環境稅、環境補貼與清潔技術創新：理論與經驗

楊 飛

(南京審計大學經濟與貿易學院，江蘇 南京 211815)

環境稅、環境補貼與清潔技術創新：理論與經驗

楊 飛

(南京審計大學經濟與貿易學院，江蘇 南京 211815)

本文利用偏向性技術創新理論和上市公司數據實證研究了環境稅和環境補貼對我國清潔技術創新的影響。理論模型研究表明，環境稅和環境補貼對清潔技術創新的影響主要取決于清潔能源和化石能源的替代彈性。當清潔能源和化石能源互補時，環境稅會抑制清潔技術創新，環境補貼會促進清潔技術創新，但對化石能源技術創新的作用更大。相反，當清潔能源和化石能源相互替代時，環境稅和環境補貼能夠促進清潔技術創新，抑制化石能源技術創新。技術外溢降低了替代彈性的臨界點，提高了環境稅和環境補貼促進清潔技術創新的效果。利用系統GMM和Tobit方法實證研究表明，我國目前的清潔能源和化石能源互補，使得環境稅抑制了清潔技術創新，環境補貼能夠促進清潔技術創新，但效果較小。政府政策應從全產業鏈角度擴大清潔技術應用范圍，提高清潔能源和化石能源的替代彈性。

環境稅；環境補貼；清潔技術創新

一、引 言

我國在經歷了30多年高增長同時，也付出了較大的環境代價。近年來，霧霾天氣頻繁出現，嚴重影響了全國各地經濟社會的運行。中科院大氣物理研究所研究表明霧霾主要來源于 PM2.5，而PM2.5 主要來源于化石能源燃燒[1]。目前治理環境污染主要有兩個思路 ，一是利用環境技術標準、排污費和交易許可證制度等手段提高化石能源的環境利用效率[2]；另一種思路是發展替代能源，用風能和太陽能等清潔能源代替化石能源[3]。但是，由于化石能源的路徑依賴性和負外部性得不到補償，市場沒有足夠的激勵進行清潔技術創新，因此發展清潔技術產業必須依靠政府扶持[3] [4]。

我國政府推出了諸多政策扶持清潔技術產業發展，但目前的清潔技術產業依然存在缺乏核心技術、環境稅體系不健全和環境補貼政策效果不佳等問題，甚至出現新能源車“騙補”現象。為了進一步研究環境政策對我國清潔技術創新的影響機制，本文借鑒Acemoglu等(2012)構建了偏向性技術創新模型考察環境稅和環境補貼對清潔技術創新的影響機制[3]，并利用新能源產業上市公司數據實證研究環境稅和環境補貼對促進我國清潔技術創新的效果。

已有文獻主要研究環境規制對環境技術創新的影響，較少研究化石能源技術向清潔技術轉換。環境經濟學認為環境規制可以減少經濟活動的環境負外部性和環境技術創新的正外部性，進而促進環境技術創新[2] [5]。國內多數研究表明，環境規制對環境技術創新存在顯著影響[6] [7]。近年來，內生偏向性技術創新理論為化石能源技術向清潔技術轉換提供了理論基礎。Acemoglu等(2012)和Acemoglu等(2016)較早基于內生偏向性技術創新模型研究表明，自由市場會促進化石能源技術創新，并導致環境災難，因此需要政府干預抑制化石能源技術并扶持清潔技術[3][8]。Hémous(2013)進一步研究表明，國際貿易將削弱一國扶持清潔技術創新的效果，因此征收碳關稅是有必要的[9]。Aghion等(2016)利用汽車產業數據實證研究了上述理論[4]。國內文獻缺乏對化石能源技術向清潔技術轉換的系統研究，只有一些文獻實證研究了排污費和財政補貼對我國綠色全要素生產率或新能源技術創新的影響[10][11]，但這些沒有檢驗環境政策對我國化石能源技術與清潔技術之間關系的影響，本文對此作一補充。

二、理論模型

(一)模型設計

為了考察環境稅和環境補貼對清潔技術創新的影響機制，本文借鑒Acemoglu等(2012)和Aghion等(2016)[3] [4]，假設經濟中存在清潔能源產品部門Yc和化石能源產品部門Yd。清潔能源產品不產生污染，化石能源產品排放污染物。總產品Y由清潔能源產品和化石能源產品按照CES生產函數生產，方程設定如下：

(1)

(2)

Ec為Yc部門的清潔能源投入，Ed為Yd部門的化石能源投入。xi為中間品。Ac為清潔能源技術，Ad為化石能源技術。σ為兩部門產品的替代彈性，γ為CES函數中兩部門產品的相對重要性，β為函數的份額參數。

(二)產品市場均衡

為簡化分析，將最終品價格標準化為1。假設最終品市場和能源市場是完全競爭市場。由于企業技術創新源于壟斷利潤，因此本文假設中間品市場為壟斷市場。設定產品Yc的價格為pc，產品Yd的價格pd。設政府對化石能源產品征收環境稅τd，那么，產品市場均衡條件下，有：

(3)

假設政府對清潔能源產品提供環境補貼τc，則每個部門利潤最大化問題為：

(4)

MaxEd,xdpdYd-ρdEd-χdxd

(5)

ρi為能源價格。χi為i部門中間品的價格。將(5)、(6)帶入(2)式，對上式求導，可以得到中間品需求的表達式：

(6)

(7)

(8)

結合(2)、(3)和(7)式，可以得到兩部門產品的相對價格：

(9)

其中，η=σβ-β+1。當σ<1時，η<1；當σ>1時，η>1。

(三)研發市場均衡

借鑒Acemoglu(2002)[12]，假設技術市場存在技術外溢，技術創新由科學家研發，為此，技術創新方程設定如下：

(10)

(11)

研發企業根據研發產品的市場價值雇傭科學家并決定研發的方向。研發市場均衡時有：ξcAcVc=ξdAdVd。將該式帶入(11)可得清潔技術和化石能源技術的相對技術水平：

(12)

三、計量模型設計

根據推論1和推論2，本節實證檢驗環境稅和環境補貼對清潔技術創新的影響，計量模型設定如下：

Techit=α0+α1Taxit+α2Subit+α3χit+μit

(13)

i為企業，t為時間。Tech為清潔技術創新，Tax為環境稅，Sub為環境補貼。χ為控制變量，包括燃料價格、滯后一期的清潔技術創新、其他企業的技術積累、資產負債率、企業營業收入、企業盈利能力和企業所有權，μ為殘差項。企業所有權取0和1，其他變量均取對數值，其中，對于負值，先取絕對值的對數值，再取負號。

本文以公司的清潔能源技術專利作為清潔技術創新的代替指標。我國目前沒有開征環境稅，本文以各地區排污費占GDP比重作為環境稅的代理指標*上市公司排污費包含在其他管理費用中，不能單獨提取，因此本文只采用企業所在地的排污費占GDP比重作為環境稅的代理指標。。借鑒Aghion等(2016)，環境補貼以企業收到的財政補貼作為代理指標[4]。由于財政補貼數額較大，借鑒張杰(2015)去規模化方法，將財政補貼分別除以營業收入、固定資產和總資產作為去規模化后的財政補貼變量[13]。燃料價格是清潔技術創新的一個影響因素，化石能源價格上升將會激勵企業研發化石能源技術，抑制清潔能源技術創新，為此，計量模型中加入燃料價格。每個企業的燃料價格以其所在省份和全國平均的定基燃料價格指數代替(2005年為基數)。本文將技術外溢分為本企業和其他企業的技術外溢，以便區別技術外溢來源對企業清潔技術創新的影響。本企業技術外溢以滯后一期的專利表示，其他企業技術外溢以其他企業的技術專利總和作為代理指標[4]。

借鑒周亞虹等(2015)，將企業杠桿率、企業規模、企業盈利能力和企業所有權也作為控制變量[11]，分別以資產負債率、營業收入、利潤營業收入比和是否為國企等指標表示。由于企業清潔能源數據更能反映微觀經濟層面的活動，本文選擇2007～2014年A股上市清潔能源公司作為研究樣本，包括風能、太陽能、生物質能和燃料電池等滬深上市企業。上市公司專利數據來源于國泰安CSMAR數據庫。燃料價格指數來源于國家統計局年度數據。排污費數據來源于歷年的《中國環境年鑒》。其他企業數據均來源于銳思金融數據庫(Resset)。

計量模型可能存在內生性問題。財政補貼從理論上可以促進企業研發，但是企業也可能為了獲取財政補貼而研發，因而兩種之間存在互為因果關系。環境稅可以促進企業研發，但企業研發也可以少繳稅，因此環境稅和企業研發同樣存在互為因果關系。為了緩減可能存在的內生性問題，本文采用系統GMM方法對(13)式進行估計。

四、實證分析

(一)基準檢驗

表1為(13)式的基準估計。結果顯示，排污費對清潔技術專利存在較為顯著的負向影響，即排污費抑制了清潔技術創新。財政補貼對清潔技術專利存在較為顯著的正向影響，這表明環境補貼能夠顯著促進清潔技術創新。根據推論1和推論2，當清潔能源和化石能源的替代彈性小于1時，環境稅對清潔技術創新產生抑制作用，環境補貼可以提高清潔技術的絕對水平。由此，我們可以推測，目前我國的清潔能源與化石能源的替代彈性可能小于1，使得政府的環境扶持政策效果不夠顯著。為此，本文借鑒Klump等(2007)的標準化供給面系統法估計了2000～2014年我國清潔能源與化石能源的替代彈性[14]，將(1)和(2)式簡化為要素增強型技術形式的CES生產函數，然后采用可行廣義非線性最小二乘法(FGNLS)進行估計。表2估計結果顯示，我國2000～2014年清潔能源與化石能源的替代彈性為0.839*假設中間品投入為1，將(2)帶入(1)即可得簡化后的CES函數。清潔能源和化石能源消費的數據來源于國家統計局， FGNLS法估計顯示，清潔能源與化石能源的替代彈性系數P值為0.06，擬合度為0.992，估計結果具有顯著性。，這意味著我國清潔能源與化石能源存在互補性。更進一步，根據表2的估計結果，清潔能源技術參數和曲率參數均大于化石能源技術參數和曲率參數，這說明我國的環境技術創新方向總體表現為清潔技術增強型，整個經濟總體上在提高環境友好型技術的創新力度。但是，由于清潔能源與化石能源存在互補性，清潔技術越進步，反而會更多地提高化石能源的需求，這同我國近十多年來對煤炭和石油大量需求的事實相吻合。國內一些學者也得出類似的結論，王建民等(2016)采用超越對數函數估計表明[15]，1991～2013年我國清潔能源與化石能源的替代性較差，其中石油與清潔能源的替代彈性略大于1(1.04左右)，煤炭與清潔能源的替代彈性小于1(0.98左右)。由于煤炭占我國能源總消費的70%左右，因此，清潔能源與化石能源的總體替代性較差。

表1 基準估計方法(系統GMM方法)

注：括號內為標準差，*** , ** , * 表示1%、5%和10%的顯著性水平。下同。

控制變量中，燃料價格對清潔技術專利存在顯著的負向影響，由于目前燃料仍以化石燃料為主，這表明化石燃料價格越高，越能刺激化石能源技術創新，具有顯著的價格效應。滯后一期專利和其他企業技術外溢具有顯著的正向影響，這表明本企業已有技術和其他新能源企業技術的外溢效應能夠顯著促進清潔技術創新，滯后一期專利估計結果也表明清潔技術創新具有較強的狀態依賴性。盈利能力對清潔技術創新具有顯著的正向影響，而資產負債率對技術創新存在負向影響。所有權差異對企業清潔技術創新存在顯著影響，這表明國企和民企在清潔技術創新方面存在差異，下文進一步分析不同所有權企業的清潔技術創新狀況。

表2 標準化供給面系統法估計結果

(二)不同專利和所有權類型

為了對上文進行穩健性檢驗，本節對計量模型進行擴展。首先，民營企業和國有企業的創新激勵存在差異，一般認為國企因為存在較大的委托代理問題缺乏創新激勵，為此，本文將樣本分為民營企業和國有企業檢驗兩類企業的創新激勵行為。其次，我國的很多企業為了獲取政府補貼才進行創新[16]，因此，政府補貼顯著增加了實用新型專利和外觀設計專利申請，而對發明專利影響不顯著。本文進一步將專利分為發明專利、實用新型專利和外觀設計專利，分別估計民營企業和國有企業背景下環境稅、環境補貼對三種不同專利的影響。

表3顯示，排污費對國有企業發明專利存在顯著的負向影響，對民營企業的外觀設計專利存在顯著的負向影響。財政補貼對民營企業的三種專利均存在顯著的正向影響*財政補貼/固定資產、財政補貼/總資產對清潔技術創新的系數同財政補貼/營業收入的系數類似，表3和表4的估計中將此省略，類似地，全國平均燃料價格的系數也省略。，而財政補貼對國有企業的專利存在不顯著的負向影響。這表明財政補貼對民營企業的清潔技術創新產生了較為顯著的正面影響，而國有企業并沒有很好地利用財政補貼促進清潔技術創新。表3的估計結果同表1類似，符合清潔能源與化石能源互補時環境稅、環境補貼對清潔技術創新的理論推導結論。環境稅和環境補貼是國家環境規制常用的政策手段，表1的估計結果表明，我國的環境規制政策沒有對國有企業清潔技術創新產生顯著的正面效果，可能的原因在于國有企業面臨的預算軟約束和所處行業的壟斷性，使得國有企業缺乏對環境規制的敏感性，張成等(2011)研究也表明，相比外資和民營企業，環境規制對國有企業技術進步(全要素生產率)的效果較弱甚至存在抑制作用[7]。

(三)穩健性檢驗

表3采用系統GMM方法估計時被解釋變量存在0值，為了估計的穩健性，本節采用Tobit模型對包含0的整體樣本進行估計。表4的估計結果顯示，排污費對國有企業發明專利和外觀設計專利存在較為顯著的負向影響，對民營企業專利影響不顯著。財政補貼對民營企業的發明專利和新型實用專利存在顯著的正向影響，對外觀設計專利的影響不顯著。財政補貼對國有企業三種專利無顯著影響*本文關于政府補貼對三種專利創新的結論同黎文靖和鄭曼妮(2016)存在一些不同，可能的原因在于清潔技術創新屬于高技術創新，企業(特別是民營企業)不會為了補貼才會創新，黎文靖和鄭曼妮(2016)也表明，高技術行業中為補貼而創新的現象較少[16]。。表4的估計結果同表3類似，同樣表明環境規制政策對國有企業清潔技術創新效果不佳。已有研究表明，我國的財政補貼對產業發展和創新存在諸多負向影響。例如，周亞虹等(2015)的研究表明，財政補貼對新能源企業的盈利能力存在顯著的負向影響，對研發投入的影響比較弱[11]。張杰等(2015)的研究表明，財政補貼對出口產品質量存在顯著的負向影響，原因在于企業獲取財政補貼后缺乏創新的動力，依靠低價和低利潤模式參與市場競爭，國有企業尤其顯著[13]。本節財政補貼對國有企業技術創新的影響也可以適用該解釋。可以看出，表3和表4兩種計量方法估計的結果類似，說明本文的研究結果具有相對穩健性。

表3 不同專利和所有權估計結果(系統GMM方法)

表4 穩健性檢驗(Tobit方法)

五、小 結

本文利用上市公司數據實證研究表明，我國的清潔能源和化石能源存在互補關系，導致環境稅對清潔技術創新存在顯著的負向影響，而環境補貼雖然能夠促進清潔技術創新，但效果較弱，不能扭轉清潔技術相對化石能源技術的相對劣勢。這一結果符合我國乃至全球目前的清潔能源推廣現狀，由于全產業鏈中的多數環節依然由化石能源主導，只在少數幾個環節推廣清潔技術反而引起更多的化石能源消費。

這一研究結論具有直觀的政策意義。首先，政府推廣清潔技術應從全產業鏈角度考慮，重點在產業鏈上下游的重要環節推廣清潔技術，使清潔技術的應用不過度依賴化石能源，促進清潔能源與化石能源替代彈性的上升。其次，政府應加大清潔技術的基礎理論研究和推廣，擴大清潔技術的外溢效應，這樣有利于加快清潔技術在全產業鏈中的應用。再次，財政補貼在我國的實施效果較差，政府應避免將財政補貼與選擇性產業政策掛鉤，理順財政補貼在市場機制中的激勵機制，避免不正當競爭和人為的行政管制。

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(責任編輯:風 云)

Environmental Taxes, Subsidies and Clean Technology Innovation: Theory and Evidence

YANG Fei

(School of Economics and Trade，Nanjing Audit University，Nanjing 211815, China)

This paper studies the effects of environmental taxes and subsidies on clean technology innovation using directed technological change theory and company data. Theoretical models show that the impact of environmental taxes and subsidies on clean technology innovation depends primarily on the elasticity of substitution of clean energy and fossil fuels. When fossil energy and clean energy are complementary, environmental taxes will inhibit clean technology innovation. Environmental subsidies will promote clean technology innovation, but have a greater effect on fossil energy technologies innovation. In contrast, when clean energy and fossil energy are substituted, environmental taxes and subsidies will promote clean technology innovation, and suppress fossil energy technology innovation. Technology spillover reduces the critical point of the elasticity of substitution, thus improving the effect of environmental taxes and subsidies on promoting clean technology innovation. The empirical study shows that clean energy and fossil energy complement each other in china, so environmental taxes suppress clean technology innovation, and environmental subsidies improve clean technology innovation, but have a smaller effect. Government policy should broaden the application of clean technologies throughout the whole industry chain, so as to improve the elasticity of substitution of clean energy and fossil fuels.

Environmental Taxes; Subsidies; Clean Technology Innovation

2016-12-12

教育部人文社會科學研究青年項目(15YJC790125)；國家自然科學基金面上項目(71573136)

楊飛(1983-)，男，內蒙古前旗人，南京審計大學經濟與貿易學院講師，博士。

F810.2

A

1004-4892(2017)08-0019-09