高技術產業集聚、技術溢出與碳生產率

崔春山，鄭海燕

（哈爾濱商業大學，黑龍江 哈爾濱 150028）

一、引言

“低碳經濟”本質上屬于推動經濟增長時借助各類技術手段減少溫室氣體排放，進而達到經濟社會發展與生態環境保護雙贏的一類發展模式[1]。自“低碳經濟”發展模式提出以來，借助技術創新、制度創新、產業轉型、新能源開發來減少高碳能源消耗已成為全球共識。2021 年9 月，習近平總書記在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上發表重要講話，“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現碳中和。”碳生產率作為識別低碳經濟發展水平的重要指標，不僅可以精準衡量經濟發展與二氧化碳排放脫鉤程度，更可研判碳達峰、碳中和政策目標進度[2]。碳生產率一般是由一定時期內某一國家（地區） 生產總值總量與同期二氧化碳排放量之比表示，數字越高表明單位綠色發展效率越顯著[3]。可以認為，提高碳生產率水平是塑造低碳經濟體系、踐行雙碳目標的關鍵所在。

現階段，有關碳生產率的研究已成為國內學者關注的焦點，尤以碳生產率影響因素最為熱點。既有研究表明技術溢出[4]、產業結構合理化[5]、技術進步[6]、技術創新績效[7]與全球價值鏈嵌入[8]等因素能夠有效提升碳生產率，而出口商品結構[9]和能源結構[10]會降低碳生產率。可以知悉，已有研究肯定技術溢出、產業集聚對提升碳生產率的促進作用，但并未將此三者納入同一框架進行深入探析，亟待進一步深入研究。值得注意的是，內生經濟理論表明高技術產業集聚產生技術溢出的現象更加顯著。那么，高技術產業集聚能否提高碳生產率水平，以及技術溢出在高技術產業集聚對碳生產率影響過程中發揮何種作用？探討明晰上述問題，對塑造低碳經濟體系、踐行雙碳目標具有重要意義。因此，文章將高技術產業集聚、技術溢出以及碳生產率納入統一研究范疇，并以2009—2020 年中國29 個省份數據為研究樣本，借助動態空間杜賓模型探討高技術產業集聚對碳生產率的影響，進一步分析技術溢出在影響過程中的具體效應，期望對雙碳目標推進以及塑造低碳經濟體系相關決策提供理論和實踐依據。

二、理論假設

目前，國內高技術產業普遍是以“以點帶面、局部帶動整體”的發展模式為主，導致中國地區高技術產業之間經濟發展存在顯著差異，引致空間非均質現象，這也是高技術產業發展的典型空間集聚特征[11]。高技術產業集聚對碳生產率的影響機制可從以下幾點進行分析：第一，高技術產業集聚通過優化分工提升碳生產率。高技術產業集聚區內部橫向集聚與縱向集聚所催生的專業化分工，可有效提高生產效率，降低單位產出碳排放量[12]。根據碳生產率的測算方式來看，碳排放量應當位于分母位置。也就是說，專業化分工可通過降低單位產出碳排放量的方式提高碳生產率。第二，高技術產業集聚通過發揮規模經濟效應提升碳生產率。伴隨產業生產規模逐步擴大，生產效率、技術效率和流通效率會得到顯著提升，并形成規模經濟效應[13]。換言之，高技術產業集聚的規模經濟效應可在減少產業碳排放的同時，減少各生產要素及能源投入，降低碳排放量。第三，產業集聚有效發揮高技術產業間帶動優勢和競爭優勢，提升碳生產率。高技術產業集聚可以加強企業間交流與合作，深化產業間和產業內分工，擴大技術進步優勢，進而通過提升單位產值促使碳生產率提高[14]。在此過程中，產業集聚在空間上的極化使得該地區資源消耗劇增，引致區域環境質量問題。但政府部門環境規制以及企業環保意識增強亦能有效促進高技術產業綠色低碳發展，亦可紓解環境質量問題。就此，提出如下假設：

假設H1：高技術產業集聚與碳生產率呈顯著正相關關系。

產業集聚技術溢出效應主要是指產業專業化集聚與多樣化集聚所催生的技術進步。一方面，企業間技術溢出。諸多高技術企業為合理配置資源、促進企業間相互競爭學習，漸次集聚在某一地區，形成空間集聚。而企業空間集聚可提升集聚區專業化水平，使集聚區內高技術企業共享技術，即產生企業間技術溢出[15]。另一方面，產業間技術溢出。不同產業或上下游產業為減少交易費用、接近市場，隨同高技術產業進行空間集聚。在此過程中，產業間技術合作和技術轉移行為會產生外部經濟，即形成產業間技術溢出[16]。而內生經濟理論以及多數學者研究證明技術創新正是技術溢出、技術進步的直接產物，可由技術創新表征技術溢出效應[17]。

首先，高技術企業間技術溢出通過人員流動促進技術創新。在產業集聚態勢下，高技術企業可獲得更適合崗位要求的人力資源，使得勞動力更好利用專長，有效發揮創新潛能。同時，集聚區內較高人員流動性促進信息交流，進一步增強技術溢出對創新績效的影響[18]。其次，高技術產業間技術溢出通過中間性組織的產生和發展，能夠促進技術創新。基于互促共進需求和技術溢出效應，高技術產業集聚區產業間技術合作會誘發中間性創新組織出現。其中，中間性創新組織的出現可促進產業間協同效應，加快產品多樣化生產和產品變異。在一定程度上，資源的集成和產業間有效協同使得單個產業與其他產業、研究中心、技術轉移中心形成產業合作網絡，發揮單個產業所不具備的創新集聚優勢[19]。最后，高技術企業間技術溢出通過市場競爭提升集聚區創新績效。高技術產業集聚下市場競爭日趨加大，倒逼集聚區內企業加大創新投入和提高技術水平，以強化競爭優勢。由此可知，高技術產業集聚所形成的技術溢出效應也會推動技術創新，進一步影響碳生產率。就此，提出如下假設：

假設H2：技術溢出在高技術產業集聚對碳生產率影響中存在顯著正向杠桿作用。

三、研究設計

1.變量選擇

（1） 被解釋變量：碳生產率(CP)

根據Kaya&Rokobori(1997)[20]所界定的碳生產率計算公式，使用一定時期內中國各省份生產總值總量與同期二氧化碳排放量之比表示。其中，碳排放量通過《省級溫室氣體清單編制指南》計算方法獲得。

（2） 核心解釋變量：高技術產業集聚度(HTIC)

區位熵通常用于表示某一區域要素的空間分布情況，集中反映某一產業部門的專業化程度。而高技術產業集聚本質屬于一類空間狀態，符合區位熵應用標準。因此，參考吳燕與謝童偉(2020)[21]的做法，借助區位熵衡量高技術產業集聚度。

（3） 調節變量：技術溢出(TS)

技術溢出屬于虛擬指標，尚無直接數據可以體現。參照孔曉妮、鄧峰(2016)[22]的處理方法對技術溢出對應數值進行測算，即技術溢出等于存在技術溢出省份的研發支出。加權求和處理后，將技術溢出變量定義為：

其中，RDj為技術溢出省份的研發支出；Oij為技術溢出的權重系數。由于省份間距離與省份間技術溢出的空間權重系數密切相關，將技術溢出的權重系數確定為：Oij=exp(-1.2dij/Di)，推導得知技術溢出TSRit測算方式為：

式中，dij為省份i 與j 的省會城市直線距離，且dij≤800，Di為省份與其距離dij≤800 省會城市直線距離平均值。

（4） 控制變量

鑒于產業結構合理化、經濟增長、全球價值鏈嵌入與能源結構等因素均對碳生產率產生影響，為避免遺漏變量對實證結果產生偏誤，將上述指標作為控制變量引入計量模型。其中，產業結構合理化(ISO)是指在現有技術水平下，通過要素流動使不同產業之間的供求比例結構達到均衡狀態，用第三產業產值與第二產業產值比值表征；經濟增長(EG)用各省份人均實際GDP 表示；全球價值鏈指數(GVC)由世界投入產出推導而來，用以衡量一國參與全球生產國專業化分工程度。計算公式GVC=VSL+FSH，VSL 代表本國中間品出口在第三國出口中的份額，FSH 表示本國中間品和最終品出口中的外國增加值份額；能源強度(EI)采用煤炭消費占能源消費總量的比率來衡量。

2.數據來源及處理

基于數據可得性和一致性，剔除西藏、新疆和港澳臺地區，選擇2009—2020 年中國29 個省份的年度數據作為樣本。各種能源品種數據取自歷年《中國能源統計年鑒》的地區能源平衡表。考慮到燃料熱值變化，折標煤系數分別根據2010 年、2015年中國能源平衡表的標準量與實物量進行折算而得。行業GDP數據來自各期各省份統計年鑒，通過GDP 平減指數將名義GDP轉化成實際GDP。同時，以2009 年為基準年，以2020 年為比較年，將所有數據調整為2009 年不變價。其他數據來源于政府間氣候變化專門委員會編制的《2006 年IPCC 國家溫室氣體清單指南》《中國統計年鑒》以及各省份統計年鑒、統計公報及國家統計局網站。對于偶有缺失數據，采用線性插值法補全。

3.模型構建

由于產業集聚和技術溢出原因，目標省份碳生產率水平可能會對周邊鄰近省份碳生產率水平產生影響，表現出空間關聯。需要注意的是，實證模型存在雙向因果關系，會導致最終測算的碳生產率反應函數OLS 估計結果誤差。動態空間杜賓模型同時包含被解釋變量的滯后項和解釋變量的滯后項，不僅能夠處理內生性問題，還能有效降低空間自回歸系數的有偏性。因此選擇動態空間杜賓模型進行檢驗，表達式如下：

式中，CP 為碳生產率；HTIC 表示高技術產業集聚度；TS表示技術溢出；X 為控制變量集合；i 為中國各省份；j 代表i省份周邊鄰近省份；n 為省份數量，n=29；W 表示經濟距離權重矩陣；β 表示碳生產率的滯后項系數；β′為碳生產率空間自回歸系數，代表本地碳生產率與鄰近地區碳生產率空間相關程度；χ 代表省份i 高技術產業集聚對碳生產率的影響系數；χ′為省份j 的高技術產業集聚對碳生產率的影響系數；δ 是省份i 技術溢出對碳生產率的影響系數，δ′表征省份j 的技術溢出對碳生產率的影響系數；ε 為省份i 技術溢出的調節效應系數，ε′表示省份j 技術溢出的調節效應系數；φ 是省份i 控制變量集合對碳生產率的影響系數，φ′代表省份j 控制變量集合對碳生產率的影響系數；t 為時間系數；φ 為個體效應系數；γ 為時間效應系數；η 表示殘差項。

四、實證分析

1.回歸分析

（1） 高技術產業集聚對碳生產率的影響

空間計量模型中由于存在變量的空間滯后項，估計系數不能表明解釋變量對被解釋變量影響程度的大小，為檢驗解釋變量對被解釋變量的邊際貢獻，需分析模型的總效應、直接效應、間接效應。因此，根據劉明、趙彥云(2018)的空間計量模型偏微分計算方法，將核心解釋變量對被解釋變量的總效應分解為直接效應和間接效應，檢驗結果如表1 所示。

表1 高技術產業集聚對碳生產率的影響

表1 數據顯示，高技術產業集聚與碳生產率之間顯著正相關，且長期效應大于短期效應，代表高技術產業集聚能夠顯著推動碳生產率水平提升。由此，假設H1 得以初步印證。在直接效應中，目標省份高技術產業集聚與碳生產率呈正相關關系，證明高技術產業集聚可促進地區資產要素、人員要素和資金要素空間流動，提升地區資源配置效率，進而提高碳生產率。在間接效應中，目標省份高技術產業集聚與鄰近省份碳生產率顯著正相關，表明高技術產業集聚對碳生產率的影響存在正向空間溢出效應。分析長短期效應可知，高技術產業集聚對碳生產率的短期促進效應較為突出。究其原因可能在于，目標省份高技術產業集聚通過加強個人、企業間知識與技術共享，促進技術進步，進而提升碳生產率。同時，隨著目標省份高技術產業集聚，產業鏈日趨完善，進一步推動單位碳排放研發效率和技術創新效率提升。此外，周邊省份亦受到目標省份高技術產業集聚影響，發展與目標省份發達產業互動關聯的合作產業，提高區域自主創新能力，進而提升碳生產率。

就其他控制變量來看，產業結構合理化與碳生產率具有顯著正相關性，表明產業結構合理化程度越高越可以推動地區碳生產率提升。這是由于產業結構調整能夠優化資源配置，進而提升資源投入產出效率；經濟增長水平與碳生產率之間具有顯著正相關性，意味著經濟增長對碳生產率具有推動作用。經濟增長水平高的省份具有較高水平的基礎設施和較高質量經濟循環機制，有效推動綠色發展，從而為碳生產效率提升提供經濟基礎；全球價值鏈指數與碳生產率顯著正相關，說明隨著全球價值鏈嵌入程度提高，地區碳生產率也同樣得到提升。究其原因可能在于全球價值鏈嵌入具有結構升級效應，而產業結構升級也會帶動能源消費結構升級，進而減少碳排放量，提高地區碳生產率；能源強度與碳生產率之間呈顯著負相關，表明單位生產總值所消耗能源越多，其投入產出結構越不平衡，對碳生產率水平提升具有負面影響。

（2） 技術溢出對高技術產業集聚與碳生產率關系的調節效應

根據表2 結果所示：從總效應看，技術溢出在高技術產業集聚對碳生產率的影響中具有顯著正向調節作用，即技術溢出強度越大，高技術產業集聚對碳生產率的積極推動效應就越明顯，由此證實假設H2。從直接效應看，高技術產業集聚能夠為目標省份經濟發展提供創新要素與人員要素流動，進而加強當地資源要素配置率，推動碳生產率提升；隨著高技術產業集聚持續推進，創新要素集聚水平得以提升，進而產生更高的技術溢出效應，提高目標省份碳生產率水平。從間接效應看，目標省份由于高技術產業集聚所產生的高水平技術研發團隊、先進的生產設備及工藝流程會對鄰近省份產業發展和經濟發展形成拉動作用，從而促使鄰近省份產業創新效率和綠色發展效能得以提高；目標省份高技術產業集聚可為鄰近省份高技術產業發展發揮帶動作用，推動鄰近省份產業獲得正確發展方向，進而降低單位產值的碳排放量。從長期效應和短期效應看，技術溢出對高技術產業集聚與碳生產率關系的長期調節效應大于短期調節效應。分析技術溢出與碳生產率相關性可知，總效應、直接效應與間接效應均表現出顯著正相關性。這表明技術溢出不僅在高技術產業集聚與碳生產率關系中具有杠桿效應，還能推動碳生產效率提升。

表2 技術溢出對高技術產業集聚與碳生產率關系的調節效應

2.異質性檢驗

（1） 產業異質性檢驗

考慮到不同類型高技術產業集聚對碳生產率的推動效應可能存在異質性，將高技術產業劃分為高技術制造業和高技術服務業進行檢驗，結果見表3。高技術制造業和高技術服務業集聚均顯著提高全域碳生產率水平，但高技術制造業集聚對碳生產率的促進作用大于高技術服務業。此外，在不同高技術產業集聚中，技術溢出始終對其碳生產率促進作用具有杠桿效應。這是由于在不同高技術產業集聚提升碳生產率過程中，不同產業間技術溢出存在差異性，其杠桿效應同樣具有異質性。相對于高技術制造業，高技術服務業技術溢出效應在產業集聚提升碳生產率過程中的杠桿作用更大。這可能是由于高技術服務業要素結構較為復雜，技術水平相對較高，技術溢出效應更強。

表3 高技術產業集聚、技術溢出對碳生產率影響的產業異質性

（2） 區域異質性檢驗

文章將29 個省份劃分為東、中、西部三個區域，進一步探討區域異質性對高技術產業集聚與碳生產率關系的影響，回歸分析結果見表4。從長期、短期效應看，西部地區高技術產業集聚對碳生產率水平提升作用較為顯著。究其原因可能在于，西部地區具有豐富的資源優勢，使得高技術產業集聚可通過提高資源要素結構，極大提升資源優勢，進而推動經濟發展、加快碳生產率水平提升。同時，由于西部地區創新水平較低，高技術產業集聚產生技術溢出效應，通過示范帶動、競爭優化等方式有效加強西部地區創新能力。因此，技術溢出在西部地區能夠更有效加強高技術產業集聚，提升碳生產率。就東部地區和中部地區而言，高技術產業集聚同樣可提升碳生產率水平，但從研究數據可知其促進效應小于西部地區促進效應。這說明高技術產業集聚可孵化更高水平創新能力，促進東、中部地區低碳發展，推進碳生產率提升。同時，東部地區和中部地區高技術產業集聚對碳生產率的提升可能存在門檻效應，適度集聚有助于緩解東部和中部地區環境惡化。

表4 高技術產業集聚、技術溢出對碳生產率影響的區域異質性

3.穩健性檢驗

在基準空間計量模型的基礎上，將鄰接權重矩陣和距離權重矩陣引入動態SDM面板模型中。同時，采用馬昱等(2020)的方法重新測算高技術產業集聚度。穩健性檢驗結果顯示，主要解釋變量與基準空間計量模型的顯著性和方向基本一致，表明文章的研究結論基本可靠。換言之，高技術產業集聚能顯著提升碳生產率，同時技術溢出在高技術產業集聚對碳生產率的影響中產生正向杠桿作用。

五、結論與建議

1.結論

通過構建動態空間杜賓模型，以2009—2020 年為研究期，探究中國高技術產業集聚、技術溢出對碳生產率的影響。第一，高技術產業集聚能顯著提高全域碳生產率水平，且技術溢出在高技術產業集聚對碳生產率的影響中具有正向杠桿作用；第二，高技術產業集聚、技術溢出對碳生產率影響的行業異質性檢驗顯示，高技術制造業與高技術服務業集聚均能顯著促進碳生產率提升，但高技術制造業對碳生產率的促進作用大于高技術服務業；而技術溢出對高技術服務業影響碳生產率的正向杠桿效應強于高技術制造業；第三，高技術產業集聚、技術溢出對碳生產率影響的區域異質性分析表明，三大區域高技術產業集聚能顯著提高碳生產率。一是高技術產業集聚能顯著推動全域碳生產率水平提升，在此過程中技術溢出發揮正向杠桿作用；二是行業異質性檢驗顯示，高技術制造業與高技術服務業集聚均可顯著促進碳生產率提升，其中高技術制造業的碳生產率提升效應大于高技術服務業；而技術溢出對高技術服務業影響碳生產率的正向杠桿效應強于高技術制造業；三是區域異質性分析表明，三大區域高技術產業集聚能顯著提高碳生產率。東、中部地區高技術產業集聚對碳生產率的促進作用小于西部地區，但技術溢出的杠桿作用強于西部地區。

2.建議

首先，推進高技術產業供給側改革。根據實證結果來看，技術溢出在高技術產業集聚對碳生產率的影響中具有正向杠桿作用。鑒于此，國家和地方政府應充分發揮宏觀引領作用，推進高技術產業供給側改革，發揮技術溢出作用。政府部門應當不斷剔除高技術產業園區高排放、低技術企業，引進新企業落戶、外資企業入駐，利用創新技術賦能環境規制。另外，政府在鼓勵高技術產業集聚的同時，為原來的高技術企業提供先進機械設備、工藝流程、減排技術相關配套設施，盡可能地降低高技術產業集聚所帶來的環境污染。

其次，優化區域高技術產業資源配置。依據實證結果表示，高技術服務業、高技術制造業均可促進碳生產率提升，而高技術制造業集聚對碳生產率的影響更加顯著。有鑒于此，地方政府應當優化區域高技術制造業資源配置，提高高技術制造業資源利用效率和協同效率，提升整體碳生產率水平。一方面，政府部門應適度向高技術制造業傾斜政策資源，通過資金貸款支持、技術幫助促進高技術制造業協同集聚，繼而對綠色發展產生更強驅動效應。另一方面，高技術行業協會可通過搭建產業間協同技術創新平臺，促進區域內、跨省域高技術制造業平臺交流并合理分配資源，借以提高資源配置效率。

最后，打造西部地區高技術產業集聚園區。對西部地區而言，其創新水平較之于東部地區存在一定差距，削弱了技術溢出的杠桿作用。因此，西部地區發展戰略、產業政策的制定應當充分融合國家產業集聚發展戰略的新形勢與新要求，通過不斷提升區域開放度水平及高技術產業集聚，以技術創新來促進碳生產率逐步提升。政府應加大交通、通信、環境衛生等工程性基礎設施以及教育、醫療、社會福利等社會性基礎設施投入，加強高技術產業集聚基礎條件。同時，應打通地區間合作通道，通過打造示范性經濟發展圈，帶動各地區高技術產業集聚，從而推動全國碳生產率提升。