数字经济能否助力“双碳”目标的实现——基于中国省级面板的实证分析

陈 昕，金殿臣，张亚豪

（1.中国财政科学研究院，北京 100142；2.东北财经大学 产业组织与企业组织研究中心，辽宁 大连 116025）

实现碳达峰、碳中和目标（也称“双碳”目标），是新时代中国贯彻新发展理念、构建新发展格局、实现经济高质量发展的必然要求，也是中国主动承担大国责任、积极构建人类命运共同体的主动选择，更是满足中国人民日益增长的美好生态环境需要、践行人民发展观的内在要求。考虑到中国碳排放总量高、惯性大的基本国情以及减排时间短的现实约束，今后，中国在实现碳达峰、碳中和的过程中将面临诸多困难和挑战，绝非轻而易举就能完成“双碳”目标。这就迫切需要中国尽快谋划出一条符合本国国情的碳达峰、碳中和之路。实际上，以互联网、大数据、人工智能、5G 为代表的数字技术的快速发展，可以为中国实现“双碳”目标提供新思路、新方法、新途径。尤其是数字经济碳排放低、渗透性高的特点，使得其在“双碳”目标中大有可为。因此，厘清数字经济发展对碳排放量的影响及其背后的机理，可以为更好发挥数字经济在“碳达峰、碳中和”中的作用提供理论依据与现实参考。

一、文献回顾

数字经济的环境效应是学者们重点关注的领域。互联网的快速发展，使得公众可以利用网络快速获取有关环境污染的信息，一旦信息发酵成网络舆论，就会给地方政府与相关的排污企业带来外部压力，从而推动地方积极改善环境质量[1]。实际上，在现实生活中，网络舆论早已演变成一种“非正式环境规制”手段，推动地区降低污染水平、改善环境质量[2]。许钊等（2021）利用北京大学发布的中国数字普惠金融指数进行定量分析发现，数字金融主要通过创新创业效应和产业升级效应推动地区污染水平的下降[3]。李少林、冯亚飞（2021）运用双重差分法发现，以区块链为代表的数字技术的应用，不仅能够提高企业生产效率，还可以推动企业绿色化转型，从而大大降低企业污染物的排放量[4]。

需要指出的是，与数字经济有关的产业多为低碳产业，这些产业本身就具有碳排放量低的特点，其在快速发展过程中通过替代高碳产业，既能推动地区产业结构高级化，也能大大降低地区二氧化碳排放水平[5]。对此，徐维祥等（2022）利用地区互联网用户数量、电子商务园数量、信息产业增加值、数字普惠金融发展水平等一系列指标构造了地区数字经济发展指数，之后运用空间计量模型研究发现，数字经济发展确实可以降低地区碳排放水平，而数字产业发展、数字创新能力与数字普惠金融是数字经济带来降碳效应的重要原因[6]。从长期来看，数字经济基础设施投资的增加，可以带来地区碳排放水平降低的效果[7]。张亚豪等（2022）的研究发现，数字技术在工业部门的普及和广泛应用，也会带来显著的减碳效应。[8]不过，也有一些学者认为，以信息产业为代表的数字经济的迅速发展，会带来电力消耗的激增，从而推动地区碳排放水平的提高[9]。

通过梳理现有研究可以发现，有部分文献已经关注到了数字经济对环境的影响。不过，目前专门针对数字经济与碳排放关系展开的研究还不多，研究手段也相对单一。具体来说，现有研究主要存在两方面不足：一是在理论层面就数字经济对碳排放影响的探讨不够深入；二是从实证层面就数字经济对碳排放影响的计量分析有待进一步完善，尤其是在对各地区数字经济规模进行测算的基础上展开的定量研究较少。

二、机理分析

（一）数字经济发展对地区碳排放水平的影响机制

数字经济快速发展过程中，会与经济社会深度融合，并从多方面、多维度影响地区碳排放水平。具体来说，数字经济发展对地区碳排放量的影响机制主要有以下三个方面。

一是数字经济推动基础设施数字化、绿色化、智能化，助力碳排放降低。首先，数字传感器、芯片等数字设备可以提高基础设施绿色化、智能化水平，从而为城市绿色低碳发展提供支持。其次，融合数字技术的无人工厂、智能车间在提高企业生产效率的同时，可以推动企业绿色化转型，进而降低碳排放水平。最后，数字光纤、移动互联网、智能手机的普及，可以让社会公众便捷、高效地获取各种信息，进而使得网络舆论成为一种非正式的环境规制手段，督促政府和有关企业减污降碳。

二是产业数字化与数字产业化推动产业结构高级化，促使碳排放减少。一方面，产业数字化能够提高要素使用效率，降低碳排放水平。以云计算、大数据、工业互联网、物联网等为代表的数字技术与产业部门的融合，在推动产业数字化的过程中，不仅可以实时采集各类生产要素使用信息，为产业部门提高要素使用效率与优化能源消费结构提供决策参考，还能够优化产业生产方式，进而减少碳排放量。另一方面，数字产业化可以优化地区产业结构，降低碳排放水平。因为信息通信、软件、大数据等数字产业本身具有低耗能、低碳排放的特征，其在发展过程中通过替代高耗能、高碳排放产业，可以推动产业结构高级化，并推动碳排放水平下降。

三是数字经济可以优化经济资源配置效率，推动社会碳排放水平下降。数字经济发展过程中，通过与经济社会的深度融合，可以提高经济运行过程中生产、分配、流通、消费这四大环节的效率，进而实现优化资源配置，并带来碳排放下降的效益。

基于上述分析，提出假设1：

H1：数字经济发展可以降低地区碳排放水平，进而产生降碳效应。

（二）数字经济降碳效应的变化趋势

数字经济基础薄弱的地区，经济数字化、产业数字化、社会数字化程度不高，此时，数字经济的发展可以带来较为明显的降碳效应；尤其是随着地区发展水平的提高与数字基础设施的完善，数字经济的降碳效应会得到进一步彰显。伴随数字经济的进一步发展，地区经济数字化、产业数字化、社会数字化程度达到一定水平后，此时，尽管数字经济规模的扩大仍可以带来碳排放量降低的效果，但是其边际效应可能会有所减弱。从这一角度上来说，数字经济的降碳效应可能呈现先上升后下降的趋势，从形态上看则呈现出倒“U”形特征。

据此，提出假设2：

H2：数字经济的降碳效应呈现出倒“U”形特征。

由图1、图2 可知，无论采用改进的Pearson 相关相似性公式，还是改进的修正余弦相似性公式，在邻居数目相同的前提下，UCSA-CF 算法的MAE 值均明显小于其他算法，表明文本提出算法的有效性。

三、模型设计与数据说明

（一）实证模型构建

为考察数字经济发展与地区碳排放间的关系，本文设计如下实证模型：

其中，下标i 和t 分别表示省级地区和年份。因变量lnpco2it是地区人均二氧化碳排放量，自变量lnpdeit代表地区人均数字经济增加值，用于衡量地区数字经济发展程度。表示其他控制变量。具体而言，本文在回归方程中加入地区人均GDP 及其平方项，在控制地区经济发展程度的同时，检验中国省级地区二氧化碳排放量是否存在环境库兹涅茨效应；加入地区第二产业增加值占GDP 比重，以衡量地区工业化程度；加入地区一般公共预算支出占GDP 比重，来刻画地区政府规模；加入公路里程与省份面积之比，以表示地区交通设施便利化程度；加入地区一般公共预算支出占全国一般公共预算支出比重，来衡量地区财政分权程度。

（二）变量选取和数据说明

1.中国省级地区数字经济规模的测算

本文参考许宪春和张美慧（2020）的估算方法，使用各省级地区公布的投入产出表与有关数据测算中国省级地区的数字经济规模[10]。具体来说，首先，将各省级地区投入产出表中“计算机、通信和其他电子设备制造业”行业增加值除以该年工业增加值，得到数字化基础设施增加值调整系数A，将各省级地区投入产出表中“信息传输、软件和信息技术服务业”行业增加值除以该年服务业增加值，得到数字化基础设施增加值调整系数B；其次，将各省级地区投入产出表中“文化、体育和娱乐业”增加值，除以该年服务业增加值得到数字化载体增加值调整系数C；再次，运用插值法将数据缺失年份数据补齐；最后，将数字化基础设施增加值调整系数A 乘以各省级地区对应年份工业增加值，将数字化基础设施增加值调整系数B 与数字化载体增加值调整系数C 乘以各省级地区对应年份服务业增加值，加总后测算出各省级地区数字经济增加值。

2.中国省级地区二氧化碳排放量的估算

本文根据《综合能耗计算通则》与《省级温室气体清单编制指南》，并利用IPCC（政府间气候变化专门委员会）提供的测算方法，估算中国省级地区2010－2017 年的二氧化碳排放量。计算公式如下：

式（2）中，i＝1，2，3...8 分别代表煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然气，CO2代表二氧化碳排放量，Ei 代表不同能源消耗量，NCVi代表平均低位发热量，CEFi代表单位热值含碳量，COFi代表碳氧化率，各对应值详见表1。

表1 八种能源的二氧化碳排放系数

3.数据来源与变量的描述性统计

本研究以2007－2017 年中国30 个省级地区（不包括港澳台和西藏）为样本构建面板数据进行实证分析。关于数字经济规模、地区二氧化碳排放量的数据来源，前文已经交代，此处不再赘述，其余省级层面的数据都来自国家统计局发布的历年《中国统计年鉴》。变量的描述性统计详见表2。

表2 变量定义及描述性统计

四、实证结果分析

（一）数字经济的降碳效应

由表3 中第（1）列可知，数字经济的系数为－0.2410，并通过10%的显著性检验。这意味着地区数字经济发展可以减少二氧化碳排放量，产生降碳效应，进而助力“碳达峰、碳中和”目标的实现。即本文假设1 得到验证。观察控制变量的回归结果发现，经济发展水平一次项系数为正、二次项系数为负，且分别通过5%与10%的显著性水平检验。这说明中国省级地区的二氧化碳排放量存在环境库兹涅茨曲线效应。即在经济发展水平较低（人均GDP 较低）时，地区会高度重视经济发展，并忽视二氧化碳排放带来的负面环境影响，此时地区二氧化碳排放量会随经济发展水平的提高而增加；在经济发展水平达到一定阶段（人均GDP 迈过拐点）后，随着民众环保意识的提高与全社会愈发认同绿色发展理念，地区会更加注重经济发展与环境保护的协调，此时地区二氧化碳排放量反而会随着经济发展水平的提高而下降。工业化水平与二氧化碳排放量呈正相关，并通过10%的显著性检验，这说明目前工业部门是中国二氧化碳排放的主要来源，背后的原因在于现阶段中国工业部门绿色发展水平仍然不高。政府规模系数为正，并通过5%的显著性检验，这意味着政府规模的扩大会带来地区二氧化碳排放量的增加。交通基础设施的回归系数为正，财政分权的回归系数为负，但二者未通过显著性检验。

表3 数字经济降碳效应的实证结果与稳健性检验结果

（二）稳健性检验

本研究主要运用下述3 种方式对数字经济的降碳效应进行稳健性检验，以确保回归结果的稳健可靠：（1）用数字经济规模代替人均数字经济规模，其他变量均不变进行回归；（2）用数字经济规模占比代替人均数字经济规模，其他变量均不变进行回归；（3）对于可能存在的反向因果问题，考虑到当期地区二氧化碳排放量对数字经济发展的滞后项基本没有影响，因此，用人均数字经济规模的滞后项作为解释变量，其他变量均不变进行回归。稳健性检验结果如表3 中第（2）－（4）列所示，可以发现，稳健性检验结果中各系数符号与基准模型保持一致，且系数绝对值相差不大。由此可见，本研究的估计结果是稳健可靠的。

五、进一步分析

（一）数字经济降碳效应的机理

为了探讨数字经济降碳效应产生的机理，本文进一步分析数字经济发展对地区碳排放强度（二氧化碳排放量/GDP）的影响。具体来说，本研究参照模型（1），将地区碳排放强度（lnci）作为被解释变量，解释变量则与模型（1）相同。回归结果详见表4。由表4 可知，数字经济之所以可以产生降碳效应，在于其可以显著降低地区碳排放强度。从回归结果看，中国省级地区人均数字经济规模每提高1 个百分点，可以推动地区碳排放强度降低0.343 个百分点。

表4 数字经济降碳效应机理的回归结果

（二）数字经济降碳效应的变化趋势

考虑到面板固定效应模型只能刻画出数字经济降碳效应的平均水平，无法全面反映数字经济降碳效应的完整面貌与变化趋势。因此，本研究进一步运用面板分位数回归研究数字经济降低地区二氧化碳排放量的完整情况与变化趋势。从表5 可知，各分位数上，人均数字经济规模回归系数都为负，且均通过1%的显著性水平检验，这再次表明数字经济发展可以有效降低地区二氧化碳排放量。具体来说，在0.1、0.25、0.5、0.75 和0.9 分位点上，人均数字经济规模每提高1%，可以使得地区二氧化碳排放量分别降低0.65%、0.74%、0.64%、0.45%和0.34%。由此可见，随着地区二氧化碳排放分布由低分位数向高分位数上升，数字经济的降碳效应呈现先上升后下降的趋势，从形态上看则呈现出倒“U”形特征。因此，本研究假设2 也得到验证。这背后的原因在于，除个别省份外，大多数二氧化碳排放量较低的地区发展水平相对落后，数字经济基础薄弱，经济数字化、产业数字化、社会数字化程度不高，此时，数字经济的发展可以带来较为明显的降碳效应；尤其是随着地区发展水平的提高与数字基础设施的完善，数字经济的降碳效应会得到进一步的彰显。而多数二氧化碳排放量较高的地区发展水平相对较高，数字经济已经形成一定的规模，经济数字化、产业数字化、社会数字化程度也较高，此时，尽管数字经济规模的扩大仍可以带来二氧化碳排放量降低的效果，但是其边际效应势必会有所减弱（见表5）。

表5 数字经济降碳效应的分位数回归结果

六、主要结论与政策启示

（一）主要结论

本研究首先利用地区投入产出表与相关数据计算出中国省级地区数字经济规模，之后，运用中国30 个省级地区2007－2017 年的面板数据，对数字经济与碳排放间的关系展开分析。研究发现：第一，数字经济发展可以降低地区碳排放水平，产生降碳效应，进而助力“碳达峰、碳中和”目标的实现。第二，数字经济之所以可以产生降碳效应，在于其可以显著降低地区碳排放强度。第三，数字经济的降碳效应呈现先上升后下降的趋势，从形态上看则呈现出倒“U”形特征。

（二）政策启示

根据上述研究结论，为了更好发挥数字经济在“碳达峰、碳中和”中的作用，文章得出以下政策启示：第一，鼓励各地推动本地特色产业与数字经济深度融合，实现地区高质量发展与碳排放降低的双赢目标。可以引导各地围绕《“十四五”数字经济发展规划》《数字中国建设整体布局规划》等顶层设计，立足本地要素禀赋、产业结构与数字经济发展基础，找准发展定位、明确发展任务，推动本地特色产业与数字经济深度融合，进而建立具有本地特色的数字经济发展体系，从而通过强化地区差异化发展，形成区域数字经济发展合力，实现地区高质量发展与碳排放降低的双赢目标。第二，适度加快新型基础设施建设，更好发挥数字经济的降碳效应。综合运用专项债、PPP、产业引导基金、担保基金、信托资金、保险资金、基础设施REITs 等多种融资渠道，构建起多元化的投融资体系，为加大新型基础设施建设提供资金支持，从而通过完善数字基础设施，助力数字经济蓬勃发展，以更好发挥数字经济的降碳效应，助力“双碳”目标的尽早实现。第三，支持关键技术研发创新，增强数字技术对降碳的支撑力。通过进一步完善研发费用加计扣除举措、出台支持数字企业通过新三板、科创板上市融资的财税金融政策，支持企业加大核心技术研发投入，推动工业互联网、云计算、大数据等共性数字技术在低碳领域的应用与成果转化，催生数字降碳新技术、新成果，夯实数字经济降碳的技术基础。第四，创新数字化消费券政策，运用数字手段推动企业低碳发展。可以尝试中央财政适度补贴、地方财政配套支持的方式，鼓励各地发放数字化软件服务包消费券，定向支持企业购买SaaS 产品进行数字化升级，通过数字化手段提高企业资源利用效率，进而实现低碳发展。