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“双碳”目标下数字技术创新对区域绿色发展的影响研究——基于空间溢出效应视角.pdf
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1、第 卷第 期 商学研究(双月刊)年 月 “双碳”目标下数字技术创新对区域绿色发展的影响研究 基于空间溢出效应视角江 航 孙太鹏(集美大学 工商管理学院 福建 厦门)摘 要:“双碳”目标是中国应对气候变化提出的重大决策 有助于构建绿色低碳循环发展经济体系 文章将二氧化碳排放作为非期望产出纳入到投入产出模型中 并通过 模型测算中国内地 个省级区域绿色发展效率 进而以 年我国省级面板数据为样本 采用空间杜宾模型实证检验数字技术创新对绿色发展效率的影响 研究发现:中国各省份之间的数字技术创新及绿色发展效率存在空间相关性且具有空间溢出效应 总体上数字技术创新对绿色发展效率具有提升作用 本地区的数字技术创
2、新对绿色发展效率具有促进作用 受益于空间溢出效应的影响 邻近地区的数字技术创新能够显著促进绿色发展效率的稳步提升 本研究以期为中国实现“双碳”目标及绿色发展提供可行性建议关键词:“双碳”目标 数字技术创新 绿色发展 空间溢出效应 空间杜宾模型中图分类号:文献标识码:文章编号:()收稿日期:基金项目:教育部人文社会科学研究规划青年基金项目“双碳 目标下双向直接投资的碳排放转移效应评估、形成机制及对策研究”()作者简介:江航()男 福建厦门人 副教授 博士 研究方向:对外贸易、绿色经济发展 孙太鹏()男 江苏淮安人 硕士研究生 研究方向:技术创新、区域可持续发展 ():.:一、引言自人类社会进入信
3、息时代以来 数字技术的快速发展和广泛应用衍生出数字经济(王齐齐等)数字技术创新是数字经济发展的核心驱动力 深入探讨数字技术创新对绿色发展效率的影响机制 有助于提升地区绿色发展水平并促进经济高质量发展 在我国经济由高速增长向高质量发展转变的关键阶段 数字技术将成为实现“双碳目标”的重要支撑(等)人工智能、区块链、云计算、大数据等数字技术的发展和拓展不断赋能产业结构升级、推动能源消费模式的转变(陈晓红等)后疫情时代“数字化”与“绿色化”将成为全球经济复苏的主题 数字技术在助力全球各国应对气候变化及节能减排等绿色发展问题中扮演着重要角色数字技术与能源、电力、工业、交通、建筑等重点碳排放领域的深度融合
4、 能够有效提升能源和资源的使用效率 实现绿色发展效率的稳步提升数字技术的重要特征是通过高效的信息传递压缩时空距离 从而增强区域间数字技术活动的关联性和渗透性(赵涛等)本地区的数字技术向周边地区转移和扩散 可以促进周边地区资源的高效分配与生产过程的重新组合 提升周边地区对数字技术衍生产品和服务的需求 有利于降低其碳排放水平 基于数字技术对未来科学与工业发展趋势的影响 其对减少碳排放、促进绿色发展的作用备受关注 目前 已有大量研究分别从经济增长(等)、区域碳排放(刘婧玲和陈艳莹)、能源效率(等)等方面考察了数字技术发展所产生的促进或抑制效应 但对于数字技术与绿色发展效率的相关研究仍处于起步阶段 不
5、仅缺乏对时间与空间视角的动态特征分析 且仅有的少数经验研究也并未得到一致性结论 而在“双碳”目标下 各地区绿色发展势必将受到以碳排放为主的污染物排放的影响 因此 在考虑环境污染问题的基础上 将区域二氧化碳排放作为非期望产出指标进行处理 可以使计算结果和研究结论更有意义相较于已有研究 本文的边际贡献主要有:在考虑资本、劳动、能源投入的基础上 通过构建绿色发展效率评价指标体系 将区域碳排放作为非期望产出来衡量不同地区的绿色发展水平 在考虑数字技术创新迭代迅速、不同时期和地区的绿色发展效率可能存在系统性差异的基础上 从空间维度出发 运用空间计量模型实证分析数字技术创新及绿色发展效率的空间分布格局及其
6、空间溢出效应 已有研究主要集中于数字技术在推动产业结构调整、能源消费结构转型及减少碳排放路径中的作用 本文基于“双碳”目标视角 通过实证检验力求为中国的绿色低碳转型发展、各省份间协同提升绿色发展水平提供可行性参考建议二、文献综述绿色发展以可持续发展为目标导向 以经济质量提升为发展核心 以资源环境承载力为基础条件 以经济“绿色低碳化”与“生态文明化”作为内容途径 最终追求由高耗低效的“工业文明”向绿色低碳的“生态文明”模式转变(胡鞍钢和周绍杰)为缓解当前经济增长与环境污染之间持续存在的紧张关系 以低碳转型为重点的绿色经济已逐渐成为实现“双碳”目标及区域可持续发展的首选战略 作为衡量绿色发展的关键
7、指标 绿色发展效率不仅考虑了区域社会经济发展过程中的资源消耗、人力资本投入以及污染物排放量等因素 而且有利于客观地反映区域可持续发展的现实状况(杨水根和董晓雪)另外 在我国各地区致力于推进绿色发展进程中 新兴的数字技术通过克服空间限制、社会与技术限制 来降低创新资源利用门槛 从而提高产业的绿色竞争力和资源匹配效率作为赋能数字经济发展与产业低碳转型的经济表达 数字技术已经通过数字制造、数字分析、人工智能、云计算等现代数字科技广泛渗透到经济社会发展中(胡熠和靳曙畅)数字技术创新正在不断跨越信息产业界域和互联网技术范畴突破产业边界 并形成跨行业间融合以及高质量发展效应 此外 数字化技术的嵌入及其与产
8、业创新过程的融合是数字创新的基本特征 要素投资驱动和创新资源集聚进一步扩展了数字技术创新的过程和范围(余江等)因此 随着数字化技术的应用和产业数字化进第 期江航 孙太鹏:“双碳”目标下数字技术创新对区域绿色发展的影响研究 基于空间溢出效应视角程的不断加快 以大数据、人工智能、云计算、区块链等为代表的新一代数字科技在助力绿色低碳转型发展的同时 其在地理空间格局上对区域绿色可持续发展的促进能力也倍受学者们的关注 基于熊彼特内生增长理论 田秀娟和李睿()在构建熊彼特内生增长动态随机一般均衡模型的基础上 分析发现数字技术与生产部门的集成整合将长期助力产业结构优化、调整、升级 在数字产业化与产业数字化不
9、断融合发展的同时 推动经济高质量发展 等()采用广义向量自回归()模型的脉冲响应函数以及多元面板回归模型 来分析数字技术创新和技术溢出对国内碳排放强度的影响机制 实证检验表明 数字技术在创新及应用的过程中将会增加本国的碳排放强度 而跨行业的技术溢出能够显著降低国内的碳排放强度值得关注的是 在区域经济向绿色、低碳转型的关键时期 数字技术对资源要素配置和产业转型升级产生的影响是动态演进的 在与实体经济深度融合的基础上 大数据、区块链、工业互联网等新一代数字技术能够加速优化和重构生产要素体系 打破产业边界 开展融合创新 进而提高绿色制造效率(刘平峰和张旺)例如 刘婧玲和陈艳莹()实证分析了数字技术发
10、展对区域碳排放的影响机制 研究发现数字技术以空间溢出效应和产业结构升级为中介路径 显著降低了邻近城市的碳排放量 且地区间协调发展的碳减排格局得到有效塑造 等()针对我国地级市层面的调查 同样证实了数字金融技术与城市生态效率均存在显著的空间溢出效应 周边城市绿色生态效率的提升对当地数字金融技术的发展具有“虹吸”效应 然而 也有部分研究认为 数字技术创新在推动经济发展的同时 可能由于增加资源消耗从而加剧碳排放 并进一步减缓可持续发展进程 李治国和王杰()以地区经济集聚为背景展开实证考察 研究发现数字技术的发展有利于邻近地区的碳减排 而对本地区碳排放产生了“先促增、后抑制”效应 且这一效应依赖于经济
11、增长和技术进步 类似地 梁圣蓉和罗良文()基于空间计量模型探究了技术创新对碳生产率的影响效应 由于相邻地区间存在资源的无序竞争 技术创新虽能够显著提升本地区的碳生产率 但通过空间溢出效应对相邻地区碳生产率的增长产生抑制作用 因此 相较于传统的科技创新驱动发展的异质性 新兴的数字技术创新更需要从资源整合、技术溢出、创新网络等方面实现地区的绿色可持续发展综上所述 关于数字技术创新对于节能减排和生态效率提升的影响机制与理论研究十分丰富 但将数字技术创新与绿色发展效率相联系的空间效应实证成果不多 在数字技术蓬勃发展和经济低碳转型的双重背景下 探析数字技术创新助力实现“双碳”目标 这对推动区域间绿色发展
12、的实践路径提出具有一定的理论意义与实践价值 可以预见 随着资源和环境日益成为经济增长的现实约束 地理邻近地区将通过信息传播、技术溢出和创新人才的流动来提升本地区的绿色发展水平三、数字技术创新提升绿色发展的作用机理作为实现“双碳”目标的核心途径 绿色可持续发展理念将通过大数据、数字孪生、人工智能、区块链等数字技术应用到现实中 为能源消耗结构转型升级、低碳及非碳能源发展和碳汇能力的巩固提升提供强有力的技术支撑(陈晓红等)要理解数字技术创新在促进区域绿色发展的根本路径 需要认识到数字技术作为一种技术经济范式在赋能低碳经济转型发展时所遵循的理论逻辑 数字技术主要通过优化产业结构升级、提升能源使用效率以
13、及促进能源技术创新等路径 来推动社 会 的 绿 色 可 持 续 发 展(胡 熠 和 靳 曙 畅)数字技术创新凭借清洁、高效、低成本以及可复制的数据减少对自然资源的依赖和破坏并以此促进各行业生产效率提升、产业间融合和数字化转型 为产业结构升级提供了有力支撑 在重点关注数字技术的绿色价值的前提下 朱洁西和李俊江()探讨了数字经济、技术创新与城市绿色经济效率之间的内在机理 研究发现依赖于数字经济的快速发展 地区技术创新水平通过人力资本和研发资本的积累获得持续提升 并逐渐成为驱动绿色经济效率优化的关键途径此外 数字技术的运用可以有效降低区域之间生产要素的流动壁垒 从而加快要素流动 实现能源资源的有效配
14、置 最大化提升能源使用效率、减 商学研究 年少碳排放 ()认为数字技术通过行业的“智能”之旅、边缘计算及提高数字基础设施效率来实现污染行业向绿色能源消耗及低污染排放的过渡 现阶段我国传统技术创新不足导致产业结构调整缓慢 以不可再生资源为生产要素的传统生产技术加重了对自然资源的消耗和破坏 而数字技术创新产生的技术资源集聚则以可复制、可共享的数据作为生产要素 不仅减轻了对传统自然资源的依赖 而且能够以较低的成本降低行业间差异和空间界限 来实现数字技术的共享和扩展(孙勇等)这可以显著减少经济活动中的能源浪费 有利于解决环境污染问题并实现绿色可持续发展 数字技术创新对绿色发展效率产生影响的作用机理如图
15、 所示图 数字技术创新对绿色发展效率的影响机理四、研究方法与理论模型(一)模型数据包络分析()是评价效率常用的一种方法 其主要通过建立相应模型来确定被评估对象是否达到了最优状态 传统的 模型对效率进行度量时并不能把投入产出的松弛性纳入考虑范围 使得效率值的度量不够准确 为解决此问题()基于修正松弛变量提出了 模型 该模型结合了传统 模型和 模型的优势 不仅可以更恰当地处理非期望产出 而且可以在有效的决策单元中进一步做出比较模型构建如下:()其规模报酬可变()的 模型表示为:.()假设有 个决策单元 个投入变量 个期望产出 表示投入变量 表示期望产出变量 为权重变量 表示决策单元有效 且数值越大
16、 表明决策单元效率越高(二)空间计量模型构建.空间权重矩阵在进行空间计量分析之前必须度量区域之间的空间距离 即合理定义空间权重矩阵 为了有效揭示数字技术创新对区域绿色发展效率产生的空间效应 避免因空间权重矩阵的选取而导致实证结果出现偏差的问题 本文选择使用邻接权重矩阵()与经济距离空间权重矩阵()进行实证检验与分析 采用经济地理距离空间权重矩阵()进行稳健性检验()邻接权重矩阵():和 邻接 和 不邻接 ()()经济距离空间权重矩阵():()和 分别表示第 省与第 省的人均()经济地理距离空间权重矩阵():()()为地理距离权重矩阵 其中 为两地区地理中心位置之间的距离 为本文参照李婧等()研
17、究所构造的经济矩阵与反距离平方相结合的经济地理矩阵 将经济矩阵和反距离权重矩阵结合起来 可以综合反映空间效应的复杂属性.全局莫兰指数检验数字技术创新对绿色发展效率的空间溢出效应前 需要考察其空间关联性 本文选用全局莫第 期江航 孙太鹏:“双碳”目标下数字技术创新对区域绿色发展的影响研究 基于空间溢出效应视角兰指数()对绿色发展效率的空间依赖和聚类特征进行考察 表达式如下:()()()()()其中 和 表示 地区与 地区的数字技术创新、绿色发展效率 为所有 个区域数字技术创新、绿色发展效率的平均值 为空间权重矩阵 本文采用空间邻接权重矩阵测量研究对象的空间相关性 全局莫兰指数在 间取值 当值为
18、时 表示空间不相关 当 时 表示空间上存在正相关 当 时 表示空间上存在负相关.空间杜宾模型空间计量模型考虑了空间相关性 因此在学术界得到广泛应用 常见的空间计量模型包括空间误差模型()、空间滞后模型()和空间杜宾模型()其中 空间杜宾模型()在考虑研究对象空间相关性的基础上论证各类空间溢出效应的标准框架 它可以在不同系数设定条件下退化为常见的空间滞后模型和空间误差模型 从而更具一般性 因此 本文采用既能分析变量对本地区的直接影响效应 也能分析对邻近地区间接效应的空间杜宾模型展开实证检验 具体表达式如下:()其中 为绿色发展效率 代表数字技术创新 代表控制变量、分别表示地区和时间 为常数项 为
19、被解释变量 的空间滞后项的弹性系数、分别代表各变量对邻近地区绿色发展效率的影响、分别代表各变量的弹性系数 为空间权重矩阵 为空间固定效应为随机扰动项 为控制模型检验中可能存在的非线性关系和异方差等问题 本文分别对被解释变量、解释变量以及控制变量取对数五、指标选取与数据来源(一)被解释变量以往研究通常以人力、资本、能源与科技等作为投入要素 另外 用经济效益、社会效益以及生态效益等表征期望产出 用工业三废排放量、二氧化碳排放量等与环境成本相关的污染物表征非期望产出 来测算绿色发展的效率、水平及能力的指标体系已趋于成熟(杨水根和董晓雪 张斯琴和闫东明)然而 在投入产出指标体系构建中 非期望产出的衡量
20、指标需要根据研究的主题做进一步的选择 因此 基于“双碳”目标背景 本文将二氧化碳排放量纳入到非期望产出中 来建立我国省级区域绿色发展效率评价指标体系 如表 所示 进行测算的投入指标包括物质资本投入、劳动投入和能源投入 产出指标分为期望产出和非期望产出 用各地区生产总值表征期望产出二氧化碳排放量表征非期望产出 其中物质资本投入参照单豪杰()的计算方法 以资本存量来衡量 根据永续盘存法 以固定资产形成额计算所得折旧率为 各个省份生产总值以 年为基期 在平减各地居民消费价格指数的基础上得到实际值 劳动投入以各省份年末就业人数进行刻画 能源投入为各省份能源消费总量 二氧化碳排放量参照中国碳核算数据库(
21、)所使用的核算法进行衡量(等)表 绿色发展效率评价指标体系类型一级二级三级数据来源投入物质资本投入 固定资本存量根据永续盘存法折算全社会固定资产形成额中国统计年鉴()劳动投入单位从业人数年末单位从业人数中国统计年鉴()能源投入能源消耗总量区域能源消费总量中国能源统计年鉴()产出期望产出经济效益根据居民消费价格指数进行平减后的生产总值中国统计年鉴()非期望产出环境污染各省份二氧化碳排放量中国碳核算数据库()商学研究 年(二)解释变量数字技术创新可以通过数字经济相关行业的专利数据进行刻画 专利被认为是最常用和广泛认可的创新衡量标准 若专利申请方向与技术发展方向相吻合 则能客观反映该领域的技术创新水
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