數字經濟發展對我國區域能源效率的影響研究

【摘" 要】數字經濟的發展為解決各行各業所存在的能源效率問題提供了新的機遇，論文嘗試探究數字經濟發展對我國區域能源效率的影響及其內在機制，充分挖掘數字經濟的潛在綠色價值。論文基于中國30個省（自治區、直轄市）在2011-2019年的面板數據，通過對區域數字經濟發展水平和全要素能源效率的測度，檢驗了數字經濟發展對我國區域能源效率的影響效應與調節機制。

【關鍵詞】數字經濟;能源效率;區域經濟;影響機制

【中圖分類號】F49;F206" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "【文獻標志碼】A" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "【文章編號】1673-1069（2024）12-0044-05

1 引言

數字技術對促進綠色經濟發展、提升區域能源效率提供了新的助力。一方面，數字技術在環境資源管理和能源排放中發揮著越來越重要的作用，數字經濟對于低碳產業發展起到了重要的驅動作用;另一方面，數字技術融入實體經濟部分，促進產業數字化轉型與產業結構的優化升級，使得傳統產業的低能源效率結構逐步向高能源效率結構調整。因此，發展數字經濟是促進經濟增長、提升能源效率、實現綠色發展目標的有效措施。在推動數字經濟發展與能源體系可持續性建設的雙重目標下，明確我國數字經濟對于區域能源效率的影響效果及其深層作用機制，可以為更好地挖掘數字經濟的綠色效益，實現能源效率提升，推動實現“雙碳”目標提供幫助。

2 文獻回顧

2.1 數字經濟發展水平的測算

數字經濟發展水平是本文研究的核心解釋變量，因此對于區域數字經濟發展水平的系統性測度，對于本文研究的有效性至關重要。以中國信通院、騰訊研究院、中國信息化百人會、艾媒咨詢等為代表的研究機構都基于自身對數字經濟的界定給出了相關的測算框架，但由于數字經濟邊界的模糊性與測算方法的不同，這些測算結果往往呈現出具有較大差異的結果。鑒于數字經濟本身的融合性與復雜性，如何有效界定數字經濟的組成及邊界是一大難點，因此關于數字經濟發展水平的測度暫無統一標準的方法。

因此本文由數字經濟主要發展特征出發，結合數據的可得性、指標維度的多樣性、指標體系的科學性等原則，設計了省級數字經濟發展測度指標體系，包含3個一級指標和13個二級指標。本文所使用的數據參考了北京大學數字金融研究中心和螞蟻集團共同編制的數字普惠金融指數、《中國科技統計年鑒》、CSMAR數據庫、國家統計局以及各省市的統計年鑒。在對相關數據進行標準化處理的基礎上，本文采用熵值法測度數字經濟發展水平指數，其中各指標及權重如表1所示。

2.2 區域能源效率的測算

對于區域能源效率的評估，現有研究多采用隨機前沿分析、Malmquist指數法、SBM-DEA模型等方法。本文參考過往研究，采用超效率SBM-DEA模型對區域能源效率進行測算，在效率評價過程中更能夠避免由對于投入和產出角度選擇差異所帶來的對能源效率的測度偏差，從而得到更真實可靠的測量結果，同時在對能源效率的評價過程中，可以將二氧化碳、二氧化硫等污染產物作為非期望產出的結果考慮在模型之內。

本文選取區域全要素能源效率作為衡量區域能源效率水平的指標，通過超效率SBM-DEA模型對30個省份2011-2019年的能源效率進行測度，各決策單元共包含3個投入指標（勞動力、資本、能源）、1個期望產出指標（地區實際生產總值）以及2個非期望產出指標（二氧化碳排放量、二氧化硫排放量），數據來源于中國能源統計年鑒、國家統計局、各省統計年鑒與各省年度統計公報，其中部分缺失數據采用插值法進行填補。

3 理論框架與研究假設

3.1 數字經濟發展對區域能源效率的直接效應

基于數字經濟的發展特征，可將其對區域能源效率的作用途徑分為兩類，第一類是價值提升，即通過數字經濟更高效的信息傳播特性，發揮其對經濟系統運作流程的革新特性，在促進經濟體運行效率提升的同時，全面提高經濟體的價值產出能力，并通過數字化驅動的管理手段，優化全產業生產環節中的能源消耗問題。第二類是價值替代，指的是由數字經濟所催生的數字產業所產生的經濟價值，這一部分具有更高能源效率的產業形態對傳統工業形成了價值替代，推動經濟體向著綠色高效的能源結構體系進一步轉變。在價值替代過程中，數字經濟主要借助于數據這一生產要素的數字產業對區域產業結構實現優化升級，推動經濟體的綠色化轉型。

根據上述理論基礎，本文提出以下研究假設：

H1：數字經濟發展對于我國區域能源效率提升具有正向促進作用。

3.2 產業結構水平與對外開放水平的調節效應

數字經濟并非只帶來能源效率的紅利，應當注意到數字經濟與其他因素相結合時，存在著對環境的負外部作用，導致能源效率的降低。本文認為數字經濟所表現出來的“綠色盲區”體現在以下兩個方面：一方面，以電信業、軟件和信息技術服務業、互聯網業等為主要行業發展的數字經濟，電力密集程度高，這意味著在數字產業的擴張過程中，同時造成了電力資源的大量消耗，而我國目前煤電比例較高，電力消費上升意味著增加了煤炭消費，從而加大碳排放的產生，降低了能源效率，因而由數字經濟發展帶來的第三產業占比增加、產業結構升級的結果反而將會對能源效率的提升帶來不利影響;另一方面，數字經濟的發展促進了知識交換與產業國際化進程，這將有助于提升區域的對外開放水平，但是在區域實施對外開放戰略的過程中，一些來自發達國家的生產企業卻將其價值鏈底端高耗能高污染的環節設置在我國本土，這極有可能對區域的生態環境帶來不利影響，同時對于國外先進技術的引進將抑制區域本土企業的創新動機，不利于區域長期的產業高級化進程，綠色節能技術發展受到限制，最終也不利于區域的能源結構優化進程。基于以上作用路徑，本文形成以下研究假設：

H2a：產業結構水平在數字經濟發展對能源效率的影響中存在調節效應，較高的產業結構水平不利于發揮數字經濟發展對能源效率的提升作用。

H2b：對外開放水平在數字經濟發展對能源效率的影響中存在調節效應，較高的對外開放水平不利于發揮數字經濟發展對能源效率的提升作用。

4 研究設計

4.1 數據來源

本文選取2011-2019年中國30個省（自治區、直轄市）的面板數據。鑒于數據可得性，本文剔除西藏、香港、澳門、臺灣的數據。本文所選用實證研究變量數據來自國家統計局、《中國統計年鑒》《中國工業統計年鑒》《中國信息產業年鑒》《中國科技統計年鑒》以及各省份歷年統計年鑒。

4.2 變量的選取

①被解釋變量：能源效率（TFEE），通過包含非期望產出的超效率SBM模型計算得到。

②核心解釋變量：數字經濟發展水平（DED），通過構造數字經濟發展水平測算框架得到，衡量數字經濟基礎設施（INF）、數字產業水平（DIND）、產業融合水平（FUSE）3個細分維度的綜合指數。

③調節變量：產業結構（STRU）和對外開放水平（OPEN）。其中，產業結構（STRU）選取第三產業增加值與第二產業增加值比值表示，比值越大代表產業結構水平越高;對外開放水平（OPEN）用對外貿易進出口總額與地區生產總值比值表示。

④控制變量：經濟水平（lnPGDP）、城市規模（lnPOPU）、外商投資（FDI）和政府調控（IPCI）。其中，經濟水平（lnPGDP）用以2011年為基期的人均實際GDP對數值表示;城市規模（lnPOPU）用年末常住人口的對數值表示;外商投資（FDI）用外商直接投資與地區生產總值的比值表示;政府調控（IPCI）用工業污染治理完成投資與地區生產總值的比值表示。

4.3 模型構建

為檢驗研究假設H1，結合本文所測算數據與相關理論基礎，建立以下基準模型：

TFEEit=α1+β1DEDit+γ1Controlsit+δi1+εit1" " "（1）

式中，TFEEit表示i省t年的區域能源效率;DEDit表示數字經濟發展水平，是本文的核心解釋變量，通過構造數字經濟發展水平指標體系得到;Controlsit為控制變量的集合，包括經濟水平（lnPGDP）、城市規模（lnPOPU）、外商投資（FDI）和政府調控（IPCI）;α1為截距項，β1為核心解釋變量的回歸系數，γ1為控制變量的回歸系數，δi1為省份固定效應，εit1為隨機擾動項。

為檢驗研究假設H2a，分析產業結構水平與對外開放水平在數字經濟發展對區域能源效率影響中所發揮的調節作用，在基準模型的基礎上分別加入包含了數字經濟發展水平與產業結構的交互項（DED×STRU）、數字經濟發展水平與對外開放水平的交互項（DED×OPEN），檢驗其作用機制，形成如下面板模型：

TFEEit=α2+β2DEDit+θ2STRUit+μ2DEDit×STRUit+γ2Controlsit+δi2+εit2" " " " " " " " " " " " （2）

TFEEit=α3+β3DEDit+θ3OPENit+μ3DEDit×OPENit+γ3Controlsit+δi3+εit3" " " " " " " " " " " " （3）

式中，μ2、μ3為交互項的回歸系數，若μ2或μ3顯著，則產業結構水平或對外開放水平對于數字經濟發展對區域能源效率的影響具有調節作用，反之μ2或μ3不顯著，則不具有調節效應。

5 實證結果與分析

5.1 變量描述性統計

本文核心變量的描述性統計如表2所示。其中在被解釋變量——能源效率與核心解釋變量上，各區域之間仍存在著數量級的差異，這與我國各區域在數字經濟發展水平與能源效率能力上存在一定差距的社會現實是相一致的。

5.2 基準回歸結果

為驗證研究假設H1，對于基準模型，本文利用2011-2019年我國30個省級的面板數據進行實證檢驗，在模型的選擇判斷上，本文在對可能的回歸模型進行Hausman檢驗的基礎上，最終選取使用固定效應模型（FE）進行估計，對省份個體效應進行控制，并做混合回歸（OLS）用以對照。同時為檢驗模型穩健性，在基準模型中使用數字經濟發展水平的3個細分維度指數——基礎設施水平（INF）、數字產業水平（DIND）、產業融合水平（FUSE）作為數字經濟發展水平（DED）的替代指標加以檢驗。為避免異方差與自相關的影響，本文選取聚類穩健標準誤進行檢驗，估計結果如表3所示。

根據表3第（2）列的回歸結果，數字經濟發展水平（DED）在1%水平上顯著且系數為正，因此數字經濟發展對于區域能源效率提升具有顯著的正向促進作用，本文研究假設H1成立。

表3第（3）列至第（5）列分別表示了基礎設施分指數、數字產業分指數、產業融合分指數對區域能源效率影響的檢驗結果，回歸系數分別為2.655、0.993、0.778，且分別在1%、5%、10%水平下顯著，回歸系數由大到小依次為基礎設施分指數、數字產業分指數、產業融合分指數，分指數對于能源效率提升的正向促進作用進一步證實了數字經濟發展水平對于能源效率提升的積極影響。

結合各分指數的具體情況，可以認為我國現階段數字經濟發展對于提升能源效率的作用最為顯著的是數字經濟基礎設施水平的提升，數字經濟與數字技術的發展直接依托于基礎設施的規模擴張，在“梅特卡夫法則”的影響下，數字經濟基礎設施的規模與完善水平能夠帶來的紅利將呈現出指數級的增長，因此加強我國數字經濟基礎設施領域的戰略布局，發展安全可靠的智能化數字信息基礎設施，加速數字基礎設施對于相關產業與生產環節的賦能，是切實有效促進經濟社會高質量發展的根本途徑。

5.3 調節效應檢驗

進一步研究產業結構水平與對外開放水平的差異是否會強化或削弱數字經濟發展所釋放的能源效率提升紅利，為此，在基準回歸基礎上構建包含了數字經濟發展水平與產業結構的交互項（DED×STRU）、數字經濟發展水平與對外開放水平的交互項（DED×OPEN）的固定效應模型，同時，為避免交互項高度共線性對于回歸系數顯著性的干擾，同時加入進行過中心化處理的條件變量交互項（c_DED×c_STRU、c_DED×c_OPEN）作為對照，回歸結果如表4所示。

表4中第（2）列和第（3）列為加入數字經濟水平與產業結構交互項及其中心化處理交互項的回歸結果。其中，第（2）列的產業結構（STRU）系數在5%水平上顯著為正，數字經濟水平與產業結構交互項（DED×STRU）系數在5%水平上顯著為負，因此產業結構負向調節數字經濟水平與能源效率之間的關系，即數字經濟發展對能源效率提升的綜合效應在產業結構提升的調節下減弱。第（3）列中中心化交互項（c_DED×c_STRU）系數在5%水平上顯著為負。這意味著盡管產業結構水平對于區域能源效率的提升具有直接的顯著正向作用，但是更高的產業結構水平對于數字經濟發展對能源效率提升的影響具有削弱抑制作用，假設H2a成立。其對于經濟實踐的指導之處在于，借助數字經濟發展促進能源效率提升的過程中，應當尋找最為恰當的產業結構，機械地將產業結構從第二產業轉向第三產業可能反而會導致能源效率的降低，唯有巧妙地平衡產業結構調整的綜合效應，才能實現能源效率優化的目標。

表4中第（4）列和第（5）列為加入數字經濟水平與對外開放交互項及其中心化處理交互項的回歸結果。第（4）和第（5）列的數字經濟水平與對外開放交互項（DED×OPEN）及其中心化處理（c_DED×c_OPEN）的系數均在1%水平上顯著為負，這意味著更高的對外開放水平對于數字經濟發展對能源效率提升的影響具有削弱抑制作用，假設H2b成立。對這一現象的解釋是，當對外開放水平較高時，區域會更多地引入外資企業，而外資企業為規避本國環境規制，諸如環境標準等相對要求不高，會將附加值低且具有污染性的企業轉移到中國進行生產，從而對數字經濟發展對區域能源效率的提升產生了負面影響。

6 結論與建議

本文以2011-2019年中國30個省市的省級數據為樣本，在測算各省市的數字經濟發展水平、區域能源效率的基礎上，實證檢驗了數字經濟對區域能源效率的影響效應與調節機制。本文研究發現數字經濟發展能夠顯著促進區域能源效率的提升，是促進我國能源結構優化、實現“雙碳”目標的重要助推;產業結構水平、對外開放水平對于數字經濟發展對區域能源效率的影響具有負向調節效應。

基于以上研究結論，本文認為應當推動數字經濟與綠色經濟發展相融合，以數字技術賦能傳統行業，實現資源的優化配置，推動生產環境的綠色化改良，促進生產過程中的效率提升，推進經濟結構與能源結構優化升級，夯實經濟高質量發展基礎。同時，應當注重城市在產業結構調整與對外開放過程中的生態環境問題。城市產業結構向第三產業轉變過程中，可能會因電力資源消耗增大而導致能源效率的低下，應當注意在產業結構調整過程中的環境保護與資源監管問題，推動產業間生產協調與合理布局，在實現產業高質量發展的同時注重優化能源結構;在對外開放過程中往往吸納了來自國外的高耗能、高污染價值鏈底端生產環節，造成嚴重的環境污染問題，需要對國外高耗能企業的相關環境治理與企業準入門檻設置更高水平的標準。政府應當注重對于本地綠色創新技術的政策扶持，警惕陷入經濟擴張過程中的“綠色盲區”。

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【作者簡介】楊雨昕（2000-），女，河北秦皇島人，研究生在讀，研究方向：宏觀經濟管理與可持續發展。