超越数字基础设施：电信服务市场发展与城市能源碳强度

《Sustainability》：Beyond Digital Infrastructure: Telecommunications Service-Market Development and Energy Carbon Intensity in Chinese Cities

　　

随着数字化重塑经济协调与治理方式，电信服务的作用已超越网络建设与信息通信技术（ICT）接入。然而，电信服务市场活动对环境的影响尚未得到充分认识。本研究基于2006年至2022年中国269个地级市的面板数据，估计固定效应模型并进行一系列稳健性检验，以缓解潜在的内生性与设定问题。研究结果表明，电信服务市场发展（TMD）与城市能源碳强度呈显著负相关。具体而言，基准估计显示，对数化TMD每增加一个单位，碳强度约下降0.835个单位。然而，TMD与人均二氧化碳（CO₂）排放呈正相关，而与CO₂排放总量的关联在统计上不显著。该关系在替换变量测度、模型设定和内生性处理后依然稳健。此外，碳强度与TMD均表现出显著的空间依赖性，主要空间杜宾模型（Spatial Durbin Model, SDM）的直接效应与间接效应分别为?0.483和?8.842，表明城市间存在负向空间溢出效应。调节效应结果进一步显示，较高的数字经济发展水平和财政分权水平会显著削弱TMD与能源碳强度之间的负向关联。上述研究将ICT发展、数字基础设施、数字经济与低碳发展的研究视角从电信基础设施转向作为市场化信息服务条件的TMD，从而拓展了相关文献。

# 电信服务市场发展与城市能源碳强度：基于中国城市面板数据的实证研究

## 1. 研究背景与问题提出

城市能源碳强度是衡量城市低碳转型的关键指标，反映了单位经济产出所产生的碳排放水平，即城市将能源投入转化为经济产出时所付出的碳排放代价。在中国，这一问题尤为重要，因为城市是实现碳达峰与碳中和目标的核心主体，但各城市在能源体系、产业结构与转型能力上存在显著差异。现有文献大多从能源结构调整、环境规制、技术进步和产业升级等角度解释碳强度的下降，而对支撑信息传递、生产协调、资源配置和用能管理的服务型条件关注不足。电信服务恰恰与这些服务侧条件密切相关。

尽管已有大量研究关注数字基础设施、信息通信技术和数字经济的环境效应，但多数文献仍主要从基础设施或技术投入的视角理解电信行业，聚焦基站网络建设、互联网接入渗透率、数字终端使用等硬件指标。这种基础设施导向的视角忽视了电信作为市场化信息服务活动在区域经济整体运行中的作用。因此，本研究将焦点转向电信服务市场发展（Telecommunications Service-Market Development, TMD），即区域经济系统内市场化电信服务活动的规模与发展水平，考察其与城市能源碳强度之间的关系。具体而言，现有研究存在三个不足：一是TMD的环境角色被忽视；二是TMD对碳强度的空间溢出效应未得到充分检验；三是TMD影响碳强度的条件因素，如数字经济与财政分权的作用，尚不明确。

## 2. 研究方法与数据

研究人员采用2006年至2022年中国269个地级市的面板数据，数据主要来源于《中国统计年鉴》《中国城市统计年鉴》《中国能源统计年鉴》和《中国环境统计年鉴》。基准回归采用双向固定效应模型，控制城市固定效应和年份固定效应。为缓解潜在内生性问题，研究构建了政策暴露工具变量，即以各城市基期（2006年）TMD与4G商用后时期（post-4G）的交互项作为工具变量，并采用两阶段最小二乘（IV-2SLS）估计；补充设定中同时使用基期TMD与3G和4G后时期的交互项作为联合工具变量。区域异质性分析采用分样本回归和交互项检验，覆盖中国东部、中部、西部三大区域以及胡焕庸线两侧城市。空间分析首先计算全局莫兰指数（Global Moran's I）检验空间自相关，继而采用空间杜宾模型（Spatial Durbin Model, SDM）估计直接效应、间接效应与总效应，空间权重矩阵采用基于地理距离的逆距离矩阵（1000公里截断）并进行谱标准化，同时使用800公里逆距离矩阵、行标准化1000公里逆距离矩阵和1000公里二进制距离带矩阵进行稳健性检验。调节效应分析通过引入TMD与调节变量的交互项实现，调节变量包括数字经济指数（基于熵值法测度，涵盖互联网普及率、相关从业者和产出、移动互联网用户以及数字普惠金融发展）和财政分权（一般公共预算收入与一般公共预算支出的比值）。调节变量均采用滞后一期对数形式并均值中心化。

## 3. 研究结果

### 3.1 基准回归结果

基准回归显示，随着控制变量的逐步加入，TMD的系数始终保持负向且统计显著。在同时控制城市和年份固定效应的完整设定中，TMD的系数为?0.835，表明人均电信业务收入每增加10%，万元GDP二氧化碳排放约下降0.0796吨。这一结果确认了TMD与城市能源碳强度之间存在稳健的负向关联，但仅代表相关性而非严格因果证据。

### 3.2 稳健性与内生性检验

稳健性检验采用替代被解释变量、替代模型设定和异常值处理。结果显示，TMD与对数化碳强度显著负相关，与对数化人均CO₂排放和对数化GDP显著正相关，与对数化CO₂排放总量的关联在统计上不显著。引入省份×年份固定效应后，TMD的系数依然为负且显著。剔除1%至99%分位数之外的样本后，系数仍显著为负。内生性处理方面，基于4G政策暴露工具变量的第一阶段Kleibergen–Paap rk Wald F统计量为89.38（联合3G–4G工具为136.25），表明工具变量具有较强相关性。第二阶段估计中，TMD的系数分别为?3.9215和?3.7946，均显著为负；加入省份×年份固定效应后，系数为?3.7051，依然显著。工具变量估计量在绝对值上大于固定效应估计值（?0.835），这可能是由于两种估计量依赖不同的变异来源，但方向一致，为缓解内生性担忧提供了补充证据。

### 3.3 区域异质性分析

分区域回归显示，东部、中部和西部城市的TMD系数分别为?0.234、?0.050和?0.831，且联合交互检验表明三大区域之间的系数差异显著，其中西部地区的负向关联最强。胡焕庸线分析显示，线东南侧城市的TMD系数为?0.371，线西北侧城市为?1.433，两组差异显著。西北子样本容量较小，因此较大系数应理解为异质性效应证据而非精确的区域影响排序。

### 3.4 空间依赖性与溢出效应

全局莫兰指数分析表明，碳强度和TMD在2006年至2022年的整个样本期内均呈现显著的正向空间自相关。碳强度的莫兰指数介于0.1202至0.1647之间，各年均在1%水平上显著；TMD的莫兰指数介于0.0443至0.2026之间，持续显著为正。这表明碳强度与TMD均具有地理聚集特征。空间杜宾模型（SDM）估计结果显示，在四种空间权重设定下，TMD的系数均显著为负（范围?0.401至?0.562），空间自回归系数显著为正（范围0.661至0.800），表明城市能源碳强度存在显著空间依赖。分解后的直接效应为?0.447至?0.621，间接效应为?5.933至?15.343，且均统计显著为负。间接效应在数值上远大于直接效应，这并不表示对单个邻市的影响是本地效应的数倍，而是反映了通过空间网络传递给所有其他城市的平均累积效应。间接效应的大小对空间权重定义方式较敏感，但其方向和显著性保持稳健，为负向空间溢出提供了可靠证据。

### 3.5 调节效应分析

数字经济的调节效应：交互项系数为0.373，在1%水平上显著为正。由于TMD的系数为负，正向交互项表明数字经济发展削弱了TMD与能源碳强度之间的负向关联。即数字经济水平越高的城市，TMD带来的碳强度下降效应越弱。可能原因是数字化在提升资源配置效率的同时，数字基础设施建设、数据处理活动和相关电力消耗增加了能源需求，部分抵消了TMD带来的能效提升。

财政分权的调节效应：交互项系数为2.177，在1%水平上显著为正。这表明财政分权同样削弱了TMD与碳强度的负向关联。较高财政自主权可能增强地方政府推动经济扩张和投资活动的激励，从而部分抵消TMD带来的碳效率改善。

## 4. 讨论与结论

研究发现，TMD与城市能源碳强度的负向关联主要体现在碳效率改善而非绝对排放减少。TMD与碳强度显著负相关，但与CO₂排放总量关联不显著，与人均CO₂排放正相关，说明绝对排放更受城市规模、产业规模和总体经济增长等因素影响。这一区分强调在评估TMD的环境效应时，应区分相对效率改善与绝对排放减少。

空间分析表明，TMD的环境效应具有空间异质性和地理连通性，显著的空间依赖与负向溢出效应意味着TMD应被理解为区域网络过程而非孤立的城市现象。调节效应则表明，TMD的环境相关性取决于地方数字与制度环境，数字经济发展和财政分权均会削弱TMD与碳强度的负向关联。

研究结论指出，基于269个中国地级市2006—2022年面板数据，TMD与城市能源碳强度显著负相关，表明TMD与碳效率改善相关。研究提供三点主要见解：第一，TMD与碳强度而非绝对排放的关联更为明显；第二，TMD的环境效应因区域和空间情境而异，西部地区的负向关联更强，且存在显著的空间依赖与负向溢出；第三，数字经济与财政分权均显著削弱TMD与碳强度的负向关联。由于TMD与总CO₂排放的关联不显著且与人均CO₂排放正相关，碳效率改善不应被等同于绝对排放减少，TMD需与直接针对排放控制的政策相结合。城市低碳政策不应仅将电信服务视为网络基础设施，而应从数字治理和碳强度管理角度出发，将电信服务与信息交换、生产协调、资源配置和能源管理相整合。区域政策设计应考虑地方经济条件、基础设施基础和实施能力，西部城市可考虑提升数字应用能力并加强电信服务与低碳治理的融合。同时，显著的空间溢出效应支持跨城市协调电信服务发展和应用。此外，数字扩张可能带来额外电力需求，未来数字发展战略应同时关注数字基础设施的能源效率。对于财政分权，研究结果并不说明应降低财政分权水平，但地方财政对电信服务应用的支持应纳入用能与排放结果的评估。研究存在三项局限：基于收入的TMD测度无法完整捕捉服务质量、竞争强度、定价机制和运营商行为等维度；城市层面数据无法揭示微观机制；未来可结合政策冲击、准自然实验和微观能源数据进一步识别因果机制。