数字经济发展对区域碳排放的影响研究

郑丹雯

（上海大学悉尼工商学院，上海 201800）

1 引言

作为温室气体的主要来源，全球二氧化碳排放量的不断增加，造成冰川融化加速、海平面上升、旱涝两极分化等极端现象频繁发生。我国面临的碳减排压力已上升到前所未有的水平，推动低碳经济发展已成为新常态阶段一项重要而严峻的任务，因此，需要在经济发展方式上进行积极的调整。其中，数字是一种新型的生产要素，其正在与传统生产要素相融合，使现有产业逐步走向智能化。通过数字经济与生产活动的融合发展，工业、服务业乃至农业都面临着生产要素再分配、生产效率提高等数字化转型，这无疑为我国实现“双碳”目标提供了新的选择。因此，本文将数字经济发展作为一个重要变量，引入碳排放影响因素的研究框架中，系统地考察数字经济发展对区域碳排放的影响效应，为国家通过“数字减排”实现“双碳”目标提供新的可行路径。

2 理论机制与研究假设

数字经济影响区域碳排放强度的机制体现在以下3 个方面：第一，从行业自身来看，数字化产业以信息服务企业、互联网企业等信息企业为主，其绿色水平普遍高于传统生产制造业。而这些数字化企业由于其强大的经济实力，往往会更注重环境效益[1]。此外，数字经济的一些固有优势和本质特征，如跨时空的信息传播、数据创建和共享等，可以减少不必要的经济活动，从而降低能源消耗和碳排放强度。第二，从治理层面来看，政府可以通过数字化技术更好地了解能源市场及能源价格的变化，从而实现对能源供应总量的有效调控。同时，利用云计算、大数据和遥感技术等，政府可以实时监测碳排放数据，提高对碳排放超标情况的预警和感知能力，从而降低区域碳排放强度。第三，从企业层面来看，数字经济使企业能够在塑造数字环境、改变产品性能和创造新价值的过程中获得全新的竞争优势，从而促进投入要素的优化配置，通过减少资源浪费为碳减排目标的实现提供支持[2]。

基于上述分析，本文提出假设1：数字经济发展会显著降低区域碳排放强度。

产业结构优化是指通过促进产业间合理调整、提高生产效率，从而实现产业结构的合理化和高级化。具体来说，产业结构合理化是指通过对资源的合理使用，提高资源使用效率，以提升各产业部门的协调程度；产业结构高级化是指产业结构水平由低向高过渡的过程。数字经济发展对产业结构合理化的影响机制主要体现在：数字经济能够促使企业进行技术创新、知识共享，引导创新资源向高生产率产业流动，从而优化资源配置、加速产业结构的合理化升级。同时，数字经济可以依托强渗透性、高扩散性等特点，打破各产业间的壁垒，促进关联产业之间实现融合发展，有利于推进产业结构高级化[3]。现有学者基于多种方法论证了产业结构优化可以有效降低碳排放强度[4]。

基于上述分析，本文提出假设2：数字经济会通过产业结构优化效应间接影响区域碳排放强度。

3 研究设计与数据说明

3.1 模型设定

为验证数字经济发展对区域碳排放强度的影响效应，本文构建了如下普通面板基准回归模型：

式中，Ceit代表第i 个城市第t 年的二氧化碳排放量；Deit代表数字经济指数；Controlit代表控制变量；μi代表个体效应；σt代表时间效应；εit代表随机误差。

除了式（1）所体现的总效应，数字经济可能通过某些中介机制间接影响区域碳排放强度，据此，本文建立了如下中介效应模型：

式中，Mit代表中介变量，包括产业结构合理化（lnInsr）和产业结构高级化（lnInsh）；其他变量定义与式（1）相同。β1×γ2代表中介效应，即数字经济通过中介变量对区域碳排放产生的影响。

3.2 变量选取

3.2.1 被解释变量

本文借鉴联合国政府间气候变化专门委员会的计算方法，计算了主要化石燃料（原煤、原油和天然气）燃烧产生的二氧化碳排放量，具体公式如下：

式中，CEref-i代表化石燃料i 的参考二氧化碳排放总量；ADref-i和EFi分别代表相应化石燃料的表观消耗量和碳转换系数。

3.2.2 核心解释变量

为综合考虑数字经济在不同维度的发展情况，本文参考有关地级市层面数字经济发展水平测量的研究，从互联网发展和数字金融普惠发展两个角度，以人均电信业务总量、人均邮政业务总量、每百人手机与互联网用户数、计算机服务业从业人数占比、软件从业人数占比和数字普惠金融指数6项指标为子维度构建数字经济指标体系，运用熵值法对其进行综合处理，计算出数字经济总指数（De）。

3.2.3 中介变量

对于产业结构变化的测量，本文分别测量产业结构合理化和产业结构高级化这两个维度。具体来说，用泰尔指数来衡量产业结构合理化（lnInsr），用第三产业与第二产业的产值之比取对数来衡量产业结构高级化（lnInsh）。其中，泰尔指数的计算公式为：

式中，TL 代表产业结构合理化程度；i 代表具体的产业部门；n 代表产业部门数；Y 代表生产总值；Yi代表产业部门i的产值；L 代表从业人数；Li代表产业部门i 的从业人数。

3.2.4 控制变量

为了更加准确地分析数字经济发展对区域碳排放强度的影响，本文借鉴现有研究成果，设定了5 个控制变量：人口规模（lnPopu）用年末城镇人口数（百万人）的对数来衡量；人均收入水平（lnPgdp）用城市人均平减GDP（元）的对数来衡量；能源消耗（lnPener）用城市人均用电消耗量（千瓦时/人）的对数来衡量；城镇化率（Pur）用年末城镇人口数与年末城市总人口数的比重（%）来衡量；科技支出（Rd）用财政支出中科技投入的占比（%）来衡量。

3.3 样本选择与数据来源

由于数据缺失、行政区划调整等现实情况，本文最终选取2012-2020 年285 个地级市的观测值作为研究样本。各城市的污染物排放量和经济数据均来自2012-2020 年我国各省市的统计年鉴，其中部分缺失数据采用临近年均值法和线性插补法进行补齐。各城市的数字普惠金融指数取自北京大学数字金融研究中心公布的《北京大学数字普惠金融指数》。

4 实证分析

4.1 基准回归结果

为检验数字经济发展能否有效降低区域碳排放强度，本文依据式（1）对2012-2020 年我国285 个地级市的面板数据进行固定效应回归分析，结果见表1。第（1）列为数字经济发展（De）对区域碳排放强度（Ce）进行基准回归的结果，回归系数在1%的水平上显著，表明数字经济发展能够有效降低区域碳排放强度。第（2）列至第（6）列是依次添加控制变量并使用固定效应模型回归的结果，表明数字经济发展仍然对区域碳排放强度具有显著的负向抑制作用，充分验证了假设1。

表1 基准回归结果

4.2 中介效应分析

为检验数字经济发展通过产业结构优化这一途径间接影响区域碳排放强度的具体机制，本文在基准回归分析的基础上，根据由式（2）和式（3）组成的中介效应模型，采用逐步回归的方法进行实证检验，结果见表2。通过逐步回归法进行结果分析的基本思路如下：在式（2）中β1显著的情况下，若式（3）中γ2显著，说明数字经济发展会通过产业结构优化影响区域碳排放强度，并且其中介效应大小为β1×γ2。此时，若式（3）中γ1仍显著，说明产业结构优化是数字经济发展影响区域碳排放强度的部分中介机制，即数字经济发展不仅会通过产业结构升级，还会通过其他作用机制影响区域碳排放强度；若γ1不显著，说明产业结构优化是数字经济发展影响区域碳排放强度的完全中介机制，即数字经济发展只会通过产业结构优化作用于区域碳排放强度。

表2 中介机制分析结果

在表2 中，第（1）列检验了数字经济发展对产业结构合理化的影响，第（2）列继续检验数字经济发展和产业结构合理化对区域碳排放强度的影响。因此，数字经济发展会通过产业结构合理化这一中介变量影响区域碳排放强度，且为部分中介机制，中介效应大小约为0.193。第（3）列检验了数字经济发展对产业结构高级化的影响，第（4）列继续检验数字经济发展和产业结构高级化对区域碳排放强度的影响。因此，可以得出相似结论：产业结构高级化同样是数字经济发展影响区域碳排放强度的中介机制，且为部分中介机制，其中介效应大小约为0.217。综上所述，数字经济发展可以通过产业结构优化间接影响区域碳排放强度，充分验证了假设2。并且通过上述具体分析可知，在此中介效应中，产业结构高级化发挥的作用比产业结构合理化更为显著。

4.3 稳健性检验

为提高上述研究结果的准确性，本文使用以下3 种方法进行稳健性检验：①替换被解释变量。能源消耗所导致的碳排放可分为3 种类别：第一种是煤气、液化石油气等能源消耗直接产生的碳排放；第二种是电能和热能消耗产生的碳排放；第三种是城市交通运输所耗能源产生的碳排放。本文将3种能源消耗产生的碳排放相加得到各城市的二氧化碳排放量，代替原有的被解释变量，进行稳健性检验[5]。②替换核心解释变量。本文通过主成分分析计算所得的数字经济指数替代原有的核心被解释变量进行稳健性检验。③分阶段回归法。本文将样本数据按照时间划分为2012-2015 年和2016-2020 年两个阶段进行回归分析，进而检验结果的稳健性。

这3 种方法的结果如表3 所示，数字经济发展的回归系数均显著为负，因此，可以验证回归结果的稳健性。

表3 稳健性检验结果

5 结论与建议

5.1 结论

本文从多个维度检验分析了数字经济发展对区域碳排放强度的影响及其内在机制，并得出以下结论：第一，数字经济发展对区域碳排放强度具有显著的抑制作用，这一结论在使用3 种方法进行稳健性检验后依然有效；第二，数字经济发展影响区域碳排放强度的内在机制包括直接和间接两种方式，既可以通过其产生的数字要素性质直接影响区域碳排放水平，又可以通过影响产业结构优化间接影响区域碳排放强度；第三，数字经济发展通过产业结构优化影响区域碳排放强度的过程可以分为产业结构合理化和产业结构高级化两个途径，其中产业结构高级化发挥了更为显著的中介作用。

5.2 建议

第一，加速全国范围内数字经济的高质量发展。数字经济需要以完善的数字基础设施体系作为后续快速发展的前提条件，但与发达国家相比，目前我国在该领域的建设水平还不够高。因此，有必要进一步聚焦大数据中心、5G 网络基站、云计算平台等技术，全面推进经济数字化转型。同时，由于数字经济具有较强的耗能性，必须防止传统的粗放式增长，重视发展和推广节能减排技术，推动数字经济实现内涵式增长。

第二，促进产业结构优化升级。发展数字经济是实现产业结构优化升级和绿色经济转型的重要抓手，因此，要在数字产业化的基础上，进一步扩大数字产业规模，推动数字经济向传统行业渗透。在将数字技术融入传统生产、提高生产效率的同时，要注重绿色低碳技术的研发和应用，充分发挥低碳产业的引领作用，推动整个产业向智能低碳方向转型。