城市數字經濟發展對碳排放的影響研究

王瓊

(江蘇信息職業技術學院 江蘇無錫 214153)

隨著經濟的快速增長，能源總量不斷增加，二氧化碳的排放總量也隨之不斷上升。為了經濟的可持續發展，各國對能源消費的污染排放提出新要求。在此背景下，我國提出“30 60”雙碳目標。事實上，近年來我國數字經濟整體已呈現出蓬勃向上發展態勢。《中國數字經濟發展研究報告(2023)》的數據顯示，2022年我國數字經濟規模占GDP比重達41.5%。那么，數字經濟的發展是否能減少碳排放？數字經濟對碳排放的影響是否存在中介機制和空間異質性？本文將關注這些問題，根據我國277個城市的數據進行探討，對雙碳目標的實現有一定的理論與現實意義。

1 理論分析與研究假設

1.1 數字經濟與碳減排

數字經濟對碳減排的效應主要體現在三個方面：一是平臺企業自身運營和價值鏈的減碳；二是平臺通過發揮連接紐帶作用，可以引導其商業生態圈中的主體進入低碳的經濟循環；三是平臺作為數據樞紐，可以促進與減碳相關的信息、數據和技術的自由流通。IEA(International Energy Agency，國際能源機構)發表的“數字化與能源報告”中指出，預計到2040年，數字經濟僅在歐盟地區就能減少0.3億噸碳排放。我國國務院發布的《攜手構建網絡空間命運共同體》白皮書中提到：2030年因數字技術而減少的碳排放量將達121億噸。說明數字經濟發展會減少碳排放是各國的共識。綜上，提出以下假設：

H1：數字經濟的發展有利于降低城市的碳排放。

1.2 數字經濟影響碳排放的區域效果

我國數字經濟總體規模現居世界第二，但全國城市數字經濟發展水平不平衡。一是各城市的數字產業基礎，包括ICT基礎設施、數據中心機架規模、科創研發收入、數字生態閉環、多元扶持基金、數字化人才等；二是數字化轉型訴求，包括數字化戰略路線圖、不同客戶端的場景要求、轉型升級意愿等。從發展程度上看，我國東部地區數字經濟發展較早，發展水平較高，數字經濟帶來的碳減排紅利更加充分。《中國城市數字經濟發展報告2022》指出，東部城市數字經濟競爭力指數排名高于西部地區和中部地區。結合假設H1，提出以下假設：

H2：數字經濟對不同地區的碳排放的影響呈現出區域異質性，在經濟發達地區的影響效應更明顯。

1.3 數字經濟對碳減排的中介機制

數字經濟是一種技術進步，這種進步能夠優化組合生產要素，優化升級產業結構。首先，數字經濟能夠改造傳統產業的生產方式、內部流程和組織方式；其次，數字經濟能夠促進產業融合，加快產業分化和重組，形成大量新產業新模式，如產業鏈金融、數字旅游、數字醫療等；最后，數字經濟重塑需求端，催生了無接觸配送、即時零售、網約車、網上外賣、遠程醫療等新市場需求，使產業結構更加優化。綜上，提出假設H3：

H3：數字經濟可以通過影響產業結構水平間接地作用于碳排放。

2 樣本來源與變量定義

2.1 樣本來源

考慮到數據的可獲得性，本文選擇以277個地級市的數據作為樣本進行研究分析，數據來源主要是各統計年鑒和北大數字普惠金融指數等。參考董直慶等(2019)的方法生成環境污染指數；刪除數據大量缺失的樣本，對部分缺失值采用線性插值的方法進行填補；為了減少異常值干擾與內生性影響，本文對上述匹配數據做上下1%的截尾處理。

2.2 變量定義

2.2.1 被解釋變量

由于碳排放量的測算方法并不唯一，本文參考王維國等(2023)的方法，運用能源供應統計數據計算由天然氣、液化石油氣、電能及原煤產生的二氧化碳排放數據，具體做法是用燃料的消耗量乘以相應的碳排放系數求和以估計碳排放總量。

2.2.2 核心解釋變量

本文參考趙濤等(2020)的研究方式對數字經濟水平體系進行構造，具體指標選取地級市中每百人寬帶辦理數量、每百人移動電話使用數量、信息業服務人員比率、數字普惠金融指數(郭峰等，2020)，并以主成分分析法對各個指標進行降維處理，最終得到一級指標求得綜合指數值(dfin)。

2.2.3 中介變量

為了進一步探究數字經濟發展影響碳排放的理論機制，本文參考程云潔、段鑫(2023)的方法以三產增值與二產增值之比即產業結構水平作為數字經濟影響碳排放的中介變量。

2.2.4 控制變量

根據既有文獻的研究，本文選取政府支持度(sup)、對外開放程度(exo)、經濟發展水平(lngdp)、人口規模(size)、環境污染指數(pop)作為控制變量加入回歸模型中進行估計分析。此外，為了減少遺漏變量的影響，分別固定年份效應和城市個體效應。

2.3 描述性統計分析

從統計結果來看，被解釋變量co在各個城市個體間存在較大差異，而最大值與平均值和中位數相對接近，說明碳排放污染程度普遍偏高；從核心解釋變量dfin的標準差小于1可以體現出在本文的測度方法下各個城市的數字經濟發展水平均相對穩定，而且均值與最值差距較小說明數字經濟在我國呈現健康積極的發展趨勢；產業結構水平數據dio數據也相對平穩，表征著各個城市產業結構水平相近，但最大值遠大于均值說明了仍然存在個別產業結構良好的城市；其余控制變量的分布與相關文獻研究和基本事實趨于一致。

3 模型設定與實證分析

3.1 基準模型設定

應用雙向固定效應模型對277個地級市的面板數據做回歸估計，分析數字經濟水平的發展對城市碳排放量的作用效果，具體計量模型設立如下：

式(1)中：coi,t指代城市的碳排放量，為被解釋變量；dfini,t指代城市的數字經濟發展水平，為核心解釋變量；xi,t為一系列控制變量；μi和λt分別代表城市和年份固定效應；εi,t為隨機誤差項。其中i，t分別表征城市區域和年份的個體特征。

3.2 基準回歸分析

對年份和城市個體效應做出固定控制，一定程度上減少了內生性影響，將上述面板數據匹配后進行回歸分析。具體回歸結果如表1所示。其中第(1)列數據說明在未加入控制變量的前提下，數字經濟發展水平對各個城市碳排放量的回歸系數為在1%的水平上顯著為負，這初步驗證了數字經濟發展能減少碳排放。接著加入控制變量后，第(2)列數據中dfin系數為-1.640，亦通過了1%的顯著性檢驗，說明碳排放量每1.640個百分點的降低伴隨著數字經濟水平每1%的提高，因此假設H1得到證實。這表明數字經濟的發展代表著技術的進步，對于發揮環保作用以抑制碳排放污染存在不可或缺的作用。控制變量中政府支持、環境污染和經濟發展水平系數顯著為正，這也說明了政府的財政支出干預、企業自身的污染治理支出和城市人均經濟水平的提高對治理碳排放具有顯著影響，當居民、企業和政府部門對治理碳排放污染更重視時，該城市的碳減排工作方可獲得有效支持。

表1 數字經濟對碳排放的基準回歸結果

3.3 異質性分析

為了進一步分析數字經濟如何影響不同區域的碳排放，本文參考吳建新等(2016)的研究將各個地級市劃分為東部城市、中部城市和西部城市，分別對各個地區的城市數據進行回歸。 具體結果如表2所示：第(1)列和第(2)列中數字經濟水平的系數分別為-1.977和-3.126，均通過了1%的顯著性檢驗，而第(3)列的數字經濟發展系數并不顯著，這意味著在我國不同地區數字經濟對碳排放的影響依舊存在區分度，在東部和中部等發達地區，其數字技術較為先進，可以充分發揮綠色金融等綠色經濟的效用；而由于西部地區相對落后的數字基礎設施，故難以發揮數字技術的環保作用，使得碳排放的抑制效果存在缺陷，故假設H2成立。因此，縮小各個地區城市的數字化建設的差異是目前的重要任務。

表2 對不同區域城市的異質性分析

3.4 穩健性檢驗

3.4.1 替換被解釋變量

本文參考邵帥等(2019)的做法，采用人均碳排放強度作為被解釋變量，并對該模型進行回歸分析(見表3)。其中表3第(2)列的結果表示數字經濟發展系數為-0.036，通過了5%的顯著性檢驗，說明在替換被解釋變量后數字經濟發展能促進碳減排依舊成立。

表3 數字經濟影響碳排放的穩健性結果

3.4.2 縮短樣本周期

考慮到由于中國數字經濟是從2013年正式得到發展普及，本文以2013年作為截斷點，保留2013—2019年的樣本數據進行回歸估計。通過表3中第(3)列的結果可以看出，數字經濟發展水平的系數在10%的水平上顯著為負，故數字經濟對碳減排的作用在不同的樣本期間依舊效用拔群，這與本文的基準回歸結果仍然一致，故本文主要結論進一步得到證實。

綜上所述，本文假設的成立具備一定的穩健性。具體穩健性檢驗結果如表3所示。

3.5 中介效應檢驗

本文通過上述分析對數字經濟如何影響城市碳排放做出一定的實證論述，但對于數字經濟影響碳排放的理論機制仍然缺少相關理論研究，故本文在原有基準模型的基礎上構建模型(2)和模型(3)分析數字經濟發展水平對城市碳減排的具體影響機制。

式(2)(3)中：coi,t指代城市的碳排放量，為被解釋變量；dfini,t指代城市的數字經濟發展水平，為核心解釋變量；dioi,t指代地級市各年度的產業結構水平；xi,t為一系列控制變量。

從表4回歸結果來看，逐步回歸模型中各個解釋變量系數均通過了假設性檢驗，這初步表明本文機制假設成立。由第(2)列結果可知dfin的系數為0.696，通過5%的顯著性檢驗，說明數字經濟發展對產業結構的優化升級存在正向促進效果；第(3)列的數據中dfin和dio的系數分別為在1%的水平上顯著為負及在5%的水平上顯著為正，經過計算可知數字經濟可以通過產業結構升級抑制碳排放的中介效應為0.07，對總效應的貢獻率為4%，這說明數字經濟可以通過產業結構升級抑制碳排放，其通過不斷迭代發展與傳統產業結合，對其產業結構轉型以進行綠色清潔生產提供有利條件。

表4 中介效應檢驗結果

此外，由于數字技術的迅猛發展，第三產業在國民經濟中的占比不斷增加，其產值的上升致使碳排放量顯著降低，并且數字經濟的發展能打破各個行業的信息壁壘，對企業的技術進步也有著重要作用，故通過機制分析可知本文的假設H2得到驗證。具體中介效應檢驗結果如表4所示。

4 結語

本文主要結論如下：一是數字經濟發展能夠減少碳排放，在一系列穩健性檢驗后結論仍然成立；二是政府的財政支出干預、企業自身的污染治理支出和城市人均經濟水平的提高對治理碳排放有著顯著影響；三是東部和中部發達地區數字經濟紅利更為明顯，更能充分發揮綠色環保效用；四是數字經濟會推動產業結構的調整，第三產業產值的上升會顯著降低碳排放量。

根據以上結論，提出建議如下：一是強化數字化轉型相關投資，如構筑優質基礎設施，如5G基站、數據中心、智能計算中心等；二是加大政府和企業的投入，如政府可以依托數字孿生推動城市治理數字化轉型，制定優惠政策鼓勵企業積極參與數字化轉型和環境治理；三是理清各地區數字經濟基礎的差異程度，加大對數字經濟欠發達地區的支持力度，推動數字普惠，加快消除區域間數字鴻溝；四是挖掘各城市產業發展潛能，鼓勵傳統企業投資智能制造、柔性生產、產業鏈協同制造等制造業新模式、新應用，促進傳統產業的升級改造。