二氧化碳排放与外商直接投资的中介效应研究——基于我国东中西部研究视角

华 欣，吴润洁

（天津科技大学经济与管理学院，天津 300457）

引 言

2018 年12 月15 日，联合国气候大会圆满结束，该会对《巴黎协定》细则进行了明确的制定，标志着全球合作低碳排放的趋势势不可挡。近年来，国际碳交易机制不断复杂化，除了围绕《联合国气候变化框架公约》这一主渠道，各类围绕碳交易的单边协定、双边协定、区域性协定有所增加[1]。世界各国不得不面对这一全球性问题——温度持续升高的地球环境，世界各国都在采取行动为全球减排做出相应的贡献。但与此同时，由于经济水平、环境问题、国情皆有不同，各国如何承担“共同但有区别的责任”成为争论的重点问题。以美国为首的单边主义派别在全球环境治理进程上设置了巨大障碍，新上任的拜登政府虽已宣称美国将重返《巴黎协定》，但仍未提出美方的自主贡献，同时美国政府在2019 年无视全球治理进程，一意孤行、单方面宣布退出《巴黎协定》而带来的的影响是无法逆转的。

而以中国为首的全球治理派则积极参与相关合作事宜。2020 年9 月22 日，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话时宣布，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值，努力争取2060 年前实现碳中和。中国进一步彰显了大国的责任感、使命感，积极采取措施为全球碳减排出一份力。我国生态环境部部长黄润秋在接受采访时表示，“十三五”期间是中国生态环境改善最大的5 年，但同时我们应明确，离达到碳达峰已不足10 年，从碳达峰再到碳中和也仅有30年，我们要面临的节能减排问题相对于发达国家会更为艰巨。

2021 年全国两会审议通过的政府工作报告、“十四五”规划和2035 年远景目标纲要都提出，“十四五”要加快发展方式绿色转型，协同推进经济高质量发展和生态环境高水平保护。我国也定将会采取更有效的措施，参与全球共同面临的环境问题，担当大国责任。2021 年7 月16 日，全国碳排放权交易在上海环境能源交易所正式开市，通过市场机制，优化配置流程，促进科技进步和产业升级，将技术和资金导向低碳经济，该交易成为我国实现“双碳”目标的核心工具之一。

在全球化的大背景下，中国是全球产业链上的重要组成部分，外国资本被引入中国，跨国公司、合资企业在中国开设工厂，带来了碳排放量增加的风险的同时，也带来了环境规制的技术创新，为产业结构升级推波助澜，推动企业参与到减排攻坚战中。本文针对外商直接投资对中国环境的影响路径，利用随机效应模型对2004—2019 年的各省面板数据进行研究。

1 文献综述

国内外对于环境规制的研究较丰富，主要围绕环境保护、经济增长、产业升级、技术创新等主题进行了研究。

一是环境保护对经济增长的影响，其中大体分为三种观点：（1）新古典主义认为环境保护政策会提高企业生产成本，进而削弱企业的影响力，从而抵消环境保护给社会带来的积极效应，对经济增长产生负面效果。有些学者研究发现征收环境保护税对经济增长产生了小幅度的负向影响[2-3]。（2）“波特假说”，波特等人对上述说法表示反对，他们认为适当的环境保护政策会促进企业追求技术创新，从而对经济产生正向的影响；而这种对生产力产生的积极影响也会抵消因环境保护政策而进行技术创新所带来的成本。（3）两者之间不存在线性关系。何文海等研究发现长江经济带11 个省市的环境规制与经济发展情况存在“倒U”型[4]。除此以外，有学者研究发现来源国的二氧化碳排放与东道国的二氧化碳排放的差异对亚洲东道国的经济增长具有积极而显著的影响，而来源国二氧化碳排放量对东道国的经济增长有负效应，但对亚洲东道国的经济增长没有显著影响[5]。同时，有学者提出了虽因“波特假说”提高了企业的生产率，但由于“污染天堂”的存在迫使部分企业搬迁，从而逆向削弱了“波特假说”带来的经济效应[6]。

二是单独考察经济增长等因素对环境的单方面影响。有的学者研究发现经济增长与碳排放之间存在协整关系[7]。产业结构方面，环境规制在长期和短期情况下对产业合理化和高级化产生了不同的影响[3]。在技术创新方面，有学者提出技术创新建设的规模应适中，并在阈值以下；否则，将产生更大的环境压力[8]。根据FDI 的折衷理论，跨国公司的诞生是为了利用技术技能、广告、品牌等企业层面优势的国际化带来的利益，并带有资本转移的经济动机[9-10]。在现有文献中，“污染天堂”假说在国外较为盛行，Monica 等认为由于发展中国家的自由制度框架，外国直接投资对碳排放具有显著的积极影响，遵循“污染天堂”假说[11]。也有学者针对中国[12]、孟加拉国[13]进行了研究，得出了同样的结论，认为FDI 流入制造业加重了东道国的污染[14]。同时有学者提出了不同的看法，FDI 无论是在总体上还是分行业上都有利于减少我国工业污染排放[15]。Hitam 等研究发现马来西亚环境库兹涅茨曲线存在，外商直接投资增加了环境退化[16]。除此以外，有些学者提出了不同的观点，认为对外直接投资与环境污染也呈现了“倒U”型的特征[17]。

三是考察中介效应对碳排放的影响。刘夏研究了产业结构在中国对外投资对二氧化碳排放的中介作用，发现产业结构高级化对二氧化碳排放量不显著，但对外投资影响的产业结构高级化对二氧化碳排放呈现了显著性，同时对东西中部的显著性不相同[18]。有学者利用PM2.5 排放量作为研究对象，研究发现中国上市公司的对外投资可通过产业转移进而改善母国的环境，同时也可通过逆向技术溢出达到相同的效果[19]。除此以外，还有学者研究了产业结构与创新的交互作用[20]。

而针对外商直接投资对环境的影响，有学者认为外商直接投资有效降低了我国二氧化碳排放水平[21-22]，外商直接投资帮助中国更好地实行了环境管制政策，提醒我们在“引进来”的同时，也要利用好外资，通过引进外国先进的环境保护技术和借鉴环境管制措施，对我国的环境起到良好的循环作用。但有学者持反对意见，认为中国在加入WTO后，迅速引入大量外资，多数行业隐含国外CO2排放所占的比例明显增加[23]。有学者对这种争议做出了解释，研究发现FDI 对不同种类的排放物存在一定差别，例如外商直接投资提高了工业废水排放，但却降低了工业二氧化硫排放，且不同行业的外商直接投资也对排放物呈现了不同的影响[24]。

从现有文献来看，共同研究技术创新和技术创新在外商直接投资和碳排放量间作用的研究较少，因此本文的贡献一共有以下几点：（1）计算了2004—2010 年、2011—2019 年两个阶段的30 个省市Tapio 脱钩指数；（2）研究了外商直接投资对于碳排放的影响，同时引入了创新技术及产业结构这两个中介因素，讨论了外商直接投资额对于碳排放的影响路径；（3）比较研究了我国东、中、西部不同地域之间外商直接投资对于碳排放影响的异质性。

2 模型构建

2.1 理论机制与研究假说

从直接效应来看，近年来外商直接投资额对碳减排起到了一定的积极作用。但由于我国地区发展不平衡，其影响存在一定的异质性。同时，外商投资额对于碳减排的影响依旧存在进步的空间，需要合理运用外资对本土的碳排放进行减排。而产业结构及创新因素成为外商投资额对于碳排放影响的中介因素，协同发展的同时，对碳排放起到了不同方向的作用。东部地区吸引外商投资额相较中西部地区较多，吸收利用外商投资额的效率及能力较高，合理运用外资对本土的碳排放起到了积极的作用。仲云云利用情景分析法对全国各省市的碳排放进行了分析，提出需要利用差异化管理对不同地区进行低碳化路径管理[25]。同时东中西部外资对于碳排放的影响路径存在一定的异质性。

假说1：外商投资额对于碳减排起到了积极的作用。

假说2：外商投资额通过影响产业结构、创新能力的中介效应影响碳排放。

假说3：时间及空间都存在一定的异质性，且东部地区的外商投资额对于碳排放的减少起到了正向的作用。

2.2 变量选取

由于西藏的相关数据缺失，本文选取了2010—2018 年中国（除港澳台）的30 个省及直辖市统计数据，分别来自《中国统计年鉴》、各省市统计年鉴、《中国能源统计年鉴》。

2.2.1 被解释变量

本文将各省市的二氧化碳排放量作为被解释变量，单位为万吨，采用政府间气候变化专门委员会（IPCC）的算法：

其中，Ei表示第i 类能源消耗量，NCVi表示第i 类能源的低位发热量，CEFi表示第i 类能源的含碳量，COFi表示第i 类能源的氧化率。其中，碳排放系数=低位发热量×含碳量×氧化率。本文按照潘家华等的计算方法，分别选取原煤、焦炭、原油、汽油、柴油、燃烧油、天然气、煤油8 种能源，碳排放系数分别为0.539 4、0.830 3、0.836 3、0.814 0、0.861 6、0.882 3、0.447 8、0.839 9[26]。

2.2.2 核心解释变量

外商直接投资（TRADE）,为该地区实际利用外资数据；技术创新能力分为技术创新投入和技术创新产出[20]，本文分别选取研究与开发经费内部支出（RD）、专利授权数量（PAT）代表技术创新投入和产出的变量；产业结构化合理化（TL），其中，Yi为第i产业产值，Y 为总产值，Li为第i 产业产值从业人数，L 为总从业人数；产业结构化高级化（TS），其中，Y3为第三产业产值，Y2为第二产业产值。计算方法参考干春晖等[27]。

2.2.3 控制变量

根据何文海等[4，18，27，28]的方法，本文选取了四个变量。人均GDP（PGDP）代表当地的经济水平，以当地国民生产总值与当地人口的比值来衡量；人口规模（POP）代表当地的人口情况，为当地该年人口数量；城镇化水平（UR）代表当地的城镇化情况，为城镇人口与总人口的比值；交通运输水平（TRA）代表当地的交通水平，为当地的公路里程数与行政区面积的比值。

2.3 面板模型设定

假设1：外商投资、技术创新、产业结构对二氧化碳排放量有直接影响。

假设2：外商投资通过技术创新、产业结构的中介效应对二氧化碳排放产生间接影响。

i 表示地区，t 表示年份，CO2i,t表示i 地区t 年的二氧化碳排放量，TRADEi，t表示实际利用外资，RDi，t表示研究与开发经费内部支出，PATi，t表示专利授权数量，Xi，t表示为产业结构化合理化水平，TSi，t表示为产业结构化高级化水平，Xi，t为控制变量矩阵，分别表示人均GDP、人口规模、城镇化水平、交通运输水平。

3 碳排放情况及分地区脱钩指数计算

3.1 东中西部碳排放量比较

图1 比较了2004—2019 年东中西部的碳排放量变化趋势。2004—2010 年，东中西部三个地区的碳排放呈现逐年增长的趋势。而自2011 年开始，东部地区碳排放量逐渐平缓，同时中部地区碳排放量增长速度明显放缓，西部地区虽在2011—2015 年碳排放量呈现较平缓的趋势，但2015 年后的增长速度为三个地区之首。

图1 2004—2019 年东中西部碳排放量

3.2 脱钩指数计算

Tapio[29]在2005 年计算环境和经济发展的关系时提出了脱钩指数体系，计算公式如下，其中ΔC表示碳排放的变化量，C 表示基期的二氧化碳排放量，ΔG 表示人均GDP 的变化量，G 表示基期人均GDP。

同时，Tapio 将脱钩指数按照经济发展状况、碳排放状况及脱钩弹性分为8 个状态，分别为负脱钩（扩张负脱钩、强负脱钩、弱负脱钩）、脱钩（弱脱钩、强脱钩、衰退脱钩）、连接（扩张连接、衰退连接），如表1：

表1 脱钩状态分类

第七次全国环保大会于2011 年12 月在北京召开，在肯定“十一五”期间取得的环保成绩的同时，我们也需要承认我国的经济发展仍旧较为粗放，环境污染问题依旧突出。为更好地加强环境保护基础建设、提高环境保护能力，生态环境部与各省及直辖市正式签署了“十二五”主要污染物总量减排目标责任书，要求各政府部门监督管理当地减排情况，每年按时汇报具体工作。因此本文将2011年设为关键时间点，将本文使用的2004—2019 年分为两个时间段：2004—2010 年、2011—2019 年。

可以看到2004—2010 年，除了新疆的脱钩状态呈现为扩张连接外，其余省市均呈现弱脱钩的状态，即经济和碳排放均有所增长，但经济增长的速度更快。而在2011—2019 年的区间内，各省市针对环境保护采取了多种行政手段，政府监管能力加强。而加强环保能力可以倒逼经济增长，同时催生出更多创新减排企业提供新兴技术以满足环境需求，为经济发展增添新的动力。北京、天津、浙江、河南、湖北、吉林、四川、云南、重庆9 个省市脱钩状态由弱脱钩转为强脱钩，其中北京的脱钩指数最低，为-0.368 6，是30 个省市中碳排放与经济增长比例脱钩指数最高的。新疆也从2004—2010 年的扩张连接转变为衰退脱钩；山西从弱脱钩转变为扩张连接。

表2 30 个省市的脱钩指数

4 实证模型

4.1 全国层面

面板数据的主要估计方法为随机效应模型和固定效应模型，因此检验本文使用的面板数据使用何种模型，采用hausman 检验方法，原假设为“μi与xit、zi不相关”。结果显示p 值远大于0.1，因此不拒绝原假设，即本文采用随机效应模型。

表3 的（1）（2）列不含中介效应，可以看出外商直接投资对当地的二氧化碳减排起到了积极的作用，并且较为显著。而在技术创新方面，技术创新投入和产出的增加都会导致二氧化碳排放量的增加；同时产业结构合理化和高级化也会对二糖化碳排放的增加有所影响。（3）列以中介变量作为核心解释变量，受到外商直接投资影响的技术创新投入和产出依旧对二氧化碳排放起到了促进的作用，但此时受到外商直接投资影响的产业结构合理化和高级化抑制着二氧化碳排放，但技术创新产出变量不显著，其余变量的显著水平也有所减少。

表3 全国层面的随机效应模型

表4 全国层面分时间段的随机效应模型

控制变量方面，（2）列只有交通运输水平呈现显著性，交通运输水平越高，二氧化碳排放量越增加。（3）列经济的增长会激发二氧化碳的排放，同样人口的增加也会进一步对二氧化碳的排放起到促进的作用，但两者并不显著。城镇化率和交通运输水平的增加都会导致二氧化碳排放量的增加且显著。

4.2 分时间异质性

按照前文计算脱钩弹性的时间进行分年份的随机效应模型检验，即分为2004—2010 年、2011—2019 年两个时间段。对于前一时间段（2004—2010年），受外商直接投资影响下的创新投入会增加二氧化碳排放量，而创新技术产出、产业结构合理化、产业结构高级化均对碳减排有积极影响，但创新技术产出及产业结构合理化两个变量不显著。而后一时间段（2011—2019 年），外商直接投资影响下的创新技术投入对碳排放减排起到了积极作用，创新技术产出、产业结构高级化则对碳排放的增加有所影响，同时产业结构合理化不显著。对比两个阶段，外商直接投资影响下的技术创新投入、产业结构高级化的影响方向发生了变化，外商投资带来的技术影响了中国的环保能力，助力中国解决贸易上的环境壁垒及较为棘手的环境问题。同时受外商投资影响下的创新技术产出在随着年份的增加逐渐显著，近年来随着各项环保政策的出台，生态环境保护工作成为瞩目的焦点，生态文明已经进入顶层设计环节，环保类专利数量不断增加，增长率喜人，我国已经成为最积极布局环境技术领域的国家。但我国是环境专利大国而非强国，核心专利缺失，转化程度较低，在产出方面还有很大的进步和提升空间。

4.3 分地区异质性

经济发展水平和地理位置的不同也会影响到地方的二氧化碳排放水平，因此将中国（除港澳台）31 个省和直辖市分为东中西部三个地区。东部地区为河北、北京、天津、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、海南、辽宁11 个省市，中部为山西、河南、安徽、湖北、江西、湖南、吉林、黑龙江8 个省，西部为陕西、四川、云南、贵州、广西、甘肃、青海、宁夏、新疆、西藏、内蒙古、重庆12 省市，但由于西藏的碳排放数据丢失，西部地区研究对象减少为11 个省市。

东部地区（1）中，外商直接投资、技术创新产出、产业结构合理化、产业结构高级化对二氧化碳排放的减少起到了促进的作用，但产业结构高级化并不显著。而技术创新投入依旧呈现增加二氧化碳排放的趋势。在引入了中介变量后，外商投资影响下的技术投入、产业结构合理化和高级化，与全国层面的影响方向一致，外商直接投资影响下的技术创新产出对二氧化碳减排起到了显著影响。而在中部地区（3）中，除技术创新投入外，其余核心解释变量均对二氧化碳减排起到了积极的作用，但产业结构合理化变量不显著。在引入中介变量（4）中，外商直接投资影响下的技术创新投入和产业结构合理化对碳减排起到了积极作用，余下两个变量的影响方向相反。但产业结构基础较为薄弱，产业结构高级化会付出更大资源代价，导致二氧化碳排放量增加。在西部地区（5）中，所有核心解释变量均不显著，这与西部地区相对以农业、制造业为支柱产业，产业结构和技术水平发展有限有关。在中介变量（6）模型中，外商投资影响下的技术投入对减排有积极作用，其余变量的增加会提高二氧化碳排放，但与产业相关的变量均不显著。上述结果侧面印证了我国东部地区发展占据了主导地位，且受到了外商直接投资的影响，进而影响了东部地区的二氧化碳的排放。而相较于中部、东部地区，西部地区的经济水平发展有限，地理位置均分布在内陆，因此受到外商直接投资的影响较小；同时技术创新水平有限，投入量、产出量较局限，进而对当地的碳排放量影响较小。

表5 分地区的随机效应模型

在控制变量方面，中东部地区的经济水平在显著情况下均呈现增加二氧化碳排放的趋势，这也与中东部地区的高质量经济发展有关。在西部地区，经济的发展助力产业结构改革和创新技术的发展，为当地的二氧化碳减排助力。在人口规模方面，东部地区对减排起到了积极作用，但中西部地区的影响方向相反。中部、东部的城镇化水平显著地提高了二氧化碳排放量，西部地区的该变量显著且起到了减排的作用。在交通运输水平方面，东部、西部的交通运输水平越高，二氧化碳排放量也会有所增加，中部地区的交通运输能力对碳减排有积极影响，但中西部的交通运输变量均不显著。

5 稳健性检验

针对上述模型进行稳定性检验。一是将代表经济的变量人均生产总值（PGDP）更换为生产总值（GDP），结果为表6 的（1）（2）；二是利用MLE 方法替换随机效应（RE）方法进行估计，结果为表6的（3）（4）。对比表3 和表6，核心变量的系数的符号均一致，且都较为显著，因此可以认为结果较为稳健。

表6 稳定性检验

6 结论与政策建议

6.1 主要结论

自“污染天堂”假说提出以来，国内外针对不同国家进行了研究验证，本文针对外商投资影响下的技术创新和产业结构，与二氧化碳排放相联系，利用2004—2019 年的全国层面数据进行研究。主要结论如下：

（1）本文计算了2004—2010 年、2011—2019年的Tapio 脱钩指数。2004—2010 年，除了新疆的脱钩状态呈现为扩张连接外，其余省市均呈现弱脱钩的状态。而2011—2019 年，北京、天津、浙江、河南、湖北、吉林、四川、云南、重庆9 个省市脱钩状态由弱脱钩转为强脱钩，其中北京脱钩指数表现最好。新疆2004—2010 年的扩张连接转变为衰退连接，山西从弱脱钩转变为扩张连接。

（2）从全国层面来看，外商直接投资对当地的二氧化碳减排起到了积极的作用，并且较为显著。受到外商直接投资影响的技术创新投入和产出依旧对二氧化碳排放起到了促进的作用，但此时受到外商直接投资影响的产业结构合理化和高级化抑制着二氧化碳排放，但技术创新产出变量不显著，其余变量的显著水平也有所减少。

（3）分时间段来看，受外商直接投资影响下的创新投入会增加二氧化碳排放量，而创新技术产出、产业结构合理化、产业结构高级化均对碳减排有积极影响，但创新技术产出及产业结构合理化两个变量不显著。外商直接投资影响下的创新技术投入对碳排放减排起到了积极作用，创新技术产出、产业结构高级化则对碳排放的增加有所影响，同时产业结构合理化不显著。

（4）分东中西部地区来看，东部地区的外商投资影响下的技术投入、产业结构合理化和高级化，与全国层面的影响方向一致，外商直接投资影响下的技术创新产出对二氧化碳减排有显著影响；中部地区的外商直接投资影响下的技术创新投入和产业结构合理化对碳减排起到了积极作用，余下两个变量的影响方向相反；西部地区外商投资影响下的技术投入对减排有积极作用，其余变量的增加会提高二氧化碳排放，但与产业相关的变量均不显著。

6.2 政策建议

（1）合理把控外资引进，分配外商资源，加强对外资企业的监控。一方面，对外资的引进要严格审查，制定详细的引进要求，杜绝高能耗高污染的外资，不鼓励盲目引进外资的行为；另一方面，针对“引进来”的外资，要配以合适的政策、劳动、技术环境，对外资的分配进行合理规划，鼓励外商投资较为发达的地区利用好相关创新技术，对现有技术进行及时的升级改造。环保技术升级的同时，也会加大环保材料的需求，实现经济与环保需求的良性循环。

（2）加强城市群的建设，不同地区采取不同的环境政策。“十四五”规划提到了我国未来19 个城市群的建设，东部地区的京津冀、长三角、珠三角作为第一梯队应发挥领头羊作用，率先就外商投资与环境治理协同发展做出表率，利用城市群的辐射功能，进而影响周边地区共同发展。而中西部地区应继续合理运用外资，鼓励引进高技术的环保外企，为当地环保事业提供新兴技术，通过合理改善产业结构助力经济发展，加大创新技术升级，并积极向东部地区的环保政策、技术靠拢。

（3）推动外商投资与产业升级、创新技术的融合。一方面，利用创新技术对重工产业的排放物进行处理，加大创新技术投入的人力资源、资金、设备的力度，提高环保专利产品核心技术能力，改善产出效率，优化现有创新产出；另一方面，积极融合产业结构高级化和合理化的协同发展，助力高污染、高耗能企业转型升级，更精细化分工，通过对口帮扶等措施缩小区域间的产业差距。