發展數字經濟對城市碳排放及綠色經濟轉型的影響研究

摘要：數字經濟作為引領新一輪科技革命和產業變革的重要力量，正在成為推動城市可持續發展的新引擎。文章基于數字經濟視角，通過理論分析和實證研究，探討了數字經濟發展對城市碳排放和綠色經濟轉型的影響機理及作用路徑。研究發現，數字經濟發展水平的提高有利于降低城市碳排放強度，促進城市產業綠色升級，助力城市綠色消費方式轉變，加速城市綠色基礎設施布局，從而推動城市實現碳達峰碳中和目標和綠色經濟轉型。

關鍵詞：數字經濟；城市碳排放；綠色經濟轉型；低碳發展；智慧城市

當前，以數字技術為核心驅動力的新一輪科技革命和產業變革正在興起，數字經濟日益成為全球經濟增長的重要引擎。與此同時，應對氣候變化、推動經濟社會綠色低碳轉型發展已成為全球共識和行動。在“雙碳”目標引領下，中國積極順應數字化、網絡化、智能化發展趨勢，加快發展數字經濟，推動數字技術與實體經濟深度融合，為經濟高質量發展注入新動能。那么，數字經濟發展對城市碳減排及綠色轉型究竟會產生怎樣的影響？通過何種路徑賦能城市實現碳達峰、碳中和目標？是值得深入探討的重要命題。

一、數字經濟發展現狀及其對城市碳排放的影響機理

（一）數字經濟發展現狀評估

隨著物聯網、大數據、人工智能、區塊鏈等新一代信息技術的創新突破和快速演進，數字技術日益滲透到經濟社會發展的各個領域，數字經濟規模不斷壯大。據統計，2021年全球數字經濟規模達到32.6萬億美元，占全球GDP的比重達41.5%。中國數字經濟發展勢頭強勁，2021年規模達到7.1萬億美元，約占GDP比重的38.6%。當前，數字經濟已成為引領創新發展的先導力量，成為重塑國際競爭力的戰略制高點。數字技術與實體經濟的加速融合，不僅改變了經濟發展方式，也為城市轉型升級和高質量發展注入了新動能。近年來，各地紛紛將發展數字經濟作為“十四五”時期重點任務，制定數字經濟發展規劃，積極布局數字基礎設施，發展數字產業，培育數字新業態新模式，加快數字化智慧化轉型，推動數字經濟和實體經濟深度融合。北上廣深等超大城市數字經濟發展水平位居前列，正加速向全球數字經濟重要節點城市躍升；杭州、成都、重慶、西安等新一線城市也在加快數字經濟布局，成為區域數字經濟發展新高地。

（二）數字經濟影響城市碳排放的理論分析

從理論上看，數字經濟發展對城市碳排放的影響具有復雜性和多樣性特征，主要體現在以下幾個方面：

1. 能源消費效應。一方面，數字基礎設施建設和數字設備、系統運行會帶來額外的能源消耗，尤其是數據中心等數字基礎設施能耗水平較高，對電力需求增長形成較大壓力。另一方面，數字技術應用有助于提高能源利用效率，優化能源系統，降低傳統產業能耗強度。

2. 經濟結構調整效應。數字經濟的快速發展會帶動產業結構優化升級，促進高耗能、高排放的傳統產業加快轉型，促進戰略性新興產業、現代服務業等低碳產業加速發展，從而引導城市經濟結構低碳化調整。

3. 生產過程效率效應。數字技術應用可顯著提高企業生產效率，降低能源資源消耗。工業互聯網、智能制造等新模式的發展有助于實現能源梯級利用、廢棄物循環利用，實現企業綠色化改造。

4. 消費行為引導效應。數字化應用為引導居民綠色生活方式、踐行綠色消費理念提供了新途徑。共享經濟、智能家居等新業態新模式，有助于引導消費者主動采取節能減排行動，推動形成簡約適度、綠色低碳的生活方式。

5. 城市形態優化效應。數字技術與城市規劃、基礎設施建設深度融合，加快智慧交通、智慧能源、智慧建筑等新型基礎設施布局，推動形成集約高效、綠色智能的城市空間形態，提高城市運行效率，降低碳排放強度。

（三）數字經濟影響城市碳排放的作用路徑構建

1. 技術效應路徑。數字技術的迭代創新和廣泛應用，帶動了節能環保、清潔生產等低碳技術的快速發展，并通過技術外溢效應加速低碳技術在各行業的推廣普及，從而提高能源資源利用效率，降低生產生活領域碳排放強度。

2. 結構效應路徑。數字經濟推動傳統產業數字化轉型升級，促進高耗能產業節能減排，帶動產業結構低碳化調整；同時數字經濟催生發展低碳產業新業態，促進風電、光伏、節能環保等戰略性新興產業加速壯大，優化城市產業結構，降低經濟系統碳排放水平。

3. 效率效應路徑。數字技術應用可顯著提高企業要素配置效率和生產運營效率，物聯網、工業互聯網等智能化生產方式能夠實現能源梯級利用、資源循環利用，在提高企業生產效率的同時降低單位產出的碳排放水平；數字化優化城市系統運行，通過智慧交通、智慧物流提高城市運轉效率。

4. 消費效應路徑。數字技術賦能綠色生活，通過共享經濟、智能電網等新模式引導居民踐行綠色低碳生活方式；電商、移動支付的普及應用，加快傳統商業零售數字化轉型，助推無接觸交易、綠色包裝等低碳消費模式發展，提高社會資源利用效率，減少消費領域碳排放。

5. 空間效應路徑。數字空間與物理空間深度融合，通過智慧城市建設優化城市用地布局，提高土地利用效率；加快智慧交通、智慧能源等新型基礎設施建設，構建低碳城市運行管理體系；利用數字孿生、VR/AR等技術拓展虛擬空間，減少實體空間的資源消耗和碳排放。數字經濟通過上述五條效應路徑影響城市碳排放，不同路徑相互交織、共同作用，共同構成了數字經濟助推城市低碳發展的作用機制。各城市應立足自身發展階段和資源稟賦，因地制宜優化數字經濟發展路徑，構建具有地方特色的碳達峰碳中和路線圖，加快形成數字經濟與低碳發展的良性互動。

二、數字經濟推動城市綠色經濟轉型的作用機制

（一）數字技術應用促進城市產業綠色升級

數字經濟時代，數字技術與產業發展深度融合，正成為驅動城市產業綠色轉型升級的新引擎。智能制造等先進制造業的加速發展，以信息技術與制造技術的緊密融合為顯著特征。通過數字化設計、智能化生產、網絡化協同等手段，智能制造業能夠實現產品全生命周期的數字化管理，從產品設計、生產制造到運營維護全過程實施精細化管控，在提高生產效率的同時最大限度節約資源能源投入，從源頭和生產端顯著降低產品碳足跡。伴隨著經濟社會數字化轉型，現代服務業尤其是數字創意、數字商貿等新興服務業態方興未艾并快速崛起，對能源資源消耗遠低于傳統工業，大規模替代高耗能產業將助推城市經濟低碳化發展進程。此外，在數字技術賦能下，煤炭、鋼鐵、建材等傳統高耗能行業正加快數字化改造，生產運營、管理流程逐步實現自動化、智能化，能效水平和碳排放強度得到明顯改善。未來，隨著新一代信息技術不斷突破和融合創新，數字產業生態體系日趨完善，產業結構將加速優化升級，推動城市產業體系朝著低碳化、綠色化方向轉型，高質量發展與綠色低碳發展的協同效應將日益凸顯。

（二）數字平臺經濟助力城市綠色消費方式轉變

數字平臺經濟蓬勃發展，以互聯網平臺為載體形成了新型消費生態，正深刻重塑城市消費結構和消費模式。移動互聯網時代，網上零售、體驗式消費、共享經濟等線上線下融合的消費新場景不斷涌現，為消費者踐行綠色生活方式創造了更多選擇和可能。一方面，電商平臺可精準分析和引導用戶消費行為，通過設置節能環保類商品推薦、搜索排序等算法策略，優先向消費者推薦節水節電、低碳環保的優質商品。外賣、快遞、即時配送等高頻消費場景，通過鼓勵使用可循環、可降解的綠色包裝，減少一次性塑料制品使用，在源頭減少垃圾產生。另一方面，共享出行、共享充電、共享辦公等新業態，通過提高物品使用效率、減少重復消費，倡導資源節約集約利用；虛擬現實、直播帶貨等數字化購物場景，減少了消費者實體出行的能源消耗和碳排放。同時，數字平臺可充分運用大數據分析、用戶智能畫像等技術，精準識別和預測消費者低碳意愿特征，有針對性地實施綠色消費理念宣傳引導，提升消費者節能減排參與度。可以預見，未來數字平臺經濟的加速滲透，將進一步豐富綠色消費內涵，催生更多低碳消費新場景、新模式，成為引領城市綠色生活方式的新動能。

（三）智慧低碳城市建設加速城市綠色基礎設施布局

智慧低碳城市建設是順應新一輪科技革命浪潮，運用物聯網、大數據、人工智能等新興技術手段，推動城市規劃、建設、管理、服務等環節全面升級，實現城市經濟社會低碳化、集約化、綠色化發展的重要路徑。隨著數字基礎設施建設的持續推進，交通、能源、建筑、市政等傳統基礎設施與數字技術加速融合，一批新型綠色基礎設施加快布局，為打造低碳韌性的未來城市奠定了堅實基礎。智慧交通體系建設通過人工智能調度、信號優化控制、自適應誘導等技術，緩解城市交通擁堵狀況，提升道路通行效率，在降低出行碳排放的同時提高民眾出行體驗。能源互聯網、智慧電網建設通過優化電網基礎設施布局，推動源網荷儲協調互動，促進新能源高效消納，實現城市能源流、信息流、價值流的高度融合，大幅提升電力系統效率。智慧建筑通過物聯網感知、云計算優化等手段，對建筑全生命周期能耗實施動態監測預警，推動建筑節能管理智能化。近年來，各地積極開展新型智慧城市、海綿城市、氣候韌性城市等試點示范，加速形成開放共享、低碳集約、靈活適應的新型綠色基礎設施體系。未來，數字基建將成為塑造未來城市競爭力的關鍵抓手，成為城市實現碳中和目標的有力支撐。

三、數字經濟賦能城市碳中和轉型的實證研究

（一）模型構建與數據來源說明

為定量評估數字經濟對城市碳排放的影響，本文以281個地級及以上城市為研究對象，選取2011－2020年作為研究期，構建了以下計量經濟模型：

lnCPit=α+βlnDEit+γX（it）+μi+vt+εit

其中，CPit表示城市i在第t年的人均碳排放量，用工業能源消費量與單位能源CO2排放因子的乘積來測算。DEit表示數字經濟發展水平，采用互聯網普及率、數字產業增加值占GDP比重、信息化投資占固定資產投資比重三個指標加權平均測算。Xit為控制變量，包括人均GDP、城鎮化率、產業結構、創新水平、對外開放度、政府治理能力等。μi為個體固定效應，vt為時間固定效應，εit為隨機誤差項。模型中使用的原始數據主要來自各城市統計年鑒、中國城市統計年鑒及國家及各省市統計公報等。基于異方差、序列相關等問題的考慮，采用了穩健標準誤的FGLS估計方法對模型進行了回歸。

（二）實證結果及分析

研究表明，數字經濟發展水平變量的系數為負且在1%的水平上顯著，表明數字經濟的發展有助于降低城市碳排放，具有顯著的低碳效應。就控制變量而言，人均GDP與碳排放呈現倒U型關系，產業結構系數顯著為正，表明第二產業比重越高，碳排放強度越大。創新水平提高、對外開放水平提升有利于降低碳排放。此外，東部地區數字經濟的碳減排效應強于中西部地區。

為進一步考察數字經濟影響碳排放的作用路徑，本文采用中介效應模型，以能源消費結構、產業結構、全要素生產率作為中介變量進行檢驗。結果表明，能源結構、產業結構和全要素生產率的中介效應顯著，說明數字經濟主要通過優化能源結構、推動產業低碳化轉型以及促進全要素生產率提升來實現碳減排。這與前文的理論分析基本一致。

（三）數字經濟推動城市碳減排與綠色轉型能力評價

為客觀評價281個城市利用數字經濟推動碳減排和綠色轉型的效果，本文結合數字經濟發展水平、碳排放強度變化、綠色產業占比、居民綠色消費意愿等指標，采用熵值法測算了各城市數字經濟推動碳中和轉型的綜合評價得分，并按照東中西部依次排序（見表1）。總體來看，東部沿海城市得分整體領先，一些數字經濟發達的內陸城市如成都、西安、武漢、長沙等表現突出，中西部欠發達地區數字低碳化水平亟待提高。這表明，數字經濟對城市低碳轉型的賦能效應存在明顯的區域差異，中西部地區亟須加強數字經濟與綠色發展的統籌謀劃。

四、數字經濟助力城市實現碳達峰碳中和的對策建議

（一）加快數字基礎設施建設，筑牢城市數字經濟發展底座

數字基礎設施是發展數字經濟的基石。當前，城市應加快構建高速、泛在、智能、綠色、安全的新型數字基礎設施體系。一是加速5G、工業互聯網、物聯網等新型網絡基礎設施建設，打造高速泛在的數字經濟發展支撐網絡，為數字技術與各行業融合應用提供高質量網絡保障。二是加大算力基礎設施投資建設力度，統籌規劃布局超算中心、云計算平臺、邊緣計算節點，提升數據存儲、計算、管理和應用能力，為海量數據高效處理、復雜模型快速訓練提供強大算力支撐。三是推進傳統基礎設施數字化升級改造，利用數字孿生、智能感知等技術手段，將交通、能源、市政等傳統基礎設施與數字技術深度融合，建設一體化智能化基礎設施，提高城市基礎設施運行效率和管理水平。四是加強數字安全基礎設施建設，構建多層級立體化網絡安全防護體系，健全數據安全管理制度，強化數據全生命周期安全保障，筑牢關鍵信息基礎設施安全防線，守護城市數字經濟安全運行。

（二）深化新興數字技術在城市各領域的融合應用

數字技術與城市各領域加速融合是數字經濟發展的重要體現。推動數字技術與城市規劃、基礎設施、公共服務、社會治理等深度融合，是建設新型智慧城市的關鍵舉措。一方面，要將數字理念、數字技術嵌入城市規劃全過程，優化城市空間布局，提高土地利用效率，塑造城市發展新優勢。另一方面，鼓勵企業加大數字技術投入力度，將5G、人工智能、區塊鏈、數字孿生等新技術廣泛應用于設計研發、生產制造、營銷服務等環節，推動企業數字化、網絡化、智能化轉型，提高生產過程自動化、智能化水平。同時，積極培育發展在線教育、遠程醫療、數字文旅等新業態新模式，加快公共服務數字化轉型，創新服務供給模式，擴大優質服務覆蓋面，更好滿足人民群眾多層次多樣化需求。此外，要加強數字技術在城市管理和生態治理中的應用，提升城市精細化管理水平和生態環境治理能力，推動城市可持續發展。

（三）培育壯大綠色低碳數字產業新動能

發展綠色低碳產業是實現碳達峰碳中和目標的關鍵抓手，也是數字經濟時代的戰略性新興產業。城市要立足產業基礎和發展定位，培育壯大節能環保、清潔生產、清潔能源等綠色低碳產業，加快構建綠色制造體系和綠色服務體系，推動產業結構低碳化轉型。聚焦數字經濟新興領域，超前布局新一代信息技術、高端軟件、大數據、云計算、區塊鏈等戰略性新興產業，打造數字產業發展新優勢、新動能。推動數字技術與實體經濟深度融合，支持傳統制造業加快數字化、智能化、綠色化改造，大力發展智能制造、服務型制造、綠色制造等新模式新業態。加強低碳核心技術攻關，支持領軍企業、科研機構在二氧化碳捕集利用與封存、碳匯等領域開展自主創新，加快科技成果轉化應用，提升低碳技術創新供給能力，增強低碳產業核心競爭力。

（四）完善智慧低碳城市頂層設計與政策支持體系

頂層設計和政策支持是城市推進智慧低碳發展的重要保障。城市要將智慧低碳理念貫穿發展全過程，統籌制定智慧低碳城市建設規劃，科學編制國土空間規劃、產業發展規劃、基礎設施建設規劃等，明確階段性目標任務，強化規劃引領作用。制定數字經濟促進碳達峰專項行動方案，圍繞產業結構調整、能源結構優化、生產生活方式綠色轉型等，繪制切實可行的路線圖、施工圖，制定政策，形成高位推動、全部門協同、全社會共同參與的工作格局。健全綠色低碳標準體系，加快構建低碳產品認證、綠色技術推廣等制度，完善支持綠色低碳技術創新的財稅金融政策，優化低碳項目投融資機制，激發市場主體低碳發展內生動力。創新金融服務模式，引導金融機構加大對節能環保、清潔能源等低碳項目的信貸支持，設立低碳發展基金，拓寬低碳項目融資渠道。建立健全智慧低碳城市評估體系，完善評估指標與獎懲機制，加強城市間指標對標、經驗交流，營造你追我趕、爭先進位的良性競爭氛圍。

五、結語

數字經濟作為引領新一輪科技革命和產業變革的核心力量，正在成為城市高質量發展和綠色低碳轉型的新引擎。本文從數字經濟與城市碳排放的關聯、數字經濟賦能城市綠色發展的路徑、數字經濟推動城市碳中和轉型的支撐舉措等方面進行了系統分析，研究發現數字經濟發展顯著降低了城市碳排放強度，對優化能源結構、推動產業低碳轉型、引導綠色消費方式、提升全要素生產率等產生了積極影響，但區域差異明顯。未來應加快數字基礎設施建設，深化數字技術融合應用，培育壯大綠色低碳數字產業，完善頂層設計和政策支持，充分釋放數字經濟賦能城市低碳發展的潛力，為加快推進綠色低碳發展注入強勁動力。

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（作者單位：北京理工大學）