网络基础设施建设与经济低碳发展——基于 “宽带中国”战略的准自然实验

景国文

（南开大学经济学院，天津 300071）

前 言

中国经济已经转入高质量发展阶段，实现经济高质量发展需要实施创新驱动发展战略，不能靠 “铺摊子”、“上项目”等靠要素驱动方式驱动经济发展，要积极推进5G基站、特高压、大数据、新能源汽车充电桩等新型基础设施建设。当前碳排放越来越受到全球各国的关注，2016年全球170多个国家签署 《巴黎协定》，对2020年后全球应对气候变化行动作出统一部署。而为全球碳减排作出中国贡献，缓解全球气候变暖，2020年中国政府郑重宣布碳达峰碳中和目标。但随着当前新型基础设施建设力度加大，新型基础设施建设能否助力碳减排，能否为碳达峰碳中和目标的顺利实现作出贡献，尚需进一步检验。2013年国务院发布 《“宽带中国”战略及实施方案的通知》，2014年工信部和国家发改委批复首批 “宽带中国”战略试点城市，迄今为止 “宽带中国”战略共批复120个试点城市（群）。随着 “宽带中国”战略的实施，推动了网络基础设施建设，促进地区互联网宽带、信息网络产业等方面发展，提升了各地数字经济发展水平。那么网络基础设施作为新型基础设施的典型代表是否有助于降低碳排放，能否促进政府实现碳达峰碳中和目标？如果网络基础设施能够促进地区经济低碳发展，那么其作用机制又是什么？对此，本文试图对这些问题进行回答。

1 文献综述

近年来随着中国5G基站、大数据、云计算、新能源汽车充电桩等技术的发展，新型基础设施建设得到了诸多学者的广泛关注，相关研究主要将“宽带中国”战略为研究对象，研究网络基础设施在技术创新、产业结构升级、全要素生产率、环境污染减排等方面的作用。（1）由于网络基础设施促进信息技术传播方面的优越性，一些学者研究主要集中在技术创新方面。张杰和付奎 （2021）［1］研究发现网络基础设施能够通过集聚驱动效应、结构优化效应促进城市创新，并且发现随着时间的推移政策效果会更加明显。种照辉等 （2022）［2］发现网络基础设施建设能够提升信息传播效率，促进城市间合作创新；（2）全要素生产率作为经济高质量发展的重要体现，以网络基础设施为代表的新型基础设施能否促进全要素生产率提升得到学者的关注，刘传明和马青山 （2021）［3］研究发现网络基础设施建设可以促进地区全要素生产率提升。还有部分学者关注网络基础设施对企业微观层面全要素生产率的影响，金环等 （2021）［4］、郭金花等 （2022）［5］研究发现网络基础设施有助于促进企业全要素生产率提升。此外，马青山等（2021）［6］研究发现网络基础设施主要通过促进技术创新、金融发展、人力资本积累的途径促进地区产业结构升级。而随着数字经济的发展，数字经济对经济各个行业广泛渗透，一些学者发现网络基础设施建设通过产业结构服务化、缓解劳动力错配、促进人力资本积累等途径促进劳动力就业，但是细分行业来看，网络基础设施却抑制了制造业就业［7］。而与本文相关的文献是牛子恒和崔宝玉 （2022）［8］的研究，其研究发现网络基础设施能够降低二氧化硫和雾霾的排放，改善大气环境质量。

上述文献关于 “宽带中国”战略试点政策的研究已经较为丰富，但是还鲜有文献研究 “宽带中国”战略试点政策对地区碳排放的影响，在当前新型基础设施建设与碳达峰碳中和的双重背景下，研究网络基础设施建设能否促进政府实现碳达峰碳中和目标具有重要的理论和现实意义。因此，本文结合当前碳达峰碳中和背景，研究 “宽带中国”战略作为新型基础设施能否对地区碳减排产生影响，这一研究对于继续推动新型基础设施建设和实现碳达峰碳中和具有积极的政策启示。

2 理论假说

本部分对网络基础设施建设影响地区碳排放的机理进行分析，本文认为网络基础设施主要通过技术创新、产业结构升级降低地区碳排放。

（1）技术创新效应。已有文献表明 “宽带中国”战略试点政策对技术创新具有积极促进作用［2，3］。“宽带中国” 战略主要通过以下渠道作用于技术创新。①网络基础设施通过促进信息传播促进技术创新。企业或者科研人员进行技术创新依赖科研信息、市场需求等信息的获取，网络基础设施的完善降低信息的传播成本，提高信息的传播速度，使得企业或者科研工作者能够低成本获取信息，也促进了企业之间、科研人员之间、企业与科研人员之间的信息交流，从而促进地区创新水平提升；此外，刘传明和马青山 （2021）［3］研究认为网络基础设施还有助于降低信息不对称性，从而促进技术创新；②网络基础设施通过促进技术共享促进技术创新。 “宽带中国”战略的实施，加快地区网络基础设施建设，降低搜索信息成本和沟通成本［2］，除加快信息传播外，也为建立技术共享平台提供了可能，企业之间、科研单位之间利用网络基础设施建设信息技术共享平台、数据库、云计算平台等，企业、科研单位等可以基于这些平台获取信息、进行大数据计算等，促进企业、科研单位等技术合作，提高技术创新效率，从而促进技术创新；③网络基础设施建设通过促进高新技术产业发展促进技术创新。种照辉等 （2022）［2］认为与网络基础设施相关的信息通讯技术有助于高新技术产业发展。网络基础设施的完善，通过促进技术信息传播和共享，为高新技术产业发展提供了外部条件，高新技术企业可以通过获取的信息快速调整生产决策，促进高新技术企业利润、收入增长，进一步会推动企业创新和地区技术创新。而技术创新可以提高企业的生产效率，提高企业能源使用效率。此外，技术创新还可以提升环境监测水平［9］，推动清洁技术的运用，进而降低碳排放。从已有文献来看，刘传明等 （2019）［10］、 张华 （2020）［11］、 董直庆和王辉 （2021）［12］均研究表明技术创新有助于降低碳排放。

（2）产业结构升级效应。已有文献表明 “宽带中国”战略有助于促进产业结构升级［3］。 “宽带中国”战略主要通过以下渠道作用于产业结构升级。①网络基础设施建设通过促进新兴产业发展促进产业结构升级。“宽带中国”战略的实施，推动地区的网络基础设施完善，促进技术的广泛传播和使用，有利于培育新经济与新业态，为创新和创业提供便利，为5G技术、物联网、人工智能、新能源汽车等新兴产业快速发展提供了可能，而随着新兴产业的发展，新兴产业在经济中比重提升，进而促进地区产业结构升级；②网络基础设施通过重塑传统产业促进产业结构升级。传统产业发展面临高投入、高污染以及产品附加值低的问题，市场竞争能力不高。网络基础设施有助于传统产业与新科技、新知识等融合［3］，推动传统产业进行技术升级，改变传统产业高污染、高投入的生产模式，推动传统产业向高技术含量方向转型发展，提升传统产业市场竞争能力，促进地区产业结构升级；③网络基础设施通过促进金融发展促进产业结构升级。金融发展对产业结构升级有积极促进作用［6］。网络基础设施的建设，促进金融机构与企业的沟通交流，降低企业与金融机构的信息沟通成本，为企业融资提供便利，促进企业发展；而且网络基础设施有助于金融与互联网、5G技术的融合［6］，提高金融机构获取客户相关信息的能力；此外，还可推动金融产品创新，通过数字普惠金融等创新产品满足产业升级面临的资金需求，解决中小企业、科技企业融资难和融资贵的问题，进而促进产业结构升级；④网络基础设施建设通过提升资源配置效率促进产业结构升级。网络宽带的普及促进了技术信息、市场需求信息的传播，在企业和消费者微观层面，能在短时间内对供给和需求进行精准匹配，减少企业作为生产端搜寻市场需求信息的时间，从而促进生产要素的流动，进而在宏观层面影响生产要素在产业间的配置效率，促进产业结构升级。刘传明和马青山 （2021）［3］研究认为网络基础设施的建设，能够通过促进要素流动和缓解要素供需矛盾，提升资源配置效率。马青山等 （2021）［6］研究认为网络基础设施的完善能够推动产业结构升级。而随着产业结构升级，经济结构中高污染、高能耗产业比重下降，从而降低单位产值的能源消耗，最终实现碳排放降低。从已有文献来看，关于产业结构升级降低碳排放的积极作用已经得到诸多文献证实［13-15］。

3 研究设计

3.1 模型设定

本文旨在研究网络基础设施建设是否有助于降低碳排放，将 “宽带中国”战略的实施视为准自然实验，将 “宽带中国”战略试点地区作为处理组，非 “宽带中国”战略试点地区作为对照组，研究网络基础设施建设对碳排放的影响。由于“宽带中国”战略分多批次实施，建立渐近双重差分模型，具体模型设置如下：

其中，Mission为被解释变量，表示地区的碳排放水平；dudt为核心解释变量，表示 “宽带中国”战略试点政策；X表示一系列控制变量；u表示时间固定效应，v表示地区固定效应，e表示残差项；下标i和t分别表示地区和时间。系数β表示 “宽带中国”战略试点政策降低碳排放的净效应，若系数β显著为负，说明 “宽带中国”战略能够显著降低碳排放。

3.2 变量说明

被解释变量：碳排放（Mission），借鉴石大千等 （2018）［16］的做法，本文采用地区人均碳排放量表示，且取对数，此外还采用总量和碳排放强度指标进行稳健性检验。而碳排放量的计算，本文借鉴韩峰和谢锐 （2017）［17］、 任晓松等 （2021）［18］的做法进行计算。

核心解释变量： “宽带中国”战略试点政策（dudt），其中dudt等于treat和post的乘积，treat表示个体虚拟变量，若地区属于 “宽带中国”战略试点地区，则treat等于1，否则为0；post表示时间虚拟变量，若时间大于等于 “宽带中国”战略试点政策实施时间，则post等于1，否则等于0，考虑到政策实施的滞后性，若 “宽带中国”战略实施时间在当年的10月份之后，则视为下一年开始实施。

控制变量：政府干预（govern），采用政府财政支出占国内生产总值的比重表示。社会消费（consumer），采用社会消费零售总额占国内生产总值的比重表示。产业结构（service），借鉴刘传明和马青山 （2021）［3］研究做法，采用地级市的第三产业就业比重表示。人口密度（people），采用地级市的年末总人口与行政区域面积的比值表示。经济发展水平（lngdp），采用实际人均国内生产总值表示。人力资本（education），人力资本会影响收入水平，进而会影响地区碳排放，采用地区的教育支出占政府财政支出的比重表示。

3.3 数据来源

本文采用2004～2020年地级市面板数据，在总样本中由于2020年样本量较少，因此新冠肺炎疫情对研究结论影响较小。其中政府财政支出、社会零售消费、第三产业就业比重、年末总人口、行政区域面积、人均国内生产总值、国内生产总值、社会用电量、天然气用量、液化石油天然气用量等数据来自 《中国城市统计年鉴》、统计公报、各个省（区、市）统计年鉴、国家统计局官网。此外，为避免变量异常值影响，对各个连续变量进行1%的缩尾处理。各个变量的描述性统计如表1所示。

表1 变量描述性统计

续 表

4 实证分析

4.1 基准回归

表2为本文基准回归结果。其中，列 （1）～（4）表示逐步加入控制变量时的回归结果。从列（1）可知未加入控制变量时， “宽带中国”战略试点政策的回归系数在10%的水平上显著，说明网络基础设施建设有助于降低碳排放。在逐步加入控制变量后从列 （2）～（4）可知，核心解释变量回归系数大小略有变化，且均在5%的水平上显著为负，说明网络基础设施建设对于降低碳排放作用明显，从列 （4）可知 “宽带中国”战略试点政策的回归系数为-0.1231，表明 “宽带中国”战略实施后使得试点地区的碳排放下降了12.31%。以上分析表明网络基础设施在降低碳排放方面发挥重要作用。

表2 基准回归结果

4.2 稳健性检验

（1）平行趋势检验

借鉴Beck等 （2010）［19］的做法，进行平行趋势检验，具体模型设置如下：

其中，dy表示时间虚拟变量，本文以2004年为基准期；若在政策实施之前treat与dy的交互项的回归系数并不显著，说明本文的处理组和对照组满足平行趋势假设；为此本文画出treat与dy的交互项的回归系数的大小和90%的置信区间，具体结果如图1所示。可知在 “宽带中国”战略实施之前各个年份的回归系数并不显著，说明本文通过平行趋势检验。

图1 平行趋势检验结果

（2）省市-时间固定效应

在省市层面还可能存在随时间变化的宏观经济因素，为避免这类因素可能会影响 “宽带中国”战略实施降低碳排放的影响，在基准回归中加入省市-时间联合效应。表2的列 （1）为加入省市-时间联合效应后的回归结果，可知 “宽带中国”战略试点政策的回归系数在5%的水平上显著为负，表明基准研究结论是稳健的。

（3）工具变量检验

借鉴黄群慧等 （2019）［20］、 赵涛等 （2020）［21］的研究，采用1984年各个地区的电话机数量作为工具变量，因为早期互联网宽带是通过电话线拨号接入开始，因此历史上固定电话普及率和互联网覆盖率呈正相关性，而且作为历史变量也很难影响现在的碳排放，因此满足工具变量外生性。由于其属于截面数据，因此与本文的时间虚拟变量构成交互项作为本文的工具变量。两阶段最小二乘法的第一、第二阶段的回归结果见表2的列（2）、（3），可知在列 （2） 中工具变量的回归系数显著为正，而且Kleibergen-Paap rk Wald F统计值大于10%的临界水平，表明通过工具变量弱识别检验。列 （3）中 “宽带中国”战略试点政策的回归系数显著为负，表明在使用工具变量回归之后，“宽带中国”战略降低碳排放政策效果依然成立。

（4）替换被解释变量

本文的基准回归被解释变量为人均碳排放量，为此进一步采用碳排放总量（lnco）、单位实际GDP的碳排放量（cogd）作为被解释变量，验证基准结论的稳健性。回归结果见表2的列 （3）～（4），知 “宽带中国”战略试点政策的回归系数均在5%的水平上显著为负，说明变量的替换后，“宽带中国”战略试点政策仍然显著降低碳排放。

表2 稳健性检验结果

（5）安慰剂检验

“宽带中国”战略试点政策降低碳排放的效果可能会受到其他未观测因素的影响，因此需要检验是否是其他不可观测的因素对研究结论造成影响。具体做法是在本文的地级市中随机的选择“宽带中国”战略的试点城市，保持政策开始时间不变，重复随机选择过程500次，保存回归系数。如果500次安慰剂检验的回归系数与真实的回归系数存在差异，则说明通过安慰剂检验，画出500次回归系数的核密度图，如图2所示。从图2的横轴来看大部分的回归系数的T值绝对值大于2，并且其P值也大于0.1，这就表明本文的政策效果并非其他不可观测的因素导致的。

图2 安慰剂检验结果

5 异质性检验

5.1 地理位置

不同地区由于地理位置不同，进而在技术创新、对外开放、产业结构升级等方面存在差异，这些差异进而可能会影响 “宽带中国”战略试点政策碳减排的政策效果。依据各个地级市所在省（区、市）的不同划分为东部、中部、西部地区，然后进行回归，以检验不同地理位置的差异是否会对 “宽带中国”战略试点政策的碳减排效果产生差异。表3的列 （1）～（3）分别表示东部、中部、西部地区的回归结果，可知 “宽带中国”战略试点政策降低碳排放的政策效果在东部地区显著，但是在中部、西部地区并不显著。这可能是因为东部地区经济发达，技术创新能力比中、西部地区强，产业结构也比中、西部地区合理，在实施 “宽带中国”战略后，能显著发挥 “宽带中国”战略在技术创新、产业结构升级方面的作用，因此才会出现这种差异。

5.2 碳排放量

本文的研究结果表明 “宽带中国”战略试点政策显著降低碳排放，那么 “宽带中国”战略试点政策降低碳排放的政策效果在碳排放水平不同的地区有何差异？对此，本文对这一问题进行研究。根据各个地级市的二氧化碳的排放量与所有地级市的二氧化碳排放量中位数大小划分为高低两组。表3的列 （4）～（5）分别表示碳排放量低、高地区的回归结果，可知 “宽带中国”战略试点政策降低碳排放的政策效果在碳排放量高的地区显著，但是在碳排放量低的地区并不显著。这可能是因为与碳排放量低的地区相比，碳排放量高的地区财政实力比较强，地区在技术研发方面投入比较多，企业技术创新能力更强，因此能够更好发挥 “宽带中国”战略试点政策对技术创新、产业结构升级的促进作用，所以才会存在这种差异。

表3 异质性检验结果

6 机制检验

本文研究结果表明 “宽带中国”战略试点政策显著降低碳排放。那么 “宽带中国”战略试点政策降低碳排放的机制是什么？结合已有文献，本文从技术创新、产业结构升级两方面构建 “宽带中国”战略试点政策降低碳排放的理论机制。因此，借鉴邵朝对等 （2021）［22］、苏丹妮和盛斌（2021）［23］做法，进行作用机制，第一步检验网络基础设施对技术创新和产业结构升级的影响，具体模型设置如下：

第二步，加入 “宽带中国”战略政策与机制变量的交互项，同时加入机制变量，以控制机制变量对本文被解释变量的影响，以检验网络基础设施能否通过技术创新、产业结构升级降低地区碳排放，具体模型设置如下：

其中，tech、upgrade为机制变量，分别表示技术创新、产业结构升级。其中技术创新采用地级市的科技支出占政府财政支出的比重表示；产业结构升级，采用第三产业增加值与 “国内生产总值与第三产业增加值之差”的比值表示。若核心解释变量的回归系数显著，表明 “宽带中国”战略显著促进了地区技术创新、产业结构升级。

表4的列 （1）～（2）为第一步的回归结果，从列 （1）可知 “宽带中国”战略试点政策的回归系数在5%的水平上显著为正，说明 “宽带中国”战略试点政策显著促进技术创新；从列 （2）可知 “宽带中国”战略试点政策的回归系数在1%的水平上显著为正，说明可知 “宽带中国”战略试点政策显著促进地区产业结构升级。

表4的列 （3）～（4）表示第二步的回归结果，从列 （3）可知，“宽带中国”战略试点政策与技术创新的交互项回归系数显著为负，表明网络基础设施能够通过促进技术创新降低碳排放；从列 （4）可知，“宽带中国”战略试点政策与产业结构升级的回归系数显著为负，表明网络基础设施能够通过促进产业结构升级降低碳排放。

表4 机制检验回归结果

7 研究结论与政策建议

习近平总书记指出 “碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”。当前各地都在加强新型基建建设，推进5G基站、新能源汽车充电桩、特高压等设施建设，因此在碳达峰碳中和的背景下，科学认识和评估新型基础设施建设对地区碳排放的影响具有深刻的现实意义。对此，本文将 “宽带中国”战略的实施为准自然实验，采用2004～2020年地级市面板数据，研究网络基础设施建设能否促进政府实现碳达峰碳中和目标，并且对其作用机制进行考察。本文主要得到以下几方面的研究结论。（1）“宽带中国”战略试点政策有助于降低地区碳排放，促进地区经济低碳发展。平均而言， “宽带中国”战略的实施使得试点地区的碳排放下降12.31%，并且发现随着 “宽带中国”战略试点地区的增加， “宽带中国”战略试点政策降低碳排放的政策效果更加明显；（2）异质性检验发现，对于东部、中部、西部地区而言，“宽带中国”战略试点政策降低碳排放的政策效果在地区之间存在差异，在东部地区“宽带中国”战略试点政策降低碳排放的政策效果显著，但是在中、西部地区政策效果并不显著；（3）就地区碳排放量而言，“宽带中国”战略试点政策在碳排放量高的地区降低碳排放政策效果显著，但是在碳排放量低的地区并不显著。根据以上研究结论，本文提出以下政策建议：

（1）推动新型基础设施建设，促进经济高质量发展。为此，要继续推动新型基础设施建设，积极总结可推广、可复制经验，有序扩大 “宽带中国”战略试点范围，结合各地区实际，将更多地区纳入到 “宽带中国”战略试点范围中，推动5G基站、大数据、人工智能、互联网宽带等建设，提升地区信息化水平的广度和深度，提高数字经济服务企业的效率和能力，推动大数据、5G技术等在企业生产经验中的广泛利用，将数字技术与传统生产方式结合，发挥数字经济在促进技术传播和共享、产业升级等方面的作用，改变传统的高污染、高能耗的生产经营方式，推动企业生产向智能化和低碳化转型发展，有效释放新型基础设施建设所带来的环境红利，推动经济绿色低碳发展，以实现经济高质量发展。

（2）积极探索降低碳排放的作用渠道。①要积极利用数字经济技术，拓宽地区科研单位、企业获取科技信息的途径，为企业技术创新提供信息支撑，促进地区技术创新；此外，要结合数字经济技术，通过利用大数据、5G等技术打造科研技术共享平台，促进技术传播和共享，促进企业间技术交流合作，促进知识技术溢出，提升技术创新水平，进而促进企业生产向低污染、低能耗转变；②要以 “宽带中国”战略实施为契机，积极引进新兴产业，提升高新技术产业在经济中的比重，促进高新产业发展。此外，积极利用数字技术等对传统产业进行技术升级，淘汰高污染、高能耗产业，促进传统产业绿色低碳发展。