中国数字经济与城市碳排放强度：时空演化与作用机制_冯兰刚.pdf

中国人口 资源与环境 2023 年 第33 卷 第1 期CHINA POPULATION，RESOURCES AND ENVIRONMENT Vol.33 No.1 2023中国数字经济与城市碳排放强度：时空演化与作用机制冯兰刚1，2，阳文丽2，王忠3，樊向波2（1.贵州财经大学贵州省大数据统计分析重点实验室，贵州 贵阳 550025；2.贵州财经大学大数据应用与经济学院，贵州 贵阳 550025；3.广东工业大学经济与贸易学院，广东 广州 510520）摘要 数字经济是实现“双碳”目标的重要驱动力。基于20112019年城市面板数据，分析了中国数字经济发展与碳排放强度的时空演化特征，运用面板固定效应、中介效应模型及二者的滞后模型、门限效应模型与空间杜宾模型，多维度实证检验了中国数字经济发展的“控碳”效应与机制。主要研究结论为：从整体来看，研究期内中国数字经济取得较快发展。从区域来看，京津冀、成渝、长三角以及珠三角数字经济发展优势明显。同时，各城市的碳排放强度呈现波动型下降趋势，碳排放集聚效应明显。数字经济发展的控碳效应显著，创新能力与能源强度是重要的控碳机制。具体地，数字经济发展每提升1%水平，总体上能够促进城市碳排放强度降低0.390%，其中通过创新能力这一途径，可直接影响城市碳排放强度降低0.377%，间接影响城市碳排放强度降低0.013%；而通过能源强度这一途径，可直接影响城市碳排放强度降低0.258%，间接影响城市碳排放强度降低0.132%。从滞后效应的动态检验结果来看，数字经济的控碳效应与机制均存在着显著的滞后效应，且其作用效果能够持续至第三期。数字经济的控碳效应具有以自身发展水平为基础的单门限效应，在数字经济发展指数门限值的前、后两阶段，数字经济均显著抑制了碳排放强度，但后一阶段的抑制效果较前一阶段而言有所减弱，即表现为先强后弱的非线性转换。在空间溢出效应上，数字经济对城市碳排放强度的空间溢出效应显著为负，说明数字经济发展能够降低本城市及相邻城市的碳排放强度，提升数字经济发展水平，加强城市间的协作治理有助于实现碳减排。关键词 数字经济；碳排放强度；时空演化；门限效应；空间溢出中图分类号 F832 文献标志码 A 文章编号 1002-2104（2023）01-0150-11 DOI：10.12062/cpre.20220610当前中国经济发展正面临着增速减缓与绿色转型的双重压力，“双碳”目标成为新发展阶段的主要任务，也是实现中国高质量发展的重要战略之一。要实施“双碳”目标发展战略，碳减排是治理温室气体排放和持续改善环境质量最直接有效的方式，必须摆在国家生态文明建设的首要位置。在大数据、人工智能、物联网等数字技术同各领域深度融合的背景下，以数字经济创新驱动生产生活方式绿色转变，能源配置更加合理、利用效率大幅提高和能源清洁低碳安全高效利用，被视为实现中国“双碳”目标愿景的重要途径1。现有文献认为，数字经济主要通过两种方式促进碳减排，其一是通过数字技术与碳足迹、碳汇等方面的应用融合，能够实现对能源行业的数字化监测、碳排放精准计量与预测、合理规划，提高能源使用率，降低能源行业的碳排放量1-2；其二是通过数字化改造旧动能，引领和培育新动能，能够促进技术创新与清洁能源生产，推进重点行业和重要领域绿色化改造，从而降低碳排放强度，为美丽中国建设实现作出贡献3-4。但上述观点多为理论层面的分析，缺乏实证检验证据，因此文章提出以下问题：数字经济发展能否成为促进城市碳减排的有力工具？如果答案是肯定的，它的作用机制是什么？数字经济对碳排放强度的影响在自身特征方面具有何种差异？在空间上的效应是否存在？以数字经济为主题的碳减排效应引起理论界和决策层的广泛讨论与关注，成为一个亟待研究论证的重要问题。收稿日期：2022-04-05 修回日期：2022-07-06作者简介：冯兰刚，博士，教授，主要研究方向为产业经济学、数字经济。E-mail：。通信作者：王忠，博士，教授，主要研究方向为数字经济。E-mail：。基金项目：国家社会科学基金项目“生态视角下京津冀地区污染密集产业再布局与规模问题研究”（批准号：17BJY076）；河北省高等学校人文社会科学研究项目“资源环境约束下京津冀协同发展中的污染产业布局和优化研究”（批准号：BJ2017089）；贵州省统计局统计科研重点课题“贵州省双碳目标评估预测与实现路径研究”（批准号：Z202201）；贵州省大数据统计分析重点实验室开放课题基金“一种新的时空权重矩阵的构建方法及实证研究”（批准号：BDSA20200109）；贵州财经大学引进人才科研启动项目“基于生态视角的我国污染密集产业再布局与规模问题研究”（批准号：2018YJ68）。冯兰刚，阳文丽，王忠，等.中国数字经济与城市碳排放强度：时空演化与作用机制 J.中国人口 资源与环境，2023，33（1）：150-160.FENG Langang，YANG Wenli，WANG Zhong，et al.Digital economy and urban carbon emission intensity in China：spatiotemporal evolution and mechanisms J.China population，resources and environment，2023，33（1）：150-160.150冯兰刚，等：中国数字经济与城市碳排放强度：时空演化与作用机制1文献综述随着数字经济快速兴起，数字经济受到了众多学者的广泛关注，能否利用数字经济来推动“双碳”目标的实现更是成为学者们的研究热点。陈晓红等1从能源供给、消费、应用、创新等方面，通过梳理和分析数字技术对碳足迹、碳汇领域的影响，阐述了数字技术对碳减排的相关理论研究与应用、存在的问题。谢云飞5通过建立省级层面的面板模型、面板分位数与中介效应模型，考察了数字经济影响区域碳排放强度的效应及机制，发现数字经济能够有效促进碳排放强度下降，且能源结构优化、有偏技术进步是其中的重要机制。许钊等6为研究数字金融的污染减排效应，构建了中介、门限以及空间杜宾等地级市面板数据模型，验证了数字金融具有显著的污染减排作用，且创业、创新和产业升级是其中的内在机制。另外，数字金融的污染减排效应还具有以自身发展水平为门限变量的双门限效应，也存在着空间溢出效应。Zhang等7通过建立以数字消费创新与低碳消费为研究对象的订单物流模型，发现数字消费创新提高了居民在消费活动中的低碳意识，有助于降低碳排放。Ma等8基于中国30个省份的面板数据，研究发现数字经济能够抑制碳排放，且研发投资在数字经济和碳排放之间发挥正向调节作用。综上所述，数字经济已成为“双碳”目标发展战略的重要实现方式之一，但以城市为分析对象，围绕数字经济与碳排放的实证文献较少。仅有的相关研究为数字技术推动“双碳”目标实现的理论分析和路径阐述、互联网发展对全要素碳生产率的影响研究以及数字经济对省级层面碳排放强度的影响效应及作用机制和数字金融影响污染减排的效应研究等环境污染论题1，4-11。鉴于此，文章试图基于一个全面、系统的框架以考察数字经济影响中国碳排放强度的效应和作用机制。基于此，文章测算了20112019年全国285个地级市的数字经济发展和碳排放强度的综合水平，应用多种计量模型实证检验了数字经济影响城市碳排放的效应及机制，可能的边际贡献为：第一，研究尺度上，以城市为研究对象。通常地，经济活动主要发生于城市区域，相较于省级层面的研究而言，能在更为细化的空间尺度上对数字经济和碳排放强度的影响效应和作用机制进行分析，更具研究价值。第二，机制分析上，基于城市层面数据，发现创新能力与能源强度是数字经济的控碳机制，且数字经济的控碳效应与机制均存在显著的滞后效应，拓展了数字经济的控碳机制研究，丰富了现有的研究结论；第三，基于数字经济对城市碳排放强度的空间溢出效应显著为负的研究结论，提出了提升数字经济发展水平，加强城市间的协作治理有助于实现碳减排的政策建议。2理论分析2.1数字经济影响碳排放强度的效应解析与现阶段低碳城市试点政策、全国碳排放权交易政策不同，数字经济利用数字技术与能源和环境等领域经济活动融合应用的方式发挥节能减排的环境治理作用。相关研究表明，数字经济能够通过数字技术的融合与创新来协调能源供求关系、激励技术革新和转变消费模式，做到既加快产业数字化发展又减少能源碳排放，利用数字化发展引导能源绿色转型，改善环境污染，实现高质量发展目标12。具体地，数字经济主要可以通过以下三个方面来降低城市碳排放。第一，深入融合数字技术，促进能源清洁生产。数字经济时代下，将大数据、人工智能和分布式管理等数字技术应用于生产、运输、消费等各个环节，有利于迅速整合碎片化知识信息，促进节能低碳技术创新和能源清洁生产，从而有力推进碳减排13-14。第二，调整产业结构，改善生产效率。数字技术的应用既能促进产业结构转型升级，提升高新技术水平，实现能源和资源高效利用，优化资源配置方式，从而有效控制和降低碳排放15-17。第三，有效促进能源供给与消费两方面的协调。通过应用数字技术能够提高能源采集效率和线上互联程度，数字经济可实现集约式、数据式与精细式的能源供给，同时催生能源消费新方式，促进能源供给与消费两方面的协调，降低碳排放强度18-19。据此提出下述研究假设H1。H1：数字经济能够对城市碳排放强度产生抑制作用。2.2创新能力中介传导机制解析数字经济发展可能促进城市创新能力的提升。一方面，数字经济借助各类数字平台发布大量的信息资源，信息的集中与快速流动极大节约了企业的搜寻时间和成本，有效降低了经济主体间的信息不对称，一定程度上解决了创新活动的融资受约束问题，有利于创新项目以较低成本获取外部融资，从而提高区域的创新产出20-21。另一方面，数字经济通过互联网平台，破解了需求方与研发方的信息分割难题，使消费方直接参与产品的研发，增加新产品成功研发的概率，进而提升企业的创新水平22。此外，数字经济与产业的深度融合，高效整合生产要素资源，减少了生产经营过程中的各项开销，提高企业盈利水平，进而激励企业增加研发投入，促进企业创新22。但Sweet等23指出数字经济时代下面临着保护知识产权力度不足、侵权泛滥等严峻问题，导致企业缺乏创新动力、151中国人口 资源与环境 2023 年 第 1 期减少研发投入，进而不利于创新水平的提升。与此同时，城市创新能力的提升也可能有助于降低碳排放强度。创新能力主要能够通过产业结构、节能技术研发以及经济增长三方面来影响碳排放。首先，城市创新将改变由传统的资源禀赋型驱动模式，升级为科技、知识和人才等创新驱动，创新模式有利于促进生产模式朝着知识和技术密集型转型，推动城市绿色、低碳的集约式发展，同时引导人们生活理念向着低碳消费、绿色出行转变24。其次，技术创新能够有利于促进清洁新能源逐渐替代煤炭石油等传统能源，减少传统能源消耗，从而降低碳排放25-26。然而刘志华等27的研究表明技术创新驱动经济增长所产生的碳排放效应与其本身带来的碳减排效应同时发挥作用，在一定程度上相互抵消，因而不能确定技术创新和碳排放之间的关系。据此提出如下研究假设H2a。H2a：创新能力在数字经济影响城市碳排放强度的效应中存在明显的中介效应。2.3能源强度中介传导机制解析通过上文分析不难得出，数字经济对城市碳排放强度的影响效应能够归纳为直接与间接两种方式：其一，数字经济能够通过负外部性、知识溢出效应、降低成本、信息资源集中、平台实时监测等途径直接影响城市碳排放强度；其二，数字经济能够通过数字技术融合促进能源效率提升、优化配置等方式影响能源强度，从而间接影响着城市碳排放强度。显然，直接和间接这两种影响方式具有明显的“分工”。数字经济是以知识和信息为生产要素，以现代化通信网络为传输载体，通过数字技术与各领域的深度融合应用的新经济形式。而数字化改造旧动能，引领和培育新动能，能够促进技术创新与清洁能源生产，推进重点行业和重要领域绿色化改造，无疑会对能源利用和碳排放量产生重要影响2。考虑到碳排放的