數字經濟背景下工業(yè)綠色轉型的協同驅動效應
——基于系統動態(tài)行為視角

曹長帥，蘇迎娟

（1.南京大學經濟學院，江蘇 南京 210093；2.江蘇師范大學商學院，江蘇 徐州 221116）

一、引 言

《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》（下文簡稱《規(guī)劃》）提出，到2025 年，工業(yè)產業(yè)結構、生產方式綠色低碳轉型取得顯著成效，綠色低碳技術裝備廣泛應用，能源資源利用效率大幅提高，綠色制造水平全面提升，為2030 年工業(yè)領域碳達峰奠定了堅實基礎（1）。改革開放以來，我國工業(yè)發(fā)展一直主導著經濟增長，對國內生產總值（GDP）增長貢獻率達38.1%。然而，“粗放式”的發(fā)展模式（2）雖促進了經濟的迅猛發(fā)展，但伴隨著巨大的資源消耗和嚴重的環(huán)境問題［1］。“十一五”和“十二五”期間，我國開始明確提出環(huán)境減排的約束性指標（3），工業(yè)發(fā)展受到環(huán)境目標約束，需要在既定污染排放目標下實現生產利潤的最大化，逐步開始向“底線式”發(fā)展模式邁進，這充分契合了國家生態(tài)文明建設規(guī)劃及“碳達峰、碳中和”目標［2］。

數字經濟背景下，工業(yè)互聯網、云計算、大數據、數字普惠金融等新型數據要素，能夠從深度和廣度上，促進資源在工業(yè)發(fā)展中的合理配置，實現與工業(yè)實體經濟綠色發(fā)展相融合［2］。例如，數字經濟促進了網絡信息通信技術在各傳統產業(yè)領域的應用，打破了技術領域間的邊界，提升了工業(yè)綠色轉型系統的運行效率。數字經濟在實現工業(yè)經濟可持續(xù)增長的同時，能夠產生脫鉤效應，不斷減少污染排放，具有顯著的環(huán)保效益。在此背景下，新一輪信息產業(yè)變革與經濟發(fā)展方式轉變形成了歷史趨同，常規(guī)的工業(yè)發(fā)展路徑已無法實現工業(yè)高質量發(fā)展目標，“粗放式”發(fā)展的工業(yè)部門面臨著綠色轉型［2］。

然而現實中，工業(yè)綠色轉型是涉及經濟、資源、環(huán)境、創(chuàng)新等要素的復雜系統問題，其影響因素較多且各因素之間聯系密切，由此決定了數字經濟對工業(yè)綠色轉型發(fā)展并非簡單的線性驅動，可能面臨復雜多樣的非線性約束。此外，傳統計量分析模型難以對數字經濟背景下工業(yè)綠色轉型驅動路徑進行模擬，很難預測不同情景下工業(yè)綠色轉型的演化趨勢。如何結合數字經濟與工業(yè)綠色轉型之間的動態(tài)反饋關系，構建工業(yè)綠色轉型的系統仿真模型進而梳理各關鍵驅動要素之間的作用關系，設定不同驅動方案對探討數字經濟背景下工業(yè)綠色轉型的最優(yōu)路徑選擇和最佳協同效應，極具現實意義。

本文主要安排如下：首先，從理論角度出發(fā)，論證物質資本與技術資本對工業(yè)綠色轉型存在最佳協同驅動效應；其次，根據《規(guī)劃》賦予的新內涵，建立指標體系全面衡量我國工業(yè)綠色轉型發(fā)展水平；再次，結合現實工業(yè)綠色轉型過程中復雜多樣的約束機制，構建系統動力學模型，模擬不同情景下工業(yè)綠色轉型驅動系統的要素變化趨勢和實現路徑；最后，提出文章的研究結論及政策建議。

二、文獻綜述

目前，針對工業(yè)綠色轉型的相關研究主要集中在轉型發(fā)展綜合測度和靜態(tài)驅動因素分析兩方面［2］。對于轉型發(fā)展綜合測度，學者們通常采用以下方法來衡量綠色轉型水平：一是利用數據包絡分析法對不同的投入產出指標進行測度，以評估綠色全要素生產率，并以此來衡量工業(yè)轉型績效［3］。二是選取某個特定創(chuàng)新型變量來衡量工業(yè)綠色發(fā)展，例如工業(yè)部門的綠色發(fā)明專利以及綠色實用新型專利等［4］。三是構建工業(yè)綠色轉型指標體系，利用多重維度指標體系，通過降維綜合衡量工業(yè)綠色轉型［5-7］。

對于靜態(tài)驅動因素分析，主要集中在資源投入、要素資源配置、環(huán)境政策工具和技術創(chuàng)新方面。其中，資源投入對工業(yè)綠色轉型的影響主要側重于資源詛咒和資源依賴的誘發(fā)效應。資源產業(yè)依賴會對企業(yè)技術創(chuàng)新產生“擠出”效應，并不斷削弱行業(yè)的市場競爭力［8］。要素資源配置對工業(yè)綠色轉型的影響研究主要關注抑制污染物排放和緩解生產率衰退這兩個方面［2］。在工業(yè)綠色轉型過程中，要素資源錯配往往會導致資源價格被低估。如果價格信號在市場機制中失效，較低的價格就會導致資源過度消耗。對于一些高消耗、高投入的傳統工業(yè)企業(yè)，它們會繼續(xù)沿用傳統生產模式，導致要素資源配置失靈，進而抑制工業(yè)綠色轉型［2，9］。要素資源有效配置也可以提高供應鏈運行效率和矯正過度投資，進而提高全要素生產率，促進工業(yè)的綠色轉型升級［2，10］。此外，環(huán)境規(guī)制是緩解環(huán)境問題和實現工業(yè)綠色轉型的重要手段［11-12］，當工業(yè)發(fā)展趨向“粗放”，環(huán)境承載力底線被逼近或突破時，傳統生產要素的邊際貢獻會不斷降低。在這種情況下，技術創(chuàng)新成為工業(yè)綠色轉型發(fā)展的重要路徑之一。例如Lanoie等（2011）的因果檢驗表明，綠色技術創(chuàng)新能夠顯著影響企業(yè)環(huán)境績效［13］。岳鴻飛等（2017）認為，實現綠色轉型的關鍵在于技術引進和自主創(chuàng)新，這適用于勞動密集型和技術密集型產業(yè)［14］。Li等（2019）的研究表明，技術創(chuàng)新可以促進產業(yè)綠色發(fā)展，提高生產效率進而可以減少對資源的依賴程度，增加生產要素的邊際貢獻［15］。朱東波（2020）認為，綠色技術創(chuàng)新是我國工業(yè)結構綠色轉型的核心動力，同時也能與環(huán)境政策協同推動工業(yè)轉型發(fā)展［16］。現有研究普遍關注兩者關系的“靜態(tài)快照”，鮮有從系統動態(tài)行為視角去探討數字經濟背景下工業(yè)綠色轉型的協同驅動效應。

基于此，本文構建系統動力學模型，從系統動態(tài)行為視角研究工業(yè)綠色轉型協同驅動問題。系統動力學方法最早由Forrester在1956年提出，用于分析復雜的動態(tài)反饋系統［17］。此后,系統動力學被廣泛用于經濟環(huán)境系統［18］、能源經濟與創(chuàng)新［19］、污染控制與產業(yè)規(guī)劃［20-21］以及產業(yè)政策模擬等領域［22］。該方法在處理非線性、高階復雜性系統問題方面具有顯著優(yōu)勢，尤其在分析社會經濟環(huán)境系統方面效果突出［18］。同時，系統動力學模型可以在模擬仿真中直觀分析各要素之間的關系，反饋系統結構、功能與行為的相關信息［23］。基于工業(yè)綠色轉型系統內外部驅動的“路徑黑箱”，并且需要進一步探析與闡述多要素協同驅動的系統結構，系統動力學模型更易于反饋各單元、子系統的信息輸出，直觀地剖析內部系統機制，模擬工業(yè)綠色轉型系統行為趨勢、策略模式、波動周期、相位超前及滯后等。因此，本文將應用系統動力學模型進行路徑及情景模擬，進而揭示工業(yè)綠色轉型系統的動態(tài)演化機制。

本文邊際貢獻有以下三點：一是從經濟效益、清潔生產、結構升級、綠色供給4個維度，構建我國工業(yè)綠色轉型指標的新體系，精確刻畫符合我國新時代發(fā)展特征的工業(yè)綠色轉型發(fā)展狀況。二是建立具有規(guī)模報酬不變特征的宏觀綠色經濟增長模型，從數理上論證了物質資本和技術資本對工業(yè)綠色轉型存在最佳協同驅動效應，且兩者具有內在耦合關系，具有一定理論價值。三是基于價值創(chuàng)造及生產方式重塑的數字經濟發(fā)展新內涵，結合創(chuàng)新引領綠色發(fā)展以及環(huán)境治理政策助推低碳轉型的戰(zhàn)略導向，從系統動態(tài)行為視角推演不同情景下工業(yè)綠色轉型發(fā)展的演化趨勢，對比不同驅動模式對工業(yè)綠色轉型的作用強度和敏感程度，為我國政府部門在數字經濟背景下針對工業(yè)綠色轉型的驅動靶向政策提供了參考與優(yōu)化依據。

三、理論分析

（一）最佳協同效應存在性分析

要素發(fā)展與工業(yè)綠色轉型存在交錯復雜的關聯，在不同的經濟基礎、自然資源稟賦以及時空分布下可能呈現截然不同的發(fā)展態(tài)勢。因此，論證各要素在工業(yè)綠色轉型中能否發(fā)揮最佳協同效應具有較強的理論價值，并為后文基于系統動力學的中國工業(yè)綠色轉型要素協同驅動效應分析提供有力支撐。

金融發(fā)展理論認為金融資源配置能夠影響資本積累進而作用于產業(yè)可持續(xù)發(fā)展［24］，數字經濟作為金融發(fā)展理論的最新演化，能夠通過多渠道加速資本積累活動。因此，本文將數字經濟作為物質資本的代理變量。新增長理論將“技術水平”分為具有使用排他性的“競爭性技術”以及具有使用非排他性的“非競爭性技術”，技術進步通過改變“競爭性技術”從而促進經濟增長，將技術創(chuàng)新和能源結構優(yōu)化作為“競爭性技術”的代理變量［25］。

本文參考王仁祥和楊曼（2015）［26］建立具有規(guī)模報酬不變特征的綠色經濟增長模型，并將物質資本和技術資本作為兩種投入要素：

其中：Ddigital代表物質資本，主要指數字經濟發(fā)展水平（5）；Ttech代表技術資本，主要包括技術創(chuàng)新以及能源結構優(yōu)化等；L代表勞動力數量；E代表“非競爭性技術”，包括環(huán)境政策治理等；α與β分別代表物質資本與技術資本的彈性系數。因此，工業(yè)綠色產出Yg（t）由Ddigital（t）、Ttech（t）、E（t）以及L（t）共同決定。

1.經濟效率靜態(tài)最優(yōu)下，物質資本和技術資本對工業(yè)綠色轉型的最佳協同效應

假設非競爭性技術以及勞動力數量均為外生變量，假設非競爭性技術的增長率為g，勞動力數量的增長率為n，物質資本的投資傾向與折舊率分別為sD與δD，技術資本的投資傾向與折舊率分別為sT與δT，則物質資本的積累方程為：Ddigitalg（t）=sD·Yg（t）-δ D·Ddigita（lt），技術資本的積累方程為Ttechg（t）=sT·Y（gt）-δ T·Ttec（ht），勞動力數量的積累方程為Lg（t）=n·L（t），非競爭性技術的積累方程為Eg（t）=g·L（t）。假設在兩部門經濟中滿足Yg（t）=C+I，則 有Yg（t）=C+sD·Yg（t）+sT·Yg（t），從而得到C=（1 -sD-sT）Yg（t）。在靜態(tài)分析框架下，假設社會工業(yè)產品消費C是社會福利U的決定性因素，即U（·）=U（C），在經濟均衡狀態(tài)下達到·e-εtdt的最大化，ε為折現率，約束條件為：

由此建立如下的Hamilton函數：

為了便于分析，令δD=δT=δ，分別對上式中的各變量求一階偏導，則有：

令一階偏導等于零，可得：

因此，在經濟效率靜態(tài)最優(yōu)情況下，物質資本和技術資本對工業(yè)綠色轉型的最佳協同關系所滿足的條件為，即兩者最佳協同效應比例等于其彈性系數之比。

2.經濟效率動態(tài)最優(yōu)情況下，物質資本和技術資本對工業(yè)綠色轉型的最佳協同效應

在動態(tài)框架下，效用函數與社會總消費水平C為線性關系［27］，那么泛函數為：

上述泛函數滿足0 ＜n＜ε＜1的條件，為使計算更加簡便，令L（0）= 1，可得：

其中，y為勞均綠色經濟產出，f為勞均物質資本，又可得：

將式（10）代入式（9），可得：

又因L=L（0）·ent，因此式（11）最終可化簡為：

同理可得：

（二）物質資本與技術資本的內在耦合

物質資本與技術資本保持相對獨立，在系統內部都處于動態(tài)演化進程之中。兩者在耦合機制下實現協同發(fā)展并呈現螺旋式上升態(tài)勢，在此過程中，物質資本與技術資本之間相互融合，持續(xù)優(yōu)勢互補，主要體現在：數字經濟促進資本要素與勞動力要素投入進而加速綠色技術創(chuàng)新發(fā)展；而技術創(chuàng)新從金融規(guī)模擴張、風險控制以及金融監(jiān)管等角度為數字經濟提供技術支持，進而成為數字經濟發(fā)展的潛在驅動力。

一方面，資本要素與勞動力要素是科技創(chuàng)新發(fā)展的基礎，數字經濟作為一種全新的經濟發(fā)展業(yè)態(tài)驅動著資本要素發(fā)展。在資本要素方面，數字經濟代表的物質資本具有“資金放大器”功能，通過為“多、小、散”的長尾投資者提供便利化與實惠化的金融服務吸納其小規(guī)模資金，從而積少成多形成大規(guī)模資金，為工業(yè)部門綠色技術創(chuàng)新提供資金支持，即層次豐富的融資渠道與融資方式必然會助力綠色技術進步。此外，根據“資本—技能互補”假說，資本與技能勞動力具有相對互補性，數字經濟從總量、質量、效率三個方面為技術創(chuàng)新提供穩(wěn)定、高效的資本供給，會相對增加對勞動力的需求，其提供的人力資本支持能夠推動技術資本活動的順利開展［2］。

另一方面，技術資本的紅利能夠回饋物質資本的發(fā)展。信息科技驅使金融機構推陳出新，從而推動金融業(yè)更新迭代以及金融體系完善。例如，網絡信息通信技術打破傳統地理壁壘，淡化了金融機構之間的邊界從而提升金融系統運行效率。首先，新興科技力量為數字經濟的快速發(fā)展提供技術支撐。數字經濟時代的到來，加速了工業(yè)數字化轉型，而科技創(chuàng)新促進流程優(yōu)化，不斷優(yōu)化金融結構。我國數字化發(fā)展尚處于起步階段，科技創(chuàng)新賦能使得數據的應用有了突破性進展［28-29］，人工智能等新興科技也由從屬地位發(fā)展成金融體系重塑的引領力量，促使數字經濟發(fā)揮“精準滴灌”的作用。其次，技術資本活動締造的新業(yè)態(tài)為物質資本發(fā)展帶來投資報酬與新的利潤增長點。最后，技術資本為風險控制與金融監(jiān)管提供支撐。金融風險的傳染性、外部性以及隱蔽性等特征使其極易通過數字平臺集聚和擴散，而以大數據、云計算為代表的科技變革通過降低風險識別成本進而實現更加準確、穩(wěn)定、時效性更強的風險控制，金融風險防控的難題也得以突破。同時也為金融監(jiān)管向更加精準化、智能化的方向發(fā)展提供動力源泉，從而形成技術創(chuàng)新驅動型監(jiān)管體系。

因此，物質資本與技術資本通過緊密而深入的聯系能夠實現優(yōu)勢互補，在此過程中，其共生性與互動性不斷增強，形成相互依賴、相互促進的內在耦合關系，逐漸形成物質資本與技術資本一體化的耦合共同體，推動工業(yè)綠色經濟系統朝著更加有序的狀態(tài)演進，產生“1+1＞2”的協同效應。

四、中國工業(yè)綠色轉型發(fā)展測度

基于以上理論研究，本文擬構建系統動力學模型，模擬不同情景下工業(yè)綠色轉型驅動系統的關鍵要素變化趨勢，探索數字經濟背景下工業(yè)綠色轉型的動態(tài)效應和實現路徑。在此之前，有必要對我國工業(yè)綠色轉型水平進行綜合測度以保證模擬仿真的客觀性。

基于《規(guī)劃》中關于系統推進工業(yè)向產業(yè)結構高端化、能源消費低碳化、資源利用循環(huán)化、生產過程清潔化、產品供給綠色化、生產方式數字化六個方向轉型的新要求，本文從經濟效益、清潔生產、結構升級、綠色供給4 個維度，構建工業(yè)綠色轉型的一級指標［2］。需要說明的是，大多數文獻指出因傳統工業(yè)粗放式發(fā)展，工業(yè)生產過程中清潔生產以及產業(yè)結構升級成為工業(yè)綠色轉型的核心內涵，卻忽視了工業(yè)產品供給端的工業(yè)綠色產品及環(huán)保設備供給的重要性。《規(guī)劃》還強調了工業(yè)綠色發(fā)展要通過“消費即生產”新業(yè)態(tài)模式，不斷推進工業(yè)領域從基礎原材料到終端消費產品全鏈條的綠色產品供給體系,而經濟增長與發(fā)展?jié)摿κ枪I(yè)綠色轉型發(fā)展的基石，但現有文獻忽略了對這兩個指標的分析。因此，本文將工業(yè)綠色轉型指標體系建構為經濟增長、發(fā)展?jié)摿Α⑽廴九欧拧⑽廴局卫怼①Y源消耗、資源回收、產業(yè)結構高端化、能源結構低碳化、綠色產品供給、環(huán)保設備供給10個二級指標。

細化指標中，在參考馮曦明和龍彥霖（2022）［30］基礎上，將污染排放、污染治理、資源消耗、資源回收等作為清潔生產的主要衡量標準；在考慮結構升級時，增加了能源結構低碳化衡量標準，這一點與《規(guī)劃》提出的能源消費低碳化相適宜。同時，參考姚孟超等（2022）［31］將信息化學品制造業(yè)、醫(yī)療儀器設備及儀器儀表制造業(yè)等六大產業(yè)定義為高新技術產業(yè)，以此來衡量產業(yè)結構高端化；在綠色供給維度，參考凌玲等（2020）［32］將廢棄資源綜合利用業(yè)及水利、環(huán)境和公共設施管理業(yè)等合并代表環(huán)保產業(yè)數據。關于綠色產品的定義，當前文獻中并沒有精確定義某個產品是否屬于綠色產品，大多是通過估計工業(yè)行業(yè)的污染排放強度來界定其屬于清潔行業(yè)還是污染行業(yè)［33］，如電氣機械及器材制造業(yè)相關產品為清潔產品，而金屬制造業(yè)產品為污染產品，因此，本文將清潔產品總產值定義為綠色產品供給。綜合而言，共囊括20個細化指標，各類指標見表1所列。

表1 工業(yè)綠色轉型評價指標體系

由于權重不可確定，本文采取改進CRITICTOPSIS 法對各省份工業(yè)綠色轉型水平綜合測度。其中，以標準差系數替代標準差來消除量綱影響；因為對數據進行標準化時，已對負向指標正向化，所以負理想值不區(qū)分正負指標；相關系數取絕對值以消除可能存在的負向誤差。

設有m個評價對象，k個評價指標，原始數據Xij,i= 1,…,m;j= 1,…,k,進行無量綱處理：

計算第j項指標的信息量：

計算第j項指標的權重：

然后利用TOPSIS模型，計算加權矩陣：

其中，vij=xij×wj，wj為第j項指標權重。

確定正理想解和負理想解：

其中，J1為效益型指標集合，J2為成本型指標集合。

計算評價對象到正、負理想解的距離：

計算第i個評價對象與理想解的相對貼近度：

其中，0 ≤δ≤1，根據δi數值大小進行排序，數值越大表明越接近最優(yōu)水平。

五、工業(yè)綠色轉型系統動力學模型

（一）研究假設

在工業(yè)綠色轉型過程中，涉及多個利益相關者，包括政府機關、企業(yè)實體、高校科研院所等，該轉型所面臨的影響變量繁多，難以完整納入考量。在明確研究目標后，本文確定了模型的研究邊界。為確保研究的針對性和效率，剔除與核心系統關聯度較低的次要因素，而聚焦對整體狀況起決定性作用的主要因素。從復雜系統中，本文識別并提取對系統運行產生顯著影響的關鍵模型結構。通過相互關聯的變量與反饋機制，將抽象與具體的宏觀經濟系統緊密結合，從而更有效地對工業(yè)綠色轉型系統進行整體分析。模型構建假定工業(yè)綠色產出將持續(xù)穩(wěn)定增長，不會出現顯著波動。

（二）仿真模型構建

基于系統因果關系、信息反饋、主導結構等系統動力學原理，進行數字經濟背景下工業(yè)綠色轉型協同效應研究，主要由工業(yè)綠色轉型的數字經濟、資源環(huán)境、勞動力投入、創(chuàng)新、環(huán)境政策子系統構成。其中，數字經濟子系統主要包括數字經濟增長率及其規(guī)模；資源環(huán)境子系統主要包含工業(yè)終端能源消費、工業(yè)污染物排放、污染治理投入等；勞動力投入子系統基于我國人口數量、從業(yè)人員占比水平兩個維度設計；創(chuàng)新子系統涵蓋創(chuàng)新資源投入、創(chuàng)新主體互動水平、創(chuàng)新成果數量等關鍵構成要素；環(huán)境政策子系統基于排污費征收水平、環(huán)境法規(guī)及規(guī)章制度、公眾環(huán)境規(guī)制參與水平三個維度設計。進一步，厘清各子系統之間的因果反饋回路，選取關鍵變量，利用VensimPLE 軟件建構數字經濟背景下工業(yè)綠色轉型的系統動力學仿真模型。

（三）因果循環(huán)關系

本文通過繪制因果循環(huán)圖，進而對變量之間的因果關系進行深入分析。了解各因素之間的正負反饋關系后，表示各因素之間的相互影響關系（例如：GDP增加、創(chuàng)新資源投入增加、工業(yè)技術創(chuàng)新水平提高、形成正反饋回路），從而闡明系統的反饋機制和政策傳遞機制，如圖1所示。

圖1 我國工業(yè)綠色轉型發(fā)展的因果循環(huán)關系

（四）系統動力學模型

為了闡明系統要素之間的邏輯關系、系統反饋形式和控制規(guī)律，本文在因果循環(huán)圖的基礎上對系統要素進行細化，進一步梳理要素之間的反饋機制。系統動力學模型的結構主要包括四類變量：水平變量、速率變量、輔助變量、常量。其中，水平變量是描述系統累積效應的變量；速率變量是描述系統中水平變量變化速度的變量；輔助變量是水平變量與速率變量之間信息傳遞與轉換過程中的中間變量；常量是研究期間變化不大或相對不變的量。本文構建了一個更加詳細和深入的庫存流模型，該模型全面描述了工業(yè)綠色轉型系統的組成、行為和交互機制，如圖2所示。

圖2 工業(yè)綠色轉型發(fā)展的系統動力學模型

六、模型檢驗及結果分析

（一）工業(yè)綠色轉型發(fā)展水平參數確定

表函數是系統動力學建模過程中所采用的一種自定義函數，可以有效處理動態(tài)性較高的常量，進而對非線性關系進行有效描述，使得仿真模型與現實系統更加貼合。因此，本文大量采用表函數描述變量，如創(chuàng)新資源投入、創(chuàng)新成果、環(huán)境政策數量等。

本文參考柯布-道格拉斯（Cobb-Douglas）生產函數進行回歸計算，計算新增加值中的不同參數變動對工業(yè)綠色轉型發(fā)展的貢獻率。

其中：K為常數；P為數字經濟；R為勞動力投入；T為環(huán)境規(guī)制水平；H為能源產出率；Z為工業(yè)綠色技術創(chuàng)新水平；L為環(huán)境污染程度；α1、α2、α3、α4、α5、α6分別為P、R、T、H、Z、L的彈性系數。

利用SPSS 20.0軟件進行非線性回歸，可求得

由上述公式可知，環(huán)境污染程度對工業(yè)綠色轉型發(fā)展水平的影響為負，即環(huán)境污染加劇，則抑制工業(yè)綠色轉型發(fā)展。數字經濟發(fā)展水平、勞動力投入、能源產出率、工業(yè)綠色技術創(chuàng)新水平和環(huán)境規(guī)制水平的彈性系數均為正，表明物質資本與技術資本的提升，均在不同程度上促進了我國工業(yè)綠色轉型。該模型的擬合優(yōu)度為0.893，能夠通過可信度檢驗。

（二）仿真模型運行檢驗

基于數據一致性和可獲性等原則，將數字經濟背景下工業(yè)綠色轉型發(fā)展水平的協同效應研究運行范圍為2010—2030年，步長為1年，采用初始值、平均值、回歸分析、熵值法等方法確定模型方程和變量參數。為確保模型設定的合理性和適用性，在系統結構檢驗的基礎上，采用2010—2019年數據進行歷史性檢驗，驗證模型預測與現實系統數據的吻合度；進一步，分別設定仿真步長為TIME STEP=0.5，TIME STEP=0.25，以生活廢水排放量和能源產出率為例檢驗系統模型行為的穩(wěn)定性，如圖3所示，為不同情景下工業(yè)綠色轉型驅動的系統模擬奠定基礎。

（三）仿真模型歷史性檢驗

歷史性檢驗能夠通過對比分析仿真結果與真實數據來確定仿真模型的有效性。利用模擬結果與實際系統真實值的差距來判斷兩者之間的擬合度，并且對兩者差距進行持續(xù)性修正，促使模擬數據不斷貼合實際系統。Liu等（2015）認為相對誤差平均值在±10%～±20%浮動，可以通過歷史性檢驗［23］；若在±10%以內，則通過擬合度檢驗；±5%以內則認為具有較好的擬合度。各指標的誤差值的計算公式如下所示：

其中：ERt表示相對誤差；SDt表示仿真值；ADt表示歷史值。

通過對變量進行有效篩選，本文以勞動力投入和能源產出率為代表指標進行計算分析，如表2所列。檢驗結果顯示，兩者的相對誤差均在5%以內，表明模型與實際系統發(fā)展趨勢能夠滿足穩(wěn)定性、一致性以及有效性的要求，具有較高的擬合度，能夠真實、準確地反映現實系統。

表2 歷史性檢驗結果

七、工業(yè)綠色轉型的情景模擬和協同驅動效應

（一）情景方案設定

基準方案：維持我國工業(yè)綠色轉型發(fā)展現有水平狀態(tài)，不改變模型參數。

方案一：數字經濟穩(wěn)步發(fā)展。2023 年是全面推進《數字中國建設整體布局規(guī)劃》實施的起步之年，中國社會科學院數量經濟技術研究所發(fā)布的《數字經濟藍皮書：中國數字經濟前沿（2021）》預測，2021 年至2025 年，我國數字經濟年均增速為11.3%左右。因此該方案將2020—2030 年數字經濟增長率擬定為11.3%。

方案二：人口數量增速變緩。國務院印發(fā)的《國家人口發(fā)展規(guī)劃（2016—2030年）》表明2020年全國總人口約為14.2億人左右，2030年約為14.5億人左右，2030年我國人口達峰值。這預示著，我國人口增長速度變緩。因此，該方案以0.034%作為2020—2030年的年均變化率。

方案三：能源結構優(yōu)化。國家能源局印發(fā)了《能源生產和消費革命戰(zhàn)略（2016—2030）》，文件指出，到2020 年，全面啟動能源革命體系布局，推動化石能源清潔化，根本扭轉能源消費粗放增長方式，實現政策導向與約束并重。因此，該方案擬定能源消耗增長率在基準方案的基礎上減少30%作為2020—2030年的能源消耗增長率，即為0.024 5。

方案四：政府環(huán)境規(guī)制水平以及公眾參與性監(jiān)督增加。國務院辦公廳《關于印發(fā)新污染物治理行動方案的通知》指出：鼓勵社會資本進入新污染物治理領域，引導金融機構加大對新污染物治理的信貸支持力度。新污染物治理按規(guī)定享受稅收優(yōu)惠政策。因此，該方案以2010—2019 年新污染物行政處罰數量的年均變化率作為2020—2030年的變化率，具體見表3所列。

表3 2020—2030年不同方案下的控制變量參數

方案五：技術創(chuàng)新能力增強。國家發(fā)展改革委、科技部《關于構建市場導向的綠色技術創(chuàng)新體系的指導意見》指出：我國要加快構建企業(yè)為主體、產學研深度融合、基礎設施和服務體系完備、資源配置高效、成果轉化順暢的綠色技術創(chuàng)新體系，形成研究開發(fā)、應用推廣、產業(yè)發(fā)展貫通融合的綠色技術創(chuàng)新新局面。2020—2030 年的技術創(chuàng)新變化率主要參考2010—2019年發(fā)明專利增長率的年均變化率，具體見表3所列。

方案六：環(huán)境污染量減少。國務院《關于2022年度環(huán)境狀況和環(huán)境保護目標完成情況的報告》指出：2022年，全國生態(tài)環(huán)境質量保持改善態(tài)勢，環(huán)境安全形勢基本穩(wěn)定。因此，以2014—2018年單位工業(yè)產值固體廢棄物排放量、人均生活廢水排放量、人均生活廢氣排放量的年均變化率作為2020—2030年的變化率；以2010—2019年氮氧化物、二氧化硫排放量的年均變化率作為2020—2030年的變化率；以2010—2015年單位工業(yè)產值廢水排放量的年均變化率作為2020—2030年的變化率，具體見表3所列。

方案七：要素協同累積效應。通過構建系統動力學模型，可以模擬多個要素之間的相互作用，并通過模擬實驗來評估其協同效應。進一步驗證可變要素能夠通過緊密而深入的聯系實現優(yōu)勢互補，產生“1+1＞2”的協同效應。利用要素協同作用累積效應與要素獨立作用累積效應的差值來反映要素協同效應，計算公式如下：

其中：Mk為方案k的累積效應，k0為基準方案；a、A分別為仿真的開始年份與結束年份，即2020年、2030年；W表示方案之間的協同效應，若W＞0 證明各子系統之間能夠通過緊密而深入的聯系實現優(yōu)勢互補，產生“1+1＞2”的協同效應。

（二）不同情景下的系統模擬分析

由表4、圖4可知，不同方案對我國工業(yè)綠色轉型發(fā)展均能起到不同程度的作用。由基準方案、方案一至方案七可知，我國工業(yè)綠色轉型的年平均提升強度分別為0.50%、7.1%、-0.01%、1.17%、5.10%、5.60%、2.20%、9.85%，按年平均提升作用大小排序為：方案七＞方案一＞方案五＞方案四＞方案六＞方案三＞基準方案＞方案二。

圖4 不同方案下2010—2030我國工業(yè)綠色轉型發(fā)展的仿真擬合曲線

表4 2020—2030年不同方案下的工業(yè)綠色轉型發(fā)展水平

由圖5可知，不同策略選擇對工業(yè)綠色轉型的效應趨勢存在異質性，研究發(fā)現：①推動數字經濟要素發(fā)展（方案一）能夠持續(xù)穩(wěn)定助力我國工業(yè)綠色轉型發(fā)展。數據要素能夠對工業(yè)經濟發(fā)展與環(huán)境績效持續(xù)賦能，尤其在資源優(yōu)化配置方面，能夠實現對渠道、制度等多方面、多層次的變革。②人口要素的增速減緩（方案二）對工業(yè)部門綠色生產具有一定的抑制效應，但效應值較小。人口規(guī)模特別是高素質人才規(guī)模對工業(yè)綠色轉型具有積極的驅動作用，人力資本的緩慢流失抑制了工業(yè)綠色生產技術的變革和創(chuàng)新，造成了勞動力投入的相對不足，從而對工業(yè)綠色發(fā)展的作用并不顯著。③能源結構優(yōu)化（方案三）具有顯著的正向效應。資源詛咒和能源消耗依賴是誘導工業(yè)企業(yè)不斷向“僵尸企業(yè)”轉變的主要原因，對資源的可持續(xù)利用才是我國工業(yè)部門應守的“綠色底線”。④政府環(huán)境規(guī)制以及公眾參與性監(jiān)督（方案四）的效應為正。地方政府部門規(guī)制政策及社會公眾的參與性監(jiān)督給工業(yè)部門排放污染設立了外部約束，較高的環(huán)境壓力促使工業(yè)企業(yè)進行綠色生產技術研發(fā)與升級，間接迫使綠色轉型發(fā)展。⑤技術創(chuàng)新能力（方案五）是驅動工業(yè)綠色轉型的強大硬實力。我國工業(yè)經濟發(fā)展正處于“換擋減速增效”的新時期，經濟內涵式增長以及新發(fā)展格局的構建需要技術創(chuàng)新驅動，科技創(chuàng)新已經成為經濟新舊動能轉換的關鍵支撐力。⑥環(huán)境污染量的減少（方案六）對工業(yè)綠色發(fā)展的影響總體是呈正向遞增的，但相對曲折緩慢。生活污染量的減少意味著公眾的綠色環(huán)保意識提升，對新時代工業(yè)部門發(fā)展有了“綠色”的新要求，有助于工業(yè)轉型發(fā)展。⑦要素協同累積效應（方案七）顯著為正，在2030 年的驅動效應值為0.686，表明各要素協同和互補能夠全面提升工業(yè)綠色發(fā)展水平。對比不同要素對我國工業(yè)綠色轉型發(fā)展產生的效應趨勢來看，多要素協同帶來的驅動效應與數字經濟和技術創(chuàng)新要素較為接近，這也證實了數字經濟時代物質資本與技術資本對工業(yè)綠色轉型的協同驅動較為關鍵。

圖5 不同方案對我國工業(yè)綠色轉型發(fā)展產生的效應趨勢

八、結論與政策建議

（一）結論

“十四五”時期是我國應對氣候變化、實現碳達峰目標的關鍵期和窗口期，也是工業(yè)部門實現綠色轉型發(fā)展的關鍵五年。本文首先從理論上論證了物質資本與技術資本對工業(yè)綠色轉型的最佳協同驅動和內在耦合性，然后測算了我國工業(yè)綠色轉型發(fā)展水平，最后應用系統動力學模型，從動態(tài)視角探析了多要素協同驅動工業(yè)綠色轉型的演化機制。

主要結論如下：

第一，物質資本與技術資本對工業(yè)綠色轉型發(fā)展存在最佳協同驅動效應，同時，物質資本與技術資本要素之間存在內在耦合關系。

第二，根據系統動力學模擬仿真結果，基準方案表明2020—2030年我國工業(yè)綠色轉型水平不斷持續(xù)提升。數字經濟、能源結構優(yōu)化、環(huán)境政策治理、技術創(chuàng)新、節(jié)能減排等多要素均能顯著推動工業(yè)綠色轉型發(fā)展。但人口要素的增長緩慢對工業(yè)綠色轉型具有一定抑制效應，不利于工業(yè)部門綠色化發(fā)展。

第三，與單要素驅動相比，多要素協同驅動對工業(yè)綠色轉型的拉升作用最為明顯。多要素協同的累積效應能夠促使各獨立單要素形成耦合共同體，推動工業(yè)綠色經濟系統朝著更加有序的狀態(tài)演變，產生“1+1＞2”的最佳協同效應。

（二）政策建議

第一，數字經濟對工業(yè)綠色轉型具有重要的賦能作用，應積極引導工業(yè)實體經濟確立“數實融合”的發(fā)展理念［2］。政府應該認識到在工業(yè)4.0時代數字經濟對工業(yè)經濟發(fā)展與環(huán)境績效的可持續(xù)性驅動效應，并在工業(yè)綠色轉型發(fā)展中發(fā)揮數據資源的關鍵性作用。為此，政府應在工業(yè)綠色供應鏈上建立完善的數字化平臺，提高工業(yè)部門信息的流通效率，降低綠色生產和運營成本，推動工業(yè)實體經濟向數字化、網絡化、智能化、綠色化方向轉型升級。

第二，積極推動工業(yè)部門產業(yè)鏈與創(chuàng)新鏈雙向融合，圍繞產業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈、圍繞創(chuàng)新鏈布局產業(yè)鏈。產業(yè)鏈與創(chuàng)新鏈的深度融合是推動工業(yè)經濟高質量發(fā)展的重要手段。同時，應致力于構建一個由企業(yè)、科研機構和政府三方共同參與的協同創(chuàng)新機制。此機制的核心在于實現知識與技術的高效流動，強化產業(yè)鏈與創(chuàng)新鏈之間的緊密連接，以及形成以創(chuàng)新為驅動力的“綠色”產業(yè)鏈，從而促進工業(yè)綠色轉型發(fā)展。此外，應不斷優(yōu)化和深化人才發(fā)展體制，使之更為貼合工業(yè)現實需求并能夠持續(xù)吸引及培養(yǎng)頂尖技術人才，充分激發(fā)人才創(chuàng)新活力。

第三，注重多要素協同、互補式發(fā)展。要以數字經濟與技術創(chuàng)新為核心引領，不斷強化經濟、資源、環(huán)境、創(chuàng)新、政策多驅動要素的耦合發(fā)展，實現多驅動要素的聯動調控。政府應積極推動工業(yè)部門的要素協作，尤其在重點、難點技術及顛覆性技術上，共同克服技術難題。同時，還應加強與行業(yè)協會、研究機構等的合作，共同研究解決環(huán)境問題的技術和方案，以推進工業(yè)綠色轉型。

注 釋：

（1）《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》提出全面提升綠色制造水平，參見中國政府網（www.gov.cn）。

（2）“十一五”以前，政府未對污染排放行為作出明確約束，環(huán)境保護讓位于經濟發(fā)展。在此階段，一些工業(yè)部門通過增加污染排放、以環(huán)境成本外部化來實現經濟利益最大化，造成經濟發(fā)展以環(huán)境污染為代價的情形出現。

（3）“十一五”和“十二五”提出主要污染物排放總量分別較初期減少10%和8%的約束性指標。

（4）在此階段，環(huán)境保護依然讓位于經濟發(fā)展，但存在政策約束性排放“底線”，工業(yè)部門只能在既定或有限的環(huán)境資源中實現經濟利益最大化。

（5）在理論分析中，物質資本主要指具象化的數字經濟體量，區(qū)別于其他物質資本要素與技術要素。