能源经济选题推荐:绿色电网
咱真不是标题党,今天介绍的 DID 选题是发在能源经济领域顶刊 Energy Economics 2025 年第 141 卷 C 期的一篇文章。这篇研究把国家电网斥资 3800 亿打造的特高压工程变成了天然实验场 —— 利用 2009 - 2016 年 “三纵三横”“四交四直 ”分阶段建设形成的政策冲击,用双重差分法精准识别出一个硬核结论:特高压电网接入后,受电端企业的绿色专利申请量显著增长约 3%。更妙的是,文章通过事件研究证明接入前无预趋势,用电力电缆长度等工具变量做 2SLS 解决内生性,把“基础设施如何驱动绿色创新”这个供给侧命题讲得既扎实又颠覆。
绿色电网:特高压发展如何推动企业绿色创新
Sun Y, Luo Y, Han F. Greening the Grid: How UHV Development Drives Corporate Green Innovation[J]. Energy Economics, 2025: 108772.
1.引言
绿色创新对实现可持续增长和环境保护很重要,尤其对中国这样的能源消费大国;其产出绿色专利是创新努力与技术进步的指标,还能产生知识溢出。现有文献多关注绿色创新的需求侧驱动因素(如能源价格、法规),对供给侧因素(如能源基础设施)研究不足,电力传输基础设施改善对绿色创新的因果证据较为有限。
本研究探究中国特高压输电网络对企业绿色创新的影响,特高压输电能提升受电区电力供应的可靠性与效率,可能降低研发成本和风险。研究利用2009-2016年特高压分阶段部署形成的准自然实验,结合2006-2016年中国上市公司数据,采用双重差分法(DID)识别因果效应。
特高压对绿色创新的影响存在理论不确定性:一方面可能通过提升供应机制促进创新、降低壁垒、激励竞争;另一方面可能仅刺激产出增长而非技术进步,或引发“资源诅咒”。
2.政策背景与研究假设
2.1中国特高压输电的发展
中国能源分布与需求存在区域错配,80%的电力资源集中在西部和北部地区,70%的电力消费集中在东部地区。“西电东送”战略因500千伏输电容量不足难以解决这一问题,而特高压(交流≥1000千伏,直流≥±800千伏)具有容量大、距离远、损耗低的优势。
特高压发展历经四阶段:2005-2010年示范工程启动;2011-2013年“三纵三横”基础网建设;2014-2016年结合污染治理批准“四交四直”项目;2017-2020年建成30条线路。图1展示线路路径,表1详细列出项目名称、电压及投运时间。
表1.特高压线路。
项目名称 | 电压容量 | 操作时间 |
---|---|---|
面板 A:直流线路 | ||
向家坝-上海 | ±800千伏 | 2010年7月 |
锦屏-苏南 | ±800千伏 | 2012年7月 |
哈密南-郑州 | ±800千伏 | 2014年1月 |
溪洛渡-浙江金华 | ±800千伏 | 2014年7月 |
宁夏灵州-浙江绍兴 | ±800千伏 | 2016年9月 |
酒泉-湖南 | ±800千伏 | 2017年6月 |
金北-江苏 | ±800千伏 | 2017年6月 |
上海苗-山东临沂 | ±800千伏 | 2017年12月 |
西盟-江苏泰州 | ±800千伏 | 2017年9月 |
扎鲁特-山东 | ±800千伏 | 2017年12月 |
准东-皖南 | ±1100千伏 | 2019年12月 |
云南-广东 | ±800千伏 | 2010年6月 |
糯扎渡-广东 | ±800千伏 | 2015年5月 |
电信北-深圳 | ±800千伏 | 2018年5月 |
青海-河南 | ±800千伏 | 2020年12月 |
乌东德-广东、广西 | ±800千伏 | 2020年12月 |
面板 B:交流线路 | ||
晋东南-南阳-荆门 | 1000千伏 | 2009年1月 |
淮南-上海南环 | 1000千伏 | 2013年9月 |
蒙西-晋中 | 1000千伏 | 2020年9月 |
张北-雄安 | 1000千伏 | 2020年8月 |
浙北-福州 | 1000千伏 | 2014年12月 |
淮南-南京-上海 | 1000千伏 | 2016年12月 |
西盟-山东 | 1000千伏 | 2016年7月 |
蒙西-天津南 | 1000千伏 | 2016年11月 |
南宇恒-潍坊 | 1000千伏 | 2017年8月 |
西盟胜利 | 1000千伏 | 2017年8月 |
北京西-石家庄 | 1000千伏 | 2019年6月 |
苏通1000千伏GIL综合管廊 | 1000千伏 | 2019年9月 |
鲁冀环网 | 1000千伏 | 2020年1月 |
驻马店-南阳 | 1000千伏 | 2020年12月 |
2.2潜在机制
特高压通过三条相互关联的机制影响绿色创新:
- 成本节约(假设1):高效输电降低企业能源成本,释放资金投入绿色研发,这一逻辑基于成本驱动型创新理论,实证表明成本降低可提升绿色创新率。
- 运行稳定性(假设2):可靠电力供应减少生产中断,依据资源基础观,能保障持续研发,利于长期项目推进,符合规模经济理论。
- 资源优化与溢出效应(假设3):促进能源密集型产业集聚,基于新经济地理学理论,降低空间障碍,利于知识溢出与合作创新,能源密集型企业受益更显著。
3.方法与数据
3.1实证策略
采用DID设计识别特高压接入的因果效应,模型公式为:
Yicpt=β0+β1UHVcpt+η1Xicpt+λc+θt+γp,t+εicpt Y_{icpt} = \beta_0 + \beta_1 UHV_{cpt} + \eta_1 X_{icpt} + \lambda_c + \theta_t + \gamma_{p,t} + \varepsilon_{icpt} Yicpt=β0+β1UHVcpt+η1Xicpt+λc+θt+γp,t+εicpt
其中,YicptY_{icpt}Yicpt代表企业i在城市c、省p、年份t的绿色创新,用绿色专利申请数加1的自然对数衡量;UHVcptUHV_{cpt}UHVcpt为虚拟变量,城市c在年份t接入特高压则为1,否则为0;XicptX_{icpt}Xicpt为企业时变控制变量,包括规模、盈利能力、负债、流动性、年龄、治理结构等;固定效应包含城市固定效应(λc\lambda_cλc)、年份固定效应(θt\theta_tθt)、省时间趋势(γp,t\gamma_{p,t}γp,t);β1>0\beta_1 > 0β1>0表明特高压提升绿色创新。
3.2 数据
样本为2006-2016年中国A股上市公司,排除ST/PT企业、关键变量缺失的企业,对连续变量进行1%和99%的缩尾处理。绿色专利数据基于WIPO标准匹配自CNRDS专利数据,表2列出其行业分布,图3展示时间趋势;公司财务数据源自WIND和CSMAR数据库;特高压接入数据来自国家电网报告。
3.3 变量
因变量为绿色创新水平,用绿色专利申请数加一取对数LnPatentLnPatentLnPatent代理,包括发明与实用新型专利;核心解释变量为UHVUHVUHV;控制变量有公司规模(SizeSizeSize)、资产回报率(ROAROAROA)、营业收入增长率(ORGRORGRORGR)、资产负债率(DARDARDAR)、现金流资产比(CFARCFARCFAR)、固定资产比率(FARFARFAR)、公司年龄(LnAgeLnAgeLnAge)、董事会人数(Ln#DirLn\#DirLn#Dir)、独立董事比例(%Indep.Dir.\%Indep.Dir.%Indep.Dir.)、前三高管薪酬(LnTop3LnTop3LnTop3)、第一大股东持股比例(%_Top\%\_Top%_Top),表3提供汇总统计。
4 实证分析
4.1主要结果
基准回归(表4)显示,UHVUHVUHV系数在0.028至0.030之间,且在5%的水平上显著为正,表明特高压接入使绿色专利申请显著增加约3%。事件研究(图4-A)结果显示,特高压接入前无显著预趋势,接入后创新水平显著上升,支持因果关系。
4.2稳健性检验(表5)
控制行业趋势(列1):加入行业线性趋势后,UHVUHVUHV系数为0.033,仍保持显著;预期效应(列2):特高压接入前一期(UHVt−1UHV_{t-1}UHVt−1)系数不显著,无企业提前调整行为的证据;替代指标(列3):使用反双曲正弦变换测度绿色创新,结果与基准一致;样本限制(列4):排除电力行业及无绿色专利申请的企业后,效应仍显著;替代对照组(列5):以2017-2020年接入特高压的城市为对照组,结果稳健;2SLS解决内生性(列6):使用电力电缆长度、地形等作为工具变量,第一阶段满足相关要求,第二阶段UHVUHVUHV系数为0.273,显著为正;堆叠DID(列7及图4-B):处理异质时点问题,UHVUHVUHV系数为0.094,显著为正,事件研究无预趋势;安慰剂检验(图5):随机分配处理组500次,系数分布以0为中心,表明主结果非偶然。
5.机制
5.1 增强能源输入
特高压对受电端地区企业绿色创新有显著正向影响,系数在0.019至0.026之间,对送电端地区企业无显著影响,凸显提高能源可用性与可靠性对促进绿色创新的重要性,支持假设2。
5.2 增加研发投入
特高压接入显著提升企业研发投入约5.8%(列1),且该效应在受电端地区尤为明显(列3),表明稳定供电促使企业增加研发投入,支持假设1。
5.3 能源强度
无论是按公司能源强度还是行业能源强度分类,特高压对研发投入(R&DR\&DR&D)和绿色专利(PatentPatentPatent)的积极影响仅在高电力强度(HEI)企业中显著存在,强调改善创新条件(供电可靠性与可用性)对促进高能耗企业绿色创新的关键作用,支持假设3。
6.特高压非均匀影响
6.1 企业特征差异(表9)
先验经验:效应集中在无绿色专利经验的企业,增幅为11%(列2),有经验企业效应不显著;企业年龄/无形资产/行业集中度:对较年轻、低无形资产、低HHI(竞争激烈)行业的企业影响更大;上市板块:在创业板(GEM)上市的企业,效应更显著;企业类型:对现有企业(非新进入者)影响显著(列12)。
6.2 管理结构差异(表10)
高管性别:在女性高管比例高(≥中位数)的企业中,效应显著(系数0.060),比例低的企业效应不显著;股权集中度:在前五大股东持股集中度低(<均值)的企业中,效应更显著(系数0.035)。
6.3 专利类型差异(表11)
专利类别:特高压对发明专利(LnInventLnInventLnInvent)和实用新型专利(LnUtilityLnUtilityLnUtility)均有显著正向影响,系数约为0.02;广延vs集约边际:既增加专利申请数量(集约边际),也提升企业申请至少一项专利的可能性(广延边际),且在各专利类别中均如此。
7.结论
特高压输电通过提升电力供应的可靠性与可用性(供给侧驱动),显著促进企业绿色创新,使专利申请增加3%。效应机制主要体现在受电端地区企业研发投入增加,且对高电力强度企业、无创新经验企业、年轻企业、低无形资产企业、创业板企业、竞争激烈行业企业、女性高管比例高企业、股权分散企业影响更大。
研究贡献包括:1)揭示电力基础设施供给侧改善对企业绿色创新的因果效应;2)深化对绿色创新企业/行业异质性驱动的理解;3)补充能源基础设施微观层面创新影响的证据,填补以往侧重生产力/排放的空白;4)扩展电力基础设施经济外部性(绿色创新溢出)的研究。
政策启示:重视基础设施投资对创新的推动作用;优先支持创新约束强的地区/行业;出台配套政策辅助特定企业更有效利用基础设施。研究局限:聚焦上市公司,线路级数据精细度不足;未来研究需扩展企业覆盖范围与空间数据精度。
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