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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

作者

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,λiδt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
Table 1.

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
0.810 0.811 0.684 0.727
Table 2.

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
0.812 0.745 0.811 0.714
Table 3.

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
0.754 0.859 0.840 0.767
Table 4.

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

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  • [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

周婷. (2025). 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. 经济管理前沿, 1(1), 28–32. 取读于 从 http://8.219.207.158/index.php/FEM/article/view/210
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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.

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作者简介

  • sci-open@163.com
    重庆师范大学 , 中国