數字經濟在低碳發展中扮演著怎樣的角色
——基于省級面板數據的雙向固定效應模型

陳俞安

一、前言

在“雙碳”目標和“數字中國”戰略下，探討數字經濟發展對碳排放量的影響成為利用數字中國戰略實現雙碳目標的必要途徑。本研究選取了中國2011—2019 年30 個省份作為研究對象，采用面板數據模型進行實證研究，旨在探究數字經濟對碳排放的影響。研究結果表明：第一，數字經濟對碳排放的作用效應呈現非線性的倒U 型關系，在進行穩健性以及內生性檢驗后仍然得到驗證；第二，異質性分析表明，數字經濟對碳排放的影響會受到省份所處發展階段的差異影響，在碳排放量較高、經濟水平較低階段影響更為顯著。因此，政府在制定政策時應充分考慮數字經濟對碳排放量的階段異質性特征，實現有針對性的扶持，從而進一步解決環境問題和共同富裕問題。因此，在經濟高質量發展和實現雙碳目標的背景下，探索如何助力碳減排，加速低碳轉型發展具有重要的現實意義。

二、文獻綜述

在研究分析數字經濟對碳排放影響是促進作用還是抑制作用的相關文獻時，本文發現當前學者們對此研究結論并未統一，學者們普遍認為數字經濟具有減排作用，但也有反對意見。Zhang 和Liu(2022)[1]評估了能源發展對中國283 個城市的碳排放的影響，指出數字經濟發展帶來的能源發展與綠色技術的協同效應可以顯著降低碳排放量。丁玉龍和秦尊文（2021）[2]發現數字信息技術能帶動綠色經濟效率提升，通過省級數據證實數字經濟發展促進碳排放量降低。劉鵬程和劉杰（2020）[3]則認為數字信息技術除了帶動綠色經濟效率外，還會通過提升環保技術的發展水平現狀和降低排碳成本兩種途徑減少碳排放水平。

然而，數字經濟發展也可能增加二氧化碳排放量。相關學者發現，數字經濟顯著增加了中部城市的二氧化碳排放量。部分學者觀察到，通過數字產品獲得融資的制造業和工業企業增加了能源消耗，從而進一步增加了二氧化碳排放量。還有部分學者認為由于與發展數字經濟密切相關的信息和通信技術部門發展需要來自大量非此部門的碳密集型中間品投入，所以會帶來顯著的碳排放量增加[4,5]。

三、理論機制及研究假說

（一）數字經濟對碳排放的影響為先促進后抑制的倒U 型關系

1.數字基礎設施建設

在數字經濟的初期發展階段，因為新型數字基礎設施的大規模建設和數字產業的逐步發展需要大量資源消耗和碳排放，可能導致碳排放量的增加。然而，在數字經濟發展的中后期階段，初具體系和規模的數字基礎設施可以通過數字化平臺的放大效應和漣漪效應減少信息不對稱現象的出現頻次和頻率，公眾對于環保的訴求可以通過輿論壓力倒逼“三高”產業實施綠色發展戰略，從而降低碳排放量。

2.改變居民消費觀念

一方面，數字經濟的發展促使互聯網的普及，使居民可以通過線上購物等方式足不出戶完成商品和服務的購買，從而減少了對實體店鋪的需求，降低了資源和能源的消耗，減少了碳排放量。另一方面，數字經濟的發展也通過建立生產者和消費者之間的聯系渠道，為消費者提供更多樣化、更智能化的產品和服務，促使生產和消費規模的擴大，從而導致更多的資源消耗和碳排放。

綜上所述，本文提出假設1：數字經濟發展對碳排放影響為先促進后抑制的倒U 型關系。

（二）數字經濟對碳排放的影響在碳排放量較高、經濟水平較低階段更為顯著

1.碳排放量較高階段

數字經濟對碳排放的影響在碳排放量較高的階段可能更為顯著。因為在這個階段，某地區可能對傳統能源較為依賴，能源利用效率較低，同時數字經濟的基建硬件和人才軟件可能還不足，導致在短時間內碳排放量較高。然而，這些負面影響只是暫時的。隨著數字經濟的進一步發展，它有望進入碳減排的快車道。這是因為較高水平的數字經濟有助于市場經濟主體更好地了解能源市場的動向和價格趨勢，提高資源配置效率。

2.經濟水平較低階段

因為較低的經濟水平階段同樣意味著科技的欠發達、較高的能源依賴以及較大的發展空間。所以,與地區在碳排放量較高階段顯著的原因類似。

綜上所述，本文提出假設2：數字經濟對碳排放的影響在碳排放量較高、經濟水平較低階段更為顯著。

四、研究設計

為了對上文的假設進行實證檢驗，本文采用了2011—2019 年的省級面板數據。首先，采用雙向固定效應模型對假設1 進行實證檢驗，該假設研究數字經濟與碳排放量之間是否存在先促進后抑制的倒U型關系。然后采用異質性分析方法，對假設2 進行檢驗，該假設研究當前各省份數字經濟發展水平以及經濟水平的高低對碳排放量是否有影響。

（一）構建雙向固定效應模型

為了考察數字經濟發展對省級層面碳排放量的實證影響，本文采用了2011—2019 年中國30 個省的面板數據，構建雙向固定效應模型作為基準回歸模型，具體模型如下所示。

（二）變量選取和說明

碳排放量（lnCE）：為了測量碳排放量，本文選用了中國碳核算CEADs 數據庫中30 個省份的碳排放量數據作為基礎，并采用其自然對數形式作為碳排放量的指標。

數字經濟發展水平（DE）：在測量數字經濟發展水平方面，本文選取了五個三級指標，并使用熵權法來計算數字經濟發展水平（見表1）。

表1 數字經濟發展水平

城市化水平（URL）：本文選取各省城鎮人口與地區總人口的比值作為城市化水平的衡量指標。

能源消費強度（ECI）：本文選取各省能源消費總量與地區GDP 總額的比值作為能源消費強度的衡量指標。

研發投入強度（RDL）：本文選取各省工業企業研發投入與地區GDP 的比值作為研發投入強度的衡量指標。

對外開放程度（FDW）：本文選取各省進出口總額與地區GDP 的比值作為對外開放程度的衡量指標。

產業結構（LNS）：本文選取各省工業產業增加值與地區GDP 的比值作為產業結構的衡量指標。

五、實證分析及模型檢驗

（一）基準回歸模型

根據表2 列（1）的回歸結果，僅考慮數字經濟一次項對碳排放的線性關系并未通過顯著性檢驗，表明數字經濟對碳排放的影響并非簡單的線性關系。因此，僅考慮一次項進行回歸是不妥的。為了更全面地探究數字經濟對碳排放的影響，本文在表2 列（2）的模型中將數字經濟一次項和二次項放在同一模型內進行分析。結果顯示，數字經濟一次項系數為0.996，平方項系數為-0.834，且兩者的系數都通過1%的顯著性檢驗，表明數字經濟對碳排放量在短期內存在促進作用，而在長期內存在抑制作用，支持了本文的假設1 成立。

表2 基準回歸/穩健性/內生性檢驗結果

具體而言，數字經濟對碳排放的影響呈現倒U 型的非線性關系是因為數字經濟在初期發展階段，無論是新型數字基礎設施建設還是對能源企業生產過程的優化，都需要消耗大量的資源，從而促進碳排放的增長。然而，在產業升級和新型數字基礎設施建設完善后，數字經濟的節能減排效應將超過其帶來的對碳排放的正向促進效應，從而對碳排放量產生負向的抑制作用。

（二）模型檢驗

1.穩健性檢驗

因為二氧化碳（CO2）和二氧化硫（SO2）都是常見的溫室氣體和大氣污染物，它們都與能源生產和工業活動相關，通常由同一類經濟活動（如燃煤和工業生產）排放。因此，碳排放和硫排放在很多情況下是高度相關的。本文將各省碳排放量替換成各省硫排放量進行穩健性檢驗，結果如表2 列（3），發現數字經濟一次項和二次項系數均通過了1%顯著性檢驗，并且呈現倒U 型，穩健性檢驗結果依然支持基礎回歸結論。

2.內生性檢驗

考慮到數字經濟對碳排放的實證結果可能存在潛在的由因果倒置產生的內生性問題，本文選擇各年度各省份的郵電業務數量作為工具變量，采用了兩階段最小二乘法來進行內生性檢驗。通過進行回歸分析，我們得到的結果如表2 列（4）所示。使用郵電業務作為工具變量后，數字經濟發展水平的一次項和二次項系數均通過了顯著性檢驗，達到了1%的水平。這表明之前數字經濟發展水平數據是外生的，數字經濟對碳排放影響的倒U 型的非線性關系結論依然成立。

（三）異質性分析

1.碳排放量異質性分析

基準回歸結果顯示，數字經濟發展對碳排放呈現倒U 型的非線性關系。為了探究這種關系是否在不同碳排放階段普適性存在，本文將碳排放量的均值作為分界點，將樣本劃分為高碳排放階段和低碳排放階段，并進行異質性分析（見表3）。表3 中的列（1）（2）顯示，數字經濟發展對高碳排放階段和低碳排放階段的倒U 型影響在至少5%的顯著水平下是顯著的。通過比較兩個模型中數字經濟對碳排放量的影響系數，可以發現高碳排放量模型中數字經濟的一次項和二次項系數的絕對值均大于低碳排放量模型，這支持了本文假設2 的成立。

表3 碳排放量和經濟水平異質性分析結果

2.經濟水平異質性分析

為了進一步分析非線性關系是否在經濟水平不同的階段有區別，本文以人均GDP 的均值作為分界點，將樣本劃分為高經濟水平階段和低經濟水平階段進行異質性分析。如表3 列（3）（4）所示，數字經濟發展對高經濟水平階段和低經濟水平階段的倒U 型影響均在10%的顯著性水平下。通過比較兩個模型中數字經濟對碳排放量的影響系數可以發現，在低經濟水平模型中，數字經濟的一次項和二次項系數的絕對值均大于高經濟水平模型，支持假設2。

從實證結果來看，數字經濟對地區碳排放量較高階段和地區經濟水平較低的階段的碳減排效應更為顯著，數字經濟的發展對這些地區的碳排放量會有較大的減少作用。這表明目前處于碳排放量較高的地區和經濟水平較低的地區在實現“碳達峰碳中和”目標的過程中具有更強的后發優勢。

六、結語

在“碳達峰碳中和”目標和“數字中國”戰略背景下，本文基于中國30 個省份的面板數據，實證研究了數字經濟對碳排放的影響效應。研究得出的結論如下：第一，數字經濟對碳排放的作用效應呈現為先促進后抑制的倒U 型非線性關系。第二，數字經濟對碳排放影響的異質性分析表明，數字經濟對碳排放的影響效應在碳排放量較高階段和經濟水平較低階段更為顯著。

根據以上結論，本文提出如下有針對性的政策建議：

1.加快處于碳排放量較大、經濟水平較低的階段地區的數字化建設，減小數字鴻溝，積極促進數字型人才培養。政府可以通過提供資金、技術和培訓支持，推動這些地區加快數字化建設，提高數字經濟的發展水平。這將有助于提高產業的生產效率和環境管理水平，從而減少碳排放。

2.加大對經濟欠發達地區的財政投入，加大數字化新基建建設力度，引導產業結構轉型。政府可以通過財政投入，支持經濟欠發達地區進行數字化新基建建設，例如推動數字化農業、數字化制造業、數字化交通等領域的發展，促使傳統產業向數字化和智能化轉型，從而減少傳統產業的碳排放，并促進產業結構的優化升級。

3.政府應充分考慮數字經濟對碳排放量的階段異質性特征以及能源結構作為機制變量的重要作用，向處于這些階段的地區傾斜數字資源，制定恰當的政策，大力實施“東數西算”戰略。這將幫助這些地區抓住數字經濟發展機遇，實現在環境問題和經濟增長方面的“彎道超車”，促進地區經濟增長，減小與發達地區之間的經濟差距，助力共同富裕。