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智慧降碳:数字经济发展对城市碳排放影响的效应与机制

秦炳涛 俞勇伟 葛力铭 郭援国

秦炳涛, 俞勇伟, 葛力铭, 郭援国. 智慧降碳:数字经济发展对城市碳排放影响的效应与机制[J]. 广东财经大学学报, 2023, 38(3): 4-23.
引用本文: 秦炳涛, 俞勇伟, 葛力铭, 郭援国. 智慧降碳:数字经济发展对城市碳排放影响的效应与机制[J]. 广东财经大学学报, 2023, 38(3): 4-23.
QIN Bing-tao, YU Yong-wei, GE Li-ming, GUO Yuan-guo. Smart Carbon Reduction: The Effect and Mechanism of Digital Economy Development on Urban Carbon Emissions[J]. Journal of Guangdong University of Finance & Economics, 2023, 38(3): 4-23.
Citation: QIN Bing-tao, YU Yong-wei, GE Li-ming, GUO Yuan-guo. Smart Carbon Reduction: The Effect and Mechanism of Digital Economy Development on Urban Carbon Emissions[J]. Journal of Guangdong University of Finance & Economics, 2023, 38(3): 4-23.

智慧降碳:数字经济发展对城市碳排放影响的效应与机制

基金项目: 

教育部人文社会科学青年基金项目 16YJC790083

上海财经大学研究生创新基金项目 CXJJ-2022-419

上海理工大学人文社会科学培育项目 20SKPY05

详细信息
    作者简介:

    秦炳涛(1976-),男,河北沧州人,上海理工大学管理学院副教授,博士后

    俞勇伟(1998-),男,安徽无为人,上海理工大学管理学院研究生

    郭援国(1997-),男,山东聊城人,上海理工大学管理学院研究生

    通讯作者:

    葛力铭(1994-),男,山东临沂人,上海财经大学城市与区域科学学院博士研究生,新加坡国立大学李光耀公共政策学院联合培养博士

  • 中图分类号: F205

Smart Carbon Reduction: The Effect and Mechanism of Digital Economy Development on Urban Carbon Emissions

  • 摘要: 数字经济在重塑后疫情时期中国经济发展轨迹的同时,也深刻影响了中国的“双碳”进程。以智慧城市试点政策作为数字经济发展的代理变量,基于2006—2019年中国281个地级城市的面板数据,综合运用双重差分法、两阶段三步法和空间双重差分法,实证考察数字化赋能视角下智慧城市建设的碳减排效应。结果表明:(1)相比非试点城市,智慧城市的碳排放量平均降低了2.8%,即智慧城市建设显著降低了碳排放水平,此结论经更换估计模型、精选对照组等系列稳健性检验后依然成立。(2)机制研究表明,智慧城市建设促使城市发展由要素与投资驱动转向创新驱动,并通过数字赋能发挥能源升级效应、生活转型效应与资源配置效应,促进了城市低碳转型,机制量化分解结果显示这一机制贡献了超过80%的解释效果。(3)异质性分析表明,数字经济发展的碳减排效果在大型及以上规模城市以及人、财、物资源禀赋较高的城市更为明显。(4)空间效应分析表明,伴随距离阈值的增加,智慧城市建设所产生的溢出效应明显减少,且使用双重差分空间杜宾模型进行检验后该结论依旧成立。这一研究不仅为分析数字经济发展与碳排放治理的因果关系提供了新的文献证据,对后疫情时期如何运用数字经济赋能绿色低碳转型、进而实现经济高质量发展亦具有重要实践意义。
  • 图  1  数字经济发展影响城市碳排放的机制与路径

    图  2  智慧城市试点的动态效应

    图  3  CO2的安慰剂检验

    图  4  CO2对智慧城市试点的脉冲响应

    图  5  机制量化分解图

    表  1  描述性统计

    变量类别 具体变量 变量符号 样本数 均值 标准差 最小值 最大值
    被解释变量 城市碳排放量 CO2 2 268 2.867 0.734 0.613 4.604
    城市碳排放强度 CEI 2 268 1.276 0.529 -0.165 6.102
    城市人均碳排放 CEI 2 268 1.74 0.609 -0.591 3.937
    核心解释变量 数字经济发展 smartcity 2 268 0.109 0.312 0 1
    控制变量 产业结构 lnind 2 268 3.831 0.262 2.492 4.408
    人力资本水平 lnhc 2 268 4.325 1.135 -0.524 7.178
    人口密度 lnpopu 2 268 5.708 0.932 1.548 7.882
    路网密度 lnrd 2 268 4.469 0.629 1.539 5.571
    基础设施建设 fra 2 268 19.438 36.757 0.15 562.463
    对外开放程度 open 2 268 0.162 0.292 0 3.5
    财政分权度 fiscal 2 268 0.432 0.217 0.055 1.541
    金融发展水平 fe 2 268 1.858 2.627 0.229 103.729
    一阶段机制变量 技术创新 innovate 2 268 5.414 17.354 0 237.304
    二阶段机制变量 城市电力消费量 lnelec 2 268 12.977 1.164 8.994 16.38
    人均电力消费水平 lnpopelec 2 268 8.266 0.83 5.15 11.815
    互联网接入用户 inter 2 268 0.569 0.645 0 5.32
    邮政业务总量 post 2 268 0.565 2.06 0.014 75.858
    科研从业人员 sciemploy 2 268 0.588 1.163 0 14.142
    科研支出强度 scitec 2 268 0.368 0.837 0 17.643
      注:为缓解某些变量数值过大所产生的影响,对变量单位进行了处理,如互联网接入用户单位为百万。
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    表  2  基准回归结果

    变量 CO2 CEI CE
    smartcity -0.040*** -0.028*** -0.054*** -0.055*** -0.123*** -0.098***
    (0.010) (0.010) (0.015) (0.014) (0.012) (0.011)
    lnind 0.137*** -0.399*** 0.137***
    (0.028) (0.036) (0.027)
    lnhc 0.053*** 0.058*** 0.083***
    (0.008) (0.011) (0.010)
    lnpopu 0.453*** -0.137* 0.427***
    (0.087) (0.076) (0.097)
    lnrd 0.063** 0.092*** 0.097***
    (0.027) (0.028) (0.027)
    fra 0.001* 0.000 0.000
    (0.000) (0.000) (0.000)
    open 0.083*** 0.126*** 0.128***
    (0.019) (0.025) (0.022)
    fiscal -0.0256 -0.1717*** 0.030
    (0.032) (0.036) (0.033)
    fe 0.002 0.042*** 0.002
    (0.002) (0.002) (0.002)
    常数项 2.871*** -0.764 1.282*** 2.900*** 1.753*** -2.045***
    (0.002) (0.496) (0.004) (0.450) (0.003) (0.550)
    城市时间趋势项
    年份效应
    城市效应
    N 2 268 2 268 2 268 2 268 2 268 2 268
    Adj.R2 0.982 0.984 0.899 0.946 0.967 0.972
      注:******分别表示10%、5%和1%的显著性水平,括号内的数值表示聚类到城市层面的标准误。下表同,且表 3至表 15均控制了城市时间趋势项。
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    表  3  试点年份选择偏误检验结果

    变量 2006 2008 2010
    CO2 0.091(0.203) 0.202(0.199) 0.345(0.219)
    CEI 0.537(0.398) 0.515(0.394) 0.486(0.411)
    CE 0.416(0.391) 0.555(0.363) 0.635(0.397)
    控制变量 控制 控制 控制
    N 162 162 162
      注:控制变量系数省略,下同。
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    表  4  稳健性检验:PSM-DID检验

    变量 CO2 CEI CE
    smartcity -0.026*** -0.019* -0.029* -0.041*** -0.09*** -0.074***
    (0.010) (0.010) (0.017) (0.014) (0.012) (0.011)
    lnind 0.070* -0.491*** 0.125***
    (0.036) (0.039) (0.032)
    lnhc 0.061*** 0.059*** 0.110***
    (0.013) (0.015) (0.015)
    lnpopu 0.478*** -0.125 0.597***
    (0.083) (0.081) (0.094)
    lnrd 0.066** 0.050 0.030
    (0.029) (0.032) (0.029)
    fra 0.000 0.000 0.000
    (0.000) (0.000) (0.000)
    open 0.050** 0.109*** 0.151***
    (0.020) (0.028) (0.026)
    fiscal -0.034 -0.161*** 0.011
    (0.033) (0.036) (0.034)
    fe 0.002 0.041*** 0.001
    (0.002) (0.002) (0.002)
    常数项 2.947*** -0.675 1.253*** 3.375*** 1.795*** -2.834***
    (0.002) (0.504) (0.004) (0.484) (0.003) (0.562)
    年份效应
    城市效应
    N 2 011 2 011 2 011 2 011 2 011 2 011
    Adj.R2 0.983 0.985 0.896 0.948 0.969 0.974
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    表  5  稳健性检验:指标测度

    代理变量 CO2 CEI CE CO2 CEI CE
    互联网普及率 -0.041*** -0.083*** -0.059***
    (0.008) (0.012) (0.010)
    城市创新绩效 -0.001*** -0.002*** -0.002***
    (0.000) (0.000) (0.000)
    常数项 -0.965* 2.490*** -2.359*** -0.808 2.8197*** -2.143***
    (0.497) (0.439) (0.571) (0.492) (0.438) (0.557)
    控制变量 控制 控制 控制 控制 控制 控制
    年份效应
    城市效应
    N 2 430 2 430 2 430 2 430 2 430 2 430
    Adj.R2 0.984 0.948 0.971 0.984 0.947 0.972
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    表  6  稳健性检验:更换被解释变量

    变量 NewCO2 NewCEI NewCE NewCO2 NewCEI NewCE
    smartcity -0.058** -0.031** -0.029** -0.052** -0.038*** -0.030*
    (0.025) (0.014) (0.014) (0.026) (0.014) (0.015)
    常数项 5.773*** 0.576*** 0.844*** 0.886 1.424*** -1.180**
    (0.008) (0.004) (0.004) (0.888) (0.539) (0.571)
    控制变量 未控制 未控制 未控制 控制 控制 控制
    年份效应
    城市效应
    N 2 430 2 430 2 430 2 430 2 430 2 430
    Adj.R2 0.904 0.763 0.911 0.906 0.82 0.911
      注:NewCO2为新的城市碳排放量,NewCEI和NewCE分别代表新的碳排放强度和人均碳排放。
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    表  7  稳健性检验:精选对照组

    变量 CO2 CEI CE
    smartcity -0.038*** -0.030** -0.103*** -0.095*** -0.068*** -0.065***
    (0.011) (0.008) (0.015) (0.016) (0.013) (0.013)
    常数项 3.285*** -0.104 1.203*** 4.519*** 2.116*** -2.600***
    (0.004) (0.665) (0.005) (0.927) (0.004) (0.641)
    控制变量 未控制 控制 未控制 控制 未控制 控制
    年份效应
    城市效应
    N 868 868 868 868 868 868
    Adj.R2 0.988 0.989 0.967 0.971 0.964 0.975
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    表  8  稳健性检验:加入2013年和2014年试点城市

    变量 CO2 CEI CE CO2 CEI CE
    smartcity -0.053*** -0.060*** -0.135*** -0.040*** -0.058*** -0.111***
    (0.009) (0.014) (0.012) (0.009) (0.013) (0.011)
    常数项 2.881*** 1.311*** 1.775*** -1.630*** 1.546*** -2.341***
    (0.002) (0.003) (0.002) (0.413) (0.418) (0.424)
    控制变量 未控制 未控制 未控制 控制 控制 控制
    年份效应
    城市效应
    N 3 934 3 934 3 934 3 934 3 934 3 934
    Adj.R2 0.980 0.903 0.972 0.982 0.943 0.976
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    表  9  数字经济发展影响城市碳排放的机制检验:第一阶段

    变量 技术创新 能源升级效应 能源升级效应
    innovate elec popelec elec popelec
    smartcity 10.605***(1.673) -0.076**(0.034) -0.079**(0.038) -0.030(0.034) -0.060(0.039)
    innovate -0.004***(0.001) -0.002***(0.001)
    变量 技术创新 生活转型效应 生活转型效应
    innovate inter post inter post
    smartcity 10.605***(1.673) 0.169***(0.041) 0.735**(0.308) 0.021(0.031) 0.226(0.242)
    innovate 0.014***(0.001) 0.047***(0.006)
    变量 技术创新 资源配置效应 资源配置效应
    innovate scitec sciemploy scitec sciemploy
    smartcity 10.605***(1.673) 0.581***(0.092) 0.172***(0.042) 0.205***(0.058) -0.006(0.037)
    innovate 0.035***(0.005) 0.017***(0.002)
    控制变量 控制 控制 控制 控制 控制
    年份效应
    城市效应
    N 2 268 2 268 2 268 2 268 2 268
      注:限于页面,机制路径分成三个表格展示,表 10同。
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    表  10  数字经济发展影响城市碳排放的机制检验:第二阶段

    变量 能源升级效应 碳排放 碳排放
    elec popelec CO2 CO2 CO2
    smartcity -0.076**(0.034) -0.079**(0.038) -0.028***(0.010) -0.025***(0.010) -0.027***(0.009)
    elec 0.037***(0.006)
    popelec 0.047***(0.007)
    变量 生活转型效应 碳排放 碳排放
    inter post CO2 CO2 CO2
    smartcity 0.169***(0.041) 0.735**(0.308) -0.028***(0.010) -0.021**(0.010) -0.019**(0.010)
    inter -0.039***(0.008)
    post -0.001(0.001)
    变量 资源配置效应 碳排放 碳排放
    scitec sciemploy CO2 CO2 CO2
    smartcity 0.581***(0.092) 0.172***(0.042) -0.028***(0.010) -0.021**(0.010) -0.025***(0.010)
    scitec -0.012***(0.004)
    sciemploy -0.013***(0.005)
    控制变量 控制 控制 控制 控制 控制
    年份效应
    城市效应
    N 2 268 2 268 2 268 2 268 2 268
      注:表中仅报告了基于CO2的机制检验结果,基于CE和CEI的分析结果亦基本一致,其余说明同表 2
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    表  11  异质性分析:城市规模

    变量 中等城市 Ⅱ型大城市 Ⅰ型大城市 大城市
    CO2 -0.138*(0.009) -0.014(0.012) -0.001***(0.013) -0.031***(0.011)
    CEI -0.025(0.061) 0.020(0.024) -0.039***(0.024) -0.058*(0.023)
    CE -0.111(0.069) -0.072***(0.018) 0.011(0.015) -0.094***(0.015)
    控制变量 控制 控制 控制 控制
    年份效应
    城市效应
    N 97 845 660 606
    注:中等城市人口(50万-100万)、Ⅱ型大城市(100万-300万)、Ⅰ型大城市(300万-500万)、大城市(≥500万)。
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    表  12  异质性分析:城市特征

    变量 人力资本 经济活动 金融发展 信息基础设施
    低组 高组 低组 高组 低组 高组 低组 高组
    CO2 0.024 -0.026*** -0.021 -0.030** -0.0163 -0.0289** -0.0236 -0.0244**
    (0.054) (0.009) (0.017) (0.014) (0.014) (0.014) (0.022) (0.011)
    CEI 0.610 -0.234*** 0.039 -0.051*** -0.0086 -0.0598*** -0.0209 -0.0482***
    (1.573) (0.071) (0.026) (0.017) (0.021) (0.018) (0.025) (0.017)
    CE -0.073 -0.069*** -0.034* -0.094*** -0.0383* -0.1185*** 0.0118 -0.0582***
    (0.050) (0.011) (0.019) (0.016) (0.020) (0.016) (0.029) (0.013)
    控制变量 控制 控制 控制 控制 控制 控制 控制 控制
    年份效应
    城市效应
    N 1 134 1 134 1 134 1 134 1 134 1 134 1 134 1 134
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    表  13  数字经济发展影响城市碳排放空间模型的回归结果

    变量 SLX-DID SDM-DID
    省内关联 邻近省外 省内和邻近省外关联嵌套矩阵 省内关联 邻近省外 省内和邻近省外关联嵌套矩阵
    smartcity -0.027*** -0.033*** -0.030*** -0.025*** -0.030*** -0.022**
    (0.010) (0.010) (0.010) (0.009) (0.009) (0.009)
    W×smartcity -0.080*** -0.066*** -0.095*** -0.060*** -0.063*** -0.074***
    (0.011) (0.017) (0.015) (0.011) (0.014) (0.014)
    ρ 0.349*** 0.100*** 0.394***
    (0.045) (0.058) (0.039)
    控制变量 控制 控制 控制 控制 控制 控制
    时间固定
    空间固定
    直接效应 -0.036*** -0.031*** -0.035***
    (0.010) (0.009) (0.009)
    间接效应 -0.078*** -0.033*** -0.114***
    (0.013) (0.008) (0.020)
    总效应 -0.114*** -0.064*** -0.149***
    (0.019) (0.013) (0.027)
    N 2 268 2 268 2 268 2 268 2 268 2 268
    R2 0.985 0.985 0.985 0.097 0.168 0.090
    注:表中仅汇报了基于CO2的空间溢出检验结果,基于其他因变量的实证结果基本相同,其余说明同表 2
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-01-14
  • 网络出版日期:  2023-07-07
  • 刊出日期:  2023-05-28

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