本文是一篇经济管理论文，本研究通过构建STIRPAT模型分析技术创新对碳排放强度的影响机制，分析技术创新对碳排放强度的直接影响大小。
第一章 绪论
第一节 研究背景
全球变暖已成为近年来国际最为关注的热点问题之一，日益严峻的环境问题使社会发展面临巨大挑战。过量的温室气体排放会导致温室效应，世界气象组织2018年发布《温室气体公报》称，自1990年以来，大气中以二氧化碳为主的温室气体含量持续上升，且2007-2017十年间二氧化碳排放量急剧增加，对“辐射强迫”效应的贡献率高达82%，全球平均温度不断升高。由此可见，全球气候变暖并未得到有效控制，如果不采取有效措施进行减排，气候变化将给地球带来越来越多不可逆转的破坏。
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国际社会一直为应对全球变暖问题做出努力，希望通过加强气候管理来改善全球资源环境。联合国大会于1992年5月通过了第一个针对气候变暖问题出台的法律，即《联合国气候变化框架公约》，公约提出“共同而区别”对待的基础性机制，确立了将温室气体水平限定在生态系统可持续发展范围内的目标。1997年12月《京都协定书》正式通过，至2009年2月共183个国家通过该条约，其目的是将温室气体水平控制在适当范围，避免剧烈气候变化对人类造成伤害。2015年12月，《巴黎协定》签署完成，协定希望通过统一部署行动，将气温涨幅控制在1.5℃以内，以化解全球面临的气候危机。
中国经济在改革开放后迅速发展，2010年跃居成为全球第二大经济体，但长期以来中国以粗放式发展为主，存在“高耗能、高污染、高排放”的问题，《BP世界能源统计年鉴2020》报告指出，中国仍然是全球第一大能源消耗国，耗能净增长量占世界75%以上。因此，在应对全球气候问题时中国应展现大国担当，在保证经济发展的同时降低碳排放强度。2018年中国已提前三年完成《巴黎协定》部分承诺，且在2020年9月我国承诺，要在2030年之前，通过制定相关政策法律，快速达到碳排放量峰值，并在2060年之前完成碳中和目标。
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第二节 研究意义
一、理论意义
碳排放强度这一概念自出现以来，已逐步成为人类社会发展热点话题，本研究在已有研究的基础上，分析技术创新对碳排放强度的直接与间接影响机制，同时通过构建技术创新影响碳排放强度的空间计量模型，阐述技术创新在区域层面碳减排过程中的关键性作用。此外，本研究将面板数据模型和空间计量经济模型与STIRPAT模型相结合，运用中介效应模型和空间误差模型SEM对技术创新对碳排放强度的影响作用进行分析，通过空间和时间两个维度对碳排放强度相关问题进行更全面的研究，深化了碳排放强度影响因素的研究体系。同时，在理论上扩展了空间环境经济的研究领域，对丰富IPAT模型和STIRPAT模型的理论内涵具有重要的理论意义。
二、实践意义
在现实实践方面，我国社会区域发展不均衡的矛盾在社会经济发展过程中尤为突出，进入新常态后，我国在能源消费、生产过程和居民生活方式等层面对低碳化绿色发展有了更高的目标追求。本研究通过实证分析发现技术创新能力的提升可对碳排放强度产生一定抑制作用，促进社会低碳可持续发展，在保护治理生态环境、优化生产生活方式的基础上构建生态文明体系，这对我国经济环境协调发展和生态文明建设具有重要的实践意义。
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第二章 文献综述与相关理论基础
第一节 国内外文献综述
一、碳排放强度的测算
当前，越来越多学者开始重视二氧化碳对环境所带来的影响，在这一趋势下，如何准确量化二氧化碳排放量成为了该领域研究的关键问题，现有文献大多以碳排放强度作为衡量二氧化碳排放强弱的替代指标。Kaya和Yokobori[1]（1997）指出人类的社会经济活动会导致二氧化碳的产生与排放，最终形成一系列具有经济价值的最终商品，从这一角度出发，Kaya和 Yokobori将单位时间内二氧化碳排放量所形成的全部经济价值作为衡量碳排放强度的替代指标。庞庆华等[2]（2020）在计算2005-2017年长江经济带11个省份的二氧化碳排放量时，分析指出二氧化碳的主要排放来源是化石燃料的使用，并基于能源分类碳排放系数表，运用IPCC法，计算得出该区域的碳排放强度。李慧敏[3]在研究产业结构优化升级过程中碳排放的演变趋势时，以单位GDP的二氧化碳排放量为依据，研究空间溢出效应下的碳排放效应。原伟鹏等[4]（2021）同样选取单位GDP的二氧化碳排放量作为衡量碳排放强度的指标，分析环境规制增强碳减排效果的具体实践路径。
近些年，随着遥感技术的广泛应用，也有学者开始探索结合遥感影像对二氧化碳排放量进行量化分析的具体办法。孙贵艳等[5]（2020）基于DMSP/OLS和NPP-VIRS数据融合校正后得到的夜间灯光数据，计算出2000-2017年我国长江上游地区的碳排放强度及其空间分布特征。杨盛东等[6]（2021）在处理夜间灯光数据时，引入幂函数将不同传感器下的夜间灯光影像进行融合处理，以此估算东三省各地级市的碳排放总量
也有部分学者将二氧化碳视作一种非期望产出，从投入产出角度出发，对地区碳排放强度进行测算。郭炳南和林基[7]（2017）在对传统DEA模型改进的前提下，引入基于非期望产出的非角度、非径向的SBM模型，比较分析了我国长三角地区碳排放强度的动态变化趋势。马海良和董书丽（2020）[8]在计算我国省域碳排放强度时，同样将二氧化碳排放视作一种非期望产出，运用超效率SBM模型计算得出我国各省的碳排放强度。此外，雷玉桃和杨娟[9]（2014）采用SFA模型测算二氧化碳排放效率，基于时间和空间两个层面分析了碳排放效率的时空格局变化趋势。相天东[10]（2017）在分析我国碳排放强度和全要素生产率之间的关系时，考虑到环境和随机因素对计算结果带来的影响，采用三阶段DEA模型对我国省份的碳排放强度进行了计算。
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第二节 相关理论基础
一、外部性理论
环境外部性可从经济角度深层次剖析生态资源环境污染、破坏等现象。经济学家Marshall于1890年第一次在《经济学原理》[37]一书中提出外部市场经济这一概念，Pigou（1920）[38]以此为基础，从边际私人和社会净产值角度展开进一步研究， 通过分析他认为单纯依赖市场自由竞争进行发展无法达到帕累托最优，因此需借助征税、补贴等政府干预手段解决外部性问题，实现外部效应内部化。目前学界对外部特征定义为不同主体在商业活动中，一个经济主体对另外一个主体造成影响，而该主体并未承担与之对应的成本，或是没有取得应有的利润，这是一种非市场现象。按影响方向外部性有正负之分，其中正向外部性是指某一主体在环境保护和教育等活动中，对其他主体产生有益作用，但给予者无法从中获取收益，此时相较于边际私人收益，边际社会收益更高；与此相反，负向外部性是指某一主体在开发利用资源等活动中，使其他主体利益受损，但其不需要对在此过程中造成的损失进行赔偿，此时相较于边际个人成本，边际社会成本更高。
环境外部性在对碳排放强度发展研究进程中获得有效应用。环境可视为一种公共物品，当技术创新水平较低时，“两高”企业在生产过程中耗能巨大，对环境污染严重，排放的二氧化碳对环境具有很强的负外部性。这类产业往往以牺牲环境资源获得自身成长，此时相较于社会所承担的边际成本，私人成本更低。当企业技术创新水平提高后，“两高”企业外部成本内部化，私人边际成本上升；同时，随着省份间交流合作加强，一个省份的积极经济活动可帮助周边省份获得额外福利，碳排放强度得到有效抑制，社会所付出的成本有所降低，与私人边际成本基本持平，社会资源配置达到最优化。
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第三章 指标选取与模型构建 ...........................14
第一节 数据选取原则 ................................14
第二节 数据来源及变量选取 ..................................14
第四章 技术创新对碳排放强度影响机制分析 ................23
第一节 关键变量描述性统计分析 ..............................23
一、碳排放强度 .................................23
二、技术创新 .........................26
第五章 技术创新对碳排放强度影响的时空维度分析 ..........39
第一节 空间相关性测度 ............................39
一、空间权重矩阵 ....................................39
二、全局空间相关性检验 ...........................40
第五章 技术创新对碳排放强度影响的时空维度分析
第一节 空间相关性测度
区域碳排放强度之间是否存在着相互的空间效应，这是本研究所要考察的另一重要内容。一般而言，在经济学研究中，空间异质性和空间依赖性是空间效应的两个基本属性。其中，空间效应是指由于相邻省份间缺少独立性而产生的空间外溢与扩散，这一地理空间内的每个点的数值都会对邻近区域的数值产生影响，从而产生碳排放强度的空间聚集效应；空间异质性是指由于各区域间的经济、资源、环境等因素的空间分布不均衡，造成了某些现象的差异，从而造成了区域间的差异。
当前，大部分学者都是通过莫兰指数来描述各个地区变量的空间特性，与此对应，莫兰指数可划分为全局莫兰指数和局部莫兰指数，主要是用来对观测值整体的空间相关性和观测个体的局部集聚特征进行分析。
一、空间权重矩阵
在进行空间回归分析前，必须首先引入空间权重矩阵。空间权数矩阵是一种反映空间内观测个体交互作用的矩阵，用以度量各个变量之间的空间相关性。在测量空间自相关性时，空间权重的设定在很大程度上决定着检验结果的准确性，一般而言都需要先定义一个二元对称的空间矩阵，用来表示空间个体的关联程度。从理论上说，没有最佳的空间矩阵，也就是没有一种能完整表达空间关联的矩阵。通常，空间矩阵的结构应该符合“随着距离的增大，空间相关系数越小”的原理。三种空间加权矩阵如下：
（1）邻接空间权重矩阵。它是以省域间的空间相邻关系为基础，根据各省域在地理上的相对位置而构建的矩阵。“0”表示观测个体在地理空间上不相邻，“1”表示观测个体在地理空间上处于相邻位置。
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第六章 结论与展望
第一节 研究结论
本研究以全国30个省份为研究对象，研究分析2005-2019年技术创新对碳排放强度的作用机制。通过理论机制分析提出本研究的研究假设，并进行我国碳排放强度以及技术创新的测算与现状分析。通过构建STIRPAT模型分析技术创新对碳排放强度的影响机制，分析技术创新对碳排放强度的直接影响大小。此外，引入中介效应模型探讨技术创新、产业结构升级和碳排放强度之间的作用机理及联动效应，分析技术创新能否借助产业结构升级抑制碳排放强度的增加，以及技术创新对产业结构升级、产业结构升级对碳排放强度的影响程度。考虑到影响效应可能存在空间依赖性，本研究将进一步引入空间回归模型，探讨碳排放强度的空间相关性，以及技术创新对碳排放强度的溢出效应。
研究结果表明：
（1）从总体上看，我国各种能源的总排放量都在增加，这说明经济发展必然会导致能源的消耗，而随着经济的发展，二氧化碳的排放量也会随之增加。与此同时，东部发达区域的碳排放强度比中西部资源型城市要低，由于经济规模的不同，其碳排放强度也有地域上的差别。
（2）技术创新水平除2010年和2018年出现较为明显下降，其余年份普遍呈上升趋势，在近15年的时间里，研发投入强度增长近1.5倍，表面我国越来越注重科学技术的发展，对其投资力度也越来越大，同时积极以创新为动力进而实现发展模式的转变，从高速发展转变为追求高质量发展。整体来说，各地区技术创新水平均不断提升，但是由于发展水平、市场开放程度等因素的影响，创新研发经费投资强度在区域间存在着显著的差距，与中西部地区相比，东部地区在科研方面的投入强度更大，这与东部多为沿海城市以及其先进的经济发展状况有关。
（3）通过构建面板数据回归模型分析技术创新对碳排放强度的直接影响，结果表明技术创新、人口规模对碳排放强度起到了直接抑制作用，而人均GDP、能源强度和政府能力均会显著促进碳排放强度增加。此外，基于中介效应模型探究技术创新作用于产业结构升级，进而间接对碳排放强度产生的影响展开分析，进一步实证验研究技术创新、产业结构升级与碳排放强度间的关系，结果表明技术创新能够推动产业结构升级，且技术创新—产业结构升级—碳排放强度这条路径可以运行，这进一步验证了技术创新不仅能直接影响碳排放强度，还会通过促进产业结构升级来间接作用于碳减排。
参考文献（略）