基于PVAR模型的綠色創新、數字經濟與低碳經濟動態影響機制研究

張 陽,安 錦,孫佳文

(1.內蒙古財經大學 團委,內蒙古 呼和浩特 010070;2.內蒙古大學 民族學與社會學學院,內蒙古 呼和浩特 010021;3.內蒙古財經大學 財政稅務學院,內蒙古 呼和浩特 010070;4.牡丹江師范學院 創新創業學院,牡丹江 157011)

傳統的高耗能、高污染的粗放式發展模式越來越難以維系,隨之暴露出的環境污染加劇、全球氣候變暖等諸多問題,引發了人們對低碳經濟發展問題的思考。黨的十九大報告全面闡述了加快生態文明體制改革、推進綠色發展、建設美麗中國的戰略部署,發展低碳經濟無疑是實現這一偉大目標的必由之路,而提升綠色創新效率和數字經濟水平已成為實現中國低碳經濟發展的雙動能。數字經濟是繼農業經濟、工業經濟之后更高級的經濟階段,是加速重構經濟發展方式與政府治理模式的新型經濟形態。隨著我國經濟社會進入數字化時代,數字經濟占經濟總量的比重逐年擴大,已成為實現區域高質量創新及綠色發展的廣袤沃土和支撐載體[1]。

民族地區既是資源富集區,也是生態屏障區,民族地區經濟增長長期依靠勞動力、土地、資本和資源等傳統要素,其中資源優勢在經濟發展中更是發揮了決定性作用。而如今,依靠要素投入實現規模擴張和經濟增長的粗放型發展模式越來越難以為繼,行業產能過剩、節能減排壓力激增、資源環境趨緊、社會需求改變,上述因素倒逼民族地區不斷加快轉型步伐。推動實體經濟和數字經濟融合發展,提高綠色創新效率,是民族地區走好綠色發展道路的關鍵所在。民族地區低碳經濟發展水平,關系整個國家碳達峰、碳中和目標的成敗,如何挖掘“創新紅利”和“數字紅利”,破解“能源-環境-經濟增長”困局,實現綠色低碳與經濟增長“雙贏”,是當前民族地區高質量發展亟待解決的重大問題。本文將綠色創新、數字經濟和低碳經濟納入統一框架,研究綠色創新與數字經濟對低碳經濟增長的影響機理和驅動機制,為更加全面掌握民族地區綠色創新、數字經濟驅動低碳經濟發展的客觀規律提供視角維度,為優化民族地區低碳經濟發展,確定精準化綠色發展路徑,挖掘數字經濟背后的綠色價值,因地制宜、分類施策具有重要意義。

一、文獻綜述

2003年英國能源白皮書最早提出低碳經濟概念,低碳經濟是一種以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟發展模式[2]。從廣義的視角看,低碳經濟是一種高度可持續發展的新的經濟形態,目的是使人類從工業文明走向生態文明。為應對氣候變化,應選擇適合中國國情的低碳之路[3],各級政府制定合理目標,通過多種發展路徑,促進低碳經濟發展。在實證研究方面,學者們采用DEA、因子分析法、系統動力學等方法對低碳經濟發展水平進行測度,并對其影響因素進行分析。綠色創新是一個寬泛的表述,也被稱為環境創新、生態創新和可持續發展創新。眾多學者從環境經濟學、產業組織等不同視角對綠色創新概念展開了研究,指出綠色創新的核心特征是通過技術創新、制度創新等手段降低對環境負面影響的一種創新[4]。綠色創新通過重塑經濟發展動力和發展模式,促進經濟、社會、環境和資源效應統一,推進生態治理、綠色增長,促進新發展格局的形成。綠色創新為中國如期實現碳達峰、碳中和目標提供強有力支撐。數字經濟是區別于舊經濟形態的新經濟形態,通過與傳統生產要素相結合產生新的生產要素,進而形成強大的創新動力,以此實現價值創造。數字經濟已逐步成為中國低碳經濟發展的新動能,在經濟發展中發揮加倍的效應,進而推動綠色低碳經濟發展。鄔彩霞等學者研究表明數字經濟能夠提高能源利用效率、優化能源結構和產業結構,進而促進低碳經濟發展[5]。數字經濟是推動綠色生態效率的重要影響因素,通過驅動產業結構升級,提高生態效率[6];數據和技術替換了土地、人口和資本驅動,用較低的環境代價實現供給創造,降低傳統生產方式的資源依賴,整合全產業鏈,引導綠色理念,打造綠色消費平臺,引領大眾綠色消費,促進低碳經濟發展。

通過上述文獻回顧可知,大量文獻圍繞綠色創新與低碳經濟、數字經濟與低碳經濟之間的關系展開有益探討,但聚焦于民族地區綠色創新、數字經濟與低碳經濟三者之間動態關系的研究較為缺乏,相關研究并未將三者納入統一分析框架。如何在資源環境承載力脆弱、經濟增長初始水平較低、區域空間差異明顯的民族地區,促進低碳經濟發展得到持續增長和格局優化,是現階段民族地區乃至中國高質量發展的關鍵。因此,本文首先對民族地區低碳經濟發展水平、綠色創新效率和數字經濟發展水平進行測度,然后通過構建PVAR模型,研究三者之間相互作用機制,進一步解釋變量間相互影響的動態過程及時滯效應。

二、模型設定、變量選取與數據來源

(一)模型設定

面板向量自回歸模型(PVAR)基于多元系統方程,將所有的變量轉化為內生變量進行處理,兼具面板分析和VAR模型的優點[7]。模型設定如下:

(1)

其中,i、j、t分別表示變量個數、滯后階數和時期數;Yit包含三個向量,分別是lc、gi、de,分別表示低碳經濟發展水平、綠色創新效率、數字經濟發展水平;α0是截距項;βj為回歸系數矩陣;fi表示個體效應;dt表示時間效應;μit為隨機擾動項。

(二)變量選取

1.低碳經濟發展水平

結合區域低碳經濟發展評價體系常用的“能源-環境-經濟系統”,構建民族地區低碳經濟發展指標體系,如表1所示。采用熵權TOPSIS法對各地區低碳經濟發展狀況進行評價。

表1 低碳經濟發展指標體系

2.綠色創新效率

對于綠色創新效率的測度,選取R&D從業人員、R&D內部經費作為投入變量,期望產業變量選擇專利申請授權數,綠色創新效率的非期望產出變量選擇工業廢水排放量、工業SO2排放量、工業固體廢棄物排放量,綠色創新效率測度指標如表2所示。

表2 綠色創新效率測度指標

3.數字經濟發展水平

本文參考戚聿東等人[8]的研究,從數字產業化出發,構建民族地區數字經濟發展水平指標,如表3所示,利用熵值法測算出各省區數字經濟發展水平。

表3 數字經濟發展水平指標

(三)數據來源

本文選擇民族地區7個省區(西藏由于數據缺失嚴重,故剔除)2005—2020年面板數據進行研究?；A數據來源于《中國統計年鑒》《中國環境統計年鑒》《中國科技統計年鑒》《中國高技術產業統計年鑒》《中國勞動統計年鑒》和中國碳排放核算數據庫(CEADs),對于個別數據缺失,采用均值替換法和線性插值法進行補全。

三、實證分析

(一)面板單位根檢驗

在進行PVAR模型分析時,采用LLC、IPS、Fisher ADF三種方式分別對各變量進行單位根檢驗。結果顯示,低碳經濟發展水平對數、綠色創新效率對數、數字經濟發展水平對數3個變量均不平穩,進一步對各變量進行一階差分處理。結果表明,各變量經過差分后平穩,說明3個變量均為一階單整,可以用于構建PVAR模型。

(二)最優滯后階數確定

為保證PVAR模型參數估計的有效性,需要確定PVAR模型的最優滯后階數。本文利用AIC、BIC、HQIC信息準則確定最優滯后階數。結果顯示,各準則選擇的最優滯后階數均為一階,因此構建一階滯后的PVAR模型。

(三)格蘭杰因果檢驗分析

為確定各變量之間的合理性,需要對各變量進行滯后一期的格蘭杰因果檢驗。表4的檢驗結果表明,綠色創新效率和數字經濟發展是低碳經濟發展的格蘭杰原因,表明現階段民族地區低碳經濟發展受綠色創新效率和數字經濟發展影響較大。低碳經濟發展是數字經濟發展的格蘭杰原因,說明低碳經濟發展對數字經濟發展具有影響。通過上述分析可知,低碳經濟發展、綠色創新效率、數字經濟之間存在相互作用的關系,可以進行PVAR模型估計、脈沖響應函數分析以及方差分解。

表4 格蘭杰因果檢驗結果

(四)PVAR模型的GMM估計結果

在進行PVAR模型估計前,需要對數據進行Helmert過程轉換,以消除樣本的時間和固體效應影響,避免參數估計錯誤,L.h_dlnlc、L.h_dlngi、L.h_dlnde分別是經過Helmert轉換消除個體效應和時間效應的滯后1期的變量。采用GMM方法對模型進行估計,回歸結果如表5所示。

表5 PVAR模型的GMM估計結果

當被解釋變量為低碳經濟發展時,滯后一期的綠色創新效率對低碳經濟發展的影響系數為0.0375,并在統計學上具有顯著意義,表明綠色創新效率能夠顯著提升民族地區低碳經濟發展水平,滯后一期的數字經濟發展水平同樣對其具有正向影響,影響系數為0.1208,并且在5%的水平上顯著,通過系數對比可知,數字經濟發展對低碳經濟發展的提高作用要大于綠色創新效率。當綠色創新效率作為被解釋變量時,滯后一期的綠色創新效率對自身的影響系數為-0.2023,說明民族地區綠色創新效率對自身具有負向影響,存在依賴自身發展慣性的現象,出現這種現象的可能原因是民族地區與東部發達地區相比,科技水平相對較低,并且環境污染物排放量較大,原有的粗放型、投資拉動型經濟增長模式難以為繼,綠色創新效率的增長率逐漸放緩,但并不顯著。滯后一期的低碳經濟發展和數字經濟發展對綠色創新效率的影響同樣不顯著。當數字經濟發展作為被解釋變量,滯后一期的低碳經濟發展對數字經濟發展影響系數為-0.04549,并在1%的水平下顯著,可能的原因在于低碳經濟作為一種以低排放、低能耗和低污染為基礎的發展模式,而數字經濟在發展過程中,電力消耗會進一步增長,進而導致碳排放量增加,因此低碳經濟發展水平提升會對數字經濟發展產生限制。滯后一期的數字經濟發展對當期數字經濟發展影響系數為0.5979,并在1%的水平下顯著,表明數字經濟也存在依賴自身慣性發展的現象。

(五)脈沖響應分析

本文將沖擊期限設定為10期,通過500次蒙特卡羅模擬得到各變量的脈沖響應函數圖(如圖1),橫、縱坐標分別代表響應期數和響應值,兩側陰影部分代表500次蒙特卡羅所產生的95%的置信區間。低碳經濟發展、綠色創新效率、數字經濟發展對于來自自身的沖擊反應迅速,低碳經濟發展在當期顯著為正,隨后在第二期逐漸趨于零值,綠色創新在當期達到正的最大值,在第一期迅速下降為負值,表明低碳經濟發展和綠色創新效率在短期內具有較強的自身慣性,會提高自身發展水平。數字經濟發展在當期為正,隨后逐漸下降,在第五期附近逐漸趨于零值,表明數字經濟發展同樣具有較強的慣性,但自我增強效應要高于低碳經濟發展和綠色創新效率。

圖1 脈沖響應圖

當低碳經濟發展作為響應變量時,對于來自綠色創新的沖擊,低碳經濟發展處于不穩定的狀態,在當期并無反應,但之后響應值迅速為正,并在第1期達到峰值,然后急劇減小,響應值在第2期趨于零值,累計效應為正,表明綠色創新效率在短期內會提高低碳經濟發展水平,但存在明顯的滯后效應。對于來自數字經濟發展的沖擊,與綠色創新類似,同樣在當期并無反應,但隨后逐漸上升,在第2期達到最大值,到第五期附近達到零值,表明數字經濟發展水平同樣會提高低碳經濟發展水平,也存在一定的滯后效應。由上述分析結果可知,綠色創新效率和數字經濟發展水平提高都能促進民族地區低碳經濟發展,但對比發現,與綠色創新效率相比,數字經濟發展對低碳經濟發展的促進作用時間更長,而綠色創新效率僅能在短期內提升低碳經濟發展水平。

當綠色創新受到低碳經濟發展沖擊時,當期迅速處于正向反應,響應值達到最大,在第1期迅速回落,響應值為負值,隨后逐漸上升,說明低碳經濟發展對綠色創新效率在短期內影響顯著,但影響并不穩定。當受到數字經濟發展沖擊時,綠色創新在當期并無反應,在第1期反應迅速,響應值達到最小,并保持到第3期,表明民族地區數字經濟發展水平提升在短期內會阻礙綠色創新。

當數字經濟發展受到低碳經濟發展沖擊時,在當期迅速處于正向反應,隨后在第1期開始下降,第1期到第3期一直處于負向反應,之后逐漸區域零值,總體累計效應為負,說明低碳經濟水平提高會對數字經濟發展造成阻礙,與GMM估計結果一致。對于來自綠色創新的沖擊,在當期達到了峰值,隨后開始逐漸下降,在第2期時轉為負向影響,表明綠色創新效率在短期內對數字經濟發展具有促進作用,但隨著時間的推移,這種提升作用將逐漸減弱。

(六)方差分解結果分析

為揭示低碳經濟發展、綠色創新效率和數字經濟發展的相互影響程度以及未來變化趨勢,分別選取第1期、第5期、第10期來分析三者相互影響的貢獻程度。低碳經濟發展、綠色創新效率、數字經濟發展三個變量對自身的貢獻率要遠大于其他兩個變量,表明三個變量均存在自我加強機制,但三者之間互有一定的解釋力。對于低碳經濟發展水平而言,除自身的影響外,綠色創新效率和數字經濟發展在第10期對其貢獻分別為5.30%和3.96%;對于綠色創新效率,隨著時間推移自身影響,數字經濟發展水平和低碳經濟發展水平的影響有所提高,在第10期貢獻度分別為2.54%、1.83%;對于數字經濟發展水平,低碳經濟發展水平和綠色創新效率在第10期貢獻度分別為7.12%和0.05%。

四、結論與政策建議

本文以民族地區各省區2005—2020年面板數據作為研究樣本,建立PVAR模型,利用格蘭杰因果檢驗、脈沖響應函數、方差分解等方法分析低碳經濟發展、綠色創新效率、數字經濟發展三者之間的動態影響機制,研究結果表明:綠色創新效率和數字經濟發展是低碳經濟發展的格蘭杰原因,低碳經濟發展是數字經濟發展的格蘭杰原因;綠色創新效率和數字經濟發展水平提高都會對低碳經濟發展起到促進作用,但與綠色創新效率相比,數字經濟發展對低碳經濟發展水平提升作用時間更長;低碳經濟發展、綠色創新效率、數字經濟發展在短期內具有較強的自我發展慣性。針對上述結論提出以下政策建議。

一是低碳經濟發展具有較強的經濟慣性,因此要持續推動民族地區低碳經濟發展。首先,加強低碳經濟發展的頂層設計和政策創新,把握好低碳發展與社會發展之間的關系,堅定低碳經濟與社會發展協同共贏的道路。其次,注重多種能源之間優勢互補,構建清潔低碳的能源體系,推動技術創新,提高能源利用效率。最后,構建新型產業發展方式,推動高耗能、高污染產業轉型升級,構建綠色低碳的產業體系,發展多種新興產業,挖掘新的經濟增長點。

二是在碳達峰、碳中和背景下,綠色創新技術是實現“雙碳”目標的核心工具,因此要將提升綠色創新效率水平放在更突出位置,不斷提高民族地區低碳經濟發展水平。首先,提高科技創新水平是提升綠色創新效率的重要途徑,研究制定民族地區綠色創新長期路線圖,開展基礎性研究和應用基礎研究,加快綠色創新技術研發、示范、推廣,進一步深化科技創新體制改革,完善科技創新服務體系,加大人力、物力等方面投入。其次,要強化頂層設計,構建市場化、組合化的綠色創新體系,加強民族地區綠色創新協同發展,加強綠色創新技術領域合作交流。

三是重視數字經濟與低碳經濟發展的互動機制,提升地區低碳經濟發展水平。首先,數字經濟本身是一種“創新經濟”,要繼續加大科技投入力度,完善政產學研用協同創新機制,落實重大攻堅攻關舉措,全力推進數字經濟領域技術創新,促進地區低碳經濟發展。其次,抓住數字經濟是民族地區綠色低碳高質量發展的迫切需要,要進一步優化數字經濟發展環境,健全數字經濟發展政策,構建完善的數字經濟投融資體系。最后,要完善基礎設施建設,積極推進新型基礎設施與產業網絡深度融合,推動傳統產業全面綠色轉型發展,同時在數字產業發展時要嚴格控制能耗,從而緩解與低碳經濟發展的矛盾。