數字經濟、綠色創新對碳排放強度的影響

王喜蓮，翟楨桐，賈縣民

摘要：數字經濟、綠色創新對碳排放強度的降低有一定的作用。通過構建多層次的數字經濟發展評價體系，并運用超效率SBM模型、中介效應及門檻效應等方法，基于2008—2021年30個省份面板數據探討了數字經濟、綠色創新對碳排放強度的影響。結果表明：數字經濟的發展抑制了碳排放強度，而綠色創新效率在其中發揮了顯著的中介效應和門檻效應；不同地區之間綠色創新效率的中介效應存在異質性，東部、中部和西部地區的中介效應呈遞減趨勢，而東北地區的中介效應則不明顯；隨著綠色創新效率的增加，數字經濟發展對碳排放強度的抑制效果不斷增強，表明綠色創新效率在數字經濟發展降低碳排放強度的過程中起到關鍵作用。

關鍵詞：數字經濟；綠色創新效率；碳排放強度；中介效應

中圖分類號：F 49文獻標志碼：A

文章編號：1672-9315（2024）01-0185-09

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2024.0119開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Impact of digital economy and green innovation on carbon emissionWANG Xilian1，ZHAI Zhentong1，JIA Xianmin2

（1.School of Management，Xian? University of Science and Technology，Xian? 710054，China;2.School of Management，Xian University of Finance and Economics，Xian? 710100，China）

Abstract：The relationship between digital economy scale，green innovation efficiency and carbon emission intensity is explored by constructing a multi-level evaluation system for the development of the digital economy and utilizing the super-efficient SBM model，mediation effect and threshold effect based on the data of 30 provinces from 2008 to 2021.Testing results show that the development of digital economy significantly suppresses carbon emission intensity，while green innovation efficiency plays a pronouced mediating effect and threshold effect in it.And there is significant heterogeneity in the mediating effect of green innovation efficiency? across different regions，with a decreasing trend in the mediating effect in the eastern，central and western regions，but the mediating effect in the northeastern region is not significant.It is noteworthy that with the increase of green innovation efficiency，the inhibition effect of digital economic development on carbon emission intensity is increasing，which indicates that green innovation efficiency plays a key role in the process of reducing carbon emission intensity by digital economic development.

Key words：digital economy；green innovation efficiency；carbon emission intensity；mediating effect

0引言

中國正處于全球性的環境挑戰與經濟高質量發展的歷史交匯點，黨的二十大報告中做出了“加快發展數字經濟”和“加快建設數字中國”的重要部署，數字技術的廣泛應用與普及不僅在塑造現代社會和經濟發展起到了革命性的作用，也為應對環境容量下降和資源稀缺等挑戰提供了有效途徑，并呈現出巨大的生態環境改善潛力。盡管學界已經關注數字經濟對環境及碳排放的影響，以及數字經濟和綠色創新效率的關系，但主要集中在數字經濟對碳排放、綠色創新效率的直接影響，將三者聯合進行研究的文獻較為缺乏。為此將綠色創新效率作為數字經濟影響碳排放的關鍵中介變量納入研究框架，探討數字經濟、綠色創新效率對碳排放強度的影響關系，并利用省際面板數據檢驗綠色創新效率中介效應及區域異質性，以更好地理解數字經濟發展在環境可持續性方面的實際影響，為政府在協調區域資源配置、促進數字經濟發展并實現“雙碳”目標等方面提供更為深入的理論支持和指導。

1理論假設

數字經濟發展對碳排放強度產生了直接或間接的多樣性影響，綠色創新效率在其中發揮著關鍵作用，但仍存在一定的不確定性?；谇叭讼嚓P研究成果，就數字經濟、綠色創新及碳排放強度的影響提出理論假設。

1.1數字經濟與碳排放強度

數字經濟是一種利用現代信息網絡，通過數字技術的不斷創新來提升傳統產業數字化水平，實現數字技術與實體經濟深度融合的新經濟模式。學界針對數字經濟發展的減排效應已形成豐富研究成果，圍繞“能耗負擔效應”“效率提升效應”以及“不確定性效應”形成不同的觀點。第1類認為數字經濟的發展依賴于互聯網信息技術的快速進步，而互聯網基礎設施的大規模建設和互聯網普及率的快速增長將不可避免地增加區域電力和能源的消耗，它將在一定程度上促進碳排放的增長[1-2]；第2類主張數字經濟除技術進步和能源利用效率渠道以外，還促進了技術多樣化[3]、提升產業創新能力、優化產業資源配置與提高能源利用效率[4]，從而促進碳排放的減少；第3類則認為數字經濟具有倒U形碳減排效應，先促進增長，再抑制增長，如李治國等發現經濟集聚的情況下數字經濟發展具有“先促后抑”的碳減排效應和“先抑后促”的空間溢出減排效應[5]。雖然以上觀點及研究結論不同，但有實證結果表明數字經濟發展具有一定的控碳效應[6]，數字產業作為經濟發展的基礎，具有環境友好型特征，通過推動能源結構向供需雙方的脫碳轉型，并且推動產業結構向投入和產出兩方面脫碳轉型，促進產業結構升級[7]，通過數字技術的滲透和融合加速傳統行業變革，增加工業附加值，減少工業碳排放[8]。

基于以上理論分析和文獻研究，提出假設H1。

H1：數字經濟發展可以減弱碳排放強度。

1.2綠色創新效率的中介效應

一方面，數字經濟通過改變資源配置、提高創新效率、激發創新動力來影響科技創新。首先，數據處理、信息傳輸等數字技術領域的快速發展加速了全球知識流動[9]，還可以增強創新的內生力量，通過加快人力資本積累及研發資本投入[10]、緩解融資約束和精準連接消費者需求，提高創新活動的轉化質量；其次，數字技術能顯著降低交易和信息搜索成本，加速要素流動，促進創新資源集聚，方便企業獲取創新資源，而且通過提高創新合作水平，減少行業間差異和空間邊界，加速知識溢出，促進企業綠色創新[11]；再次，數字技術提升了信息的透明度和可及性，促進市場的數字化和信息化改革，有助于資源的合理配置[12]，此外，數字金融還有助于緩解企業進行綠色創新的高成本問題[13]。這不僅加速了節能技術的進步，而且促進了綠色技術創新的轉化和應用[14]，提高區域綠色創新的效率。

另一方面，綠色技術創新對碳減排具有積極影響[15]。首先，綠色創新可以通過提高能源效率間接影響碳排放強度[16]；其次，綠色創新可以降低清潔能源成本，提高清潔能源在能源消耗結構中的比重，從而影響碳排放強度[17]；再次，綠色創新可以通過促進低排放、低污染的產業發展進而促進產業結構升級以減少二氧化碳的排放[18]。也有研究表明綠色創新效率在數字經濟與碳排放強度之間扮演著關鍵的中介角色[19]。綜上所述，數字經濟可能通過促進綠色創新效率的提高，間接影響碳排放強度。

基于以上理論分析和文獻研究，提出假設H2～H4。

H2：數字經濟可以提升綠色創新效率。

H3：綠色創新效率提升可以減弱碳排放強度。

H4：綠色創新效率在數字經濟影響碳排放強度中具有中介效應。

1.3綠色創新效率的門檻效應

一些研究發現綠色創新與碳排放之間存在不確定性關系。如SHOUKAT等利用G7國家的面板數據發現綠色和可持續技術創新與碳排放之間存在不對稱和周期性關系[20]；SHAO等在對N-11國家的研究中發現，從長期看綠色技術創新對碳排放有顯著的抑制作用，而在短期內兩者之間的相關性并不顯著[21]；CHEN等發現綠色技術創新對當地碳強度具有“倒U”非線性影響，綠色技術創新只有達到一定水平，才能在改善環境和遏制碳排放方面發揮積極作用[22]；而LIU等研究發現中國大都市區中綠色創新與碳排放強度間存在U型關系[23]。綜上所述，綠色創新與碳排放之間的關系不是單一、靜態的關聯，而是受到多種因素的交織影響。這些研究結果表明需要更全面地考慮時間尺度、發展階段以及綠色技術創新水平等因素，從而更好地評估綠色創新對碳排放的影響。

基于以上理論分析和文獻研究，提出假設H5。

H5：綠色創新效率對碳排放強度的影響具有門檻效應。

2研究設計

2.1變量定義

2.1.1解釋變量：數字經濟發展指數（DE）

主要參考孔曉瑞等對數字經濟的研究[24]，并參考數字經濟內涵相關文獻[25-27]，基于數字經濟基礎設施、產業發展、融合發展、環境營造以及效能效益5個維度，構建數字經濟發展評價指標體系，見表1。

1）數字經濟基礎設施。數字經濟基礎設施是數字經濟的重要支撐[28]，設立供給端建設水平和需求端建設水平兩項二級指標，分別從供給與需求兩方面衡量現階段區域數字經濟建設的物理支撐和技術支持。

2）數字經濟產業發展。數字經濟產業發展是數字經濟的核心，設立數字經濟產業研發投入和數字經濟產業發展狀況兩項二級指標。其中，數字經濟產業研發投入關注數字產業發展動能的來源與轉換，以及未來可持續發展的必備條件；數字經濟產業發展狀況是對現階段區域數字產業的發展進行度量。

3）數字經濟融合發展。數字經濟融合發展是數字經濟功能的延伸，設立數字化技術應用和數字化技術交易兩項二級指標。其中數字化技術應用反映了數字經濟融合發展的程度；數字化技術交易反映了數字經濟融合發展的活躍狀態。

4）數字經濟環境營造。數字經濟環境營造是數字經濟的保障，設立數字政府營造、數字市場營造和數字金融營造三項二級指標。分別從政府、市場和金融三方面體現了數字經濟發展的外在條件。

5）數字經濟效能效益。數字經濟效能效益是數字經濟的題中之意，設立數字化創新轉化和數字化經濟效益兩項二級指標。數字化創新轉化關注數字經濟內在的發展效率，而數字化經濟效益則是對數字經濟的外在效益進行評價。

借鑒相關文獻采用熵值法來進行指標賦權[29]。熵值法是一種客觀的賦權方法，其核心原理是根據指標提供的信息熵來確定權重。這種方法能夠最大程度地利用數據信息，克服主觀賦權方法所固有的隨機性和主觀性，同時可以規避多指標變量之間的信息重疊問題。

2.1.2中介變量：綠色創新效率（GIE）

在節能、能效提升、減少污染和可再生資源開發方面實現技術突破被定義為綠色創新[30]，而綠色創新效率是衡量區域綠色技術發展程度的綜合指標。目前，綠色創新效率大部分由DEA和SFA方法計算。但SFA方法僅限于處理單個變量輸入的問題，初級DEA模型也只適用于以相同比例衡量投入和產出的變化，不符合衡量綠色創新效率的事實。不同于傳統的DEA模型，SBM模型（Slacks-Based Measure）是一種引入松弛變量的非徑向效率評價模型，通過尋求效益最大化來衡量綠色創新效率，但以上方法不能區分相同效率為1的情況。為此文中采用超效率SBM模型計算綠色創新效率，這樣可以有效比較效率為1時的情況。模型定義為

s.t.GIE=1+（1/m）∑mi=1w-i/xik1-1/s∑sr=1w+r/xrk

∑nj=1，j≠kxikλj-w-i/xik

∑nj=1，j≠kxrkλj-w+i/xrk

λj，s-，s+≥0

j=1，2，…，n；i=1，2，…，m；

r=1，2，…，s；w+r≤yrk（j≠k）（1）

式中xik和yrk分別為輸入和輸出變量；m，s分別為輸入和輸出變量的數量；w-s，w+r分別為輸入和輸出的松弛變量；w-i為過多的輸入；w+i為輸出不足；λj為一個權重向量。

2.1.3被解釋變量：碳排放強度（CI）

碳排放強度是單位GDP二氧化碳排放量，是衡量碳排放與經濟發展關系的指標。碳排放強度越低，經濟與環境發展越和諧。為方便研究，采用碳排放強度的倒數進行實證研究。

2.1.4控制變量

借鑒現有文獻[4，6-7]，選取城市化率（URB）、政府干預（GOV）、人口密度（POP）、外商直接投資占比（FDI）、產業結構（INS）等指標作為控制變量。各研究變量說明見表2。

2.2數據來源

數據主要來源于2009—2022年《中國統計年鑒》、各省份統計年鑒以及EPS數據庫、國家統計局網站等，研究樣本主要為國內30個省份（西藏、港澳臺地區因數據缺失除外）。個別缺失數據通過對國民經濟和社會發展統計公報進行整理所得或使用回歸估計法進行補齊，同時采用Stata 16.0軟件進行數據處理和模型檢驗。各變量描述性統計詳見表3。

2.3模型構建

2.3.1中介效應模型

參照溫忠麟等的研究[31]，構建模型（2）、模型（3）和模型（4）進行中介效應檢驗。其中，基準回歸模型（2）對假設H1檢驗；模型（3）對假設H2檢驗；模型（4）對假設H3檢驗，同時中介效應的顯著性運用Bootstrap法檢驗，中介效應方向與程度運用Sobel法判定。

CIi，t=α0+α1DEi，t+∑nk=2αkCtrlki，t+εi，t（2）

GIEi，t=β0+β1DEi，t+∑nk=2βkCtrlki，t+εi，t（3）

CIi，t=γ0+γ1DEi，t+γ2GIEi，t+∑nk=2γkCtrlki，t+εi，t（4）

2.3.2門檻效應模型

借鑒Hansen門檻效應模型思想[32]，構建數字經濟與碳排放強度的門檻面板模型，具體形式如下

CIi，t=αi+β1×ERitiI（DEit≤γ1）+β×ERitI（γ1＜DEit≤γ1）+…+βn+1×ERitI（γn＜DEit）+βn+2×DEit+ξ×controlit+εit（5）

式中I（·）為指示函數；ERit為門檻變量；γ為模型的n重門檻值。

3實證結果分析

3.1中介效應回歸結果

表4為中介效應回歸結果。（1）列中展示了數字經濟對碳排放強度水平的影響效應：數字經濟發展在1%水平上顯著抑制區域碳排放強度，系數為0.402，由此驗證假設H1成立，即數字經濟發展會減弱碳排放強度。（2）列中展示了數字經濟發展對綠色創新效率的影響效應：數字經濟發展在1%水平上對綠色創新效率產生了顯著正向影響，有利于區域綠色創新效率提升，系數為0.757，由此驗證假設H2成立，即數字經濟發展提高了區域綠色創新效率水平。這一發現突顯了數字經濟對環境友好型創新的潛在推動作用。（3）列中展示了數字經濟發展與綠色創新效率對區域碳排放強度的作用效應：數字經濟發展在1%水平上顯著抑制碳排放強度水平，系數為0.342；區域綠色創新效率在1%水平上顯著抑制碳排放強度水平，系數為0.08，由此驗證假設H3成立，即綠色創新效率抑制了碳排放強度水平的提升。這意味著除了數字經濟本身對碳排放的抑制作用外，綠色創新效率的增加也對碳排放強度的控制發揮了重要作用。

通過Bootstrap檢驗進一步判定中介效應的存在性，結果見表5。間接效應值為0.197，同時Boot的置信區間不包含0，中介效應顯著，由此驗證假設H4成立，即綠色創新效率在數字經濟影響碳排放強度中具有中介效應。除了直接抑制碳排放強度外，綠色創新效率可以通過提高區域內部技術和創新能力，來進一步增強數字經濟對碳排放強度的抑制效果。這表明數字經濟發展的成功并非只依賴于技術本身，而更需要關注環境友好型的技術創新和應用。

3.2中介效應的區域異質性檢驗

采用Sobel檢驗方法對東部、中部、西部和東北部綠色創新效率中介效應展開區域異質性分析（表6）。由表6可知，從全國整體看，綠色創新效率在1%顯著性水平上產生正向中介效應，占比達到15285%，即數字經濟發展一方面抑制碳排放強度水平，另一方面通過促進綠色創新效率提升發揮正向中介渠道作用。在區域異質性方面，東部地區、中部地區中介效應均在1%水平上顯著，中介效應占比分別達23.486%、14.292%；西部地區中介效應在5%水平上顯著，達到了12.473%；東北部地區中介效應并不顯著，這可能是由于東部、中部地區的數字經濟發展水平更高，綠色創新優勢依托數字化更好地促進了綠色創新效率的提升，從而影響到碳排放強度；相反，西部和東北部地區受制于薄弱的數字經濟基礎，數字經濟帶來綠色創新提升的門檻更高，阻礙了綠色創新效率的提升。

3.3門檻效應的回歸結果

依據上文理論模型，以綠色創新效率為門檻變量，考察數字經濟發展對區域碳排放強度水平的非線性影響機制。首先運用Bootstrap方法判斷模型的單一、雙重、多重門檻的存在性，結果見表7。

當以綠色創新效率為門檻變量時，數字經濟對碳排放強度水平呈非線性影響效應。由表8可知，當綠色創新效率小于0.699時，數字經濟的影響效應系數為0.479，且在5%水平上顯著，呈現極強的負向效應；當綠色創新效率大于0.699但小于0.734時，數字經濟的影響效應系數為0.507，且在5%水平上顯著，此時影響作用開始逐步增強；當綠色創新效率大于0.734時，數字經濟的影響效應系數為0.527，且在5%水平上顯著，此時數字經濟對區域碳排放水平的抑制效應達到最大。由上可知，數字經濟發展對碳排放強度的抑制效應隨綠色創新效率的增加不斷加強。這一研究結果強調了數字經濟與綠色創新效率之間的相互促進作用。數字經濟的發展不僅可以單獨對碳排放產生影響，還能與綠色創新效率形成協同效應，進一步增強其對碳排放的抑制作用。首先，數字經濟發展通過不斷促進區域綠色創新行為，有助于提高能源利用效率，進而降低碳排放強度；其次，隨著綠色創新效率的不斷提升，數字經濟所帶來的促進效應被放大，進一步加強了對碳排放強度的抑制作用。

3.4穩健性檢驗

采用動態面板模型進行穩健性檢驗。由于可能存在內生性問題，將被解釋變量的滯后項加入模型中進行動態面板分析；同時替換數字經濟以及綠色創新效率變量的衡量方式，前者運用主成分分析法重新賦權，后者對其輸入變量進行調整，檢驗結果見表9和表10。由此可以發現，結果未發生顯著變化，這也體現了結論的穩健性。

4結論與建議

1）數字經濟的發展能夠顯著抑制區域碳排放強度，這顯示了數字經濟在推動碳排放減少方面的潛在作用。同時數字經濟的發展也有利于提高綠色創新效率水平，意味著數字化技術的推動與應用為區域內的環保技術創新提供了契機和助力，也促進了環?？萍嫉牟粩噙M步與應用。

2）綠色創新效率在數字經濟對碳排放強度的影響中發揮著中介效應。在不同地區，綠色創新效率的中介效應存在差異。東部、中部和西部地區的中介效應顯著，但作用大小依次減弱，東北部地區的中介效應并不顯著。

3）數字經濟對碳排放強度的影響呈現非線性效應。當綠色創新效率較低時，數字經濟對碳排放強度呈現出一定抑制作用，隨著綠色創新效率的增加，數字經濟對碳排放強度的抑制作用不斷增強，當綠色創新效率進一步提升時，數字經濟對碳排放強度的抑制效應達到最大。表明數字經濟與綠色創新效率之間，尤其在碳減排方面，相互促進作用的重要性。

基于以上結論，提出以下政策建議。

1）支持數字經濟與綠色創新的融合發展。在綠色創新效率較低的階段，應加強綠色技術創新與應用，通過建立專項資金以支持數字技術在綠色領域的創新應用，并鼓勵企業進行數字化綠色創新研發，同時建立產業界與教育機構的合作機制，推動綠色數字化技術的人才培養。高校設置數字化技術與綠色創新領域的課程，培養更多專業型人才，并開展針對企業人員的綠色創新培訓項目，提高他們對于數字化技術在綠色創新中的應用能力，以促進數字技術與綠色技術的融合。隨著綠色創新效率的提高，進一步推動數字經濟與綠色創新融合發展，通過建立數字經濟與綠色科技領域的合作平臺，為數字技術在綠色領域的應用提供資源和資金支持，例如智能監測系統和大數據分析。同時促進數字化技術在綠色領域的廣泛應用，支持示范項目，促進不同行業間數字技術在綠色創新方面的交流合作。當綠色創新效率達到一定程度后，加大政策支持力度，提升碳排放控制效果，建立數字化技術與綠色環保相結合的政策體系。政府應出臺相關政策文件，引導企業合理應用數字化技術，以提升綠色創新效率，推動數字經濟與綠色創新的融合，為可持續發展目標做出實際貢獻。

2）推動區域間數字化技術的共享與擴散。首先，建立數字化技術共享平臺是關鍵。政府可通過制定政策和建立數字技術交流機制，促進不同地區間數字化技術的交流與共享。這不僅有助于先進地區的數字化技術經驗向其他地區傳播，也能促進數字技術在綠色創新中的廣泛應用。其次，政策支持和激勵是推動跨區域數字化技術合作的重要方式。政府可建立獎勵機制，激勵企業和研究機構積極參與數字化技術在綠色創新領域的跨區域合作，同時建立跨區域數字化技術創新基金，支持欠發達地區運用先進地區的數字化技術資源，提升其技術水平。此外，跨區域數字化技術培訓和交流也至關重要。通過數字化技術培訓和數字化技術跨區域交流會議，提供不同地區的成功案例和經驗，為各地區提供學習機會，促進交流合作。最后，為實現區域間的均衡發展，應加強數字經濟基礎設施建設，特別是在數字經濟相對薄弱的地區，加強基礎設施建設有助于提升信息技術支持水平，為綠色創新提供更有力的支持。

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（責任編輯：高佳）