高铁与能源生产率：来自中国的证据

经济聚能环（FoEEE）第252篇推文

供稿：余燕团（广东外语外贸大学经济贸易学院副教授）；编辑：强安妮（华东理工大学商学院应用经济学专业硕士生）

图片来源

https://www./en-au/sectors/high-speed-rail 

原文信息

Yu, Y., Shao, S. High-Speed Rail and Energy Productivity: Evidence from China. Energy Journal, 2023, In Press.

https://www./en/publications/ejarticle.aspx?id=4087

 

编者按

本期推文为广东外语外贸大学的余燕团副教授与华东理工大学的邵帅教授合作在《Energy Journal》最近在线发表的一篇论文。交通基础设施投资可以通过乘数效应来有效刺激所在地区的经济发展，但交通基础设施的完善也可能引致交通强度加大而加剧空气污染。特别地，近年来中国高铁发展的经济效应和环境效应已经得到了学界的广泛关注。但是，在实现“碳达峰、碳中和”目标的过程中，仅关注高铁对经济增长和环境污染的影响显然难以满足当前中国能源转型的现实需求，而中国能源转型的关键在于提升能源生产率，即以尽可能少的能源消耗创造尽可能多的经济社会环境效益。因此，高铁对能源生产率的影响及传导渠道如何，已经成为当前学界亟待明晰的重要问题。针对这一问题，本期推文将高铁开通视为一项准自然实验，采用多期双重差分模型、工具变量估计等方法，系统考察了高铁对中国能源生产率的影响及其作用机制。

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研究背景  

高铁对经济增长和能源结构的影响已经得到了学界的广泛关注。一方面，大部分研究认为高铁具有明显的经济带动作用，有利于经济增长。另一方面，高铁也会通过影响能源结构而改善环境质量。其逻辑在于：高铁比其他运输方式更加节能，排放的温室气体更少。例如，电动车组需要包括可再生能源在内的不同来源的电力，并且高铁比其他普通交通工具单位里程使用的能源更少。

尽管一些现有研究考察了高铁的经济效应和环境效应，但缺乏就高铁对能源生产率影响的专门探讨。特别是以下研究问题仍未得到解答：中国高铁对能源生产率是否产生了显著影响？其影响幅度多大？高铁通过哪些渠道影响能源生产率？高铁网络可达性的改善在提高能源生产率方面发挥了什么作用？针对这些问题，该文重点考察了高铁对能源生产率（以经济产出与能源消费的比值来衡量）的因果影响。这一研究工作的重要性主要体现在以下两个方面：一方面，在中国当前大力寻求绿色低碳转型和大范围开展高铁建设的现实背景下，亟需明确和量化高铁对能源生产率的影响；另一方面，高铁对能源生产率影响的研究结论可以为未来的公共基础设施投资决策提供重要的参考依据。

在上述背景下，该文以2003-2016年中国地级及以上城市面板数据作为研究样本，将高铁开通作为准自然实验，采用多期双重差分方法系统考察了高铁对能源生产率的影响，并从技术创新效应的视角识别了潜在的作用渠道。特别地，为了缓解样本选择偏差和内生性问题，该文进一步采用了倾向匹配得分双重差分方法和工具变量方法，为高铁对能源生产率的影响效果提供了稳健的经验证据。

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研究思路

首先，该文在对既有文献梳理的基础上，就高铁对能源生产率的潜在影响进行了理论阐释（如图1所示），即通过规范分析提出了如下假说：

假说1 高铁的开通运营对能源生产率具有正向的影响；

假说2 高铁网络可达性的提高对能源生产率有正向的影响；

假说3 技术创新在高铁和能源生产率之间具有中介作用，即高铁有助于促进技术创新而正向影响能源生产率。

图1  高铁影响能源生产率的潜在机制

进而，该文利用多期双重差分方法检验了高铁对能源生产率的影响。特别地，考虑到高铁开通可能存在样本选择偏差及内生性问题，该文采用倾向匹配得分双重差分方法和工具变量方法估计了高铁影响能源生产率的净效应。此外，该文采取安慰剂检验、剔除同期事件潜在影响和替换能源生产率测度方法等思路进行了一系列稳健性检验。

继而，为了考察高铁对能源生产率的影响是否存在替代效应，该文在基准回归模型中进一步引入交互项，来考察高铁和传统铁路运输（用铁路客运量对数值代理）、高铁和航空运输（用航空客运量对数值代理）的替代效应。而且，该文还从能源生产率分位数和距离最近高铁站距离的视角进一步考察了高铁对能源生产率的异质性效应。

最后，该文实证检验了高铁网络对能源生产率的影响，并采用规范的中介效应模型识别了高铁对能源生产率的传导渠道，即高铁的技术创新效应是否存在。

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主要结论

（1）高铁对能源生产率的改善具有显著的正向影响。工具变量估计和一系列稳健性检验均证实了该结论的可靠性。平均而言，高铁对能源生产率的边际影响约为9%。

（2）异质性分析结果表明，高铁对能源生产率的积极影响随着能源生产率分位数的增加而逐渐增加。此外，尽管高铁有效提高了高铁站附近城市的能源生产率，但随着到最近高铁站距离的增加，能源生产率的提升作用出现了显著的距离衰减效应。

（3）高铁的能源生产率提升效应无法完全被传统的铁路运输和航空运输方式所替代，并且高铁网络可达性的改善对能源生产率具有显著的促进作用。此外，机制分析结果显示，高铁可以通过强化技术创新效应而对能源生产率产生正向影响。

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简要评论

      

该文的主要边际贡献主要体现在以下三个方面：第一，首次识别了高铁对能源生产率的因果效应，为高铁能否实现中国能耗双控目标提供了经验证据；第二，实证考察了高铁和其他运输方式对能源生产率影响的替代效应；第三，从技术创新效应的视角识别了高铁影响能源生产率的作用机制。

同时，该文也存在如下有待改进和拓展之处。其一，该文采用的实证策略无法进一步考察高铁对能源生产率的空间溢出效应。随着高铁网络的不断完善，城市之间的经济联系越来越紧密，能源生产率的空间溢出效应预期愈加明显，因此后续研究可采用空间双重差分模型来进一步考察高铁对能源生产率的空间溢出效应；其二，尽管该文研究了高铁的能源生产率效应，但在中国持续推进能源转型的背景下，如何准确估算高铁的经济和环境成本也是未来值得关注的一个可拓展方向。