數字經濟改善了區域碳排放水平嗎？
——基于減排和增效兩個視角

■楊潔 石依婷

一、引言

近年來，全球溫室氣體排放所引發的氣候災難已經嚴重破壞了人類的生存環境，全球變暖成為人類面臨的巨大挑戰。據聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發布的《氣候變化2021：公眾摘要》顯示，2020 年全球氣溫與19 世紀末相比上升了1.1 攝氏度。2015 年各國領導人參與制定的《巴黎協定》中提到要將全球氣溫的升溫幅度控制在1.5攝氏度以內。就目前局勢而言，氣溫上限很可能將在2030年被突破，這比IPCC 作出的預估提前了10 年。作為負責任大國，我國于2020年9月向全世界莊嚴承諾“中國將于2030 年實現碳達峰，2060 年實現碳中和”。當前，我國的主要任務是扎實推進低碳發展，以達成“雙碳”目標的實現。因此，協調好發展與減排之間的關系是必然之舉。

隨著“大智移云”的興起，數字經濟逐漸滲透到社會生產、居民生活的方方面面，成為社會變革和經濟高質量發展的重要引擎[1]。根據《中國數字經濟發展白皮書（2021）》，2020 年中國數字經濟保持9.7%的高位增長，數字經濟規模高達39.2 萬億元，占GDP 比重已超過1/3[2]。當前，中國正面臨著“雙碳”目標與經濟下行的雙重壓力，數字經濟能否成為賦能綠色低碳轉型的制勝法寶，以“減排”與“增效”雙重紅利來抵抗壓力？在“雙碳”目標的時代背景下探究上述問題的結論與內在機制，對于中國實現“碳達峰與碳中和”具有重要的現實意義。因此，本文基于減少碳排放、提升碳生產率兩個視角來研究數字經濟能否改善區域碳排放水平及其內在機制，為區域碳減排的實現路徑提供政策依據和理論指引。

二、文獻綜述

（一）數字經濟文獻綜述

當前，海量數據支撐著人們的生產與生活，讓數字超越了其本身的傳統意義，以互聯網為主體的數字經濟逐漸成為國民經濟形態的重要組成部分[3]。數字經濟的快速發展也引起了學術界的廣泛關注，多數研究集中于數字經濟基礎及效應[4]，且以經濟效應居多。數字經濟的效應包括經濟與社會兩個方面。數字經濟因其所具有的信息產品非爭奪性、信息邊際成本趨零、數字市場在線不在場、大數據為關鍵投入品的四大內生特征[5]，對區域與企業的創新效率[6]、生產效率[7]、產業結構升級[8]形成了正向的激勵作用，從而進一步促進經濟增長[9]與高質量發展[10]。隨著我國從高速增長階段轉向高質量發展階段，數字經濟的社會效應也受到眾多學者的關注。科學技術與數字化的快速發展給各個行業帶來了巨大的沖擊，以互聯網、大數據為依托的數字經濟不僅會對就業總量產生影響，還會改變就業結構，從而對整體的就業形勢產生沖擊。郭東杰等[11]通過對2011—2019年我國30個省的數據進行分析，發現數字經濟會導致勞動力從低技術部門流向高技術部門，從第一、二產業流向第三產業，高學歷人才也更容易在就業過程中把握新機遇。此外，部分學者開始就數字經濟的環境效應進行探究，認為數字經濟的發展能夠減少污染物的排放，提高環境治理績效[12]。如Li 等[13]通過對中國217個城市的數字經濟與環境體系進行研究，發現數字經濟能夠顯著降低PM2.5的濃度。

（二）數字經濟與碳減排

已有研究對數字經濟的碳減排效應進行了積極探索。大部分學者認為數字經濟作為實現中國經濟高質量發展的新型經濟形態有利于促進低碳轉型。首先，區別于傳統的工業經濟，數字經濟的發展主要依托海量的數據資源以及強大的數字技術，能夠有效減少化石能源的消耗，并且能夠優化生產方式與工藝流程，提升能源的利用效率從而減少碳排放[14]。此外，數字技術既可以與傳統行業相融合，推動傳統行業的數字化轉型，又可以催生新的服務行業使得產業結構高級化[15，16]。不論是行業升級還是新產業形成，都會使生產效率提高，資源錯配概率下降，對能源的剛性需求減少，進而引導產業低碳轉型和經濟發展方式轉變[17]。最后，數字經濟的發展也會使得高技術部門內高學歷高素質人才占比不斷增加，這給新技術的產生創造了有利條件。而綠色低碳技術的產生能夠有力推進傳統行業向低碳生產和智能制造轉變，優化資源配置及降低能源消耗量，從而減少二氧化碳的排放[18]。然而，也有部分學者認為數字經濟本身就存在高碳負外部效應，因為數字經濟發展所需要的數字基礎設施建設正是數字經濟的高碳來源[19]，認為數字經濟對于碳減排存在負向影響。

綜上所述，現有文獻研究了數字經濟對于環境質量的影響，但仍存在以下不足：首先，大多數學者更為關注數字經濟與各類污染物排放量以及空氣質量之間的關系，較少將數字經濟與“雙碳”目標結合起來。其次，沒有從屬性特質和資源稟賦等省份異質性層面出發，探究數字經濟對“雙碳”目標差異性特征的影響，容易導致政府制定政策時“一刀切”，脫離本地實際且執行效率低下。再次，雖然探討了數字經濟減少碳排放的實現路徑，但是多數集中于技術創新、能源結構等因素，忽略了社會公眾在其中所起的作用。最后，鮮有學者關注到數字經濟對于碳生產率的影響，而是大多集中于數字經濟的碳減排效應。基于此，本文從“碳減排”與“碳增效”兩個視角來構建數字經濟賦能“雙碳”目標實現的分析框架，深入探究其內在機理，彌補了既有文獻的不足。本文可能的創新之處在于：一是將碳生產率納入研究，探討數字經濟對于“雙碳”目標的影響。二是將社會公眾納入到作用機制中來，從社會公眾環保意識與產業結構升級視角來探討數字經濟與“雙碳”目標的邏輯機理。三是考慮了省份之間政府支持程度與資源稟賦的差異性，有益于不同省份制定出更加切實可行的政策措施來激發當地數字經濟活力，助力綠色低碳轉型。

三、理論分析與研究假說

（一）數字經濟改善區域碳排放水平

數字經濟改善區域碳排放水平，賦能“雙碳”目標實現，主要通過以下三個路徑：第一，數字經濟能夠提升政府環境治理能力。數字經濟的特點是依托大數據收集技術，以信息為主要投入要素。政府通過發展數字經濟可以有效增強信息搜集與整合能力，降低了碳信息的搜集與分析難度，進而有助于政府制定出更為科學、貼合實際的低碳環保政策與計劃[20]。同時，運用先進的數字技術手段可以搭建一個高效的碳管理系統，顯著提升其智能管理水平與碳監測管理能力，從而有助于降低碳排放水平[21]。第二，數字經濟為能源消費清潔化與節約化發展提供了機遇。化石能源的燃燒是CO2的直接來源，也是碳排放的主要來源。數字技術本身并不依賴于傳統化石能源的消耗，反而促使市場需求往綠色低碳方向轉變，屆時新能源、低能耗環保產品將會獲得消費者的青睞[22]。數字經濟所引起的能源消費總量下降以及能源結構優化，將有效抑制CO2的排放，從而有助于碳達峰碳中和目標的實現。第三，數字經濟能夠激發微觀企業的綠色創新動力。數字經濟與實體經濟的融合必然會加劇市場競爭，而企業保持競爭優勢的根本就在于技術創新。數字經濟所具有的綠色屬性，會使得技術進步更偏向于節能減排和綠色環保方式，而綠色技術進步正是降低碳排放強度、提高碳生產率的有效措施[17]。由此可見，數字經濟可以通過提升政府環境治理能力、驅動能源消費綠色轉型、激發企業創新活力來加快我國實現“雙碳”目標的步伐。據此，本文提出研究假設1：

H1：數字經濟發展能夠改善區域碳排放水平。

（二）數字經濟影響“雙碳”目標實現的作用機制

產業結構升級以提高生產效率及優化產業結構為目的。數字經濟影響產業結構升級的途徑包括產業數字化與數字產業化兩個方面。產業數字化的主要內涵在于將數字技術應用到傳統行業的生產經營活動中，為傳統行業提供數字技術、服務、產品，加強傳統行業的基礎設施建設，從而提高傳統行業的智能化水平。數字產業化是指數字技術的發展催生了一批新興產業，如以互聯網等技術為主要驅動力的信息通信業、電子信息制造業等[23]。這些新業態的產生會導致我國產業結構由以勞動、資本密集型為主導轉變為以技術密集型為主導。

我國的產業布局仍存在不合理以及第二產業高排放高污染的問題，這也是節能減排需要關注的重點領域。那么數字經濟如何通過產業結構來推動“雙碳”目標的實現？從產業數字化角度而言，區塊鏈、大數據、人工智能等數字技術與第二產業的嵌入融合，有益于企業生產和研發活動的智能化、低碳化。傳統制造業的升級改造能夠減少高能耗企業的資源錯配現象，減少企業產能過剩和生產損耗，從而減少生產研發過程中的碳排放量，提高碳生產率。從數字產業化的角度而言，數字產業化的過程必然伴隨著企業技術創新，而在“雙碳”目標的背景下，技術創新更傾向于往能源節約型方向發展[24]，這也就使得興起的數字產業本身并非高碳行業，對能源的依賴程度不高，從而促使產業結構向低碳化轉型。綜上，本文提出研究假設2：

H2：數字經濟能夠通過推動產業結構升級來改善區域碳排放水平。

以大數據平臺、云計算和互聯網為代表的數字經濟加速了社會信息的流動，且傳播速度與傳播范圍都是其他傳播途徑所不可比擬的[25]。信息溝通效率的廣泛提升能夠使重大環境污染事件以及環境災難信息更為快速全面地傳遞給社會公眾，提升社會公眾的環境意識和環境事件參與度[26]。

社會公眾的環保意識越高，對政府和企業的環境監管力度就會越大，進而促使政府環境部門以及企業應用新技術對環境信息進行監控，處理突出的環境問題，降低二氧化碳等溫室氣體的排放，提升企業的碳生產率。另外，環保意識較強的居民往往低碳消費意識更強，會更偏向于綠色產品，也會引導他人低碳消費、清潔用能，倡導綠色生活。綠色低碳生活有助于居民在日常的衣食住行活動中降低碳排放。據此，本文提出研究假設3：

H3：數字經濟能夠激發公眾環保意識，從而改善區域碳排放水平。

四、研究設計

（一）模型設定

為了考察數字經濟對于“雙碳”目標的影響，構建以下回歸模型進行檢驗：

其中，Y為被解釋變量碳排放量以及碳生產率；i代表省份；t代表年份；Dig代表數字經濟發展水平；control 為控制變量；μi為省份固定效應；γt為年份固定效應；ε為隨機擾動項。

根據前文的理論分析可知，數字經濟可以通過優化產業結構和提升公眾環保意識來助推“雙碳”目標。為驗證這一假設，本文依據溫忠麟等[27]的中介檢驗模型，設定中介效應檢驗模型（M為產業結構與公眾環保意識這兩個中介變量）：

（二）變量選取

1.被解釋變量

選取省份碳排放量和碳生產率作為被解釋變量，從“減排”和“增效”兩個層面來衡量碳排放水平。其中，碳排放量根據煤炭、焦炭、石油、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、天然氣十類能源的消費數據，結合《國家溫室氣體排放清單2006》公布的碳排放系數折合而成。碳生產率主要借鑒余姍等[28]的方法，用地區GDP除以碳排放量來衡量，各地區的GDP數據以2011年為基期進行平減。

2.解釋變量

本文參照趙濤等[29]的做法測算數字經濟發展水平。該測算指標體系分為互聯網發展與數字金融兩個維度。其中，互聯網發展主要包括互聯網相關產業產出、互聯網相關產業就業、互聯網普及率和移動電話覆蓋程度四個二級指標。數字金融發展水平采用北京大學數字金融研究中心課題組編制的數字普惠金融指數衡量。最后，本文采用主成分分析法對以上指標進行降維和標準化處理。

3.中介變量

產業結構優化一般是指產業從低級形態不斷向高級形態轉化的趨勢。目前，我國產業結構調整的重點就是逐步降低第二產業比重并提升第三產業比重。因此，本文采用第三產業增加值與第二產業增加值的比值來衡量產業結構，該指標越大則表示產業結構越高級。

公眾環保意識體現了公眾環境偏好，能夠協調社會公眾的環保行為，使其環保行為具有一致性。本文參考鄭思齊等[30]的做法，基于百度指數平臺，以“環境污染”為關鍵詞，得到30 個省份的年均值，并以此來衡量公眾的環保意識。

4.控制變量

根據相關文獻[28，31，32]，本文選取對外開放程度、環境規制強度、市場化程度、基礎設施水平、外商直接投資、人口密度作為控制變量。相關變量的定義見表1。

（三）數據來源

本文基于2011—2020年中國省級面板數據，探析數字經濟的快速發展是否有利于中國降低碳排放水平。數據主要來源于《中國能源統計年鑒》《中國統計年鑒》以及各省份統計年鑒。

五、實證檢驗

（一）描述性統計

表2列示了主要變量的描述性統計結果。在我國30 個省份中（西藏除外），碳排放量的最大值為11.908，最小值為8.672，均值為10.435，標準差為0.736。碳生產率的最大值為2.232，最小值為0.127，均值為0.661，標準差為0.391。這表明我國各個省份的碳排放量居高不下，而碳生產率卻普遍較低，說明我國正面臨較大的減排增效壓力。數字經濟的最大值為5.483，最小值為-0.916，均值為0.928，標準差為1.234。這也意味著我國各個省份之間的數字經濟發展水平存在較大差異。各控制變量的數據存在明顯的差異，表明我國各省份之間的確存在發展不平衡的現象。

表2 描述性統計

（二）基準回歸

表3是數字經濟發展影響中國各省份碳排放量與碳生產率的基準回歸結果。其中，（1）和（3）列展示了數字經濟的發展對于碳排放量的影響，在依次加入控制變量并對省份和年份進行固定后，數字經濟發展水平對應的系數顯著為負。（2）和（4）列報告了數字經濟的發展對于碳生產率的影響，根據結果可知，數字經濟發展水平與碳生產率之間的系數顯著為正。上述實證結果表明，我國發展數字經濟可以有效減少二氧化碳的排放并提升二氧化碳的生產效率，能夠切實從減排與增效兩個方面助力碳排放水平的改善，從而驗證了假設H1。

表3 基準回歸

（三）穩健性檢驗

1.內生性處理

區域的碳排放水平可能會受到技術進步、能源結構調整以及各地頒布的環境政策的影響，而本文選取的控制變量無法涵蓋全部影響因素。另外，省份的碳排放量以及碳生產率與數字經濟發展之間可能存在一定的反向因果關系，這可能導致內生性問題。綜合考慮以上原因，參考黃群慧等[34]的方法，采用1984 年每百人固定電話數與上一年全國信息技術服務收入的交乘項作為工具變量來處理這一問題。原因在于：歷史上的固定電話數量會影響到現在的信息基礎設施建設和互聯網信息技術使用，而信息網絡基礎設施與數字經濟發展之間有著緊密的聯系，相關性條件得到滿足。同時，1984 年各個省份中每萬人固定電話數量并不會影響到現在各省份的低碳環保轉型和生態環境。因此，其作為工具變量足夠外生。

表4的（1）至（4）列依次為基于工具變量的回歸結果。（1）和（2）列的“減排”結果顯示，碳排放量與數字經濟發展水平之間的系數分別在5%、1%水平上顯著為負，與基準回歸結果一致。這表明，為解決內生性問題而將工具變量納入回歸后，數字經濟的快速發展仍能減少各個省份中二氧化碳的排放量。（3）和（4）列的“增效”結果顯示，數字經濟與碳生產率之間的系數均在1%水平上顯著為正，這進一步驗證了數字經濟對碳生產率的提升作用。同時，基于排他性檢驗的F test of excluded instruments 與基于偽識別檢驗的Anderson cannon Corr.LM 均通過1%水平上的顯著性檢驗。基于弱工具穩健性檢驗的Anderson-Rubin Wald test值分別為10.190與55.720，表明工具變量通過弱工具檢驗與外生性檢驗。

表4 工具變量回歸

2.滯后一期

本文的解釋變量為數字經濟發展水平，考慮到數字經濟對于碳排放與碳生產率的影響可能存在一定的滯后效應，為解決這一問題及進一步緩解模型的內生性，本文將滯后一期的數字經濟發展水平納入回歸模型。結果如表5 的（1）和（2）列所示，當被解釋變量為碳排放量與碳生產率時，滯后一期數字經濟發展水平系數均在1%的水平上顯著。結果與基準回歸一致，證實了本文結論的穩健性。

表5 穩健性檢驗

3.改變時間窗口期

由于新冠疫情的暴發，2020年上半年絕大部分地區處于封控狀態，大批企業停工，對數字經濟的發展與企業的正常生產經營發展產生了極大影響。為了排除疫情對于結果的沖擊，本文選擇剔除2020年的數據后進行回歸，回歸結果如表5 的（3）和（4）列所示。結果與基準回歸基本一致，證實了本文結論的穩健性。

4.改變樣本容量

我國設立直轄市，是基于其在貫徹國家戰略方針、引領地區經濟發展等方面的考慮。因此其他省份與北京、天津、上海、重慶在四個直轄市在數字經濟發展水平、經濟發展等方面存在著較大差異。故本文剔除四個直轄市的數據后進行回歸，回歸結果如表5的（5）和（6）列所示。數字經濟與碳排放量之間的系數顯著為負，與碳生產率之間的系數顯著為正。再一次驗證了假說H1。

（四）作用機制探究

在對數字經濟發展水平的減排增效作用進行驗證后，對數字經濟發展水平的減排增效能力的傳導路徑進行探究。中介效應的估計結果如表6所示。

表6 作用機制檢驗

以產業結構升級為中介機制的估計結果見表6（1）至（3）列。當被解釋變量為產業結構升級時，數字經濟發展水平的系數在1%的水平上顯著為正，表明數字經濟可以通過數字產業化以及產業數字化來促使產業結構朝著低碳綠色的方向轉型升級。（2）列結果顯示，當被解釋變量為碳排放量CO2時，產業結構升級系數在5%的水平上顯著為負，數字經濟發展水平系數在10%的水平上顯著為負。（3）列結果表明，當被解釋變量為碳生產率時，產業結構升級的系數在1%的水平上顯著為正，數字經濟發展水平的系數在5%的水平上顯著為正。綜上所述，數字經濟能夠通過賦能傳統行業特別是高碳行業的智能化發展與數字化轉型，推動新型產業發展，從而助力各個省份實現碳減排與碳增效。假設H2得到驗證。

以公眾環保意識為中介變量的估計結果見表6（4）至（6）列。當被解釋變量為社會公眾環保意識時，數字經濟發展水平的系數通過1%水平上的顯著性檢驗，表明數字經濟發展能夠拓寬環境信息傳播渠道、提升環境信息傳播速度，從而增強社會公眾的環保意識。（5）列結果顯示，當被解釋變量為二氧化碳排放量時，公眾環保意識與數字經濟發展水平的系數均顯著為負。（6）列結果顯示，當被解釋變量為碳生產率時，公眾環保意識與數字經濟發展水平的系數均顯著為正。綜上所述，數字經濟發展水平能夠激發公眾的環保意識，從而轉變居民的消費傾向，促進居民的綠色消費，最終改善區域碳排放水平。

（五）異質性分析

1.資源稟賦

我國素來以地大物博著稱，而資源稟賦是導致區域間產生差異與不公平性的主導因素，同時資源稟賦所產生的成本比較優勢也會在一定程度上對產業的分工布局產生影響。本文將樣本劃分為資源型省份與非資源型省份分別進行回歸。結果如表7（1）至（4）列所示，在資源型省份中數字經濟的碳減排與增效效應更為顯著。這是由于資源型省份中資源充足，所面臨的能源短缺壓力更小，因此該地區的資源與產業結構之間就會形成鎖定效應與路徑依賴，故碳排放量比較高。在資源型省份發展數字經濟，能夠加速產業發展與能源消耗脫鉤，打破資源型省份產業低碳轉型的桎梏，從而實現減少二氧化碳排放量，提升碳生產率的目標。

表7 異質性分析

2.政府支持水平

政府支持水平是各個省份數字經濟發展的重要支撐，也是推動各省份實現碳減排與碳增效的關鍵因素。為了檢驗不同程度政府支持水平下數字經濟對“雙碳”目標達成的影響是否存在差異性。本文采用公共財政支出占地區GDP 的比重來衡量政府支持水平，并根據政府支持水平每年的中位數將省份劃分為高、低兩個子樣本。結果如表7（5）至（8）列所示，相較于政府支持水平低的省份，政府支持水平高的省份發展數字經濟更有益于改善區域碳排放水平。政府支持水平高，意味著政府能夠為數字經濟發展提供相應的資金支持，有益于基礎設施的建設和數字技術的發展，為低碳綠色轉型提供技術支持。另外，政府支持力度可以大大降低企業創新成本，成為企業開展綠色創新活動的強大支撐，從而能夠有效減少碳排放量，提升碳效率。

六、結論與建議

數字經濟投資能夠在短期內拉動經濟增長，對疫情期間的國民經濟發展發揮了關鍵作用。在“碳達峰、碳中和”的大背景下，探究數字經濟對中國各省份碳減排與碳增效的影響作用具有較強理論價值和現實意義。鑒于此，本文采用2011—2020年中國30個省份的面板數據，實證探究數字經濟發展對省域碳排放水平的影響，并厘清了其中的作用機制。本文得到的結論如下：（1）發展數字經濟能夠有效增強低碳治理效能，數字經濟能夠降低二氧化碳排放及提升碳生產率，并且該結論經多重穩健性檢驗后仍成立。（2）機制分析表明，數字經濟可以通過促進產業結構升級以及激發社會公眾的環保意識來改善區域的碳排放水平。（3）異質性分析結果顯示，在資源型省份以及政府支持水平高的地區發展數字經濟，會更有益于降低碳排放量，提高碳生產率。據此，本文提出如下政策建議：

第一，加強對數字經濟發展的政策引導與扶持，助力“雙碳”目標達成。想要發展數字經濟，就要夯實基礎設施建設，提升云計算平臺、大數據中心、5G基站等“新基建”的建設水平，為數字經濟的快速發展打下堅實的基礎。后疫情時代，數字經濟關乎著國家發展大局，不僅要做好頂層設計還需要加強體制機制建設，以推動我國數字經濟發展。一方面，利用大數據技術來輔助科學決策，提升社會治理的數智化水平，打破層級之間、地域之間、部門之間的信息壁壘，實現協同管理與服務。另一方面，利用大數據與云計算平臺，加強政府監管體系的覆蓋面與監管力度，實現全過程、全鏈條、全領域的監管與治理。

第二，以數字技術與數據要素支撐產業結構升級，發揮產業結構升級在數字經濟與區域碳排放水平中的中介作用。一方面，加強大數據、人工智能等數字技術的創新應用，催生一批環境領域、低碳領域的新產業，加速產業結構低碳轉型。另一方面，推動數字技術與傳統行業間的深度融合，加速傳統高碳行業的升級改造，優化資源配置，提升能源利用效率。

第三，利用數字經濟充分調動公眾主動關注環境信息、參與環境治理的積極性，從而推進碳中和、碳達峰的達成。政府可以打造一個碳信息平臺，讓社會公眾能夠及時知悉當地碳排放信息與低碳環保政策。此外，政府應該制定鼓勵居民通過互聯網平臺參與低碳治理與監督的政策，打通政府與社會公眾之間交流的渠道。對于有益的建議政府可以適當進行獎勵，以提高社會公眾參與的積極性。

第四，因地制宜，立足于省份間實際情況實施差異化的數字經濟發展戰略。一方面，政府制定的數字經濟發展政策應該偏向于資源型省份，使其加快產業與能源脫鉤的速度，破除資源“詛咒”，直接減少碳排量，提高碳生產率。另一方面，政府也應該加大力度支持數字經濟發展與低碳減排的水平，加大對于新型數字基礎設施建設的投資，降低數字技術門檻，激發企業創新意識，賦予綠色經濟更大動能。