數字經濟促進碳減排的機制與效應

摘 要：數字化技術的發展是減少我國溫室氣體排放量的關鍵。本文基于2011—2020年省級面板數據，運用中介效應模型，建立“數字經濟-產業結構升級-碳排放”的理論分析框架，揭示這三個因素之間的相互作用機制。研究發現：數字經濟發展能夠顯著降低地區碳排放水平；產業結構升級是數字經濟促進碳減排效率提升的重要傳導渠道；就異質性分析而言，我國東部地區以及在人力資本和科技財政投入方面具備優勢的區域，數字經濟在碳減排方面具有顯著效果。據此，本文認為數字經濟時代應依托產業結構升級的碳減排優勢，促進新興技術和業態的廣泛應用和蓬勃發展，充分發揮數字經濟的降碳效應。

關鍵詞：數字經濟；產業結構升級；碳排放；中介效應；門檻效應

本文索引：彭思璐.<變量 2>[J].中國商論，2024（08）：-044.

中圖分類號：F206 文獻標識碼：A 文章編號：2096-0298（2024）04（b）--04

1 引言

2021年10月，中共中央 國務院正式印發《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和的意見》，對我國“碳達峰”“碳中和”工作做出了系統部署，明確了總體要求和主要目標，標志著我國“碳達峰”“碳中和”工作進入了新的階段。“十四五”數字經濟發展規劃提出戰略目標，數字經濟核心產業增加值占GDP的比重為10%，產業互聯網平臺普及率提高到45%，數字經濟呈現出蓬勃發展的態勢。隨著我國對環保問題的重視以及實現“雙碳”目標的壓力，數字經濟的節能減排效應受到了廣泛關注[1]。數字資源依托其低成本無限次復制和共享等優勢，逐漸滲透于綠色、創新、協調的環境友好型經濟發展之中[2]。隨著數字經濟的日益成熟，其對碳排放的抑制作用越來越顯著，同時也逐漸呈現出空間溢出效應[3]。通過進一步研究發現，數字經濟對碳排放的影響呈現出一種倒U型的非線性特征[4]，在此基礎上葛立宇等（2022）[5]驗證了數字經濟與二氧化碳之間的相互作用符合“環境庫茨涅茲曲線”（EKC）的規律。Li Zhiguo，Wang Jie（2022）[6] 通過異質性分析發現，與東中部地區不同的是，西部地區數字經濟會促進碳排放的增加。本文通過對數字經濟發展影響碳排放機理的深入研究，發現已有研究主要從綠色技術創新[7-9]、能源效率[10-11]、環境規制[12-13]、經濟增長[14]等角度進行機制分析。

與現有研究相比，本文邊際貢獻在于：第一，已有研究探討數字經濟對碳減排的作用渠道多集中于技術和能源等方面，例如郭豐等（2022）[8]、佘群芝和吳柳（2022）[11]，而本文著眼于中觀層面的產業因素，進一步研究產業結構高級化和產業結構合理化的中介作用，對深入理解數字經濟對碳減排的作用機制形成了有益補充。第二，本文不僅考查數字經濟對碳排放影響的地區異質性，還考查數字經濟對碳排放影響在不同人力資本和科技財政投入等方面的差異。本文對提升數字經濟發展水平，促進我國低碳減排具有現實意義。

2 理論分析和研究假設

2.1 直接影響

數字經濟與實體經濟的聯系不斷加強，在交通、建筑、能源、城市治理等多領域實現了融合發展。首先，數字經濟的應用可以提高能源利用效率，從而有效減少碳排放。其次，數字經濟為碳市場的建設和碳交易提供了技術支持。通過區塊鏈技術的應用，可以確保碳排放權的準確記錄和交易，提高碳市場的透明度和效率。最后，數字經濟在城市智能化進程中扮演著重要角色，為居民提供實踐低碳生活的指導和支持。綜上所述，本文提出假設H1：數字經濟對碳排放有顯著負向影響。

2.2 間接影響

加快產業結構調整，既是降低“碳達峰”峰值的重要途徑，也將為2060年“碳中和”的實現創造條件。據相關研究估計，未來一段時期產業結構調整對碳減排的總體貢獻將超過50%，實現“碳達峰”和“碳中和”是產業結構優化升級的迫切要求。數字經濟的碳減排效應，在產業數字化轉型方面，主要體現在數字技術帶來的能源利用效率提升，以及基礎設備生產制造階段的碳排放降低。數字化技術可以帶動產業結構的優化和不同產業的智能化發展，通過改造上下游系統來降低材料和能源的消耗。能源數字經濟是降碳減排的主要路徑。在數字經濟時代，云計算、區塊鏈技術可以使碳排放強度和經濟活動總量顯著降低，在能源的生產、消費、交易、儲存、管理等鏈條和環節得到廣泛應用。綜上所述，本文提出假設H2：數字經濟通過優化產業結構調整降低碳排放。

3 計量模型選取和數據說明

3.1 變量選取和數據說明

（1）被解釋變量。碳排放（lnCI），用二氧化碳排放量總和的自然對數形式表示。使用IPCC（2006）提供的化石燃料的碳排放系數和各省份主要使用9種化石能源來估算各省份CO2排放量。

（2）核心解釋變量。數字經濟發展程度指數（Dige）。本文借鑒趙濤等（2020）[15]做法計算數字經濟指數，并用熵權法求得綜合指數值。

3.2 數據來源

本文選取2011—2020年我國30個省份（不含西藏和港澳臺）的宏觀面板數據為樣本。實證過程中涉及的數據均來自歷年《中國統計年鑒》《中國能源統計年鑒》及北京大學數字金融研究中心。各變量的描述性統計如表1所示。

3.3 模型設定

為實證檢驗數字經濟對碳排放的影響，參考溫忠麟和葉寶娟（2014）[16]的方法構建的面板基準回歸模型如下：

式中，i、t分別代表省份和年份；Xit為一系列控制變量；α0為常數項；μi為個體固定效應；λt為時間固定效應；εit為隨機擾動項。

基于前文的理論分析，可以得到數字經濟和碳排放之間的中介作用可能與產業結構密切相關。為驗證上述推論，本文在式（1）的基礎上構建如下中介效應模型：

4 實證結果與分析

4.1 基準回歸

表2報告了數字經濟對碳排放影響的回歸估計結果。根據表2列（1）的估計結果，數字經濟回歸系數達到-1.009，并且在5%的水平上顯著。也就是說，當數字經濟增加一個單位時，碳排放水平將減少100.9%，這表明數字經濟發展明顯抑制了碳排放，證明了假說H1。在經濟高質量發展的大環境下，發展數字經濟不僅可以幫助經濟結構優化，還可以轉換增長動力，同時也能夠有效減少二氧化碳的排放量，降低經濟發展帶來的生態環境沖擊。

根據模型（2）的回歸結果，無論被解釋變量是ER還是ES，數字經濟的估計系數顯著為正，說明數字經濟在推動產業結構升級方面發揮了重要作用。模型（3）的回歸結果表明，無論在數字經濟對碳排放的影響中，引入中介變量ER還是ES，數字經濟對碳排放的影響均能呈現出明顯的負向趨勢且影響系數分別為-0.836和-0.465，說明產業結構升級在數字經濟和碳排放之間起到了部分中介的作用。這表明數字經濟的發展推動了中介變量產業結構的高級化，減少了資源浪費和碳排放。同時，數字經濟促使了產業結構的合理化，改善了傳統產業結構中的環境問題。綜上分析，可以驗證假設H2。

4.2 穩健性檢驗

（1）替換被解釋變量指標，由于碳排放總量只考慮國家或地區的總體排放水平，而未考慮其經濟規模、人口數量等因素，相比之下，碳排放強度將排放量與經濟產出或人口數量進行關聯，可以更加公平地比較各國或地區的排放情況，因此使用碳排放總量與人均地區生產總值（GDP）的比值作為衡量碳排放強度的標準（CARB）。（2）更換樣本區間，我國數字經濟從2013年才開始迅速發展，且2019年新冠疫情大面積爆發，數字經濟發展水平和碳排放量的測度都可能會受到影響，因此本文將樣本時期調整為2013—2019年，進一步考察數字經濟的影響。從表3的結果來看，無論是替換被解釋變量還是更換樣本區間，數字經濟發展對碳排放的估計系數在不同顯著水平下依然顯著為負，這意味著在現階段，加快發展數字經濟是推動我國實現“碳達峰”“碳中和”目標的關鍵。

4.3 異質性分析

（1）三大經濟區差異性分析。我國東部地區在數字經濟、能源消費結構、技術創新等方面的經濟發展基礎明顯優于中西部，而三大區域在經濟發展水平和工業化階段之間存在顯著差異。在對數據進行分析時發現，東部地區指標與中西部相比有很大差距。因此，本文分區域進行回歸。表4第（1）-（2）列示了東部和中西部三大地區面板數據回歸結果，東部地區數字經濟對碳排放的影響顯著為負，而中西部地區數字經濟對碳排放的影響系數為正且不顯著，表明數字經濟對東部的碳排放有顯著的抑制作用，數字經濟未能顯著抑制中西部地區的碳排放總量。

（2）創新要素異質性分析。創新是推動發展的主要動力，創新要素不僅為數字經濟的發展提供關鍵支持，同時也是實現多種碳減排措施的基礎供給。科技人才與科技財政投入是創新的重要支撐，為調查不同科技人才與科技財政投入水平下30個省市的碳排放效應有無差異，文章參照郭豐等（2022）[8]的做法進行檢驗，回歸結果如表4所示。表4列（3）和列（5）的回歸結果顯示，Dige的估計系數顯著為負，說明數字經濟在高投入人力資本和高科技財政中的作用，顯著降低了碳排放水平，相反，在那些投入較低的地區碳排放水平并未受到數字經濟發展的顯著影響，Dige的估計系數并未達到顯著水平。一方面，由于數字經濟的推動，高人力資本和高科技財政投入為各行各業提供了更先進的技術和資源條件，智能技術的廣泛應用推動了生產和資源利用效率的提升，從而實現了減少碳排放的目標。另一方面，高人力資本和高財政科技投入更容易實現數字化轉型，企業和個人能夠通過互聯網和數字平臺進行線上辦公、線上購物等活動，減少了物流和交通流動，從而降低碳排放。

5 政策建議

（1）重視數字經濟發展的碳減排效應。當前亟須加強數字技術的研究和開發，以數字化手段為綠色化進程注入新的動力和活力。通過不斷完善并應用數字技術，促進產業結構優化和智能化發展，推動高耗能行業向低碳產業轉型，推動智能城市建設，實現數字化、綠色化的轉變，更大程度地貢獻于可持續發展。

（2）積極推進產業結構升級，以最大程度地發揮其中介作用。推進實體經濟與數字經濟的深度融合，促進新興技術和業態的廣泛應用和蓬勃發展，從而推動經濟實現向更高層次的轉型升級。同時，政府應積極推動企業進行技術創新和新產品開發，推動企業間合作與協同，提升產品的競爭實力和附加價值，以促進產業鏈上下游之間的緊密銜接和協同創新，加強對人才培養和技能提升的支持力度，以促進產業結構升級所需的高素質勞動力和技術人才的培育。

（3）立足區域差異，采取因地制宜的措施。首先，為了促進中西部地區數字經濟的協同發展，政府應采取更加積極的政策措施，以打破行業壁壘和地域限制。東部地區應當積極構建現代化的數字產業生態系統，不斷探索和創新數字經濟在促進碳減排方面的新業務和新模式，以推動經濟發展。其次，針對不同地域的科技創新實力和需求，政府可構建完備的區域創新生態系統，其中包括科研機構、創新平臺等多個方面。通過加強科技創新能力和技術轉移，加強基礎設施的節能減排措施，提升環境監測能力，有效遏制碳排放的發生。最后，加強人才流動和合作，政府可以通過設立人才引進政策和人才流動機制，吸引更多的數字經濟專業人才來到中西部地區工作和創業。

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