“雙碳”目標下數字經濟與地區綠色發展
——基于國家級大數據綜合試驗區的分析

徐 毅,王志強

(安徽大學 經濟學院,合肥 230039)

引 言

《關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》提出了綠色低碳發展的總體要求與未來發展規劃,為中國綠色低碳發展營造了良好的發展環境,勾勒了中國綠色低碳發展的宏偉藍圖,是未來一段時間中國綠色低碳發展的重要指引。綠色發展一直以來都是世界各國普遍關注的焦點,是人類亙古不變的追求。改革開放初期,中國通過能源資源的高投入、高消耗,使得許多行業得到了快速發展,經濟增長速度也得到了很大程度的提升,但是這種經濟增長方式只注重增長速度,卻沒有關注到因此帶來的生態環境的破壞。

“十四五”規劃指出,強化生態環境保護,完善生態保護監督機制。在“雙碳”背景下,國家高度重視生態環境保護,出臺一系列減排政策,推動綠色低碳發展取得了很多成效,有效遏制了生態環境破壞。我國空氣質量得到了顯著提升,全國空氣質量達標城市在逐年增加。芝加哥大學能源策略研究所(EPIC)認為中國的空氣治理取得了重大的進展,減少了全球大氣污染物排放的75%。

綠色低碳發展是實現高質量發展的必由之路,而數字經濟作為一種新型經濟形態對生態治理以及區域綠色發展都產生了重要的影響。數字經濟的核心是數據,是實現新舊動能轉換的重要載體和重要資源,更是驅動綠色發展的重要推動力?！半p碳”背景下,數字經濟已成為我國實現綠色發展的重要推動力,國家級大數據綜合試驗區的建立為生態環境治理以及低碳綠色發展提供重要契機。因此,厘清數字經濟與綠色發展的關系并深入分析其作用機制對落實“雙碳”目標具有重要意義。

一、文獻綜述

關于綠色發展現有文獻主要集中于對區域環境污染、污染排放以及綠色發展路徑的研究。環境庫茲涅茨曲線理論認為環境污染會隨著人均收入而發生變化,在經濟發展階段低收入伴隨著高污染,高收入伴隨著低污染,收入和環境質量之間呈現倒“U”型關系[1]。我國受新冠疫情影響,2020年上半年污染物排放量有減少趨勢,但是伴隨著下半年疫情緩和污染物排放又逐漸增加[2]。目前各國都出臺了相關政策來應對氣候環境變化問題,相繼宣布碳中和目標,推動綠色發展[3]。綠色發展是促進高質量發展的主要途徑,新時代要加大綠色投入,提高綠色發展效率,推動綠色發展轉型[4]。也有部分學者從環境規制的角度,研究低碳城市試點、碳排放權交易等相關經濟政策對碳排放、大氣污染的影響,學者認為環境規制能夠降低碳排放,有助于推動綠色發展[5-6]。也有學者持“綠色悖論”(Green Paradox)的觀點,認為以減排為目的而出臺的嚴苛政策反而會導致污染排放的增加[7]。

有關數字經濟的相關研究,大多集中于數字經濟對地區經濟增長[8]、產業結構優化升級[9]、區域綠色創新[10]和失業[11]的研究。也有學者對數字經濟與區域綠色發展之間的關系進行了研究,但是基本上都是尋找數字經濟的代理變量,從信息通信技術進出口的單一維度衡量數字經濟發展水平,研究數字經濟與環境的可持續性[12],或者從互聯網普及率、數字惠普金融等多個維度構建數字經濟發展水平分析數字經濟對城市綠色高質量發展的影響[13],但是數字經濟的發展水平受諸多因素的影響,這種構建數字經濟衡量體系的方法很容易帶來測量誤差與內生性問題。與本文最為相似的一篇文獻為數字經濟與城市空氣質量之間的研究,認為國家級大數據綜合試驗區的建立能夠改善空氣質量,但是僅考慮到二氧化硫排放和工業粉塵排放,同時忽略了空氣污染的空間效應[14]。

綜上所述,數字經濟和綠色發展是研究的熱點問題,現有文獻從多個維度構建數字經濟發展水平來分析其對生態環境的影響,為本文進一步研究數字經濟與城市綠色發展提供了有益的借鑒。但是,現有文獻仍存在以下不足之處:第一,現有文獻從理論與實證兩方面對數字經濟與綠色發展之間的關系進行了檢驗,但鮮有文獻從國家級大數據試驗區建立的視角研究數字經濟的政策效應對城市綠色發展的影響。第二,數字經濟本身涉及諸多影響因素,構建指標體系的方法難以衡量數字經濟的實際發展水平。第三,環境污染以及碳排放在空間上都具有一定的關聯性,大多文獻都忽略了數字經濟與環境污染的空間溢出性,從而會高估數字經濟對城市綠色發展的影響。

本文與已有研究的主要區別:第一,視角不同。從國家級大數據試驗區建立的視角將數字經濟與地區綠色發展納入統一的框架,從政策視角出發系統地評估了數字經濟對綠色發展的影響,拓展了現有文獻的研究。第二,采用空間雙重差分模型,將國家級大數據試驗區的建立視為數字經濟的政策沖擊,研究數字經濟對綠色發展的影響,相比于傳統的固定效應模型最大程度地克服了數字經濟的衡量誤差與內生性問題。并且在計量模型中納入空間因素,彌補了相關研究忽略空間影響的不足,增加了結果的可信程度。第三,在實踐應用上,分析了影響地區綠色發展的傳導機制,為城市綠色發展提供價值指導。

二、政策背景與理論分析

(一)政策背景

數字經濟是繼農業經濟和工業經濟之后形成的一種新經濟形態,與傳統生產要素結合,為中國經濟的發展注入新生力量[15]。數據要素已經成為世界各國發展的戰略重點,美國、英國、法國、日本等發達國家已經把發展大數據上升到國家戰略的高度,力爭在大數據時代占得先機。美國2012年發布《大數據研究和發展計劃》,提出要加快部署大數據核心技術研究;英國2017年出臺了《數字戰略2017》,積極應對“脫歐”帶來的各種經濟挑戰;法國2013年發布了《數字化路線圖》,扶持大數據的發展;2012年日本推出《面向2020年的ICT綜合戰略》,將大數據作為優先發展的領域。

為加快推動大數據產業發展,2016年11月國務院批準在北京、上海、貴州、湖北、廣東等五省市建立了國家大數據綜合試驗區,開啟了加速推進大數據發展的時代之窗。在大數據背景下,數據已成為一種新的生產要素,數據的價值也在不斷凸顯。大數據已經深入到經濟社會,推動產業向數字化、智能化發展,是提升經濟運行效率、優化經濟結構的關鍵。國家級大數據綜合試驗區的設立極大地促進了數據建設、數據挖掘與數據機制創新,為數字經濟的發展注入了強大的動力,是數字經濟的核心內容。因此,大數據綜合試驗區的設立作為數字經濟發展的政策沖擊,將其作為準自然實驗探索數字經濟與綠色發展之間的聯系具有一定的合理性。

(二)理論分析

突破傳統貿易理論同質性企業的假定,基于Melitz(2003)[16]的異質性企業模型,構建了包含技術進步和產業結構轉型升級的動態一般均衡模型,研究數字經濟如何通過技術進步和產業結構轉型升級促進地區綠色發展。

1.消費者行為

基于Dixit(1993)[17]的效用函數(C.E.S.)的消費者效用為:

(1)

總體的價格水平為:

(2)

總體支出為:

(3)

在總體支出R一定的情況下,構建拉格朗日函數:

(4)

對消費者效用最大化求解得到:

(5)

(6)

(7)

2.生產者行為

廠商的總成本為:

(8)

廠商的利潤為:

(9)

3.一般均衡

由生產者利潤最大化和消費者最優決策可以得到:

γ1=φ-σ-1Qσf0-σ(σ-1)-σP-1C1-σ

(10)

γ2=φ-σ-1Qσf0-σ(σ-1)-σP-1C2-σ

(11)

H1:數字經濟能夠促進地區綠色發展

H2:數字經濟能夠通過創新提高地區綠色發展水平

H3:數字經濟能夠通過產業轉型升級提高地區綠色發展水平

三、研究設計

(一)模型設定

2016年貴州建立首個國家級大數據綜合試驗區,將其成立作為數字經濟的政策沖擊,采用雙重差分法能夠更好地評估政策效應,將試驗區所在的78個城市作為處理組,其他194個城市作為對照組,參考以往研究構建廣義雙重差分模型[22],模型如下:

GREit=α0+α1treatedit+α2Xit+μi+σt+εit

(12)

其中,GREit為地區綠色發展,μi為城市效應,σt為時間效應,Xit為控制變量。treatedit是政策變量,treatedit=1表示第t年i城市是試驗區,否則為0。

由于各經濟體都是緊密聯系在一起的,該試驗區的成立可能會對鄰近區域的綠色發展產生一定的影響,并且綠色發展本身也具有一定的空間關聯性。為了研究數字經濟對地區綠色發展的溢出效應,在式(12)的基礎上加入空間因素,構建空間雙重差分模型(SDID):

GREit=ρWijGREit+β1treatedit+β2Wijtreatedit+β3Xit+β4WijXit+μi+σt+(1-λW)-1εit

(13)

其中,Wij為空間矩陣,在基準回歸中用空間地理矩陣。ρ為空間相關系數,β2為試驗區建立對其他地區綠色發展的溢出效應。β1為數字經濟的政策估計系數,若系數大于0則數字經濟能夠促進該地區綠色發展,反之則抑制該地區綠色發展。

(二)變量設定

1.被解釋變量

地區綠色發展(GREit)。目前關于地區綠色發展的方法有很多,包括熵權法、主成分分析法以及數據包絡法(DEA),但都具有一定的局限性。文章參考Kaoru(2002)提出的超效率SBM模型[23],對傳統的DEA方法改進,測算地區綠色發展水平,具體公式如下:

其中,δ*表示地區綠色發展水平,xio為投入,包括勞動、資本和能源投入。yro為產出,期望產出包括國民生產總值,非期望產出包括二氧化硫排放量、工業廢水排放和煙粉塵排放。

2.解釋變量

數字經濟(treated)。數字經濟為政策虛擬變量,若第t年i城市為試點城市,則treatedit=1,否則為0。

3.控制變量

影響地區綠色發展的因素還有很多,本文加入以下控制變量:經濟發展水平(GDP)用人均GDP表示;基礎設施建設(INF)用固定資產投資占GDP的比重表示;財政支出(EXP)用政府財政支出占GDP的比重表示;金融發展(FIN)用金融機構存貸款的比重表示;人力資本(HR)用每萬人在校大學生人數表示。對外開放(OPEN)用外商投資額表示。

4.中介變量

科技創新(TEC)用發明專利數量(單位萬)來衡量科技創新水平。產業結構轉型升級(IND)借鑒袁航等(2018)[24]用產業結構層次系數衡量產業結構轉型升級。

(三)數據來源與描述性統計

鑒于數據的可得性,剔除數據缺失較多的地區,本文的研究選取2011—2019年272個城市的經濟發展數據(剔除臺灣省、香港和澳門特別行政區以及西藏自治區等缺失值較多的地區)。數據主要來源于《中國城市統計年鑒》《中國環境統計年鑒》以及各省統計年鑒。各變量的描述性統計如表1。

表1 變量描述性統計

四、實證結果分析

(一)空間相關性分析

莫蘭指數能夠反映變量在分布區域內潛在的相互依賴性,本文采用莫蘭指數對全國272個城市的綠色發展進行空間相關性檢驗。

(15)

表2 Moran’sI檢驗結果

(二)基準回歸結果

選擇最優空間雙重差分模型進行LR檢驗和Wald檢驗,最后選擇空間杜賓模型?；貧w結果見表3,列(1)、列(2)是不考慮空間因素的模型,列(3)、列(4)是加入空間因素的空間杜賓模型?？梢钥闯?兩種模型政策虛擬變量的回歸結果均顯著為正,說明數字經濟能夠促進地區的綠色發展。在加入控制變量的面板回歸中,數字經濟的系數為0.015,說明數字經濟水平提高1%,能夠促進該地區綠色發展水平提高2.5%。在列(4)中的空間杜賓模型中,數字經濟的系數為0.010,小于不考慮空間因素時的回歸系數,能夠提高1%的城市綠色發展水平,說明以往的研究者忽略空間影響會高估數字經濟對城市綠色發展的影響,從而假設H1得到驗證。

表3 基準回歸結果

在空間杜賓模型中,政策虛擬變量的空間系數顯著為負,列(5)直接效應系數為正,列(6)溢出效應為負數,說明數字經濟促進城市綠色發展具有負向的空間溢出性,數字經濟能提升本地的綠色發展水平,對相鄰地區卻產生抑制作用。原因在于,作為國家級大數據試點城市,會加強對該地區企業污染排放的限制,加大污染企業管制力度,企業會將污染密集型生產轉移到其他地區,存在環境污染避難所現象,所以會抑制鄰近地區的綠色發展[25]。

(三)穩健性檢驗

1.平行趨勢檢驗

滿足平行趨勢檢驗是雙重差分法的前提。本文采用繪制平行趨勢圖來反映國家級大數據綜合試驗區設立處理組和控制組的綠色發展趨勢,如圖1?？梢钥闯?在2016年之前回歸系數不顯著,處理組和控制組的變化趨勢基本相同,滿足平行趨勢檢驗。在政策實施第二年之后系數才不顯著,處理組增加趨勢明顯大于控制組,說明大數據試驗區的設立具有政策滯后性,政策效果在第二年之后才比較明顯,國家級大數據試驗區的設立能夠促進地區綠色發展,進一步增加了實證結果的可信度。

圖1 地區綠色發展系數平行趨勢檢驗

2.排除同期政策干擾

地區的綠色發展會受到樣本選擇期內其他政策的影響,在國家級大數據試驗區設立之前國家就出臺了相關的節能減排政策,為了改善氣候環境、減少碳排放量,2010年開展了第一批低碳城市試點,相繼于2012年和2017年擴大試點城市建設范圍,分別展開第二批和第三批低碳城市試點工作。低碳城市試點顯然能夠減少碳排放量,促進地區的綠色發展,因此將低碳城市試點作為其他環境約束政策加入基準回歸模型中。鑒于基準回歸樣本選擇在2011—2019年期間,第一批低碳城市試點處于樣本選擇期之前,第二批試點城市離樣本選擇期僅有一年,因此選擇2017年第三批45個低碳試點城市作為其他政策干擾,構建如下模型:

GREit=ρWijGREit+β1treated1it+β2Wijtreated1it+β3treated2it+β4Wijtreated2it+β5Xit+β6Xit+μi+σt+(1-λW)-1εit

(16)

treated2it為低碳城市試點的政策變量,若為低碳試點城市,則treated2it為1,否則為0,回歸結果見表4。在加入低碳城市試點政策之后,大數據試點城市的系數仍然顯著為正,空間系數顯著為負,可見,大數據綜合試驗區的設立能夠促進本地區綠色發展,抑制鄰近地區綠色發展。

表4 穩健性檢驗

3.安慰劑檢驗

(1)參考王星(2022)[26]的處理方式將國家級大數據綜合試驗區試點年份提前三年,假設在2013年成立試驗區,考察數字經濟是否仍然可以促進地區綠色發展,若結果顯著則說明存在影響地區綠色發展的其他因素,否則說明確實是試驗區的設立促進了地區綠色發展,上文得出的結論較為可靠。安慰劑檢驗結果為表4列(3),可見,數字經濟的政策虛擬變量系數不顯著,結果較為穩健。

(2)從272個樣本城市里面隨機選擇78個城市作為新的虛擬處理組,剩余城市作為控制組,對虛擬變量進行1 000次回歸,最終得到1 000次回歸虛擬變量系數的P值分布圖(如圖2),可以看出P值大多分布在0附近,基準回歸系數為0.025,顯著異于0。

圖2 安慰劑檢驗

4.PSM—DID

由于處理組與控制組的初始經濟發展水平、資源稟賦等條件不同,往往會造成選擇偏差。用PSM—DID方法將控制變量相近的處理組和控制組進行匹配,匹配之后兩者的差異并不顯著,對匹配后的變量進行回歸,結果見表4列(3),可以看到檢驗結果仍然與基準回歸一致。

5.更換被解釋變量

為了避免數字經濟對地區綠色發展受到計算方法的影響,用熵權法替換超效率SBM方法重新計算地區綠色發展水平,再次進行回歸,回歸結果見表4列(4),可見,政策變量的回歸系數仍然顯著。

6.更換權重矩陣

為了避免因權重矩陣的選擇而帶來的誤差,用經濟地理矩陣代替基準回歸中的地理距離矩陣重新進行回歸,結果顯示數字經濟的系數顯著為正,再次驗證數字經濟能夠促進地區綠色發展。

(四)作用機制分析

為了研究數字經濟對地區綠色發展的作用機制,從科技創新和產業結構轉型升級兩個視角研究綠色發展的傳導路徑,構建中介模型:

Mit=ρWijMit+η1treatedit+η2Wijtreatedit+η3Xit+η4WijXit+μi+σt+(1-λW)-1εit

(17)

GREit=ρWijGREit+ζ1treatedit+ζ2Wijtreatedit+ζ3Xit+ζ4Xit+ζ5Mit+ζ5WijMit+μi+σt+(1-λW)-1εit

(18)

其中,Mit是中介變量,為技術創新(TEC)和產業結構轉型升級(IND),η1為政策變量對中介變量的影響作用。中介機制分析結果見表5,列(1)、列(2)為數字經濟對中介變量的回歸結果,系數均顯著為正,說明數字經濟可以促進科技創新和產業結構轉型升級。列(3)、列(4)中介變量的回歸系數在1%水平上顯著,說明數字經濟可以通過科技創新和產業結構轉型升級間接促進地區綠色發展,中介機制存在,假設H2和假設H3得到驗證。在基準回歸中,數字經濟對地區綠色發展的總效應為0.010,當加入科技創新后,數字經濟的直接促進作用為0.007,科技創新的間接促進作用為0.003;當加入產業轉型升級后,數字經濟的直接促進作用為0.008,產業轉型升級的間接作用為0.002。

表5 作用機制分析

(五)異質性分析

1.區域異質性分析

中國幅員遼闊,不同城市由于地理分布不同,經濟發展水平、文化習俗等都有著顯著的差異,數字經濟對地區綠色發展的影響可能會因地理位置的不同而產生差異,因此將272個城市按照地理分布劃分為東、中、西三個部分,分別研究東、中、西不同區域對地區綠色發展的影響,結果見表6列(1)、列(2)、列(3),表明數字經濟能夠促進東部地區綠色發展,對其他地區不顯著?？赡艿脑蚴菛|部經濟發達,大數據綜合試驗區的建立能夠充分利用中介作用來促進地區綠色發展。中、西部地區經濟發展水平較低,技術相對落后,經濟結構相對單一,所以數字經濟對地區綠色發展的作用不太明顯。

表6 異質性分析

2.資源稟賦異質性分析

不同地區的資源稟賦不同,數字經濟對地區綠色發展的促進作用也各不相同,根據國務院公布的三批資源枯竭型城市名單,將全國272個城市分為資源枯竭型城市和非資源枯竭型城市,回歸結果為表6列(4)、列(5)。非資源枯竭型城市的回歸系數為0.017,在1%水平上顯著,可以說明數字經濟能夠促進非資源枯竭型城市的綠色發展。而資源枯竭型城市對綠色發展的回歸系數為負數,說明數字經濟反而抑制了資源枯竭型城市的綠色發展?？赡艿脑蚴欠琴Y源枯竭型城市礦產資源開發相對較少,資源稟賦比較高,大數據綜合試驗區的設立能夠給該地區帶來先進的技術,進一步提高該地區的資源利用率以及碳排放效率,從而促進該地區綠色發展。而資源枯竭型城市資源過度開發,產業效益下降,大數據綜合試驗區的設立可能反而會增加資源開采、加速資源枯竭速度,不利于地區的綠色發展,因此數字經濟對資源枯竭型城市的綠色發展促進作用不明顯。

五、結論與建議

(一)研究結論

本文采用2011—2019年全國272個城市的經濟發展數據,首先用異質性企業模型厘清了數字經濟與地區綠色發展之間的關系,然后以國家級大數據綜合試驗區試點作為數字經濟的政策沖擊,大數據試點城市為實驗組,其余為控制組,通過空間雙重差分模型實證研究了數字經濟對地區綠色發展的影響及其影響路徑。主要研究結論如下:(1)數字經濟能夠促進地區綠色發展,并且具有負的空間外溢性,對鄰近地區的綠色發展有阻礙作用。(2)進一步的中介機制表明,數字經濟能夠通過綠色創新效應和產業結構轉型升級促進地區綠色發展。(3)數字經濟促進地區綠色發展的作用存在異質性,數字經濟顯著促進了東部地區城市的綠色發展水平,對非資源枯竭型城市的綠色發展促進作用更顯著,對資源枯竭型城市的綠色發展促進作用不顯著。

(二)政策建議

上述研究結論為數字經濟與地區綠色發展的融合提供了新的政策啟示,結合數字經濟推動地區綠色發展的研究結論,提出如下政策建議:

第一,“雙碳”目標下,數字經濟能夠促進地區綠色發展,因此應該加快數字基礎設施建設,提升數字化水平,擴大國家級大數據綜合試驗區覆蓋的城市范圍,依托大數據技術提升環境治理能力和地區綠色發展水平。由于試點政策可能會抑制鄰近地區的綠色發展,因此要克服數字經濟的負向空間外溢性,不斷完善優化大數據試點政策,通過大數據試點政策更好地促進地區全面綠色發展。

第二,在數字經濟促進地區綠色發展的作用機制研究中,數字經濟促進綠色發展的主要途徑是科技創新和產業結構轉型升級。首先,應該鼓勵科技創新,引進大批高素質科技創新型人才。其次,運用云計算、大數據技術,促進各產業融合發展,加快產業轉型升級,充分發揮數字經濟的機制作用,進一步促進地區綠色發展。

第三,根據數字經濟對地區綠色發展的異質性研究,數字經濟在東部和非資源枯竭型城市的影響作用更大,因此要結合不同城市發展特點,有針對性地制定不同類型的大數據試點政策,支持和引導數字經濟與綠色發展融合。給予中、西部地區的城市和資源枯竭型城市適當的政策扶持,激勵中、西部地區的城市和資源枯竭型城市進行科技創新和產業結構轉型升級。