城市电商化转型对碳排放的影响研究——基于技术创新价值链视角

王君萍 鲍晶婷

(1.西安石油大学 陕西(高校)油气资源经济管理研究中心,陕西 西安 710065;2.西安石油大学 经济管理学院,陕西 西安 710065)

0 引 言

《京都议定书》为世界减排提出了新路径,即引入市场机制。作为世界上最大的碳排放国家,中国城市的二氧化碳排放量占到了全国总排放量的70%。在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标下,城市的减排效果对全国碳减排目标的实现至关重要。作为工业化转型时期的新兴经济体,高能耗、高污染、高排放的发展模式已不可取,而以信息技术为媒介推动的绿色创新驱动发展,已成为了城市低碳转型的主要动力[1]262。2009年,国家发改委和商务部正式批准深圳成为国家首个电子商务示范城市,而后在2011年、2014年和2017年分批次选择创建了70个国家电子商务示范城市,旨在优化资源配置,提升产业结构,降低能源消耗,减少环境污染,发展绿色经济。这一政策恰好契合了经济绿色发展的方向。在数字经济时代,电子商务的外生冲击使其与第三产业融合程度逐步加深,电子商务的高渗透性逐渐改变了传统的生产、流通、分配和消费方式,为绿色经济的发展提供了有力支持。

在发展绿色经济过程中,电子商务对城市碳排放的影响机制是一个值得深入探讨的问题。其内在逻辑是什么?技术创新在这一过程中扮演什么角色?技术创新的过程并非“黑箱”,它涉及多种要素的投入、中间产出、追加投入以及最终产出,具有明显的阶段性和价值传递性。目前关于电子商务对碳排放,尤其是技术创新在这一过程中的作用研究,欠缺可靠的定量分析和经验证据。因此,厘清技术创新在电子商务中对碳排放的影响,能更有导向性地提高技术创新的能力,拓宽城市的碳减排路径,对进一步推进试点工作有一定借鉴意义。

1 理论机制与假设提出

关于电子商务示范城市的相关研究,主要分为两类:一类主要从城市电子商务竞争力、电子商务示范城市评价指标体系的构建方面探索电子商务示范城市的综合影响力及影响因素;另一类运用双重差分模型,从经济发展、企业技术创新、FDI、产业结构升级、绿色全要素生产率及就业结构等方面进行研究。有研究表明,在城市电商化转型中,传统产业与现代信息技术将不断互动融合,其原有的生产方式和经营模式发生了变化,电子商务基本要素中的信息流、物流和资金流等均得到优化。从产品生命周期角度分析,物流要素中产品包装的数量及电子商店中心的能源效率是影响气候变化的重要因素,相比于传统商务运行模式,电子商务减少了污染和自然资源的消耗[2]81-83,通过提供数字化的商业平台和创新的物流管理方式,电子商务示范城市建设减少了交通运输和物流环节中的碳排放,推动了绿色包装和可持续发展,资金流和信息流也明显有去碳化趋势[3],电子商务在优化资源配置效率,降低能源消耗,节能减排方面的效果十分突出。基于以上分析,提出以下假设。

H1:电子商务示范城市建设能减少城市碳排放量

H2:电子商务示范城市建设对城市碳排放的影响存在异质性

影响碳排放的因素众多且复杂,主要包括能源使用、工业生产、交通运输、农业和土地利用及废弃物处理等。技术创新是应对气候变化和影响碳排放的关键因素之一[4]1-9,有利于环境保护和应对全球气候变化,也推动了经济的可持续发展。从现有文献来看,技术创新对城市碳排放的影响是把双刃剑,技术创新对区域碳排放影响的最终效果取决于双重效应的角力。有学者认为,技术创新有着环境的负外部性,但技术创新对城市二氧化碳排放具有缓解作用,这可归因于能源效率的提高、成本的节约、刺激产业发展以及技术创新的各种间接效应[5]251-259,通过多个途径优化了产业,改善了能源结构,改变了人们的生活方式,从而减少了对环境的负面影响。首先,技术创新推动了太阳能、风能、地热能等清洁能源技术的发展,清洁能源部分替代了煤炭和石油,改善了能源生产和使用的效率,大幅减少了碳排放。技术创新还推动了碳捕获和储存技术,将工业碳排放截获并储存在地下,避免其释放到大气中。其次,智能电网、高效家电、工业自动化等技术降低了能源浪费,减缓了碳排放增长。最后,技术创新促进了循环经济的发展,通过废物回收和再利用减少了资源开采和生产所产生的碳排放。

技术创新为电子商务的低碳发展提供了关键支持和推动力。首先,电子商务需要庞大的数据中心和云计算基础设施来支持在线交易和数据存储,技术进步产生的数据中心设计和绿色能源供应,可以降低数据中心的能源消耗和碳排放。其次,技术创新为电子商务的物流和供应链管理提供了新的解决方案。技术创新促进了传统纸质材料和实体交易向数字化替代的转变,还通过物流智能化、数据分析和预测等技术的应用,实现物流路线的优化和资源的高效利用。技术创新带来了物流和供应链优化、能源管理和节能减排、数据中心和云计算技术等方面的创新,从而减少能源消耗和碳排放。基于以上分析,提出以下假设。

H3:电子商务示范城市建设通过技术创新来影响城市碳排放。

熊彼特的技术创新理论认为创新发生在企业内部,从现代宏观角度看,技术创新是企业的职能,弗里曼将创新定义为新发明在商业中的首次价值实现,并将创新的概念扩展到发明和传播的过程。因此,从宏观经济的角度来看,技术创新价值是由发明、新发明的商业化和创新的传播过程构成的,是一个多阶段的价值转移过程。从创新的第一阶段进入第二阶段的关键是研究机构及其科学家参与研发。科技水平及其成果的价值是利用知识创造创新价值的基本任务和基本阶段。当从创新的研发阶段进入新技术的实施阶段时,研发阶段创新成果的价值将通过两种方式实现。一方面,创新导致价值的转移,如科技人员通过创新实现科技创业;另一方面,创新者自身价值的实现,如风险投资人寻求创新成果、创新者获得风险投资,即创新者实现创新价值[6]5-12。创新价值链视角下城市技术创新过程见图1。

图1 创新价值链视角下城市技术创新过程

基于以上分析,提出以下假设。

H4:电子商务示范城市建设通过促进知识创新和研发转化影响城市碳排放

2 研究设计

2.1 数据说明与指标选择

考虑到数据的真实性、相对完整性和可得性,本研究删去了样本期间被授予的三个非地级市电子商务示范城市,采用了67个国家电子商务示范城市作为实验组,最终选取了2008—2019年282个地级市3 384个面板数据。国家电子商务示范城市信息通过国家发改委、商务部等官方发布网站获取,各市的专利数据来自CNRDS,其他数据通过《国家统计年鉴》、各省历年统计年鉴、《中国城市统计年鉴》、国泰安数据库等途径获取。对于缺失的数据,采用线性插值法补齐。

(1)被解释变量。城市碳排放量(lnCO2)。地级市碳排放的计算参考吴建新、郭智勇[7]54-60的方法,计算2008—2019年各个地级市电能、煤气、液化石油气、交通运输和热能消耗时所产生的碳排放量,各能源消耗量乘以该能源碳排放系数进行汇总。排放清单来源中国统计局最新能源数据修订版(2015年)。能源消耗量通过《中国能源统计年鉴》的原始数据折算为吨标准煤,城市供热=(供热总量*热效率值/原煤平均发热量)*原煤碳排放系数,全社会用电量由于各区域电力碳排放系数不同,根据中国电网6大区域进行了划分。

(2)解释变量。虚拟变量(Did)。根据国家发改委和商务部公布的2011年、2014年和2017年批准设立的国家电子商务示范城市名单对各城市进行赋值:被授予电子商务示范城市称号的城市赋值为1,对照组为其他未被授予城市,赋值为0;授予年份以前的时间虚拟变量赋值为0,授予当年以及以后年份的时间虚拟变量赋值为1;城市虚拟变量和时间虚拟变量的乘积项为核心解释变量。

(3)控制变量。①外资利用水平(Fdi)。以实际使用外资占地区生产总值的份额反映城市外资利用情况;②产业结构水平(Ais)。以第三产业总值与地区生产总值的份额评估城市产业结构水平;③人力资本水平(Hr)。以每万人在校大学生数反映城市人力资本水平;④金融发展水平(Fina)。以年末金融机构存贷款余额占地区生产总值的份额反映城市金融发展水平;⑤信息化水平(Inter)。用每万户移动电话年末用户数来表示城市的信息化水平;⑥经济发展水平(PerGdp)。选取人均GDP衡量城市的经济发展水平。

(4)中介变量。知识创新阶段(M1)和研发转化阶段(M2)。参考洪银兴[6]5-12“三阶段”的观点,将技术创新分为知识创新阶段和研发转化阶段,如图1所示。从城市层面而言,知识向技术的转化及技术向高技术产业的转化与价值增值主要依靠科学家知识资本、风险投资家的金融资本、企业家的人力资本的撬动与支持。因此将外来投资、发明专利授权、实用新型专利公开、外观专利公开、商标授权和新建企业数及VCPE看为城市技术创新第二阶段的经济效益体现,综合为城市创新指标作为研发转化阶段的产出。这7个指标称为IRIEC。

2.2 识别策略

为探究电子商务示范城市建设对于碳排放的影响,采用能够有效识别政策效应的双重差分模型,将政策实施对象和实施年份作为实验组,将未实施对象作为对照组。由于电子商务示范城市是2011年、2014年和2017年分三批次进行评选的,借鉴已有研究提出的多期双重差分模型,设定如下模型,见(1)式:

lnCO2it=α0+β1Didit+λ1Consit+μi+δt+εit

(1)

其中,Did为国家电子商务示范城市的虚拟变量,Consit为一系列控制变量,μi为城市固定效应,δt为时间固定效应,εt为扰动项,α0为常数项。β1为电子商务示范城市建设政策的净效益值,若其显著为负,则代表此项政策会促进了城市的碳减排,反之则相反。变量描述性统计见表1。

表1 变量描述性统计

3 实证结果与分析

3.1 政策效应检验

采用控制双向固定效应的双重差分模型验证国家电子商务示范型城市建设与城市碳排放之间的关系,并逐步加入控制变量进行回归分析,表2为基准回归结果。表2第1列表示当不加入其他控制变量,仅固定地区和时间进行回归,lnCO2的估计系数在1%的显著性水平下为负,即电子商务示范城市的建设能显著降低城市的碳排放量;当逐步加入影响城市碳排放的控制变量后,lnCO2的系数仍然显著为负,初步验证了假设H1。

3.2 平行趋势检验

上文对国家电子商务示范城市建设对城市碳排放的抑制效果进行了初步分析,多期双重差分模型的关键前提是假设在政策实施之前,试点城市和非试点城市之间的碳排放变化趋势是平行的,因此需要进行平行趋势检验。为此建立模型(2),其中Didit是虚拟变量,若地级市第t年成为了电子商务示范城市,则取值1。在该式中重点关注系数δt,其他变量含义与上文相同。

(2)

为了更好地观察趋势,将政策实施前7期汇总第到第-7期,并以政策实施前的第2年为基期。平行趋势检验见图2。由图2可知,在国家电子商务示范城市政策实施的第t年,控制组和实验组的碳排放差异,在政策实施之前,试点组和对照组的碳排放量没有显著差异,符合平行趋势的假设。在政策实施后的第三年,出现显著的差异,表明国家电子商务示范城市建设政策的实施对城市的碳排放产生了明显的遏制作用。

表2 基准回归结果

图2 平行趋势检验

3.3 安慰剂检验

3.3.1 个体安慰剂检验

通过随机生成国家电子商务示范城市试点政策实施时间和试点城市名单,进行安慰剂检验以降低重复性,在样本城市中随机抽取67个城市作为虚拟的处理组城市,设置伪政策虚拟变量, 重复500次回归模拟, 安慰剂检验见图3。图3显示了参数估计值和P值的分布情况, 伪政策虚拟变量的估计值呈现集中分布接近零的位置,并且整体分布服从正态分布,大部分估计值在10%的显著水平下并不具备显著性,这表明实证结果相对稳健。

图3 安慰剂检验

3.3.2 时间安慰剂检验

为减少时间趋势和其他时间相关因素对实证结果的影响,准确评估国家电子商务示范城市政策的效果,根据平行趋势检验结果,将试点城市的政策实施时间随机调整,将国家电子商务示范城市政策的实施时间分别提前了3年、4年和5年,创建安慰剂组,并对(1)式进行回归。结果显示在10%的置信水平上,系数估计值均不显著。表明实际政策组和虚假政策组在碳排放方面的变化没有显著性差异。时间安慰剂检验结果见表3。

表3 时间安慰剂检验结果

3.4 稳健性检验

(1)排除其他政策干扰。在国家电子商务示范城市建设政策实施过程中,国家发改委2011年颁布的碳排放权试点政策和2010年和2012年分批进行的低碳试点政策是相关的政策,它们可能会影响国家电子商务示范城市建设的实施效果,导致政策效果估计产生偏差。将两个相关政策,碳排放权交易试点和低碳城市试点分别设置两个虚拟变量,作为控制变量引入模型(1),稳健性检验见表4。回归结果如表4列(1)所示,结果显示控制两个相关政策后,电子商务示范城市建设仍对碳排放有着显著的遏制作用,且碳排放权交易试点和低碳城市试点两个控制变量均不显著。

(2)样本数据筛选。为了避免极端值对基准回归结果的影响,对样本数据进行了截尾处理,将变量的上下1%和5%的极端值剔除后,重新对模型(1)进行双重差分回归分析。回归结果如表4列(2)和列(3)所示,lnCO2的估计系数都在1%的水平上通过了显著性检验

(3)为了提高估计的可信度,消除北京、上海、广州、深圳与其他城市在城市结构、经济发展水平和优惠政策使用等方面的显著差异,在进行回归分析前剔除这4个超一线城市。此举旨在确保研究结果的准确性和可靠性,以避免这些城市样本对回归结果造成不必要的影响。此外,考虑到政策实施的实际持续时间为3～4年,2017年新批准的国家电子商务示范城市,在2019年底前不会全部完成政策实施的相关工作。为了消除这些城市样本中可能存在的因果偏差, 在回归分析前剔除了2017年批示的电子商务示范城市,以便更准确地估计碳排放对电子商务示范城市政策的影响。回归结果如表4列(4)所示,结果仍旧显著。

表4 稳健性检验(排除其他政策影响)

4 进一步分析

4.1 异质性分析

不同地区和不同城市的资源禀赋和营商环境各不相同,我国中西部城市在外资配置、技术应用和创新环境等方面仍落后于东部城市。将所选城市分为东部、中部和西部城市,进行区域异质性分析。区域异质性回归结果见表5。

表5结果显示,中部城市和西部城市在电子商务发展中更有潜力实现碳减排目标,并取得更显著的效果,验证了假设H2。原因如下:

表5 区域异质性回归结果

(1)结构调整需求。相对于发展较为成熟的东部城市,中、西部城市在工业结构方面较落后,存在大量污染密集型产业和高能耗行业。这些城市通常依赖于能源和自然资源的开采和加工,对能源的依赖导致碳排放总量居高不下[8]67-80,形成了路径依赖,中西部城市的资源优势在锁定效应的困境下增大了碳排放力度[9]52-60,加剧了转型的难度,电子商务示范城市建设带来的技术创新和产业结构升级等对碳排放影响不足以抵抗能源的回弹效应。虽然电子商务在高耗能城市中发挥了一定的减排作用,但由于这些城市的能源消耗特点[10]65-74,碳减排的效果可能相对较弱。

(2)能源消耗。中、西部城市相对于东部城市来说,在能源效率方面可能存在较大的提升空间。东部城市的经济结构相对更加合理, 相比中、西部城市而言更依赖于技术创新而非能源。

(3)绿色发展导向。中西部城市在可持续发展和绿色经济方面的意识更为强烈。这些城市更倾向于采取环保措施,推动低碳城市建设和碳减排。电子商务作为一种低碳、高效的商业模式,与中西部城市的发展理念相契合,因此在这些城市中推动碳减排的效果更好。

4.2 中介效应分析

国家电子商务示范城市建设对城市碳减排具有正向影响作用,并存在资源异质性和城市资源禀赋条件差异性。而国家电子商务示范城市建设通过何种途径影响碳排放量呢?为进一步验证研究假设H3,借鉴温忠麟、张雷等的中介效应检验的方法[11]614-620对技术创新价值链涉及的两个环节进行实证检验,模型设定见(3)、(4)式:

Mit=α2+γ1did+λ2Xit+μi+δt+εit

(3)

yit=α1+φ1did+φ2Mit+λ3Xit+μi+δt+εit

(4)

从技术创新价值链角度来看,技术创新为电子商务示范城市建设提供了关键的技术支持和推动力,促进了碳排放的降低和可持续发展的实现。中介效应检验见表6。

表6列(1)、列(2)表示创新价值链视角下第一阶段知识创新阶段在电子商务示范城市建设对碳排放的影响中为部分中介效应,占比为10.37%。技术创新在国家电子商务示范城市建设中的第一环节是研发和创新,在此阶段,科研机构和企业投入资源进行技术研究和创新,探索能够降低碳排放的新技术、新产品和新服务。列(3)、列(4)是第二阶段的中介效应检验结果,第二阶段研发转发阶段同样为部分中介效应,中介占比为41.02%。研发转化阶段通过技术应用和集成,实现碳排放的监测、优化和管理,促进碳减排的实现,验证了假设H3和假设H4。

表6 中介效应检验

5 结论与启示

5.1 结论

作为促进城市数字化水平转型的试点政策,国家电子商务示范城市建设在为城市经济发展带来新的动力的同时,也提高了城市的资源配置效率,激发创新创业活力,推动城市可持续绿色发展。本研究结论如下:

(1)国家电子商务示范城市建设能显著地遏制城市的碳排放。(2)国家电子商务示范城市建设对城市碳减排的正向作用在非资源型城市样本中更为显著,且对于西部和中部城市更为有效,中西部城市的能源消耗特点面临的挑战更加复杂,它们需要更多努力来解决与能源消耗和环境污染相关的问题。(3)国家电子商务示范城市主要通过技术创新持续作用渠道遏制城市碳排放,且技术创新的科技创新阶段和研发转化阶段均能有效遏制碳排放。

5.2 政策启示

国家电子商务示范城市建设在遏制城市碳排放方面具有可靠性和持续性,要进一步巩固和拓展国家电子商务示范城市建设在碳排放遏制方面的成效,为城市的可持续发展奠定坚实的基础。

(1)持续加大对电子商务绿色发展理念的支持。电子商务示范城市建设鼓励企业和供应链参与者采取绿色供应链管理措施,包括减少包装废物、使用可再生材料、降低运输碳排放等,有助于减少整个供应链过程中的碳排放,促进资源的有效利用。其他城市可以学习和借鉴这些绿色供应链管理的实践,推动可持续发展和碳减排。政府应继续加大对电子商务基础设施的投资,确保城市各个领域的电子商务发展得到全面支持,从而最大程度地减少传统商业模式所带来的碳排放。加强企业社会责任,政府可以通过相关政策引导电子商务企业承担更多的社会责任,鼓励其采取低碳、环保的经营模式,推动企业在碳减排方面发挥更大作用。建立健全监管体系,加强对电子商务行业的监管,确保企业遵守环保法律法规,鼓励行业自律,共同维护绿色、低碳的发展环境。

(2)因地制宜推动碳减排工作。针对国家电子商务示范城市建设在非资源型城市中对城市碳减排的正向作用,特别是在西部和中部城市更为显著的情况,因地制宜推动碳减排工作,实现经济增长与环保的双赢局面。

针对中部城市,由于中部城市在电子商务示范城市建设中也受益较多,建议加强中部城市的电子商务基础设施建设。政府可以提供优惠政策,吸引电商企业入驻,同时加大对中部地区的技术培训和人才支持,以提高中部城市电子商务的发展水平,从而推动碳减排效果更为显著。针对西部城市,建议政府加大对绿色科技的支持力度,鼓励电子商务企业在绿色能源利用、包装减量等方面进行创新。此外,鼓励发展本地特色产业,推动电子商务与当地特色产业的深度融合,降低碳排放,实现经济可持续发展。针对东部城市,建议政府加大对绿色配送、再循环利用和节能技术的支持。同时,鼓励电子商务企业推行碳中和战略,减少业务过程中的碳排放。政府出台相关奖励措施,引导企业积极参与碳减排工作。

(3)推动绿色技术在电子商务领域的应用。支持和鼓励电子商务企业在绿色技术领域进行创新,包括绿色物流、再生能源利用、碳中和技术等,新技术的涌现将为电子商务行业提供更多的低碳解决方案。积极支持并鼓励建立技术创新的生态系统,包括加大对科技研究机构的投资,提供研发资金和税收优惠,以推动绿色技术在电子商务领域的应用。

针对科技创新阶段,政府应加大对创新项目的资金支持,并提供更多的专业知识和技术支持。建立产学研合作机制,鼓励产业界、学术界和政府部门建立更紧密的合作机制,共同开展研发项目,推动科研成果更好地转化为生产力。此外,鼓励国际间的科技交流与合作,吸引全球优秀的绿色科技专家和团队,共同应对城市碳排放的挑战。

在研发转化阶段,政府可提供更加便利的政策环境,推动研发成果的转化,例如简化审批流程、降低创新企业税负、鼓励风险投资等,以促使科研成果有效转化为商业应用,为城市碳排放的减少提供更加实质性的支持。国家电子商务示范城市建设依赖于政府的政策引导和支持,政府可以通过政策激励、资金支持和规范标准等方式,推动技术创新的应用和推广,加强对碳排放的管理和监管。