劉戰(zhàn)豫,張傘傘
(1.河南理工大學(xué) 工商管理學(xué)院 能源經(jīng)濟(jì)研究中心,河南 焦作 454000;2.河南理工大學(xué) 太行發(fā)展研究院,河南 焦作 454000)
中國(guó)作為制造業(yè)大國(guó),制造業(yè)保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)運(yùn)行的同時(shí),也消耗煤炭、石油等化石能源燃料,產(chǎn)生大量二氧化碳,除了電力、熱力部門外,制造業(yè)是中國(guó)第二大碳排放源,2019 年制造業(yè)二氧化碳排放量占社會(huì)總排放量的35.8%[1]。傳統(tǒng)制造業(yè)能源使用效率低、“兩高”(高耗能、高污染)問題與中國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相悖,制造業(yè)減排的傳統(tǒng)技術(shù)路徑效率低下,所以“雙碳”目標(biāo)下的制造業(yè)碳減排任務(wù)很重?!笆奈濉币?guī)劃和2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要提出打造數(shù)字經(jīng)濟(jì)新優(yōu)勢(shì),建設(shè)數(shù)字中國(guó)和制造強(qiáng)國(guó),推動(dòng)數(shù)字技術(shù)與制造業(yè)深入融合,實(shí)現(xiàn)制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí),提高現(xiàn)代制造業(yè)綠色生產(chǎn)效率,為制造業(yè)選擇數(shù)字化碳減排路徑提供了契機(jī)。2022 年,黨的二十大報(bào)告再次強(qiáng)調(diào)積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和以及加快建設(shè)數(shù)字中國(guó)。在制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與“雙碳”目標(biāo)的雙重背景下,數(shù)字技術(shù)能否成為實(shí)現(xiàn)制造業(yè)碳減排的有效路徑急需驗(yàn)證。本文利用2010—2021 年中國(guó)省際面板數(shù)據(jù),研究數(shù)字技術(shù)應(yīng)用對(duì)制造業(yè)碳減排的有效性及其作用機(jī)制,以期為數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)碳減排政策制定提供參考。
目前,聚焦數(shù)字技術(shù)的碳減排效應(yīng)研究處于起步階段,數(shù)字技術(shù)發(fā)展帶來“碳增”還是“碳減”,還處于研究探討過程,二者關(guān)系復(fù)雜。一方面,數(shù)字技術(shù)對(duì)碳排放產(chǎn)生促進(jìn)作用。Jones 研究表明隨著大規(guī)模數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、傳送與處理,數(shù)字技術(shù)應(yīng)用增加了數(shù)字產(chǎn)業(yè)能源消耗,導(dǎo)致數(shù)字產(chǎn)業(yè)的碳排放水平提高[2];Shvakov等發(fā)現(xiàn)球數(shù)字技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力排名前十的國(guó)家,經(jīng)濟(jì)數(shù)字化發(fā)展對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)向影響,加劇環(huán)境負(fù)擔(dān)[3];Zhou等研究表明信息與通訊技術(shù)快速發(fā)展與碳排放量急劇增加呈正向相關(guān)關(guān)系[4];劉婧玲等研究發(fā)現(xiàn)數(shù)字技術(shù)發(fā)展能顯著降低城市碳排放強(qiáng)度[5]。數(shù)字技術(shù)推動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)張,加速全球貿(mào)易增長(zhǎng),交通運(yùn)輸業(yè)產(chǎn)品流通與服務(wù)需求大幅度提高,能源消費(fèi)轉(zhuǎn)移,能源密集型基礎(chǔ)設(shè)施需求量提高,促進(jìn)二氧化碳排放。另一方面,數(shù)字技術(shù)對(duì)碳排放產(chǎn)生抑制作用。Balogun等通過案例研究,發(fā)現(xiàn)各大洲城市數(shù)字技術(shù)與可持續(xù)發(fā)展呈正向影響的關(guān)系[6];Chen檢驗(yàn)金磚國(guó)家數(shù)字化發(fā)展是否會(huì)對(duì)碳排放產(chǎn)生影響,結(jié)果顯示在長(zhǎng)期或短期發(fā)展過程中,數(shù)字技術(shù)均對(duì)碳排放產(chǎn)生負(fù)向影響[7];陳曉紅等提出在碳中和背景下,數(shù)字技術(shù)促進(jìn)能源消費(fèi)側(cè)和供給側(cè)協(xié)調(diào),推進(jìn)能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,推動(dòng)能源綠色消費(fèi)[8];胡熠等從理論和實(shí)踐方面論述數(shù)字技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),推進(jìn)綠色可持續(xù)發(fā)展[9];喻春嬌和唐威研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)A 股上市工業(yè)企業(yè)數(shù)字技術(shù)應(yīng)用和數(shù)字技術(shù)研發(fā)均能促進(jìn)其碳減排[10];雖然數(shù)字技術(shù)在發(fā)展過程中會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳,但數(shù)字技術(shù)仍然具有強(qiáng)烈的碳減排效應(yīng)[11]。因此,由于研究領(lǐng)域、時(shí)間和方法的不同,數(shù)字技術(shù)的碳減排效應(yīng)研究未有一致結(jié)論。
隨著區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)廣泛應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),學(xué)者們開始關(guān)注數(shù)字技術(shù)應(yīng)用能否促進(jìn)制造業(yè)綠色低碳發(fā)展。易子榆等研究發(fā)現(xiàn)數(shù)字制造部門產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平提高具有顯著的碳減排效應(yīng)[11];李少林等通過研究我國(guó)93 個(gè)環(huán)保重點(diǎn)城市數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)區(qū)塊鏈應(yīng)用能夠推動(dòng)制造業(yè)企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型[12];張治棟等對(duì)中國(guó)283 個(gè)城市樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析,結(jié)果表明互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)協(xié)調(diào)集聚對(duì)城市綠色效率具有正向影響[13];黃海燕等分析我國(guó)2006—2018 年18 個(gè)工業(yè)細(xì)分行業(yè)面板數(shù)據(jù),驗(yàn)證了工業(yè)智能化能有效降低碳排放強(qiáng)度[14];劉承毅等研究發(fā)現(xiàn)數(shù)字技術(shù)能顯著提升高碳制造業(yè)綠色低碳發(fā)展水平[15]。
綜上所述,數(shù)字技術(shù)應(yīng)用帶來的碳減排效應(yīng)受到眾多學(xué)者關(guān)注,目前關(guān)于數(shù)字技術(shù)與制造業(yè)碳減排實(shí)證研究較少。本文聚焦制造業(yè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,正視制造業(yè)碳排放問題,主要貢獻(xiàn)有:第一,本文利用中國(guó)省際面板數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)數(shù)字技術(shù)對(duì)制造業(yè)碳減排具有正向影響,該結(jié)論為我國(guó)制定制造業(yè)碳減排數(shù)字化戰(zhàn)略提供參考;第二,從理論和實(shí)證方面分析數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新對(duì)制造業(yè)碳減排的中介效應(yīng),以及綠色化水平在數(shù)字技術(shù)對(duì)制造業(yè)碳減排的調(diào)節(jié)效應(yīng),豐富數(shù)字技術(shù)影響制造業(yè)碳減排的機(jī)制分析;第三,探討數(shù)字技術(shù)對(duì)制造業(yè)碳減排效應(yīng)的異質(zhì)性,為政府因地制宜精準(zhǔn)制定碳減排策略提供相關(guān)建議。
數(shù)字技術(shù)的“技術(shù)—經(jīng)濟(jì)”特征使其不斷滲透于制造業(yè)[16],區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)加速與制造業(yè)融合發(fā)展,在制造業(yè)碳減排方面發(fā)揮重要作用。首先,數(shù)字技術(shù)應(yīng)用催生了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),打破時(shí)空限制,從而降低資源流通成本,減少制造業(yè)能源消耗,有助于制造業(yè)碳減排,主要表現(xiàn)為數(shù)字服務(wù)平臺(tái)使制造業(yè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享,實(shí)現(xiàn)制造業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈互聯(lián)互通,提升產(chǎn)業(yè)資源利用效率,降低制造業(yè)碳排放量,促進(jìn)制造業(yè)綠色發(fā)展。其次,數(shù)字技術(shù)不僅能優(yōu)化制造業(yè)碳排放末端治理技術(shù)[17],還可以通過完善碳交易市場(chǎng),激勵(lì)企業(yè)自主進(jìn)行碳減排[18]。并且利用數(shù)字技術(shù)準(zhǔn)確掌握能源消耗數(shù)據(jù),防止制造業(yè)出現(xiàn)能源過度使用、資源配置不合理等現(xiàn)象。最后,數(shù)字技術(shù)賦能制造業(yè)產(chǎn)品研發(fā)及工藝革新,數(shù)字技術(shù)能夠優(yōu)化工藝過程,促進(jìn)清潔能源代替化石燃料,減少制造業(yè)二氧化碳排放。數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用為制造業(yè)綠色發(fā)展提供技術(shù)支持,能源利用效率和配置效率得到提高,制造業(yè)綠色全要素生產(chǎn)率顯著提升,促進(jìn)制造業(yè)碳減排。因此,提出假設(shè)H1:數(shù)字技術(shù)具有制造業(yè)碳減排效應(yīng)。
技術(shù)創(chuàng)新的中介效應(yīng)。數(shù)字技術(shù)應(yīng)用使制造業(yè)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新資源的可獲得性和替代性大大增加,創(chuàng)新主體的創(chuàng)新活力提高,創(chuàng)新機(jī)會(huì)增多。數(shù)字技術(shù)降低了資源獲得成本和交易成本,創(chuàng)新資源配置效率改善,從而提高技術(shù)創(chuàng)新效率[19]。因此,數(shù)字技術(shù)應(yīng)用將提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新水平。占晶晶等研究表明,數(shù)字技術(shù)通過組織固鏈、引資緊鏈、技術(shù)補(bǔ)鏈、市場(chǎng)強(qiáng)鏈來重塑全球產(chǎn)業(yè)鏈群生態(tài)體系的創(chuàng)新路徑[20];溫湖煒等認(rèn)為智慧城市建設(shè)有助于促進(jìn)數(shù)字技術(shù)在制造業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,制造業(yè)企業(yè)創(chuàng)新水平得到顯著提高[21];程聰?shù)妊芯堪l(fā)現(xiàn),數(shù)字技術(shù)可供性對(duì)企業(yè)數(shù)字創(chuàng)新價(jià)值強(qiáng)度和范圍有顯著的促進(jìn)作用[22];作為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要因素,技術(shù)進(jìn)步能夠推動(dòng)中國(guó)碳減排工作,保障低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展[23]。通過數(shù)字技術(shù)的制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新,一方面可以促進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí),低碳技術(shù)逐步替代原有技術(shù),制造業(yè)生產(chǎn)方式由粗放、高耗能結(jié)構(gòu)向低碳綠色方向不斷轉(zhuǎn)型,促進(jìn)制造業(yè)碳減排;另一方面可以促進(jìn)數(shù)字技術(shù)與制造業(yè)生產(chǎn)工藝融合,綠色工藝、綠色產(chǎn)品不斷涌進(jìn)市場(chǎng),倒逼高耗能制造業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,間接降低了制造業(yè)碳排放。因此,提出假設(shè)H2:數(shù)字技術(shù)能夠通過技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)制造業(yè)碳減排。
綠色化水平的調(diào)節(jié)效應(yīng)。綠色化發(fā)展和低碳發(fā)展是加快我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的基本途徑,也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境發(fā)展的重要趨勢(shì)[24]。制造業(yè)綠色化發(fā)展,一方面,要求實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用,降低能源消耗量,提高資源利用率,降低環(huán)境污染;另一方面,綠色化發(fā)展倡導(dǎo)制造業(yè)提高綠色生產(chǎn)材料對(duì)高耗能材料的替代率,并實(shí)施材料回收策略,從根本上減少碳排放,推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展。綠色化發(fā)展強(qiáng)化綠色低碳數(shù)字技術(shù)開發(fā),促進(jìn)綠色低碳數(shù)字技術(shù)在制造業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,綠色、低碳的制造路徑被廣泛選擇。綠色化在促進(jìn)制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中推動(dòng)了制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí),降低制造業(yè)碳排放強(qiáng)度。因此,提出假設(shè)H3:綠色化發(fā)展水平對(duì)數(shù)字技術(shù)的制造業(yè)碳減排效應(yīng)具有正向調(diào)節(jié)作用。
基準(zhǔn)回歸模型。探究數(shù)字技術(shù)對(duì)制造業(yè)碳排放的直接影響,模型構(gòu)建如下:
式中:EIit表示i省第t年的制造業(yè)碳排放強(qiáng)度;DIGit表示i省第t年的數(shù)字技術(shù)指數(shù);CONXit表示控制變量,包括政府干預(yù)(GOV)、對(duì)外開放水平(OPEN)、環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度(lnREG)、城市化水平(lnURB)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平(lnPGDP);σi為省份固定效應(yīng);γt為年份固定效應(yīng);εit為隨機(jī)誤差項(xiàng)。
中介效應(yīng)模型。參考溫忠麟等的研究[25],構(gòu)建中介效應(yīng)模型:
式中:Mit為中介變量,本文為技術(shù)創(chuàng)新;α、β 和μ為回歸系數(shù);εit、φit和δit為隨機(jī)誤差項(xiàng)。公式(2)為總效應(yīng)模型,公式(3)為數(shù)字技術(shù)的技術(shù)創(chuàng)新效應(yīng)估計(jì)模型,公式(4)為同時(shí)考慮數(shù)字技術(shù)和中介機(jī)制的估計(jì)模型。α1為數(shù)字技術(shù)對(duì)制造業(yè)碳排放強(qiáng)度的總效應(yīng);β1為數(shù)字技術(shù)對(duì)中介變量的效應(yīng);μ1為控制中介變量影響后,數(shù)字技術(shù)對(duì)制造業(yè)碳排放強(qiáng)度的直接效應(yīng);μ2為控制數(shù)字技術(shù)影響后,中介變量對(duì)制造業(yè)碳排放強(qiáng)度的效應(yīng)。若系數(shù)β1和μ2顯著,則間接效應(yīng)顯著;進(jìn)一步檢驗(yàn)μ1是否顯著,若μ1也顯著,則表示部分中介效應(yīng)顯著,否則表示完全中介效應(yīng)顯著。中介效應(yīng)示意圖見圖1。
圖1 中介效應(yīng)示意圖Figure 1 Schematic diagram of mediation effect
調(diào)節(jié)效應(yīng)模型。借鑒方杰等的研究[26],構(gòu)建調(diào)節(jié)效應(yīng)模型:
式中:GIit為綠色化水平,DIGit×GIit為數(shù)字技術(shù)與綠色化水平的交互項(xiàng)。
考慮到模型受交互項(xiàng)影響,估算結(jié)果可能會(huì)產(chǎn)生多重共線性,使結(jié)果產(chǎn)生偏差。為避免產(chǎn)生偏差,本文將交互項(xiàng)進(jìn)行中心化處理,得到如下調(diào)節(jié)效應(yīng)模型:
通過驗(yàn)證交互項(xiàng)系數(shù)的顯著性來判斷調(diào)節(jié)效應(yīng)是否存在,通過判斷數(shù)字技術(shù)與綠色化發(fā)展水平的交互項(xiàng)系數(shù)是否顯著來判斷綠色化發(fā)展水平的調(diào)節(jié)效應(yīng)。
被解釋變量:制造業(yè)碳排放強(qiáng)度(EI)。首先測(cè)算各省份制造業(yè)碳排放量(QCO2),考慮制造業(yè)各分行業(yè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性以及可獲得性,參考李新安等的研究[27],將制造業(yè)31 個(gè)細(xì)分行業(yè)調(diào)整為27 個(gè),然后測(cè)算制造業(yè)二氧化碳排放量。根據(jù)制造業(yè)碳排放量和產(chǎn)出水平,計(jì)算制造業(yè)碳排放強(qiáng)度:
式中:EI 表示制造業(yè)碳排放強(qiáng)度,為使數(shù)據(jù)平穩(wěn)且降低異方差的影響,進(jìn)行對(duì)數(shù)處理。GDP 為制造業(yè)產(chǎn)出水平,參考已有文獻(xiàn)采用工業(yè)增加值測(cè)算制造業(yè)產(chǎn)出水平。其中,各省份年度實(shí)際工業(yè)增加值以2010 年為基期,利用各省份年度工業(yè)增加值指數(shù)(上年=100)計(jì)算得出。制造業(yè)碳排放強(qiáng)度越大,表明制造業(yè)碳排放量越高。
解釋變量:數(shù)字技術(shù)(DIG)。數(shù)字技術(shù)發(fā)展水平測(cè)度目前國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界相關(guān)研究還沒有形成統(tǒng)一的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),為準(zhǔn)確評(píng)估數(shù)字技術(shù)發(fā)展水平,借鑒黃群慧、方湖柳等的研究[28,29],根據(jù)數(shù)據(jù)的可獲得性,本文選取數(shù)字技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)出兩個(gè)一級(jí)指標(biāo),選擇移動(dòng)電話普及率、互聯(lián)網(wǎng)普及率、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)出和信息化從業(yè)人員4 個(gè)二級(jí)指標(biāo)(表1)。將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后,運(yùn)用主成分分析法得到綜合指數(shù)來衡量數(shù)字技術(shù)發(fā)展水平。
表1 數(shù)字技術(shù)測(cè)量指標(biāo)體系Table 1 Measurement index system of digital technology
中介變量:技術(shù)創(chuàng)新(INN)。使用規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)每萬人有效發(fā)明專利數(shù)衡量技術(shù)創(chuàng)新效應(yīng)。
調(diào)節(jié)變量:綠色化水平(GI)。綜合考慮多方面因素,在測(cè)算綠色化發(fā)展水平時(shí),構(gòu)建綠色增長(zhǎng)、綠色福利、綠色財(cái)富和綠色治理4 個(gè)二級(jí)指標(biāo),通過9個(gè)具體指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集(表2)。數(shù)據(jù)經(jīng)過熵值法計(jì)算出綜合得分來測(cè)算綠色化水平。
表2 綠色化水平測(cè)量指標(biāo)體系Table 2 Green level measurement index system
控制變量。參考已有文獻(xiàn),選取以下控制變量:政府干預(yù)(GOV),用財(cái)政支出占GDP 的比重表示;對(duì)外開放水平(OPEN),用當(dāng)年實(shí)際使用外資金額與GDP比值表示;環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度(lnREG),用工業(yè)污染治理投資額的對(duì)數(shù)值表示;城市化水平(lnURB),使用“城鎮(zhèn)化率”表征城市化發(fā)展水平,使用城鎮(zhèn)年末總?cè)丝谡嫉貐^(qū)總?cè)丝诒壤膶?duì)數(shù)值表示;經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平(lnPGDP),用人均GDP 表示,并取對(duì)數(shù)。控制變量選取結(jié)果如表3 所示。
表3 變量的描述性統(tǒng)計(jì)Table 3 Descriptive statistics of variables
基于數(shù)據(jù)的可獲得性,本文選取2010—2021 年中國(guó)30 個(gè)省份的面板數(shù)據(jù)(未包含西藏自治區(qū)、香港特別行政區(qū)、澳門特別行政區(qū)和臺(tái)灣地區(qū)),研究數(shù)字技術(shù)對(duì)制造業(yè)碳減排的影響以及實(shí)現(xiàn)路徑。制造業(yè)二氧化碳排放數(shù)據(jù)來源于中國(guó)碳核算數(shù)據(jù)庫(kù)(CEADs)(https:/ /www.ceads.net/data/county/),其余數(shù)據(jù)來自《中國(guó)工業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》和各省統(tǒng)計(jì)年鑒,缺失數(shù)據(jù)采用線性插補(bǔ)法補(bǔ)齊。
利用本文選取的相關(guān)數(shù)據(jù),計(jì)算得到制造業(yè)碳排放總量,并利用公式(7)對(duì)30 個(gè)省份2010—2021年制造業(yè)碳排放強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)算(圖2、3)。從圖2 左側(cè)制造業(yè)年均碳排放總量時(shí)間變化趨勢(shì)來看,制造業(yè)碳排放總量在2010—2014 年間逐步增加,碳排放總量達(dá)3 324.566 百萬噸,2015—2020 年碳排放總量呈“U”型變化,之后碳排放總量下降趨勢(shì);圖2 右側(cè)制造業(yè)碳排放總量均值分布表明,河北、山東、江蘇制造業(yè)碳排放總量較高,北京、海南、青海、寧夏、甘肅、貴州和上海碳排放總量較低。從圖2 整體上看,我國(guó)中東部地區(qū)制造業(yè)碳排放總量比西部地區(qū)高,主要原因在于:我國(guó)中東部地區(qū)資源豐富,制造業(yè)生產(chǎn)集中,制造業(yè)碳排放總量較高。從圖3 左側(cè)核密度圖來看,2010—2021 年曲線波峰逐漸向左移動(dòng)且曲線更加“高瘦”,表明制造業(yè)碳排放強(qiáng)度在不斷下降,省級(jí)之間的總體差異在不斷減少;從圖3 右側(cè)制造業(yè)年均碳排放強(qiáng)度分布來看,青海、河北碳排放強(qiáng)度較高,東部地區(qū)碳排放強(qiáng)度較低。從圖3 整體上看,西部地區(qū)碳排放強(qiáng)度比中東部地區(qū)高,主要原因在于:我國(guó)西部地區(qū)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)方式粗放,制造業(yè)能源消耗量較大,碳排放強(qiáng)度較高,環(huán)境污染嚴(yán)重。作為中國(guó)第二大碳排放源,制造業(yè)碳減排成功與否對(duì)我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要[30]。制造業(yè)碳排放量大,高耗能、高污染產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)迫切,傳統(tǒng)減排路徑技術(shù)難度大,數(shù)字技術(shù)發(fā)展為制造業(yè)碳減排提供新的路徑選擇。
圖2 制造業(yè)碳排放總量時(shí)空分布Figure 2 Spatial and temporal distribution of total carbon emissions from manufacturing industry
圖3 制造業(yè)碳排放強(qiáng)度時(shí)空分布Figure 3 Temporal and spatial distribution of carbon emission intensity in manufacturing industry
對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸之前,需要從固定效應(yīng)模型、隨機(jī)效應(yīng)模型和混合回歸模型中選擇適合的模型?;旌匣貧w模型和固定效應(yīng)模型比較時(shí),F(xiàn) 檢驗(yàn)對(duì)應(yīng)的P值小于0.01,且對(duì)省份虛擬變量做F 檢驗(yàn)結(jié)果P值遠(yuǎn)小于0.01,認(rèn)為存在個(gè)體效應(yīng),選擇固定效應(yīng)模型。檢驗(yàn)混合回歸模型和隨機(jī)效應(yīng)模型時(shí),LM檢驗(yàn)結(jié)果顯著拒絕原假設(shè),選擇隨機(jī)效應(yīng)模型。最后,豪斯曼檢驗(yàn)結(jié)果顯著拒絕隨機(jī)效應(yīng)模型,選擇固定效應(yīng)模型。
數(shù)字技術(shù)發(fā)展與制造業(yè)碳排放強(qiáng)度的回歸結(jié)果如表4 所示。表4 中第1、3 列沒有加入控制變量,且第3 列沒有控制年份效應(yīng),結(jié)果顯示數(shù)字技術(shù)系數(shù)均在1%水平上顯著為負(fù),數(shù)字技術(shù)能夠顯著降低制造業(yè)碳排放強(qiáng)度。第2 列加入控制變量,同時(shí)控制年份效應(yīng)和省份效應(yīng),數(shù)字技術(shù)系數(shù)為負(fù)且通過了1%的顯著性水平檢驗(yàn),數(shù)字技術(shù)對(duì)制造業(yè)碳排放強(qiáng)度產(chǎn)生負(fù)向影響。第4 列考慮控制變量但沒有控制年份效應(yīng),數(shù)字技術(shù)在5%水平上顯著降低制造業(yè)碳排放強(qiáng)度。因此,無論是否加入控制變量、是否控制年份效應(yīng),數(shù)字技術(shù)都能顯著降低制造業(yè)碳排放強(qiáng)度,驗(yàn)證了假設(shè)H1。作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代關(guān)鍵的生產(chǎn)要素,數(shù)字技術(shù)利用自身融合性和可持續(xù)性等特點(diǎn)可以有效提高制造業(yè)產(chǎn)業(yè)資源整合率與利用率,使制造業(yè)更加信息化、智能化,系統(tǒng)地降低了制造業(yè)二氧化碳排放。
表4 基準(zhǔn)回歸結(jié)果Table 4 Baseline regression results
替換被解釋變量。上文基準(zhǔn)回歸中被解釋變量選用制造業(yè)碳排放強(qiáng)度,為達(dá)到增加結(jié)論可靠性的目的,在穩(wěn)健性檢驗(yàn)時(shí),選擇使用制造業(yè)碳排放總量和人均制造業(yè)碳排放量代替制造業(yè)碳排放強(qiáng)度,結(jié)果如表5 所示。表5 中第1 列是制造業(yè)碳排放總量作為被解釋變量,第2 列是人均制造業(yè)碳排放量作為被解釋變量,結(jié)果顯示數(shù)字技術(shù)系數(shù)均為負(fù),均通過1%水平的顯著性檢驗(yàn),表明數(shù)字技術(shù)顯著降低制造業(yè)碳排放,與上文回歸結(jié)果一致,進(jìn)一步驗(yàn)證了假設(shè)H1。
表5 穩(wěn)健性檢驗(yàn)和內(nèi)生性檢驗(yàn)結(jié)果Table 5 Results of robustness test and endogeneity test
剔除直轄市。將北京、上海、天津、重慶4 個(gè)直轄市從全樣本中剔除后進(jìn)行回歸,結(jié)果如表5 第3列所示。從結(jié)果來看,數(shù)字技術(shù)對(duì)制造業(yè)碳排放強(qiáng)度依然具有顯著的負(fù)向性,與上文結(jié)果一致,說明回歸結(jié)果穩(wěn)健。
影響制造業(yè)碳排放強(qiáng)度的因素很多,本文收集的相關(guān)數(shù)據(jù)只是一部分,雖然已經(jīng)控制一些變量,但很難避免遺漏變量的產(chǎn)生;同時(shí),數(shù)字技術(shù)發(fā)展影響制造業(yè)碳排放強(qiáng)度,制造業(yè)碳排放強(qiáng)度也會(huì)作用于數(shù)字技術(shù)發(fā)展,因此研究可能會(huì)面臨因果內(nèi)生問題。為了規(guī)避遺漏變量和雙向因果問題,反映數(shù)字技術(shù)發(fā)展對(duì)制造業(yè)碳排放的凈效應(yīng),本文嘗試用工具變量法緩解內(nèi)生性問題。借鑒黃群慧等[28]、劉婧玲等[5]相關(guān)研究提出的研究方法,本文工具變量選用各省份1984 年固定電話用戶數(shù)量,其滿足工具變量的相關(guān)性和外生性要求。一方面,歷史的固定電話用戶數(shù)量對(duì)各省數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的使用和普及產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響數(shù)字技術(shù)發(fā)展水平;另一方面,1984 年固定電話用戶數(shù)量對(duì)現(xiàn)在制造業(yè)碳排放強(qiáng)度影響微乎其微,可以忽略不計(jì)。由于1984 年固定電話用戶數(shù)量為截面數(shù)據(jù),無法進(jìn)行面板數(shù)據(jù)分析,因此借鑒Nunn等的方法[31],選擇1984 年固定電話用戶數(shù)量與各年移動(dòng)電話用戶數(shù)的交互項(xiàng)作為數(shù)字技術(shù)發(fā)展指數(shù)的工具變量,并采用最小二乘法進(jìn)行內(nèi)生性檢驗(yàn),結(jié)果如表5 第4、5 列所示,數(shù)字技術(shù)對(duì)制造業(yè)碳排放強(qiáng)度產(chǎn)生顯著的負(fù)向性。同時(shí),Wald F 檢驗(yàn)和K-LM 檢驗(yàn)結(jié)果表明不存在弱工具變量和不可識(shí)別問題,檢驗(yàn)結(jié)果有效,基準(zhǔn)回歸結(jié)果穩(wěn)健,再次驗(yàn)證了假設(shè)H1。
時(shí)間異質(zhì)性分析。2015 年國(guó)務(wù)院印發(fā)《中國(guó)制造2025》,明確提出“以加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線,以推進(jìn)智能制造為主攻方向”,標(biāo)志著我國(guó)制造業(yè)與數(shù)字技術(shù)發(fā)展進(jìn)入了新的發(fā)展階段。本文將研究時(shí)間段劃分為2010—2014 年和2015—2021 年兩個(gè)階段,探究中國(guó)智能制造快速發(fā)展前后數(shù)字技術(shù)對(duì)制造業(yè)碳排放強(qiáng)度的影響,計(jì)算結(jié)果如表6 第1 列和第2 列所示。由結(jié)果可知,2010—2014 年數(shù)字技術(shù)系數(shù)為0.098,通過了顯著性檢驗(yàn),表明該時(shí)段內(nèi)數(shù)字技術(shù)發(fā)展與制造業(yè)碳排放呈正相關(guān);2015—2021 年數(shù)字技術(shù)對(duì)制造業(yè)碳排放影響顯著為負(fù)。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期,數(shù)字技術(shù)水平較低,制造業(yè)數(shù)字化發(fā)展緩慢,加速了電力等能源消耗,致使制造業(yè)碳排放量增加。隨著中國(guó)智能制造體系不斷完善,數(shù)字技術(shù)發(fā)展與制造業(yè)深度融合,提高了各行業(yè)能源利用效率,制造業(yè)碳排放水平顯著下降。
表6 時(shí)間和區(qū)域異質(zhì)性分析結(jié)果Table 6 Results of heterogeneity test
區(qū)域異質(zhì)性分析。中國(guó)不同區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段、產(chǎn)業(yè)分布格局和工業(yè)化進(jìn)程存在差異,數(shù)字技術(shù)發(fā)展水平、資源利用率以及能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)也存在地區(qū)差異,因此,數(shù)字技術(shù)發(fā)展水平對(duì)制造業(yè)碳排放強(qiáng)度影響會(huì)因區(qū)域差異而有所不同。在進(jìn)行異質(zhì)性分析時(shí),本文將30 個(gè)省份劃分為東部、中部、西部和東北地區(qū),探究四大區(qū)域數(shù)字技術(shù)與制造業(yè)碳排放強(qiáng)度的關(guān)系(表6)。第3 列東部地區(qū)數(shù)字技術(shù)系數(shù)為正,結(jié)果不顯著;第4、5 列給出中部和西部地區(qū)的檢驗(yàn)結(jié)果,數(shù)字技術(shù)系數(shù)均為負(fù)且通過顯著性檢驗(yàn),表明中西部地區(qū)的數(shù)字技術(shù)顯著降低制造業(yè)碳排放強(qiáng)度。第6 列結(jié)果表明數(shù)字技術(shù)發(fā)展對(duì)東北地區(qū)制造業(yè)碳排放強(qiáng)度沒有顯著的負(fù)向性。東部地區(qū)在地理位置、體制和市場(chǎng)方面具有發(fā)展優(yōu)勢(shì),制造業(yè)產(chǎn)業(yè)外向性高,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)速度快,能源消耗量較大,數(shù)字技術(shù)對(duì)制造業(yè)碳排放產(chǎn)生的負(fù)向影響不足以抵消正向作用,制造業(yè)碳排放不斷提高。中西部地區(qū)產(chǎn)業(yè)能源利用效率低,資源配置存在不合理現(xiàn)象,數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用有效緩解中西部制造業(yè)產(chǎn)業(yè)對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴度,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,負(fù)向影響制造業(yè)碳排放強(qiáng)度,所以中西部地區(qū)數(shù)字技術(shù)的制造業(yè)碳減排邊際效益更大。東北地區(qū)數(shù)字技術(shù)發(fā)展水平低,數(shù)字技術(shù)應(yīng)用對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的正向性遠(yuǎn)小于負(fù)向性,制造業(yè)碳減排任務(wù)艱巨。我國(guó)中西部地區(qū)積極擴(kuò)大對(duì)外開放水平,引進(jìn)先進(jìn)的機(jī)器設(shè)備與生產(chǎn)技術(shù),制造業(yè)碳排放強(qiáng)度下降潛力大,中西部地區(qū)制造業(yè)碳減排目標(biāo)實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)意義重大。
行業(yè)異質(zhì)性分析。制造業(yè)各行業(yè)生產(chǎn)要素投入存在差異,使得產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源利用效率不盡相同,因此數(shù)字技術(shù)對(duì)不同行業(yè)制造業(yè)碳排放影響可能存在異質(zhì)性。參考劉明、劉成坤的研究[32,33],本文將27 個(gè)制造業(yè)行業(yè)劃分為勞動(dòng)密集型、資本密集型和技術(shù)密集型,具體分類如表7 所示。
表7 制造業(yè)類型劃分Table 7 Manufacturing industry classified according to factor density
行業(yè)異質(zhì)性分析結(jié)果如表8 所示。由表8 前3列可知,數(shù)字技術(shù)對(duì)勞動(dòng)、資本和技術(shù)密集型行業(yè)碳排放強(qiáng)度均呈負(fù)向影響關(guān)系,系數(shù)分別是-0.070、-0.062、-0.020,僅有資本密集型行業(yè)負(fù)向影響通過了顯著性檢驗(yàn)。資本密集型行業(yè)內(nèi)部能源消耗量較大,產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng),數(shù)字技術(shù)應(yīng)用對(duì)其產(chǎn)線能效、質(zhì)量管控等領(lǐng)域的數(shù)字化升級(jí)效能顯著,生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化,資源配置效率提升,行業(yè)碳排放量得到顯著下降。此外,非金屬礦物制品業(yè),黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè),石油、煤炭及其他燃料加工業(yè),化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè),有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)2010—2021 年碳排放量均位居前五,且碳排放占比均超過90%,借鑒王霞等的分類方法[34],本文將該5 個(gè)制造業(yè)行業(yè)劃分為高碳制造業(yè),其余制造業(yè)行業(yè)為中低碳制造業(yè),進(jìn)行異質(zhì)性分析,回歸分析如表8 第4、5 列所示。由表8 第4、5 列可知,數(shù)字技術(shù)均顯著降低高碳和中低碳制造業(yè)碳排放強(qiáng)度,且對(duì)高碳制造業(yè)行業(yè)負(fù)向影響更加顯著。數(shù)字技術(shù)應(yīng)用能夠優(yōu)化產(chǎn)出結(jié)構(gòu),提高制造業(yè)行業(yè)生產(chǎn)效率,推動(dòng)制造業(yè)生產(chǎn)工藝和設(shè)備更新,進(jìn)而減少高碳和中低碳制造業(yè)行業(yè)碳排放。
表8 行業(yè)異質(zhì)性分析結(jié)果Table 8 Results of industry heterogeneity analysis
根據(jù)公式(2)—(4)檢驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新是否在數(shù)字技術(shù)與制造業(yè)碳排放之間發(fā)揮中介效應(yīng)。檢驗(yàn)結(jié)果如表9 所示。表9 第2、3 列結(jié)果顯示,系數(shù)β1、和μ2分別為-0.151、0.230,均通過了顯著性檢驗(yàn),表明間接效應(yīng)顯著;μ1為負(fù),且通過了顯著性檢驗(yàn),表明直接效應(yīng)顯著。同時(shí),β1、和μ2乘積與μ1同號(hào),說明技術(shù)創(chuàng)新具有部分中介效應(yīng),中介效應(yīng)占總效用的48%,即數(shù)字技術(shù)能夠通過技術(shù)創(chuàng)新水平實(shí)現(xiàn)制造業(yè)碳減排,驗(yàn)證了假設(shè)H2。
表9 中介效應(yīng)檢驗(yàn)Table 9 Test of mediating effect
根據(jù)公式(6)檢驗(yàn)綠色化水平的調(diào)節(jié)效應(yīng),檢驗(yàn)結(jié)果如表10 所示。由表10 第1 列結(jié)果可知,數(shù)字技術(shù)與綠色化水平交互項(xiàng)的系數(shù)為負(fù),且在1%水平上顯著,說明綠色化發(fā)展水平對(duì)數(shù)字技術(shù)的制造業(yè)碳減排效應(yīng)具有正向調(diào)節(jié)作用,驗(yàn)證了假設(shè)H3。由第2 列結(jié)果可知,東部地區(qū)綠色化水平可以顯著調(diào)節(jié)數(shù)字技術(shù)的制造業(yè)碳減排效應(yīng)。第3、4 列結(jié)果顯示,中西部地區(qū)數(shù)字技術(shù)與綠色化水平交互項(xiàng)的系數(shù)也顯著為負(fù),而東北地區(qū)交互項(xiàng)系數(shù)不顯著。整體來說,綠色化發(fā)展水平可以增強(qiáng)數(shù)字技術(shù)的制造業(yè)碳減排效應(yīng)。制造業(yè)綠色化發(fā)展模式日益普及,傳統(tǒng)高污染、高耗能、低效率的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)被淘汰,高效、節(jié)能、低碳的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展。制造業(yè)綠色化發(fā)展是現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),綠色化發(fā)展水平越高,制造業(yè)產(chǎn)業(yè)能源利用率越高,資源配置更加合理,碳排放強(qiáng)度會(huì)大大降低。
表10 綠色化水平的調(diào)節(jié)效應(yīng)Table 10 Moderating effect of greening level
本文以“雙碳”目標(biāo)為背景,利用2010—2021年中國(guó)30 個(gè)省份的面板數(shù)據(jù)探究數(shù)字技術(shù)能否成為制造業(yè)碳減排的實(shí)現(xiàn)路徑,同時(shí)考察技術(shù)創(chuàng)新的中介效應(yīng)和綠色化水平的調(diào)節(jié)作用。主要結(jié)論如下:①數(shù)字技術(shù)能顯著降低制造業(yè)碳排放強(qiáng)度,具有制造業(yè)碳減排效應(yīng),運(yùn)用替代被解釋變量法和剔除直轄市方法進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗(yàn),同時(shí)利用1984 年固定電話用戶數(shù)量和移動(dòng)電話用戶交互項(xiàng)作為工具變量進(jìn)行內(nèi)生性討論后,研究結(jié)果依然成立,數(shù)字技術(shù)具有制造業(yè)碳減排效應(yīng)。②2010—2014 年數(shù)字技術(shù)對(duì)制造業(yè)碳排放強(qiáng)度具有顯著的正向影響,2015—2021 年數(shù)字技術(shù)對(duì)制造業(yè)碳排放具有顯著的負(fù)向影響;數(shù)字技術(shù)對(duì)不同區(qū)域制造業(yè)碳排放強(qiáng)度的影響存在顯著差異,數(shù)字技術(shù)對(duì)中部和西部地區(qū)具有顯著的制造業(yè)碳減排效應(yīng),而對(duì)東部和東北部地區(qū)制造業(yè)碳排放強(qiáng)度具有正向影響,影響效果不顯著;數(shù)字技術(shù)對(duì)勞動(dòng)密集型、資本密集型和技術(shù)密集型行業(yè)制造業(yè)碳排放強(qiáng)度均有負(fù)向影響,對(duì)資本密集型行業(yè)影響效應(yīng)顯著,而對(duì)勞動(dòng)和技術(shù)密集型行業(yè)的負(fù)向影響不顯著;數(shù)字技術(shù)對(duì)高碳和中低碳制造業(yè)行業(yè)碳排放強(qiáng)度均有顯著的負(fù)向影響。③數(shù)字技術(shù)通過影響技術(shù)創(chuàng)新對(duì)制造業(yè)碳排放強(qiáng)度產(chǎn)生作用,即數(shù)字技術(shù)的制造業(yè)碳減排效應(yīng)可以通過技術(shù)創(chuàng)新效應(yīng)實(shí)現(xiàn)。④綠色化水平能夠正向調(diào)節(jié)數(shù)字技術(shù)的制造業(yè)碳減排效應(yīng),其中綠色化水平的調(diào)節(jié)作用在東部和中西部地區(qū)更為顯著。
加大制造業(yè)數(shù)字技術(shù)發(fā)展的投資力度,因地制宜構(gòu)建數(shù)字化發(fā)展戰(zhàn)略。一方面,需要重視數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),優(yōu)化數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu),提升數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施能源利用率,為制造業(yè)碳減排奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),同時(shí)鼓勵(lì)制造業(yè)利用良好的外部環(huán)境,加大數(shù)字技術(shù)投資力度,加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā),特別是在“雙碳”目標(biāo)背景下,加強(qiáng)綠色低碳、節(jié)能減排的核心數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用研究;另一方面,不同區(qū)域之間應(yīng)加強(qiáng)數(shù)字技術(shù)合作交流,中西部地區(qū)繼續(xù)增強(qiáng)數(shù)字技術(shù)在制造業(yè)碳減排方面的應(yīng)用,東部地區(qū)利用自身優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮數(shù)字技術(shù)應(yīng)用對(duì)制造業(yè)碳減排的效能,進(jìn)而形成制造業(yè)的數(shù)字化碳減排技術(shù)擴(kuò)散與承接。
加強(qiáng)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)與數(shù)字技術(shù)融合深度與廣度,推動(dòng)制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。一方面,通過數(shù)字技術(shù)與制造業(yè)深度融合,重點(diǎn)關(guān)注資本密集型制造業(yè)行業(yè),實(shí)時(shí)掌握能源消耗數(shù)據(jù),監(jiān)測(cè)制造業(yè)各環(huán)節(jié)碳排放,加強(qiáng)制造業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的碳排放核心數(shù)字技術(shù)研發(fā),構(gòu)建擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系,利于數(shù)字化技術(shù)提高制造業(yè)能耗效率,降低制造業(yè)二氧化碳排放,減少環(huán)境污染;另一方面,促進(jìn)現(xiàn)代制造業(yè)、制造服務(wù)業(yè)和環(huán)保產(chǎn)業(yè)的多鏈融合、協(xié)同發(fā)展格局,打破產(chǎn)業(yè)和區(qū)域壁壘,加強(qiáng)不同區(qū)域、不同領(lǐng)域的合作交流,形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的制造業(yè)數(shù)字化碳減排技術(shù)研發(fā)與擴(kuò)散系統(tǒng)。
重視數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新和綠色化發(fā)展政策引導(dǎo)。數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新是制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的重要內(nèi)容,同時(shí)融入碳減排的數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新使制造業(yè)能夠一次性完成系統(tǒng)升級(jí)目標(biāo),所以數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)制造業(yè)“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)能夠有效提升產(chǎn)業(yè)升級(jí)效率,統(tǒng)籌制定引導(dǎo)政策能夠發(fā)揮多重效果;充分發(fā)揮綠色化數(shù)字技術(shù)對(duì)制造業(yè)碳減排效應(yīng)的調(diào)節(jié)作用,強(qiáng)化制造業(yè)綠色發(fā)展理念,有效促進(jìn)制造業(yè)碳減排,形成不同區(qū)域綠色化協(xié)調(diào)發(fā)展格局,推進(jìn)制造業(yè)綠色能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展,促進(jìn)制造業(yè)綠色轉(zhuǎn)型升級(jí)。