數字經濟能否助力“雙碳”目標的實現
——基于中國省級面板的實證分析

陳 昕，金殿臣，張亞豪

（1.中國財政科學研究院，北京 100142；2.東北財經大學 產業組織與企業組織研究中心，遼寧 大連 116025）

實現碳達峰、碳中和目標（也稱“雙碳”目標），是新時代中國貫徹新發展理念、構建新發展格局、實現經濟高質量發展的必然要求，也是中國主動承擔大國責任、積極構建人類命運共同體的主動選擇，更是滿足中國人民日益增長的美好生態環境需要、踐行人民發展觀的內在要求。考慮到中國碳排放總量高、慣性大的基本國情以及減排時間短的現實約束，今后，中國在實現碳達峰、碳中和的過程中將面臨諸多困難和挑戰，絕非輕而易舉就能完成“雙碳”目標。這就迫切需要中國盡快謀劃出一條符合本國國情的碳達峰、碳中和之路。實際上，以互聯網、大數據、人工智能、5G 為代表的數字技術的快速發展，可以為中國實現“雙碳”目標提供新思路、新方法、新途徑。尤其是數字經濟碳排放低、滲透性高的特點，使得其在“雙碳”目標中大有可為。因此，厘清數字經濟發展對碳排放量的影響及其背后的機理，可以為更好發揮數字經濟在“碳達峰、碳中和”中的作用提供理論依據與現實參考。

一、文獻回顧

數字經濟的環境效應是學者們重點關注的領域。互聯網的快速發展，使得公眾可以利用網絡快速獲取有關環境污染的信息，一旦信息發酵成網絡輿論，就會給地方政府與相關的排污企業帶來外部壓力，從而推動地方積極改善環境質量[1]。實際上，在現實生活中，網絡輿論早已演變成一種“非正式環境規制”手段，推動地區降低污染水平、改善環境質量[2]。許釗等（2021）利用北京大學發布的中國數字普惠金融指數進行定量分析發現，數字金融主要通過創新創業效應和產業升級效應推動地區污染水平的下降[3]。李少林、馮亞飛（2021）運用雙重差分法發現，以區塊鏈為代表的數字技術的應用，不僅能夠提高企業生產效率，還可以推動企業綠色化轉型，從而大大降低企業污染物的排放量[4]。

需要指出的是，與數字經濟有關的產業多為低碳產業，這些產業本身就具有碳排放量低的特點，其在快速發展過程中通過替代高碳產業，既能推動地區產業結構高級化，也能大大降低地區二氧化碳排放水平[5]。對此，徐維祥等（2022）利用地區互聯網用戶數量、電子商務園數量、信息產業增加值、數字普惠金融發展水平等一系列指標構造了地區數字經濟發展指數，之后運用空間計量模型研究發現，數字經濟發展確實可以降低地區碳排放水平，而數字產業發展、數字創新能力與數字普惠金融是數字經濟帶來降碳效應的重要原因[6]。從長期來看，數字經濟基礎設施投資的增加，可以帶來地區碳排放水平降低的效果[7]。張亞豪等（2022）的研究發現，數字技術在工業部門的普及和廣泛應用，也會帶來顯著的減碳效應。[8]不過，也有一些學者認為，以信息產業為代表的數字經濟的迅速發展，會帶來電力消耗的激增，從而推動地區碳排放水平的提高[9]。

通過梳理現有研究可以發現，有部分文獻已經關注到了數字經濟對環境的影響。不過，目前專門針對數字經濟與碳排放關系展開的研究還不多，研究手段也相對單一。具體來說，現有研究主要存在兩方面不足：一是在理論層面就數字經濟對碳排放影響的探討不夠深入；二是從實證層面就數字經濟對碳排放影響的計量分析有待進一步完善，尤其是在對各地區數字經濟規模進行測算的基礎上展開的定量研究較少。

二、機理分析

（一）數字經濟發展對地區碳排放水平的影響機制

數字經濟快速發展過程中，會與經濟社會深度融合，并從多方面、多維度影響地區碳排放水平。具體來說，數字經濟發展對地區碳排放量的影響機制主要有以下三個方面。

一是數字經濟推動基礎設施數字化、綠色化、智能化，助力碳排放降低。首先，數字傳感器、芯片等數字設備可以提高基礎設施綠色化、智能化水平，從而為城市綠色低碳發展提供支持。其次，融合數字技術的無人工廠、智能車間在提高企業生產效率的同時，可以推動企業綠色化轉型，進而降低碳排放水平。最后，數字光纖、移動互聯網、智能手機的普及，可以讓社會公眾便捷、高效地獲取各種信息，進而使得網絡輿論成為一種非正式的環境規制手段，督促政府和有關企業減污降碳。

二是產業數字化與數字產業化推動產業結構高級化，促使碳排放減少。一方面，產業數字化能夠提高要素使用效率，降低碳排放水平。以云計算、大數據、工業互聯網、物聯網等為代表的數字技術與產業部門的融合，在推動產業數字化的過程中，不僅可以實時采集各類生產要素使用信息，為產業部門提高要素使用效率與優化能源消費結構提供決策參考，還能夠優化產業生產方式，進而減少碳排放量。另一方面，數字產業化可以優化地區產業結構，降低碳排放水平。因為信息通信、軟件、大數據等數字產業本身具有低耗能、低碳排放的特征，其在發展過程中通過替代高耗能、高碳排放產業，可以推動產業結構高級化，并推動碳排放水平下降。

三是數字經濟可以優化經濟資源配置效率，推動社會碳排放水平下降。數字經濟發展過程中，通過與經濟社會的深度融合，可以提高經濟運行過程中生產、分配、流通、消費這四大環節的效率，進而實現優化資源配置，并帶來碳排放下降的效益。

基于上述分析，提出假設1：

H1：數字經濟發展可以降低地區碳排放水平，進而產生降碳效應。

（二）數字經濟降碳效應的變化趨勢

數字經濟基礎薄弱的地區，經濟數字化、產業數字化、社會數字化程度不高，此時，數字經濟的發展可以帶來較為明顯的降碳效應；尤其是隨著地區發展水平的提高與數字基礎設施的完善，數字經濟的降碳效應會得到進一步彰顯。伴隨數字經濟的進一步發展，地區經濟數字化、產業數字化、社會數字化程度達到一定水平后，此時，盡管數字經濟規模的擴大仍可以帶來碳排放量降低的效果，但是其邊際效應可能會有所減弱。從這一角度上來說，數字經濟的降碳效應可能呈現先上升后下降的趨勢，從形態上看則呈現出倒“U”形特征。

據此，提出假設2：

H2：數字經濟的降碳效應呈現出倒“U”形特征。

由圖1、圖2 可知，無論采用改進的Pearson 相關相似性公式，還是改進的修正余弦相似性公式，在鄰居數目相同的前提下，UCSA-CF 算法的MAE 值均明顯小于其他算法，表明文本提出算法的有效性。

三、模型設計與數據說明

（一）實證模型構建

為考察數字經濟發展與地區碳排放間的關系，本文設計如下實證模型：

其中，下標i 和t 分別表示省級地區和年份。因變量lnpco2it是地區人均二氧化碳排放量，自變量lnpdeit代表地區人均數字經濟增加值，用于衡量地區數字經濟發展程度。表示其他控制變量。具體而言，本文在回歸方程中加入地區人均GDP 及其平方項，在控制地區經濟發展程度的同時，檢驗中國省級地區二氧化碳排放量是否存在環境庫茲涅茨效應；加入地區第二產業增加值占GDP 比重，以衡量地區工業化程度；加入地區一般公共預算支出占GDP 比重，來刻畫地區政府規模；加入公路里程與省份面積之比，以表示地區交通設施便利化程度；加入地區一般公共預算支出占全國一般公共預算支出比重，來衡量地區財政分權程度。

（二）變量選取和數據說明

1.中國省級地區數字經濟規模的測算

本文參考許憲春和張美慧（2020）的估算方法，使用各省級地區公布的投入產出表與有關數據測算中國省級地區的數字經濟規模[10]。具體來說，首先，將各省級地區投入產出表中“計算機、通信和其他電子設備制造業”行業增加值除以該年工業增加值，得到數字化基礎設施增加值調整系數A，將各省級地區投入產出表中“信息傳輸、軟件和信息技術服務業”行業增加值除以該年服務業增加值，得到數字化基礎設施增加值調整系數B；其次，將各省級地區投入產出表中“文化、體育和娛樂業”增加值，除以該年服務業增加值得到數字化載體增加值調整系數C；再次，運用插值法將數據缺失年份數據補齊；最后，將數字化基礎設施增加值調整系數A 乘以各省級地區對應年份工業增加值，將數字化基礎設施增加值調整系數B 與數字化載體增加值調整系數C 乘以各省級地區對應年份服務業增加值，加總后測算出各省級地區數字經濟增加值。

2.中國省級地區二氧化碳排放量的估算

本文根據《綜合能耗計算通則》與《省級溫室氣體清單編制指南》，并利用IPCC（政府間氣候變化專門委員會）提供的測算方法，估算中國省級地區2010－2017 年的二氧化碳排放量。計算公式如下：

式（2）中，i＝1，2，3...8 分別代表煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣，CO2代表二氧化碳排放量，Ei 代表不同能源消耗量，NCVi代表平均低位發熱量，CEFi代表單位熱值含碳量，COFi代表碳氧化率，各對應值詳見表1。

表1 八種能源的二氧化碳排放系數

3.數據來源與變量的描述性統計

本研究以2007－2017 年中國30 個省級地區（不包括港澳臺和西藏）為樣本構建面板數據進行實證分析。關于數字經濟規模、地區二氧化碳排放量的數據來源，前文已經交代，此處不再贅述，其余省級層面的數據都來自國家統計局發布的歷年《中國統計年鑒》。變量的描述性統計詳見表2。

表2 變量定義及描述性統計

四、實證結果分析

（一）數字經濟的降碳效應

由表3 中第（1）列可知，數字經濟的系數為－0.2410，并通過10%的顯著性檢驗。這意味著地區數字經濟發展可以減少二氧化碳排放量，產生降碳效應，進而助力“碳達峰、碳中和”目標的實現。即本文假設1 得到驗證。觀察控制變量的回歸結果發現，經濟發展水平一次項系數為正、二次項系數為負，且分別通過5%與10%的顯著性水平檢驗。這說明中國省級地區的二氧化碳排放量存在環境庫茲涅茨曲線效應。即在經濟發展水平較低（人均GDP 較低）時，地區會高度重視經濟發展，并忽視二氧化碳排放帶來的負面環境影響，此時地區二氧化碳排放量會隨經濟發展水平的提高而增加；在經濟發展水平達到一定階段（人均GDP 邁過拐點）后，隨著民眾環保意識的提高與全社會愈發認同綠色發展理念，地區會更加注重經濟發展與環境保護的協調，此時地區二氧化碳排放量反而會隨著經濟發展水平的提高而下降。工業化水平與二氧化碳排放量呈正相關，并通過10%的顯著性檢驗，這說明目前工業部門是中國二氧化碳排放的主要來源，背后的原因在于現階段中國工業部門綠色發展水平仍然不高。政府規模系數為正，并通過5%的顯著性檢驗，這意味著政府規模的擴大會帶來地區二氧化碳排放量的增加。交通基礎設施的回歸系數為正，財政分權的回歸系數為負，但二者未通過顯著性檢驗。

表3 數字經濟降碳效應的實證結果與穩健性檢驗結果

（二）穩健性檢驗

本研究主要運用下述3 種方式對數字經濟的降碳效應進行穩健性檢驗，以確保回歸結果的穩健可靠：（1）用數字經濟規模代替人均數字經濟規模，其他變量均不變進行回歸；（2）用數字經濟規模占比代替人均數字經濟規模，其他變量均不變進行回歸；（3）對于可能存在的反向因果問題，考慮到當期地區二氧化碳排放量對數字經濟發展的滯后項基本沒有影響，因此，用人均數字經濟規模的滯后項作為解釋變量，其他變量均不變進行回歸。穩健性檢驗結果如表3 中第（2）－（4）列所示，可以發現，穩健性檢驗結果中各系數符號與基準模型保持一致，且系數絕對值相差不大。由此可見，本研究的估計結果是穩健可靠的。

五、進一步分析

（一）數字經濟降碳效應的機理

為了探討數字經濟降碳效應產生的機理，本文進一步分析數字經濟發展對地區碳排放強度（二氧化碳排放量/GDP）的影響。具體來說，本研究參照模型（1），將地區碳排放強度（lnci）作為被解釋變量，解釋變量則與模型（1）相同。回歸結果詳見表4。由表4 可知，數字經濟之所以可以產生降碳效應，在于其可以顯著降低地區碳排放強度。從回歸結果看，中國省級地區人均數字經濟規模每提高1 個百分點，可以推動地區碳排放強度降低0.343 個百分點。

表4 數字經濟降碳效應機理的回歸結果

（二）數字經濟降碳效應的變化趨勢

考慮到面板固定效應模型只能刻畫出數字經濟降碳效應的平均水平，無法全面反映數字經濟降碳效應的完整面貌與變化趨勢。因此，本研究進一步運用面板分位數回歸研究數字經濟降低地區二氧化碳排放量的完整情況與變化趨勢。從表5 可知，各分位數上，人均數字經濟規模回歸系數都為負，且均通過1%的顯著性水平檢驗，這再次表明數字經濟發展可以有效降低地區二氧化碳排放量。具體來說，在0.1、0.25、0.5、0.75 和0.9 分位點上，人均數字經濟規模每提高1%，可以使得地區二氧化碳排放量分別降低0.65%、0.74%、0.64%、0.45%和0.34%。由此可見，隨著地區二氧化碳排放分布由低分位數向高分位數上升，數字經濟的降碳效應呈現先上升后下降的趨勢，從形態上看則呈現出倒“U”形特征。因此，本研究假設2 也得到驗證。這背后的原因在于，除個別省份外，大多數二氧化碳排放量較低的地區發展水平相對落后，數字經濟基礎薄弱，經濟數字化、產業數字化、社會數字化程度不高，此時，數字經濟的發展可以帶來較為明顯的降碳效應；尤其是隨著地區發展水平的提高與數字基礎設施的完善，數字經濟的降碳效應會得到進一步的彰顯。而多數二氧化碳排放量較高的地區發展水平相對較高，數字經濟已經形成一定的規模，經濟數字化、產業數字化、社會數字化程度也較高，此時，盡管數字經濟規模的擴大仍可以帶來二氧化碳排放量降低的效果，但是其邊際效應勢必會有所減弱（見表5）。

表5 數字經濟降碳效應的分位數回歸結果

六、主要結論與政策啟示

（一）主要結論

本研究首先利用地區投入產出表與相關數據計算出中國省級地區數字經濟規模，之后，運用中國30 個省級地區2007－2017 年的面板數據，對數字經濟與碳排放間的關系展開分析。研究發現：第一，數字經濟發展可以降低地區碳排放水平，產生降碳效應，進而助力“碳達峰、碳中和”目標的實現。第二，數字經濟之所以可以產生降碳效應，在于其可以顯著降低地區碳排放強度。第三，數字經濟的降碳效應呈現先上升后下降的趨勢，從形態上看則呈現出倒“U”形特征。

（二）政策啟示

根據上述研究結論，為了更好發揮數字經濟在“碳達峰、碳中和”中的作用，文章得出以下政策啟示：第一，鼓勵各地推動本地特色產業與數字經濟深度融合，實現地區高質量發展與碳排放降低的雙贏目標。可以引導各地圍繞《“十四五”數字經濟發展規劃》《數字中國建設整體布局規劃》等頂層設計，立足本地要素稟賦、產業結構與數字經濟發展基礎，找準發展定位、明確發展任務，推動本地特色產業與數字經濟深度融合，進而建立具有本地特色的數字經濟發展體系，從而通過強化地區差異化發展，形成區域數字經濟發展合力，實現地區高質量發展與碳排放降低的雙贏目標。第二，適度加快新型基礎設施建設，更好發揮數字經濟的降碳效應。綜合運用專項債、PPP、產業引導基金、擔保基金、信托資金、保險資金、基礎設施REITs 等多種融資渠道，構建起多元化的投融資體系，為加大新型基礎設施建設提供資金支持，從而通過完善數字基礎設施，助力數字經濟蓬勃發展，以更好發揮數字經濟的降碳效應，助力“雙碳”目標的盡早實現。第三，支持關鍵技術研發創新，增強數字技術對降碳的支撐力。通過進一步完善研發費用加計扣除舉措、出臺支持數字企業通過新三板、科創板上市融資的財稅金融政策，支持企業加大核心技術研發投入，推動工業互聯網、云計算、大數據等共性數字技術在低碳領域的應用與成果轉化，催生數字降碳新技術、新成果，夯實數字經濟降碳的技術基礎。第四，創新數字化消費券政策，運用數字手段推動企業低碳發展。可以嘗試中央財政適度補貼、地方財政配套支持的方式，鼓勵各地發放數字化軟件服務包消費券，定向支持企業購買SaaS 產品進行數字化升級，通過數字化手段提高企業資源利用效率，進而實現低碳發展。