
绿色技术创新水平对低碳经济转型的影响研究—基于能源消费与产业结构的中介视角
摘要
本文基于2008—2022年中国30个省级面板数据构建非线性模型,实证剖析了绿色技术创新水平对低碳经济转型的作用。研究表明,绿色技术创新与碳排放、碳绩效显著非线性相关,且能通过优化能源消费结构、促进产业结构升级对二者产生影响,为推动中国低碳经济转型提供了关键理论支撑与政策启发。
1 理论分析与研究假设
1.1 绿色技术创新对低碳经济转型的直接影响
绿色技术创新对碳排放影响具双重性。一方面,技术迭代提能效,降能耗成本,致产品需求上升,企业扩产能,增能源消耗与碳排放。技术创新高风险成本产生产出效应,且能效提升使化石能源价格降,若其他要素价格未抵消下跌,其会替代要素增加需求,削弱降碳预期。产出效应和化石能源需求上涨是碳回弹主因及促碳排放关键。另一方面,绿色技术创新全环节助力降碳。清洁能源替代源头减排,改进生产工艺间接降碳,优化末端治理及发展碳汇等技术也能减排。在绿色技术创新的初期,企业需要投入大量资源进行技术研发和改造,短期内可能导致成本上升、经济效益下降,从而对碳绩效产生负面影响。随着绿色技术创新的成功应用,企业能够通过提高能源效率、降低污染排放、优化资源配置等方式实现环境效益与经济效益的双重提升,碳绩效显著改善。然而,当绿色技术接近成熟或市场渗透率较高时,进一步增加专利对碳绩效的边际贡献可能递减,甚至因技术竞争或市场拥挤导致效率下降。据此,本文提出假设1。
假设1:绿色技术创新与低碳经济转型之间呈现非线性关系。
1.3 绿色技术创新对低碳经济转型的间接影响
绿色技术创新对能源消费结构和产业结构均产生显著影响。从能源消费结构来看,绿色技术创新有助于提升资源配置效率。在要素能够自由流动的环境中,随着绿色技术创新水平的不断提高,低碳与零碳技术日益成熟,其使用成本逐渐降低。这使得更多清洁能源得以进入生产领域,清洁技术的研发与应用占比持续上升,而化石能源的消耗占比相应下降,从而从源头上有效控制了碳排放在产业结构方面,绿色技术创新同样发挥着重要作用。绿色技术创新的发展可推动产业结构朝着高端化、绿色化方向转变,进而间接提高碳绩效。当绿色技术创新水平提升时,人才、资本等生产要素会更倾向于流向低碳生产性服务业,进而推动高污染行业向低污染行业加速转移。不过,新技术的广泛应用以及能源效率的提升,常常会带动产量的增加,促使第二产业产值上升,这在一定程度上加剧了化石能源的消耗。在其他生产要素使用量保持不变的情况下,绿色技术创新所引发的能源消费净增长,反而会对碳绩效产生积极影响,有助于提升碳绩效水平。据此,本文提出以下假设。
假设2:绿色技术创新水平提升通过优化能源消费结构降低碳排放。
假设3:绿色技术创新水平提升会阻碍产业结构优化来增加碳绩效。
2 研究设计
2.1 指标选取及变量说明
1.被解释变量:低碳经济转型。本文把低碳经济转型划分为碳排放和碳绩效两方面。其中,碳排放通过各省碳排放总量的对数来衡量;碳绩效则参照孙作人等的方法,以各省份GDP与CO₂排放量的比值进行衡量。
2.核心解释变量:本文使用绿色专利申请量的对数衡量绿色技术创新。
3.中介变量:本文以煤炭消费总量占能源消费总量的比重衡量能源消费结构,以第三产业增加值占地区生产总值的比重衡量产业结构。
4.控制变量:经济发展水平以地区生产总值与地区人口总量的比值衡量;基础设施建设以地区公路里程数的对数衡量;政府干预程度以政府财政支出占GDP的比值衡量;环保力度以工业污染治理完成投资与地区生产总值的比值衡量。
2.2 模型构建
基于上述理论分析,绿色技术创新与低碳经济转型间存在非线性关系。因此,本文在模型中添加绿色技术创新平方项,构建非线性基准回归模型:
(1)
其中,i表示省份,t表示年份,lnco2it是碳排放,Gco2it是碳绩效,lningr表示i省份第t年的绿色技术创新,Controlsit是控制变量,λi和δt分别指省份固定效应与年份固定效应,εit是随机扰动项。
本文根据江艇的方法,构建机制分析模型验证绿色技术创新对碳排放、碳绩效的影响机制。模型如下:
(3)
其中,Mit为中介变量,其它部分与式(1)相同。
2.3 数据说明
鉴于数据可得性,本文选取2008-2022年间中国30个省级行政区样本,数据主要源自《中国统计年鉴》《中国能源统计年鉴》及各省份相应年份统计年鉴。对部分缺失数据,采用插值法计算补充。本文主要变量的描述性统计结果见表1。
表1 变量的描述性统计结果
变量类型 | 变量代码 | 观测数 | 均值 | 标准差 | 最小值 | 最大值 |
被解释变量 | 碳排放(lnco2) | 450 | 11.226 | 0.776 | 8.442 | 13.0672 |
碳绩效(Gco2) | 450 | 0.758 | 0.544 | 0.0484 | 2.9203 | |
核心解释变量 | 绿色技术创新(lningr) | 450 | 7.710 | 1.532 | 3.045 | 10.9203 |
中介变量 | 能源消费结(es) | 450 | 0.392 | 0.155 | 0.0056 | 0.724 |
产业结构(serv) | 450 | 0.483 | 0.093 | 0.298 | 0.8386 | |
控制变量 | 经济发展水(rgdp) | 450 | 5.243 | 3.080 | 0.975 | 19.053 |
基础设施建(basic) | 450 | 14.914 | 8.052 | 1.1497 | 40.539 | |
政府干预程度(gov) | 450 | 0.240 | 0.100 | 0.087 | 0.643 | |
环保力度(il) | 450 | 0.001 | 0.001 | 7.56 | 0.0099 |
3 实证分析
3.1 基准回归分析
本文构建非线性模型进行基准回归分析,结果见表2。表2中列(1)与列(3)数据显示,绿色技术创新与碳排放、碳绩效间呈显著正向线性关系。列(2)数据表明,绿色技术创新的二次项系数显著为负,意味着其对碳排放的影响呈显著倒U型关系,即绿色技术在小规模应用及技术成熟度提升阶段,对碳绩效的边际贡献显著增强,在技术接近市场饱和阶段,对碳绩效的边际效应递减。此外,列(4)结果表明,绿色技术创新与碳绩效的线性关系不稳定,引入控制变量和固定效应前后,相关系数的方向与显著性变化明显。尤其纳入绿色技术创新平方项后,基础项系数变为显著负值,平方项系数始终显著为正,二者间存在显著U型关系,验证了假设1。
表2 基准回归结果
变量 | lnco 2 | Gco 2 | ||
(1) | (2) | (3) | (4) | |
lningr | 0.139*** | 0.212*** | 0.063* | -0.244*** |
(0.033) | (0.053) | (0.035) | (0.051) | |
(lningr)² | -0.007* | 0.029*** | ||
(0.004) | (0.004) | |||
cons | 9.821*** | 9.581*** | -0.601** | 0.314 |
(0.233) | (0.268) | (0.247) | (0.258) | |
控制变量 | Yes | Yes | Yes | Yes |
省份、时间 | Yes | Yes | Yes | Yes |
N | 450 | 450 | 450 | 450 |
F | 90.011 | 86.062 | 45.741 | 53.182 |
R² | 0.810 | 0.811 | 0.684 | 0.727 |
注:*、**和***分别表示10%、5%和1%的显著性;括号内数值为标准误,下表同。
3.2 稳健性检验
为保障研究结论可靠、稳健,本文运用多种方法验证。首先,以各省份绿色专利授权数量作绿色技术创新替代指标,重新开展实证分析,结果见表3列(1)和列(2)。其次,为降低极端值对分析结果的潜在影响,对所有变量进行1%双边缩尾处理,处理后的回归结果见表3列(3)和列(4)。稳健性检验显示,绿色技术创新与碳排放、碳绩效间均呈显著U型关系,与基准回归模型估计结果相符。由此表明,本文研究结论稳健性较高。
表3 稳健性检验结果
变量 | (1) | (2) | (3) | (4) |
lnco 2 | Gco 2 | lnco 2 | Gco 2 | |
lningr | 0.190*** | -0.202*** | 0.184*** | -0.285*** |
(0.044) | (0.043) | (0.057) | (0.055) | |
(lningr)² | -0.006 | 0.032*** | -0.007 | 0.031*** |
(0.003) | (0.003) | (0.004) | (0.004) | |
cons | 9.729*** | 0.094 | 9.699*** | 0.618** |
(0.234) | (0.225) | (0.306) | (0.295) | |
控制变量 | Yes | Yes | Yes | Yes |
省份、时间 | Yes | Yes | Yes | Yes |
N | 450 | 450 | 420 | 420 |
R² | 0.812 | 0.745 | 0.811 | 0.714 |
3.3 机制分析
本文构建机制分析模型并进行回归分析,深入探究能源消费结构、外商直接投资和产业结构在绿色技术创新影响碳排放、碳绩效路径中的作用机制,结果见表4。列(1)回归结果表明,绿色技术创新对能源消费结构的回归系数为0.026,且在1%显著性水平上通过检验,说明绿色技术创新能显著优化能源消费结构。列(2)中,绿色技术创新的二次项系数在1%显著性水平上显著,进一步证实其对能源消费结构的影响呈非线性,假设2和假设3均得到验证。表4列(3)和列(4)回归结果显示,绿色技术创新对产业结构有显著负向作用,这是由于绿色技术创新需大量研发人才与资金投入,使得服务业的高端要素流向绿色技术研发部门。
表4 机制检验回归结果
变量 | (1) | (2) | (3) | (4) |
能源消费结构 | 产业结构 | |||
lningr | 0.026*** | -0.076*** | -0.038*** | 0.075*** |
(0.009) | (0.007) | (0.005) | (0.013) | |
(lningr)² | 0.004*** | -0.005*** | ||
(0.000) | (0.001) | |||
cons | 0.430*** | 0.746*** | 0.632*** | 0.285*** |
(0.061) | (0.034) | (0.032) | (0.067) | |
控制变量 | Yes | Yes | Yes | Yes |
省份、时间 | Yes | Yes | Yes | Yes |
N | 450 | 450 | 450 | 450 |
R² | 0.754 | 0.859 | 0.840 | 0.767 |
4 结论与建议
本研究基于省级面板数据构建非线性模型,深入实证分析了绿色技术创新对碳排放、碳绩效的影响,得出结论:绿色技术创新与碳排放、碳绩效间存在显著非线性关系,且能通过优化能源消费结构、推动产业结构升级影响二者,同时其影响存在区域差异。基于上述结论,本文提出政策建议:(1)加强绿色技术创新政策扶持。政府需加大资金投入,在研发和成果转化阶段给予税收优惠、补贴等,增强企业创新积极性。(2)加快能源消费结构优化。大力推进清洁能源技术应用,加大对风能、太阳能等可再生能源投资,丰富能源结构,提高清洁能源占比,降低对高碳能源依赖,推动能源低碳转型。(3)大力推动产业结构升级。通过政策引导,促使高耗能产业向低碳、环保转变,积极发展第三产业,提升经济绿色水平。(4)实施区域差异化政策。分类施策,对东部和中部巩固创新成果,推动向更高层次发展;对西部加强基础设施建设与技术支持,提升创新应用能力。
参考文献
- [1]胡珺,方祺,龙文滨.碳排放规制、企业减排激励与全要素生产率——基于中国碳排放权交易机制的自然实验[J].经济研究,2023,58(04):77-94.
- [2]张平淡,屠西伟.制造业集聚、技术进步与企业全要素能源效率[J].中国工业经济,2022,(07):103-121.
- [3]邵帅,范美婷,杨莉莉.经济结构调整、绿色技术进步与中国低碳转型发展——基于总体技术前沿和空间溢出效应视角的经验考察[J].管理世界,2022,38(02):46-69+4-10.
- [4]郭蕾,肖有智.碳排放权交易试点的创新激励效应研究[J].宏观经济研究,2020,(11):147-161.
- [5]孙作人,刘毅,田培培.产业集聚、市场化程度与城市碳效率[J].工业技术经济,2021,40(04):46-57.
如何引用
参考
胡珺,方祺,龙文滨.碳排放规制、企业减排激励与全要素生产率——基于中国碳排放权交易机制的自然实验[J].经济研究,2023,58(04):77-94.
张平淡,屠西伟.制造业集聚、技术进步与企业全要素能源效率[J].中国工业经济,2022,(07):103-121.
邵帅,范美婷,杨莉莉.经济结构调整、绿色技术进步与中国低碳转型发展——基于总体技术前沿和空间溢出效应视角的经验考察[J].管理世界,2022,38(02):46-69+4-10.
郭蕾,肖有智.碳排放权交易试点的创新激励效应研究[J].宏观经济研究,2020,(11):147-161.
孙作人,刘毅,田培培.产业集聚、市场化程度与城市碳效率[J].工业技术经济,2021,40(04):46-57.
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