曹 澤，丁齋娟

（安徽建筑大學a.管理學院；b.城市建設學院，合肥 230000）

0 引言

隨著國民經(jīng)濟的快速增長，我國所面臨的一系列環(huán)境問題愈演愈烈，其中如何快速有效地實現(xiàn)溫室氣體減排，及時完成我國所承諾的碳達峰與碳中和目標，是我國當前發(fā)展過程中的重大現(xiàn)實問題?？紤]到工業(yè)部門一直是我國碳排放的重要“門戶”，如何改變傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)展模式、提升工業(yè)能源利用效率，是推動我國低碳發(fā)展的關鍵。在當前互聯(lián)網(wǎng)應用快速普及的背景下，推動工業(yè)部門建設向智能化方向轉型成為必然。應堅定不移地以智能制造為主攻方向，推動產(chǎn)業(yè)技術變革和優(yōu)化升級，減少資源能源消耗，助力碳達峰、碳中和。

盡管當前工業(yè)智能化發(fā)展備受關注，但相關研究所關注的焦點仍停留在智能化的經(jīng)濟效應。智能技術具有擴散性與滲透性特征，既能夠?qū)崿F(xiàn)在全行業(yè)范圍內(nèi)的快速普及，同時又能夠強化空間范圍內(nèi)的協(xié)同合作，通過資源的有效調(diào)配作用于生產(chǎn)效率。因此，推動智能化應用的過程，也是發(fā)揮智能化技術對于生產(chǎn)效率的提升作用的過程，同時也是實現(xiàn)經(jīng)濟集約化增長和轉變發(fā)展模式的過程。具體而言，智能化發(fā)展的經(jīng)濟效應集中反映在兩個方面：一是勞動力就業(yè)。智能化技術在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的應用會對傳統(tǒng)的用工結構產(chǎn)生沖擊，由于自動化生產(chǎn)的普遍應用，低技能勞動力往往會被取代，但同時也會催生一批新的工作崗位；工業(yè)智能化發(fā)展短期內(nèi)往往會降低勞動力需求，從而在一定程度上加劇失業(yè)，但同時對于高技能勞動力的需求會顯著增加，進而產(chǎn)生技能溢價并提升勞動力工資水平[1]。二是生產(chǎn)效率的變動。機器人的大量使用會使得勞動力的投入份額降低，而生產(chǎn)工藝的改進則會有效提升生產(chǎn)效率。與此同時，附著在工業(yè)機器人進出口貿(mào)易中的技術溢出同樣會對生產(chǎn)率提升產(chǎn)生積極影響。毋庸置疑，智能化發(fā)展對于工業(yè)發(fā)展和結構調(diào)整等具有深刻影響，那么，在當前碳達峰、碳中和目標約束下，智能化發(fā)展是否有助于節(jié)能減排呢？本文將對此予以重點研究。這不僅為發(fā)揮新科學技術的創(chuàng)新驅(qū)動力提供理論支撐，同時也對新形勢下中國節(jié)能減排的路徑選擇提供現(xiàn)實指導。

本文可能的邊際貢獻主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，拓展碳減排的智能化路徑選擇。本文結合當前碳達峰與碳中和的現(xiàn)實減排訴求，將智能化發(fā)展與碳排放納入統(tǒng)一的分析框架，以智能化作為切入點考察智能化發(fā)展減排路徑的可行性。第二，明晰智能化發(fā)展作用于碳減排的內(nèi)在機理，為減排政策制定提供經(jīng)驗指導。本文從節(jié)能效應、技術進步效應以及規(guī)模效應三個維度揭示智能化發(fā)展影響碳排放的作用機制，為更好地實現(xiàn)智能化助力中國雙碳目標落實提供理論支撐。第三，本文進一步從空間維度關注智能化發(fā)展影響節(jié)能減排的溢出效應，討論智能化發(fā)展的空間關聯(lián)特征，證實了智能化發(fā)展協(xié)同推進的現(xiàn)實必要性。

1 理論分析與研究假設

就本文所重點關注的智能化發(fā)展的節(jié)能減排效應而言，目前鮮有研究涉及，但部分研究中對于智能化與高質(zhì)量發(fā)展的討論為本文的研究提供了重要思路。既有研究表明，智能化發(fā)展整體上有助于高質(zhì)量發(fā)展，一方面能夠促進創(chuàng)新要素優(yōu)化配置，從組織層面和技術層面為創(chuàng)新研發(fā)提供可靠的組織管理和平臺保障，實現(xiàn)創(chuàng)新活動的動態(tài)調(diào)整和產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新，進而實現(xiàn)生產(chǎn)流程的清潔化改造，另一方面則能夠強化對外開放效應。智能化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是中國企業(yè)融入全球價值鏈并提升產(chǎn)品附加值的重要依托，有助于勞動力結構優(yōu)化和技能優(yōu)化，那么這是否就意味著智能化發(fā)展一定會減少碳排放呢？答案是否定的。企業(yè)智能化轉型升級過程中需要大規(guī)模的設備更新、技術改造與結構改組，這一行為必然伴隨高額的固定成本和沉沒成本。事實上，智能化轉型的過程中需要大量的生產(chǎn)要素投入，這往往會導致能源消費需求的不斷增加。與此同時，智能化轉型所帶來的生產(chǎn)率提升“紅利”能夠推動企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴張和產(chǎn)能增加，這一過程中往往伴隨著碳排放總量的上升。

具體地，智能化轉型影響碳排放的作用機制可以歸結如下：（1）技術進步效應。本質(zhì)上作為智能技術對人力資本的補充與替代，智能化具備一般通用目的技術的技術進步屬性，一是可以通過完成復雜任務，使員工能夠更有效地利用時間，專注于想象、創(chuàng)造和創(chuàng)新以推動技術進步和生產(chǎn)工藝改進，增強企業(yè)污染排放的末端治理能力[2]。二是能夠有效增強行業(yè)間的聯(lián)系，通過其滲透性和協(xié)同性推動全行業(yè)生產(chǎn)效率提升和技術溢出[3]，通過滲透到經(jīng)濟社會各個領域，提高部門間要素協(xié)同性從而促進技術進步[4]。技術進步對于碳排放的影響受技術偏向性屬性的影響，相較于生產(chǎn)導向型技術進步，綠色偏向型技術進步往往有助于碳減排。（2）節(jié)能效應。能源強度反映了單位產(chǎn)出所消耗的能源總量，能源強度的高低是碳排放的直接影響因素。智能化發(fā)展所帶來的生產(chǎn)工藝的改進、能源利用技術的進步、產(chǎn)業(yè)結構和能源投入結構的變遷等整體上有助于能源強度的降低，進而發(fā)揮節(jié)能效應。其一，智能化發(fā)展所引致的技術進步對于能源利用方式具有直接影響，有助于減少生產(chǎn)過程中的能源浪費，提升其利用效率；其二，智能化發(fā)展能夠推動產(chǎn)業(yè)結構的服務化轉型，從而降低對傳統(tǒng)化石能源的依賴性，從整體上改善能源利用效率。（3）規(guī)模效應。正如前文所論述的，智能化發(fā)展有助于生產(chǎn)效率提升，進而引發(fā)生產(chǎn)規(guī)模擴張和產(chǎn)能增加，這無疑會導致能源消費規(guī)模的上升，進而阻礙碳減排?；谏鲜龇治觯悄芑l(fā)展的節(jié)能減排效應具有不確定性，取決于智能化發(fā)展所引致的節(jié)能效應、規(guī)模效應和技術進步效應的綜合作用，據(jù)此，可以提出：

假設1：智能化發(fā)展能夠基于節(jié)能效應、規(guī)模效應和技術進步效應影響碳排放，且對于碳排放的影響具有不確定性。

2 研究設計

2.1 模型設定與變量說明

參考已有研究，本文構建以下模型：

其中，i代表省份；t代表年份；CC代表碳排放總量，碳排放數(shù)據(jù)來源于中國碳排放數(shù)據(jù)庫（CEADs）所公布的我國省域?qū)用娑趸寂欧徘鍐?，其中涵蓋化石燃料燃燒和水泥生產(chǎn)過程的相關碳排放；rob表示智能化發(fā)展水平，考慮到智能化發(fā)展對于生產(chǎn)活動的影響可能存在一定的滯后特征，因此本文選取智能化發(fā)展的一期滯后項作為核心解釋變量；X代表其他控制變量；Vi表示地區(qū)效應；Ut表示時間非觀測效應；εit為隨機擾動項。

相關變量的具體說明如下：（1）智能化發(fā)展水平?？紤]到智能化發(fā)展的過程涵蓋信息基礎設施建設、智能化技術應用以及智能化結果的綜合性內(nèi)容，本文從基礎投入、軟件開發(fā)與應用、經(jīng)濟效益三個維度構建區(qū)域智能化發(fā)展水平指標體系。具體地，基礎投入主要包括研發(fā)經(jīng)費及開發(fā)人員的相關經(jīng)費投入；軟件開發(fā)與應用主要包括應用基礎軟件、支撐軟件、嵌入式應用軟件等產(chǎn)品的企業(yè)數(shù)量和軟件收入；經(jīng)濟效益則包括電子通訊設備等信息技術企業(yè)的規(guī)模及利潤。借鑒文獻[4]，采用熵權法對智能化發(fā)展水平進行測度分析。（2）控制變量。為更客觀、準確地分析智能化發(fā)展對節(jié)能減排的影響，本文借鑒文獻[5,6]對以下變量進行控制：政府干預（fis，采用財政支出占GDP的比重來衡量）、產(chǎn)業(yè)結構（is，采用第三產(chǎn)業(yè)與第二產(chǎn)業(yè)增加值之比來表示）、開放水平（open，采用區(qū)域進出口總額與區(qū)域GDP的比值來衡量）、城市化（urb，采用區(qū)域內(nèi)年末城鎮(zhèn)人口與總人口之比來表征）、人力資本水平（edu，采用地區(qū)人均受教育年限來表征）。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本文以2011—2020 年我國30 個省份（不含西藏和港澳臺）為研究對象，選取區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的相關數(shù)據(jù)，各指標的原始數(shù)據(jù)主要來源于國家統(tǒng)計局官網(wǎng)和相關年份的《中國統(tǒng)計年鑒》。為避免極端值的影響，對變量進行了1%分位和99%分位的Winsorize處理；為避免多重共線性問題，對方差膨脹因子（VIF）進行了檢驗，發(fā)現(xiàn)各變量的VIF＜10，說明不存在顯著的多重共線性問題。相關變量的描述性統(tǒng)計如表1所示。

表1 相關變量的描述性統(tǒng)計

3 實證分析

3.1 基準回歸分析

考慮到本文所采用的研究樣本為面板數(shù)據(jù)，需要采用豪斯曼檢驗來判斷選擇固定效應還是隨機效應模型。檢驗結果表明，豪斯曼檢驗統(tǒng)計量P 值均為0.0000，說明拒絕隨機效應，因此本文通過對相關變量建立固定效應模型進行基準回歸分析。為保證估計結果的可靠性，本文采用依次添加控制變量的方法進行基準回歸分析，結果如表2所示。整體來看，智能化發(fā)展對于碳排放的影響均顯著為負，這表明智能化發(fā)展具有積極的減排效應。從控制變量的估計結果來看，政府干預對于碳排放具有顯著的抑制效應，這是因為隨著環(huán)境治理在政府績效評估中越來越重要，地方政府愈發(fā)重視碳減排工作的落實，一系列嚴格的環(huán)境規(guī)制為降低碳排放提供了重要保障。產(chǎn)業(yè)結構對于碳排放的影響同樣顯著為負，即隨著第三產(chǎn)業(yè)占比的不斷增加，產(chǎn)業(yè)結構的優(yōu)化為碳減排提供了重要的內(nèi)在驅(qū)動力。同樣地，人力資本水平與碳排放亦呈現(xiàn)顯著的負相關性。本文分析，人力資本水平的提升為綠色技術創(chuàng)新提供了重要的人才保障，同時教育水平的上升亦有助于強化綠色消費行為，最終有助于碳排放的減少。然而，開放水平和城市化的推進卻扮演著阻礙碳減排的“角色”。究其原因，開放水平的提升使得部分地區(qū)淪為“污染天堂”，大量高污染型產(chǎn)業(yè)的遷入使碳排放總量不斷攀升，而城市化建設過程中自然離不開大量的能源投入，能源投入的增加勢必造成碳排放總量的增加。

表2 基準回歸分析結果

前文匯報了智能化發(fā)展對碳排放的整體影響，在此基礎上，本文進一步將智能化發(fā)展分解為基礎投入、軟件開發(fā)與應用以及經(jīng)濟效益三項子指標，分別考察其對于碳排放的影響，結果如表3 所示。不難發(fā)現(xiàn)，三個子指標維度的智能化發(fā)展對于碳排放均表現(xiàn)出顯著的減排效應，但從作用強度和顯著性來看卻存在明顯差異。其中，軟件開發(fā)與應用對于碳排放的抑制效應最為突出，基礎投入和經(jīng)濟效益對于碳減排的作用則相對較弱。其可能的原因在于，軟件開發(fā)與應用一方面能夠助推軟件產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴張，促進產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級，另一方面則有助于推動技術創(chuàng)新和提升生產(chǎn)效率。與之不同，基礎投入和經(jīng)濟效益則能夠同時引致生產(chǎn)規(guī)模的擴張，這種規(guī)模效應會在一定程度上抵消智能化發(fā)展的減排效應。

表3 子指標回歸分析結果

3.2 穩(wěn)健性檢驗與內(nèi)生性處理

盡管前文采用的碳排放總量指標能夠從生產(chǎn)活動的角度對碳排放強度進行度量，但考慮到生產(chǎn)活動的主要服務對象是消費者，相比碳排放總量，人均碳排放能夠從消費維度有效刻畫生產(chǎn)活動規(guī)模。因此，作為穩(wěn)健性分析，進一步采用能夠從消費行為的角度對碳排放強度予以度量的人均碳排放這一指標作為被解釋變量，基于與前文同樣的計量模型和方法，就智能化發(fā)展對區(qū)域人均碳排放的影響進行實證考察，結果見表4。結果顯示，智能化發(fā)展對于人均碳排放的影響同樣顯著為負，這也意味著前文的估計結果具有充分的可靠性。

表4 穩(wěn)健性檢驗結果

盡管前文的分析中通過更換被解釋變量來確保估計結果的穩(wěn)健性，但潛在的逆向因果關系以及遺漏變量等問題同樣可能帶來內(nèi)生性威脅。如智能化發(fā)展作為有力的減排工具，其自身發(fā)展帶來節(jié)能減排效應的同時，各地區(qū)既有的碳減排壓力同樣會對智能化發(fā)展產(chǎn)生倒逼效應，即高碳排放地區(qū)為加速碳減排可能主動進行智能化改造。為進一步保證結論的可靠性，本文嘗試尋找智能化發(fā)展的工具變量并利用工具變量法進行內(nèi)生性分析。

理想的工具變量需要同時滿足排他性和相關性要求，本文主要選取兩類工具變量：一是借鑒文獻[7,8]的做法，采用本地之外的其他省份智能化發(fā)展水平的均值作為工具變量。這是因為不同地區(qū)的智能化發(fā)展存在“模仿特征”和“示范效應”，其他省份的智能化發(fā)展水平與本地智能化發(fā)展水平存在相似特征，同時對于本地的碳減排活動又難以產(chǎn)生直接影響。二是采用智能化發(fā)展的一期滯后項作為工具變量。三是參考文獻[9]的做法，采用光纜密度作為智能化發(fā)展的工具變量。其原因在于，光纖材料是發(fā)展智能技術的物質(zhì)基礎，與當?shù)刂悄芑l(fā)展水平直接相關，且光纜鋪設的決策由當?shù)鼐C合經(jīng)濟發(fā)展水平?jīng)Q定，符合外生性要求。

表5 報告了工具變量法分析結果，其中列（1）為使用其他省份均值作為工具變量的估計結果，列（2）在列（1）的基礎上增加了智能化發(fā)展一期滯后項這一工具變量，列（3）則在列（1）基礎上增加了光纜密度這一工具變量，列（4）是在列（1）基礎上同時增加了智能化發(fā)展一期滯后項和光纜密度兩個工具變量。結果表明，LM 統(tǒng)計量拒絕識別不足的假設，F(xiàn) 統(tǒng)計量排除了弱工具變量的情況，同時過度識別的情況并不存在。在克服潛在的內(nèi)生性問題后，智能化發(fā)展對于碳排放的影響依然顯著為負，從而再次證明了本文基本結論的可靠性。

表5 內(nèi)生性處理結果

3.3 智能化發(fā)展的空間減排效應

考慮到智能化發(fā)展能夠強化跨地區(qū)的交流和聯(lián)系，從而對周邊地區(qū)的生產(chǎn)活動、技術創(chuàng)新、污染治理等產(chǎn)生溢出效應，智能化發(fā)展所帶來的碳減排效應可能不僅僅局限于本地，因此本文依次構建0-1鄰接權重矩陣（W1）、地理距離空間權重矩陣（W2）、經(jīng)濟距離空間權重矩陣（W3）以及經(jīng)濟-地理距離復合空間權重矩陣（W4），并采用空間杜賓模型檢驗智能化發(fā)展對本地-鄰地碳排放的影響。其中，0-1 鄰接權重矩陣（W1）即兩地相鄰接則等于1，不相鄰則等于0；地理距離空間權重矩陣（W2）采用地區(qū)間地理距離的倒數(shù)來表示；經(jīng)濟距離空間權重矩陣（W3）采用地區(qū)間經(jīng)濟差距的倒數(shù)來表示；經(jīng)濟-地理距離復合空間權重矩陣（W4）則由地理距離空間權重矩陣（W2）和經(jīng)濟距離空間權重矩陣（W3）的乘積構成。表6結果顯示，在鄰接空間權重矩陣、地理距離空間權重矩陣和復合空間權重矩陣下，智能化發(fā)展對周邊地區(qū)的碳排放均表現(xiàn)為顯著的抑制效應，但在經(jīng)濟距離空間權重矩陣下這種空間溢出效應并不顯著。整體來看，智能化發(fā)展能夠同時促進周邊地區(qū)的碳減排，這也為地區(qū)間的智能化發(fā)展合作和協(xié)同減排提供了重要的經(jīng)驗證據(jù)。

表6 智能化發(fā)展的空間減排效應分析結果

3.4 異質(zhì)性分析

前文分析主要考察了智能化發(fā)展對于碳排放的平均影響，但卻難以揭示智能化發(fā)展影響碳減排的異質(zhì)性特征，同時也無法判斷隨著智能化發(fā)展水平的提升，智能化發(fā)展對碳減排的影響是否發(fā)生改變?；诖?，本文將從區(qū)域維度、時間維度以及智能化水平維度就智能化發(fā)展的異質(zhì)性影響進行考察，結果見表7。具體地：（1）在區(qū)域維度。本文在國家統(tǒng)計局所劃分的四大經(jīng)濟區(qū)域基礎上，將東北地區(qū)的遼寧列入東部地區(qū)，吉林和黑龍江則列入中部地區(qū)。其中，東部地區(qū)共包含北京、天津、河北、遼寧、上海、江蘇、浙江、福建、山東、廣東以及海南這11個省份；中部地區(qū)則涵蓋山西、安徽、江西、河南、湖北、湖南、吉林和黑龍江這8個省份；西部地區(qū)則主要包括內(nèi)蒙古、廣西、重慶、四川、貴州、云南、陜西、甘肅、青海、寧夏和新疆這11個省份。結果顯示，智能化發(fā)展在東中部地區(qū)均表現(xiàn)出積極的碳減排效應，且對于東部地區(qū)的減排效應明顯高于中部地區(qū)，然而智能化發(fā)展的減排效應在西部地區(qū)卻并不顯著，這可能是由于西部地區(qū)智能化發(fā)展基礎落后以及智能化應用薄弱。（2）在時間維度。考慮到近年來智能化發(fā)展態(tài)勢迅猛，本文選取研究區(qū)間的中間年份來進行研究區(qū)間劃分，將其分為2011—2015 年和2016—2020 年兩個階段，嘗試考察不同時間段內(nèi)智能化發(fā)展對碳排放的動態(tài)影響是否有所差異。結果顯示，隨著研究區(qū)間的拉近，智能化發(fā)展的減排效應亦明顯增強，顯然，這主要得益于智能化發(fā)展體系的漸趨成熟和智能化與生產(chǎn)流程的深度融合。（3）在智能化水平維度。根據(jù)各省份智能化水平的平均值，本文將研究樣本劃分為低智能化水平地區(qū)和高智能化水平地區(qū)。對比發(fā)現(xiàn)，智能化水平較高的地區(qū)表現(xiàn)出積極的減排效應，而智能化水平較低的地區(qū)反而會導致碳排放增加。這一結論充分揭示出智能化發(fā)展對于碳排放的影響并非單純的抑制效應，而是呈現(xiàn)非線性特征，充分釋放智能化發(fā)展的減排效應，需要不斷提高智能化發(fā)展水平。

表7 異質(zhì)性分析結果

4 智能化發(fā)展的節(jié)能減排機制分析

4.1 智能化發(fā)展的節(jié)能效應、技術進步效應和規(guī)模效應

從智能化發(fā)展的節(jié)能效應來看，智能化發(fā)展整體上能夠有效降低能源強度、提升能源效率，因此可以判斷智能化發(fā)展具備一定的節(jié)能效應。值得注意的是，在智能化發(fā)展水平較低的地區(qū)，并未表現(xiàn)出顯著的節(jié)能效應，僅在智能化發(fā)展水平較高的地區(qū)才表現(xiàn)出節(jié)能效應。同樣地，智能化發(fā)展整體上具有顯著的技術進步效應，但卻主要體現(xiàn)在高智能化水平地區(qū)，即智能化發(fā)展到一定階段才能夠有效促進綠色創(chuàng)新。另外，智能化發(fā)展整體上能夠有效擴大能源消費規(guī)模，且這一規(guī)模效應無論是在低智能化還是高智能化水平地區(qū)均保持顯著。具體結果如表8所示。

表8 智能化發(fā)展的多維效應分析結果

4.2 智能化發(fā)展的減排機制檢驗

表9 匯報了智能化發(fā)展的減排機制檢驗結果。整體來看，智能化發(fā)展所引致的節(jié)能效應和技術進步效應是實現(xiàn)碳減排的主要作用機制，而智能化發(fā)展所引致的規(guī)模效應則是阻礙碳減排的重要因素。具體來看，無論是在低智能化水平地區(qū)還是高智能化水平地區(qū)，智能化發(fā)展均能夠通過節(jié)能效應抑制碳排放，且節(jié)能效應對于碳減排的作用不斷增強。不同的是，技術進步效應整體上雖然有助于智能化發(fā)展實現(xiàn)碳減排，但其在低智能化發(fā)展地區(qū)的作用并不顯著。反觀規(guī)模效應，智能化發(fā)展所引致的規(guī)模效應始終能夠促進碳排放。顯然，智能化發(fā)展之所以能夠表現(xiàn)出積極的減排效應，其主要原因在于智能化發(fā)展所引致的節(jié)能效應和技術進步效應超過了規(guī)模效應。同時，這也為低智能化水平地區(qū)對于碳排放的促增效應給出了合理的解釋。

表9 智能化發(fā)展的減排機制檢驗結果

5 結論

本文聚焦當前碳達峰、碳中和的現(xiàn)實背景，以工業(yè)智能化發(fā)展為切入點，系統(tǒng)性考察智能化發(fā)展的節(jié)能減排效應，并就其作用機制進行分析。研究表明，智能化發(fā)展具有顯著的節(jié)能減排效應，在經(jīng)過一系列的穩(wěn)健性檢驗后，這一結論依然保持穩(wěn)健。智能化發(fā)展的減排效應在空間維度存在典型的溢出特征，同時在區(qū)域維度、時間維度以及智能化水平維度存在異質(zhì)性特征。智能化發(fā)展能夠引致節(jié)能效應、技術進步效應和規(guī)模效應，節(jié)能效應和技術進步效應是智能化發(fā)展實現(xiàn)碳減排的主要作用機制，而規(guī)模效應則是阻礙智能化發(fā)展實現(xiàn)碳減排的主要機制。