数字经济驱动工业绿色发展的机制与效应研究

[摘要]数字经济与工业经济深度融合成为重组工业经济要素资源、重塑工业经济结构、推进绿色低碳转型的关键力量。基于2011—2020年省级面板数据，利用DEA-ML估计法测算我国各省域工业绿色全要素生产率，构建省级数字经济水平综合指标体系，运用个体固定效应模型、中介效应模型和门槛效应模型，探究数字经济对工业绿色全要素生产率的影响。结果表明：数字经济有利于提高工业绿色全要素生产率；数字经济可以通过优化产业结构、改善能源结构和绿色技术创新三个途径有效提高工业绿色生产效率；门槛模型实证检验了数字经济对工业绿色发展的非线性影响，环境规制和研发投入在数字经济提升工业绿色全要素生产率过程中均发挥了单一门槛作用；不同地区数字经济对工业绿色发展的影响存在差异。因此，建议将数字技术运用于工业生产全过程，构建工业绿色发展体系，积极引导数字化和绿色化协同发展，助力“双碳”目标实现。

[关键词]数字经济；工业；全要素生产率；绿色发展

一、 引言与文献分析

党的二十大报告指出，推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节。在当前工业革命、科技革命和数字经济不断推进的背景下，数字技术助推工业绿色发展已成为实现工业高质量发展的内在要求。数字经济是数据资源信息与数字化技术的结合创新进而产生的一系列新兴技术和新业态的经济活动[1]。在数字经济成为发展趋势的背景下，越来越多学者关注到数字经济在新一轮产业变革中的赋能作用。在宏观层面，数字经济作为一种新型经济形态和未来发展方向，会影响产业结构[2]、经济高质量发展[3]在改善环境污染和提升绿色创新水平中发挥的作用[4]。在微观方面，数字经济对企业提高资源配置效率、劳动生产率和管理效率发挥了重要作用[5]，通过技术创新和降低成本等途径提升企业绩效[6]。

近年来，围绕工业绿色发展这一关键命题，国家陆续出台了各项政策举措。如在《“十四五”工业绿色发展规划》中指出，“十四五”时期是我国应对气候变化、实现双碳目标的关键期，也是工业实现绿色低碳转型的关键五年1。2035年远景目标和党的二十大报告提出要充分利用数字技术新优势，转变传统的工业生产方式，推动数字经济与实体经济融合发展。有研究表明“互联网+”通过中介传导机制能促进工业高质量发展[7]，人工智能在工业领域不仅能直接提升绿色发展效率，还能通过技术创新和优化能源使用结构间接促进绿色发展[8]。此外，数字经济通过产业结构、市场化水平和人力资本积累影响工业绿色生产率[9]。在“双碳”目标和全球气候治理背景下，考察数字经济与碳排放之间的关系对推动经济发展低碳转型，实现碳达峰、碳中和以及构建人类命运共同体具有重要意义[10]。当前，虽然一些行业已将数字化贯穿生产经营全过程，但数字经济与工业绿色发展尚未充分融合，依然面临着资金约束、技术难题和时间约束等问题。

因此，在双碳目标下，工业亟须绿色转型发展，研究数字经济对工业绿色转型的作用机制和效应，对于实现经济高质量发展有重要实践意义。目前，研究者已经关注到数字经济在工业发展领域产生的经济效应，并从不同层面展开了一系列研究，为我们研究数字经济与实体经济深度融合提供了理论和方法借鉴。与已有研究相比，本文的边际贡献主要体现在以下几个方面：一是研究视角，考虑到数字经济对工业绿色发展是多路径、多维度的综合影响，先后从直接、间接和从非线性视角阐述数字经济对工业绿色发展的影响。二是作用机制，一方面引入产业结构、能源消费结构与绿色技术创新水平作为中介变量，探究三者在数字经济驱动工业绿色发展过程中发挥的传导作用；另一方面引入环境规制和研发投入强度探究两者在数字经济对工业绿色全要素生产率产生影响过程中发挥的“门槛效应”。三是研究内容，通过构建数字经济综合指标体系，使用Malmquist指数法测算30个省区市工业绿色全要素生产率，利用计量模型检验数字经济在提高工业绿色全要素生产率过程中的具体实现路径。

二、 作用机制与研究假设

工业是实现经济绿色高质量增长的重要领域，绿色发展要求工业领域进一步深化转型升级，走生态化、绿色低碳化、高质量发展道路，推进工业发展方式由“高增长高污染高消耗”向“高水平高质量高效益”转变。但当今工业企业在绿色转型过程中仍面临制度环境、资金、技术及传统粗放型发展方式等制约。随着数字经济渗透到工业经济的各领域，其凭借平台化、共享化等特性与智能制造技术和信息技术充分融合，为工业绿色发展提供了新动能。基于此，本文从以下三个方面探讨数字经济驱动工业绿色发展的作用机制并提出假设。

1. 数字经济对工业绿色发展的直接影响

数字经济是继农业经济、工业经济之后的一种新经济形态，具有不同于工业经济的独特运行规律和经济属性，是指以使用数字化的知识和信息作为关键生产要素、以现代信息网络作为重要载体、以信息通信技术的有效使用作为效率提升和经济结构优化的重要推动力的一系列经济活动1。使用新一代信息技术能够打破时空限制，推动生产要素资源的流动并实现合理对接和匹配，提高资源配置效率和生产率，带动工业经济绿色发展。在生产环节，数据要素资源和算力基础设施成为新的生产要素并逐步应用到生产过程。相比传统要素，使用新的生产要素投入优化了要素配置结构，从而促进生产要素绿色化。与此同时，人工智能和工业机器的使用极大地改善了工业生产工艺并提高劳动生产率，深化了企业绿色生产观念。在流通消费环节，数字经济通过需求变化倒逼产业转型，推动工业绿色发展。其一，企业利用大数据能更加精准地掌握市场需求信息，根据消费者偏好实现定制化生产。由此，消费者产生的新需求会催生出一批高端产品，引导工业结构由低层次向高层次转换，提高产品的附加值、促进高端技术产业的形成。其二，信息化加速数字平台和电商的发展，拓宽了销售渠道，加快了市场化水平，有利于减少信息不对称导致的资源错配。其三，数字技术还能加快绿色信息知识普及，进而有效引导消费者绿色生活和交易。总之，数字经济对提升工业企业技术和生产效率能够产生直接“赋能效应”。据此本文提出以下假设：

H1：数字经济能够推动我国工业绿色发展。

2. 数字经济驱动工业绿色发展的中介效应

数字经济日益成为新科技革命时期工业企业实现绿色转型的关键支撑，越来越多的企业进行数字化、清洁化改造，努力促进产业结构升级、能源结构优化和绿色技术创新，从而驱动工业经济绿色发展。其一，数字经济通过改造传统产业、促进新兴产业发展，带动产业结构优化，进而影响工业绿色生产和消费。数字经济技术有利于提高企业生产自动化的能力，使企业在达到原来生产数量的前提下只需投入更少的生产要素，从而降低企业生产成本、提高产出效率。其二，数字经济在原有技术水平上通过调整合理的投入与产出来提高资源利用效率，为能源生产和消费端注入新的活力，从而提高绿色全要素生产率。在能源开发方面，数字技术的广泛应用推动传统能源企业智能化改造和绿色低碳转型，帮助企业建立能源消耗信息网络，从而减少碳排放、构建清洁高效的能源体系。在能源利用方面，云计算、区块链和物联网等基础设施建设具有数据归纳、整合、分析和预测等功能，将其逐步运用到工业生产中能实时监测企业污染物排放，为企业节能决策提供数据支持。这有利于推动能源消费结构向低碳、清洁和绿色化转型，并减少能源消耗，从而通过提高能源利用效率和优化能源消费结构的方式赋能工业绿色发展。其三，数字化信息技术的应用通过搭建信息共享平台将企业与其他利益相关者联系起来，帮助企业获取绿色节能技术相关的信息和知识，降低了企业的知识搜寻成本和技术创新的风险，从而鼓励企业积极进行技术创新和改造[11]。可见，数字经济不断渗透到经济社会的各层面，为企业研发创新活动提供优良条件，利于推进绿色可持续发展进程。据此本文提出以下假设：

H2：数字经济通过产业结构、能源结构和绿色技术创新三条路径间接影响工业绿色发展。

3. 数字经济对工业绿色发展的非线性影响

数字经济对工业绿色发展的作用机制比较复杂，地区研发投入强度和环境规制差异可能会影响数字经济绿色效益发挥。已有研究表明，研发投入在数字经济对绿色全要素生产率的提升作用中发挥门槛作用，呈现非线性特征[12]。研发投入强度大的地区数字化基础设施完善，容易形成人力资本的“虹吸效应”，为数字经济发展提供良好的环境，从而能更好地发挥数字经济绿色特征[13]。环境规制作为推动我国工业经济实现高质量发展的重要政策工具，在发挥数字经济驱动工业绿色发展中有重要影响。数字技术的普及提高了环境信息产生、传输的效率，拓宽了社会主体参与环境治理的渠道，有效激发了市场行为主体的环保意识，进而促进工业绿色转型[14]。数字网络时代随着智能化企业用户数量增加，信息技术在企业之间扩散推动企业数字化转型，从而带动工业经济实现绿色增长，并且数字化在促进经济绿色低碳发展中产生的价值将呈几何级数增长规律，即该影响会随着数字经济水平的提高而越来越明显，由此可见“梅特卡夫法则”在工业绿色发展中成立。据此，本文提出以下假设：

H3：数字经济对工业绿色发展的影响具有非线性特征。

三、 模型构建与变量选取

1. 计量模型构建

为检验数字经济能否提高工业绿色全要素生产率，本文首先构建基准面板回归模型：

[lngtfpit=α0+α1lndeit+α2controlit+εit] （1）

其中i表示地区，t表示年份，[lngtfpit]、[lndeit]、[controlit]分别表示工业绿色全要素生产率、数字经济水平和一系列控制变量，α0、α1和α2分别表示截距项、核心解释变量和一系列控制变量回归系数，[εit]代表随机扰动项。

除了式（1）所体现的总效应，数字经济可能通过产业结构、能源消费结构和绿色技术创新三个中介变量间接影响工业绿色全要素生产率，借鉴温忠麟的做法[15]，建立如下中介效应模型：

[Mit=β0+β1lndeit+β2controlit+εit] （2）

[lngtfpit=γ0+γ1lndeit+γ2controlit+εit] （3）

式中M为表示中介变量，分别为产业结构合理化（lnstru）、能源消费结构（lncon）、绿色技术创新水平（lngpt）；[β1×γ1]表示数字经济通过中介传导机制对工业绿色发展的影响程度。

为验证数字经济对工业绿色全要素生产率存在的非线性影响，参考Hansen的面板门槛模型[16]，从环境规制和研法投入强度探索数字经济对绿色全要素生产率提升的作用中是否存在门槛效应。构建的门槛模型如下：

[lngtfpit=δ0+δ1lndeit×Iqit≤θ+δ1lndeit×Iqit>θ+δ2Zit+εit] （4）

其中，[qit]表示门槛变量，指代环境规制与研发投入强度，环境规制用工业污染治理投资完成额占第二产业比重衡量[17]；研发投入强度用R&D经费支出占地区生产总值的比重表示[18]；I表示指标函数；表示具体的门槛值；Z表示一系列控制变量；[εit]表示扰动项。

2. 变量测度与说明

（1）核心解释变量

从现有文献看，对数字经济水平的统一测度标准还尚未形成，学者们主要使用熵值法和主成分分析法。国家统计局从“数字产业化”和“产业数字化”两个方面确定了数字经济的基本范围，主要涵盖其发展基础、产业发展及发展环境；随着数字经济的范围扩大以及实证研究的需要，逐渐增加了数字应用和科技创新投入产出等因素。考虑到数字经济与其他产业的融合发展，有研究将数字普惠金融发展状况纳入数字经济范围、丰富了数字经济指标体系内容[19]。依据数字经济核心内涵和发展实际并参考相关文献，本研究从数字基础设施、数字产业发展、数字经济环境和数字金融四个维度构建综合指标体系，使用熵值法对全国30省区市（除港澳台地区和西藏）的数字经济水平进行测度，具体内容见表1。