数字经济对制造业绿色转型影响的实证检验
--基于河南省的数据检验

孟庆强

(郑州航空工业管理学院 经济学院,河南 郑州 450046)

改革开放以来,我国制造业快速发展,成为经济社会发展的主要动力源泉,然而制造业在快速发展的同时也带来了大量的能源消耗。2021年,制造业能源消费量占全国能源消费总量的比重已超过60%(1)数据来源:《中国能源统计年鉴2022》。。大量的能源消耗不仅给生态环境保护带来了巨大压力,而且严重制约着制造业的可持续发展。在这种压力下,推动制造业绿色转型发展是突破资源环境瓶颈的必然选择,也是我国生态文明建设的关键。因此,研究制造业绿色转型发展有着重要的意义。

随着制造业环境问题的凸显,众多学者围绕如何推动制造业绿色转型发展问题做了一系列研究。雷玉桃等[1]考察了环境规制对制造业绿色转型的影响,认为环境规制对制造业绿色转型的影响是非线性的,命令控制型环境规制和自愿参与型环境规制超过一定限度后才能促进制造业绿色转型。王春林等[2]从绿色金融政策的角度分析了制造业绿色转型问题后发现,从整体上看我国绿色金融政策是有效的,但存在着类别的差异,以抑制为主的绿色金融政策对重污染类企业的政策效果比较明显,“有保有压”的绿色金融政策对非重污染类企业的政策效果比较明显。李小奕[3]从地方财政支出效率的角度研究了制造业绿色转型问题,研究发现,地方财政支出效率能够显著促进制造业绿色转型升级,且具有明显的区域、规模和地方官员晋升方式的异质性特征。

已有研究从多个角度考察了制造业绿色转型问题,但从数字经济角度展开的较少。数字经济快速发展,并逐渐成为我国经济结构升级转型的新动能,那么数字经济在推动我国经济结构转型过程中能否在促进制造业发展的同时减少环境污染、助力制造业发展由粗放型增长向绿色发展转型呢?如果答案是肯定的,那么数字经济助推制造业绿色转型发展的机制是什么?如果答案是否定的,那么是哪些因素在阻碍数字经济助推制造业绿色转型发展呢?因此,有必要对数字经济对制造业绿色转型发展的影响问题进行深入探讨。

另外,目前已有关于制造业绿色转型发展问题的研究多从全国整体的角度展开,从某一地区的视角展开的较少。我国幅员辽阔,各地区发展环境差异较大,从整体的角度展开研究得到的结果可能存在一定的误差,因而有必要对某些典型地区进行深入研究。基于此,本研究将以河南省为例来探讨数字经济对制造业绿色转型发展的影响问题,这不仅可对河南省制造业绿色转型问题提供理论参考,而且将为其他地区推动制造业绿色化发展提供经验借鉴。

一、数字经济影响制造业绿色转型的机制分析

(一)数字经济对制造业绿色转型的直接影响

随着数字经济的发展,数字经济与实体经济的融合日益加深,并逐渐成为制造业绿色转型升级的重要动力,主要体现在三个方面。第一,从企业管理来看,随着数字技术在企业应用的深化,制造业逐渐向智能化发展。数字经济依托大数据、区块链、人工智能等信息技术渗透到企业的生产和管理过程,提升了企业的智能化水平和经营管理水平,进而提升优化了企业各环节的工作效率,最终提升了能源利用率,降低了污染物排放量[4]。第二,从污染物排放检测来看,数字技术在企业的推广和应用有利于企业对污染物排放的精准测算及监测,这将为企业及环境管理部门采取降低污染物排放的有效举措提供支撑,从而赋能企业降低污染物排放及向绿色化方向转型[5]。第三,从能源利用来看,数字技术赋能能源的生产和开发,推动新能源的发展,从而推动了制造业能源消费结构优化升级,最终促进了制造业的绿色转型[6]。基于此,本研究提出假设1:

数字经济发展推动了制造业绿色转型发展。

(二)数字经济对制造业绿色转型发展的间接影响

随着数字经济向制造业内部深度渗透,数字经济对制造业产业结构产生了重要影响,主要表现在两个方面。第一,数字经济推动传统制造业产业结构高级化。数字技术的广泛应用催生了新业态,比如电子新兴制造业、信息服务业,从而促进传统制造业与新兴服务业的深度融合,推动了传统制造业向新兴服务业方向发展[7]。同时,随着数字经济与制造业高度融合,人工智能、物联网等数字技术被传统制造业广泛采用,推动了传统制造业向信息化、智能化方向发展,最终推动了传统制造业的高端化[8]。第二,数字经济推动传统制造业产业结构合理化。在数字经济发展的影响下,信息传输效率进一步提升,从而提升了生产要素资源在制造业各部门的配置效率,便利了制造业各行业间的联系,优化了制造业各行业、各部门间的协调程度,最终推动了制造业产业结构的合理化[9]。传统制造业产业结构的优化升级,提升了生产效率,降低了制造业耗能及污染物排放,推动了制造业绿色转型发展[10]。

随着数字经济在制造业领域的广泛应用,数字经济对企业的技术创新产生了重要影响,主要表现在两个方面。第一,数字经济促进了高技术人才聚集。应用数字技术的前提条件就是拥有一定数量的高科技人才。数字技术被广泛应用在传统制造业领域,这就会造成传统制造业增加对高技术人才的需求,从而促进高技术人才在制造业领域聚集[11]。高技术人才的聚集为技术创新提供了基础条件,从而助推了企业技术创新水平的提升。第二,数字经济提升了技术创新效率。数字经济依托数字技术推动制造业数字化转型,从而便利了企业内各部门及上下游企业间的联系,这不仅促进了技术创新信息的流动,而且在一定程度上消除了时空距离,保障了企业内部及企业间技术创新合作者间信息的通达性[12],最终提升了技术创新的效率。技术创新是影响制造业绿色转型发展的关键因素[13],技术创新水平的提升有助于提高生产效率和资源配置效率,从而能够有效降低单位产出能耗及污染物排放,可以在长期内促进制造业绿色转型升级[14]。基于此,本研究提出假设2:

数字经济可以通过产业结构优化升级、技术创新来促进制造业绿色转型发展。

二、研究设计

(一)模型构建

本研究构建计量模型来考察数字经济对河南省制造业绿色转型发展的影响问题,模型为

Yit=β0+β1DEit+β2Xit+μi+δt+ξit,

(1)

式中:Yit表示制造业绿色转型发展的状况;DEit表示数字经济发展状况;Xit表示控制变量,β0、β1、β2表示待估系数;μi表示区域个体效应;δt表示时间效应;ξit表示误差项。

为进一步考察数字经济对河南省制造业绿色转型发展的直接影响和间接影响,本研究借鉴温忠麟等[15]的研究构建中介效应模型为

Yit=a10+a11DEit+a12Xit+μi+δt+ξit,

(2)

Mit=a20+a21DEit+a22Xit+μi+δt+ξit,

(3)

Yit=a30+a31DEit+a32Mi+a33Xitt+μi+δt+ξit,

(4)

式中:Mi为中介变量;其他变量的含义与式(1)相同;式(2)中的a11表示数字经济对制造业绿色转型升级影响的总效应;式(3)中的a21表示数字经济对中介变量影响的效应;式(4)中的a31表示数字经济对制造业绿色转型升级影响的直接效应,a32表示中介变量对制造业绿色转型升级影响的效应。如果系数a11、a21、a32显著,且a21*a32与a31的符号相同,说明数字经济在制造业绿色转型升级与中介变量间发挥中介效应;当a31小于a11时,说明数字经济在制造业绿色转型升级与中介变量间发挥部分中介效应;当a11、a21、a32显著,a31不显著时,说明数字经济在制造业绿色转型升级与中介变量间发挥完全中介效应。如果系数a11、a21、a32显著,且a21*a32与a31的符号相反,说明数字经济在制造业绿色转型升级与中介变量间发挥遮掩效应。如果系数a11、a31显著,a21、a32不显著,说明数字经济在制造业绿色转型升级与中介变量间不存在中介效应。总效应、中介效应及中介变量的影响效应之间的关系为a11=a31+a21*a32,中介效应占总效应的比重为(a21*a32)/a11。

(二)变量选择

1.被解释变量

本研究探讨的核心问题是数字经济对制造业绿色转型的影响,所以本研究的因变量为制造业绿色转型发展的状况。本研究借鉴张江雪等[16]的研究,基于SBM-GML模型测算制造业绿色全要素生产率来衡量制造业绿色转型发展的状况。具体的测算数据指标如下:选取河南省各地区规模以上工业企业的固定资产投资、就业人数、R&D投入、能源消耗等作为投入因素;选取河南省各地区规模以上工业企业的增加值作为期望产出;选取河南省各地区规模以上工业企业的二氧化碳排放量、固体废弃物排放量作为非期望产出。

2.核心解释变量

本研究的核心解释变量为数字经济发展水平,采用数字经济发展综合水平来衡量河南省各地区数字经济发展状况。本研究根据数据的可得性、连续性,并借鉴已有研究成果,构建地区数字经济发展状况的综合评价指标体系(见表1),选择数字技术基础设施和数字技术应用程度作为一级指标,然后运用主成分分析法来测度河南省各地区数字经济的发展水平。

表1 数字经济评价指标体系

3.中介变量

根据理论假设,本研究选择产业结构优化升级状况、技术创新状况作为中介变量,借鉴徐敏等[17]、于斌斌[18]的研究,采用产业结构高级化指数、产业结构合理化指数来衡量产业结构升级状况。本研究选择绿色专利授权量来衡量技术创新状况。

4.控制变量

本研究在借鉴已有研究成果的基础上选择以下因素作为控制变量:地区经济发展水平,选择人均GDP作为地区经济发展水平的代理变量;财政支出状况,选择政府财政支出占GDP的比重作为财政支出状况的代理变量;实际利用外资水平,采用地区实际利用外资额占GDP的比重作为地区实际利用外资水平的代理变量;城镇化水平,采用城镇人口占当地常住人口的比重作为城镇化水平的代理变量;环境规制程度,采用综合污染强度作为环境规制的代理变量,综合污染强度越大表示环境规制越弱,反之则越强。本研究基于工业二氧化硫、工业烟尘和工业废水等数据,采用熵值法来测算综合污染强度。

(三)数据来源

依据数据的可得性、连续性和可比性原则,本研究选择2011-2019年河南省18个省辖市的面板数据进行实证检验,所用数据除数字普惠金融来源于蚂蚁金服研究院外,其他数据均来源于历年《河南省统计年鉴》《中国城市统计年鉴》。变量的描述性统计见表2。

表2 变量的描述性统计

(四)数据处理

面板分析法的回归结果对所采用数据的异方差比较敏感,而所选用的样本数据往往由于不同样本规模导致存在一定的差异,从而造成回归结果可能存在一定的异方差。为了消除异方差对回归结果的影响,得到相对比较准确的实证结果,本研究采取对变量数据取自然对数的方法进行处理。同时,在实证检验前采用相关系数矩阵对变量间的相关性进行检验,具体结果见表3。表3的结果显示,各变量间的相关系数均小于0.7,表明解释变量间不存在显著的多重共线性问题,可以直接进行实证检验。

表3 变量的相关系数矩阵

三、实证检验与结果分析

(一)基准检验

为了识别数字经济对制造业绿色转型的影响效果是否稳定,本研究首先在实证检验过程中纳入数字经济发展水平单个变量,然后再纳入控制变量进行检验。同时,为了观测不可观察的时间、地区因素的影响,首先在检验过程中不控制时间、城市因素,然后依次加入时间效应和城市效应,具体结果见表4。从表4的检验结果来看,变量DE的系数在各检验过程中除大小发生变化外其他均没有发生显著性变化,从R2值来看,第(1)列、第(3)列、第(5)列逐渐增大,第(2)列、第(4)列、第(6)列也是逐渐增大,且各变量系数在逐渐变小,说明本研究的实证检验是稳定的,且添加时间效应和城市效应是合理的。因此,选用表4第(6)列的检验结果为基准检验结果,并进行分析。

表4 基准检验结果

变量DE的系数显著为正,说明数字经济对河南省制造业绿色转型有着显著积极的影响,验证了假设1。变量PGDP的系数显著为正,说明经济发展水平对河南省制造业绿色转型升级有着显著积极的影响,可能的原因主要有两个:一是经济发展水平的提升和居民对环境要求的提高,促使制造业绿色转型升级;二是经济发展水平的提升使社会有更多的资金投向绿色发展领域。变量MEC的系数为负但不显著,说明财政政策对制造业绿色转型升级没有显著影响,可能的原因主要有两个:一是政府的财政支出中相当部分不是针对制造业绿色转型升级的,而是行政管理支出;二是政府财政支出挤出了企业的技术创新投资。变量FDI的系数显著为负,说明实际利用外资对河南省制造业绿色转型升级的影响显著为负,可能的原因是通过吸引外资而来的制造业是国外淘汰的落后制造业,从而对河南省的制造业绿色转型升级产生了负面影响。变量URB的系数为正但不显著,说明城市化发展水平没有对河南省制造业绿色转型升级产生显著影响。变量ER的系数显著为负,说明环境规制是影响河南省制造业绿色转型升级的一个重要因素,环境规制程度越高,越能够促进制造业绿色转型升级。

(二)中介效应检验

为检验数字经济对河南省制造业绿色转型升级影响的路径,本研究采用逐步回归法从产业结构高级化、产业结构合理化、技术创新等方面识别数字经济对河南省制造业绿色转型影响的路径,具体结果见表5。

表5 中介效应检验结果

由表5第(1)和第(2)列可知,变量DE、IR的系数显著为正,说明产业结构高级化在数字经济影响河南省制造业绿色转型发展过程中发挥了中介效应,且中介效应占总效应的比重为42.58%,表明产业结构高级化是数字经济促进河南省制造业绿色转型发展的重要途径。

由表5第(3)和第(4)列可知,变量DE的系数显著为正,变量IS的系数显著为负,说明产业结构合理化在数字经济影响河南省制造业绿色转型升级过程中发挥了遮掩效应。造成这种结果可能的原因有两个:一是目前数字经济与实体经济融合多集中在商业、运输业等服务业领域,与制造业的融合还不太深入。尽管这对化解产能过剩、促进消费有一定的积极意义,但是不利于制造业绿色转型升级。二是目前数字技术的应用尚处于浅层阶段,数字技术促进产业结构合理化的效应有限。

由表5第(5)和第(6)列可知,变量DE、INN的系数显著为正,说明技术创新在数字经济影响河南省制造业绿色转型升级过程中发挥着显著的中介效应,其中介效应占总效应的比重为31.09%,表明技术创新是数字经济促进河南省制造业绿色转型发展的重要途径。

(三)稳健性检验

尽管本研究已经增添了一些控制变量,但由于数字经济与制造业发展可能存在一定的互为因果关系,因而实证检验可能存在着一定的内生性。为降低内生性的影响,借鉴钱海章等[19]的研究,采用1984年固定电话数量/每百人(IV1)和邮电业务量/每百人(IV2)作为工具变量进行稳健性实证检验,以取得较为准确的结果。同时,为了避免固定效应消除不随时间变化的变量,采用各市1984年固定电话数量/每百人和邮电业务量/每百人分别与上一年(实证检验所采用的时间区间的年份)各市信息传输、软件和信息技术服务业新增固定资产投资额的交互项,作为城市数字经济发展状况的工具变量。另外,为了进一步检验前文的实证检验结果是否稳定,本研究采用熵值法计算的数字经济发展状况来代替前文采用主成分法测度的数字经济发展状况进行检验,具体结果见表6。检验结果显示,工具变量的有效性检验均通过了显著性检验,且稳健性检验结果显示各变量的系数除大小发生一定的变化外,其他均没有发生显著变化,表明实证检验是稳健、可行的。

表6 稳健性检验结果

四、结论与启示

(一)结论

本研究从理论和实证两方面分析了数字经济对制造业绿色转型升级的影响,得到以下结论:数字经济对河南省制造业绿色转型升级有着显著、积极的影响;产业结构高级化、技术创新在数字经济影响河南省制造业绿色转型升级过程中发挥着显著的中介效应;产业结构合理化在数字经济影响河南省制造业绿色转型升级过程中发挥着显著的遮掩效应。

(二)启示

为推动河南省制造业绿色转型升级的快速发展,本研究基于以上研究结论,从数字经济、技术创新、制度创新的视角提出相关对策建议。

第一,采取有力举措推动数字技术行业高质量发展。尽管河南省的数字经济发展很快,但与发达地区相比还存在着数字技术企业规模相对较小、企业研发力量相对较弱等问题。因此,应采取有效举措鼓励、引导数字技术快速健康发展。一是进一步优化营商环境,吸引更多数字技术的龙头企业到河南省设立研发机构、分公司,以带动河南省数字技术的发展。二是采取有力举措推动本土数字技术企业实现跨越式发展。细化当前的技术创新奖励政策,鼓励本土的数字技术企业加大创新投入,推动河南省数字技术企业技术升级。

第二,实施“组合拳”推动创新发展。虽然河南省的数字经济发展速度较快,但数字技术主要应用在消费、智能交通等行业,与制造业融合还处于初级阶段。目前河南省制造业的技术水平相对较低,与数字技术发展还不能完全匹配,阻碍了数字经济与制造业的深度融合。因此,未来应加大科研投入,提升制造业的技术水平,以便为数字经济与制造业的深度融合提供技术。一是政府加大技术投入,并带动企业的研发投资,以推动核心技术的研发。二是完善技术交易市场,加强知识产权保护,为技术的交易及引进创造条件。三是积极推动人事及科研制度改革创新,积极引进高素质人才和研究机构,为技术创新提供人才基础。

第三,推动制度创新以重塑数字经济生态体系。首先,创新数字经济与制造业融合评价指标体系。从数字技术与传统制造业融合的角度探索数字经济发展与制造业融合的评价指标体系,加强对各地区数字经济与制造业融合程度的考核评估。各地区应根据各自的资源禀赋选择符合本地比较优势的数字技术,并加大投入,以推动制造业绿色转型升级。其次,推动金融创新。在国家政策的许可下,利用自贸区的创新平台推动金融创新,为制造业利用数字技术提供资金基础。最后,完善数字治理制度。在完善数字治理法规的基础上完善数字技术企业监督体系,防止数字技术龙头企业恶意设置高门槛实行行业垄断和阻碍相关技术的扩散。