好地服務國內市場，推動地區能效的提高。

五、結論與政策建議

數字經濟是新一輪技術與產業革命的重要支撐，加快發展數字經濟推動能源效率提升，促進經濟綠色轉型是事關我國能否實現高質量發展目標的決勝點，也是雙碳戰略有效實施的重要保障。本文基于2011—2018年30個省域數字經濟、全要素能源效率以及國內外貿易數據構建了實證模型，得出了如下的主要結論。

第一，數字經濟對地區全要素能源效率的提高具有顯著的正向推動作用。從數字經濟直接產生影響的角度，其本身所蘊含的先進技術通過與各行業充分融合，降低了信息搜索與交易成本，生產、交換、分配、消費等眾多環節的效率獲得提高，供需精準匹配，減少了能源的無謂消耗。從間接作用的角度，數字技術的擴散提高了不同部門間資源的配置效率，也提供了監督各部門能源消耗的有效途徑。

第二，數字經濟對地區全要素能源效率的影響存在顯著的中介效應，市場貿易是重要的傳導途徑。實證結果發現數字技術通過國內外市場貿易對地區能源效率均產生了顯著的正向促進作用，而通過國際市場貿易，數字經濟對地區能源效率的提升作用更加明顯。說明市場貿易是數字經濟提升能源效率的一個有效途徑，國內外市場對數字經濟發揮強化能效的作用提供了有力的載體，目前通過國外市場技術外溢在能源行業獲得的助益相對更大。

第三，數字經濟對能源效率的強化作用呈東一西一中部地區逐漸遞減的變化趨勢。說明數字經濟和能源效率因地理區位不同導致了發展的差異，存在結構性失衡的問題。各地區通過數字化發展最終對能源效率的提升也因為地域發展水平的不同存在較大的差距。

針對以上結論，本文提出了以下政策建議。

第一，政府要積極推動地區數字經濟與企業數字化發展，提高數字經濟在促進地區全要素能源效率中的作用。首先，發揮政府信息化示范工程的帶動作用，引導企業將數字技術應用于能源行業的全過程中，強化企業應用“互聯網+”與能源行業深度結合的意識。其次，政府在引導社會與企業綠色發展的同時，也要利用數字技術提供的便利，擔負起監督各部門能源消耗的任務，制定合理有效的環境規制以約束企業的非可持續性行為。

第二，政府要強化數字經濟通過市場貿易對能源效率的提升作用。相比省際貿易，數字經濟通過對外貿易獲得的能源效率的強化作用更顯著，如何將參與國外市場獲得的優勢進一步引進并轉化為國內優勢，需要政府在其中發力，引導企業尤其是能源相關企業擴大對節能技術研發的投入，強化企業綠色生產意識。在積極構建雙循環新發展格局的時期，要持續釋放中國國內市場消費與需求動力，推動市場供給側的創新與改革，提高產品的能源使用率，更要借助國際市場優勢推動國內市場發展。

第三，政府要大力推進各地區數字經濟與能源產業的均衡發展。我國幅員遼闊，各地區發展水平呈現出一定差異，如果忽視其差異與特色產業，設定統一的發展規劃，將不利于地區間數字經濟和能源行業的融合。針對目前低能效省份的發展現狀，要加大投資與扶持力度，推動地方能源行業與支柱型產業的節能發展。針對高能效省份集聚型產業的不同行業，實現同省與跨省分布的有效整合.降低無謂的能源消耗。同一行業間，實現低能效企業積極引進先進技術與發展模式，不斷突破現有技術，最終推動能源互聯網在全國范圍的布局建設。