資源稟賦差異下中國工業企業的環境創新效率研究

雷輝 鄭艷

摘要：基于企業資源稟賦差異，在行業視角下利用共同前沿DEA方法對中國35個工業行業2008-2014年的環境創新效率進行測算和分析。結果表明：中國工業企業平均環境創新效率波動上升但仍然偏低；環境創新效率存在行業異質性，技術依賴型行業的環境創新效率最高，但能源依賴型行業的環境創新效率整體提升幅度最大；各行業效率損失原因各有側重，需明確效率損失原因，采取針對性措施提高效率。

關鍵詞：資源稟賦；環境創新；共同前沿DEA方法；效率評價

中圖分類號：F205文獻標識碼：A文章編號：10037217（2018）04012807

一、引言

工業發展是推動國民經濟增長的重要動力，2017年中國工業增加值總量達28萬億元人民幣，占GDP比重的33.9%。與此同時，我國資源消耗增加，2017年中國能源消費總量約為44.9億噸標準煤，是世界上能源消耗最多的國家。“十二五”以來，由于中國工業化的深入和產業結構的調整，工業在能源消費中的比重有所下降，但2015年工業能源消費比重仍然高達67.97%，工業能源消耗及污染物排放給環境造成巨大負擔。習近平新時代中國特色社會主義思想要求我國經濟要轉向高質量發展，現在1%的GDP增長是通過技術進步、創新驅動來實現，而不是依靠大量的資源投入。面對能源環境的約束以及創新驅動經濟發展的國家戰略，工業的綠色發展已是大勢所趨，以經濟社會可持續發展為目標的環境創新成為工業企業爭取市場地位、贏得競爭優勢的必然選擇。

二、文獻綜述

Kemp（2011）提出環境創新是旨在減少對環境不利影響的創新，其通過引進新的思想、行為、產品和流程來減輕企業的環境負擔或者實現特定的生態可持續發展目標[1]。根據目標，可分為“能源和資源有效型創新”和“外部性減少型創新”[2]。受外部經濟和制度壓力[3]、利益相關者的綠色訴求[4]、企業文化[5]、企業家精神及社會責任意識[6]等因素的影響，更多的企業開始采取環境創新實踐，環境創新的績效評價顯得尤為重要。部分學者，如顏莉（2012）[7]、Sun（2017）[8]，對環境創新的綜合績效進行了評價。更多學者基于投入產出角度對環境創新的效率進行了評估。曹霞（2015）從綠色低碳視角出發，基于投影尋蹤模型和SFA模型，用2005-2011年中國30個省市地區的面板數據研究了中國各區域創新效率[9]。由于環境創新是一個多投入多產出的過程，DEA方法在處理多產出模式下的效率評估具有優勢。錢麗（2015）在引入工業“三廢”和“二氧化碳”等指標的情況下，利用規模報酬不變和可變的DEA模型測度分析2003-2010年各省份企業綠色科技研發、成果轉化效率，并且檢驗創新效率的影響因素[10]。馮志軍（2013）進一步考慮要素的松弛問題，運用DEASBM方法比較分析了2009年中國三十個省級區域以及八大經濟區規模以上工業企業的綠色創新效率[11]。但是這種方法只能區分無效單元和有效單元，對于同時效率為1的單元無法進行比較。基于此，部分學者采用SuperSBM模型，如王惠（2016）便采用該種方法來測算高新技術產業的綠色創新效率[12]。羅梁文（2016）基于兩階段創新價值鏈下工業企業綠色技術創新的過程，構建了中國區域工業企業綠色技術創新效率評價體系，采用主成分分析和DEA對各省份工業企業整體綠色技術創新效率進行評價及因素分解[13]。任耀、牛沖槐（2014）考慮到綠色創新的多方面績效，建立了包含經濟效率、創新效率和環境效率的DEA-RAM聯合效率模型，同時對山西省各地市的綠色創新效率進行了實證分析，并從要素角度對無效率原因進行了探究[14]。

綜上，學者主要采用SFA和DEA對省際或者區域環境創新效率進行研究，多數研究結果表明我國大部分地區存在環境創新無效率現象，且環境創新效率和地區的經濟發展水平有一定的關系，區域差距較大，東部沿海地區的環境創新效率明顯高于西部和東北地區。但是目前研究缺乏針對工業內部環境創新效率的探討。由于各行業資源稟賦、行業特征、生產工藝等的不同，導致不同行業面臨不同的生產技術，選擇不同的可行生產集，若是基于同一技術前沿面展開，則會影響評價的準確性。因此本文考慮工業企業的資源稟賦差異導致的技術異質性，基于行業視角采用共同前沿DEA方法對中國工業企業的環境創新效率展開研究。

三、模型方法

（一）指標選擇

1.投入產出指標。

投入主要考慮基礎性的人力和資金兩方面。人力方面，選擇R&D;人員全時當量（x1）作為人力投入的測算。資金方面，采用R&D;經費內部支出（x2）和新產品開發經費（x4）作為技術和產品創新兩階段的資金投入。考慮到技術引進、消化吸收再創新也是我國企業創新的主要模式，把引進技術費用、消化吸收費用、技術改造費用、購買國內技術費用作為其它技術經費投入（x3），剔除價格影響，采用固定資產投資價格指數進行平減，轉化為1990年不變價。

產出指標主要分為期望產出和非期望產出，環境創新的期望產出主要有市場化的產出和非市場化的產出。采用新產品銷售收入（y1）作為市場化期望產出，并利用工業生產者出廠價格指數進行平減，轉化為1985年的不變價。非市場產出主要是用專利來衡量，考慮企業專利的重要因素，采用發明專利申請數（y2）作為非市場化的期望產出，此外，采用綜合能耗產出率（y3）衡量環境創新的能源節約效應，由于我國自2013年起不再公布行業的工業總產值，且工業總產值和工業銷售總產值相差不大，因此采用工業銷售總產值代替，采用分行業工業生產者出廠價格指數進行平減。工業企業活動對環境產生的負效應主要是污染物的排放，考慮“單位工業GDP廢水、廢氣、煙粉塵和二氧化硫排放量”，采用熵值法綜合成一個環境污染綜合指數（b1），作為非期望產出。

2.分組指標。

本文按照GB/T47542002與GB/T47542011標準，剔除數據不可得行業，并進行一些調整，共選擇35個工業行業。技術創新能力和能源消耗是影響環境創新效率的直接因素，這里選擇研發強度和能源強度并采用兩階段聚類分析方法對工業企業進行分組，共分成三類，MH指中等研發強度高能源強度，一般指能源依賴型，LM指低研發強度中等能源強度，一般為勞動依賴型，HL指高研發強度低能源強度，一般指技術依賴型，具體分組情況如表1所示。

（二）測算方法

我國工業企業共分成35個工業行業，即有35個決策單元，用DMU表示，都具有4種投入，3種期望產出和1種非期望產出，xm0，yr0，bj0分別表示DMU0的第m種期望產出（m∈RM+），第r種非期望產出（r∈RR+），第j種非期望產出（j∈RJ+）。根據前面進行的分組，所有決策單元分為3個群組，每個群組有Nh個決策單元（N1=12，N2=16，N3=7）。群組h的投入產出集合：Th={（x，y，b）|x≥0，y≥0，b≥0；x在h群中能生產出（y，b）}，生產可能性集合：Ph（x）={（y，b）|（x，y，b）∈Th}，Ph（x）的上界為“群組前沿”。共同技術集合：Tm={（x，y，b）|x≥0，y≥0，b≥0；x能生產出（y，b）}，共同生產可能性集合：Pm（x）={（y，b）|（x，y，b）∈Tm}，Pm（x）的上界為“共同前沿”。共同技術集合是3個群組技術集合的并集，即Tm={T1∪T2∪T3}。方向性距離函數目標是使非期望產出減少的同時期望產出等比例適當增加，共同前沿和群組前沿下方向性距離函數分別定義如下：

這里，設定非零方向向量g=（gy=y，gb=b），表示DMU期望產出和非期望產出同時變化的比例，其中g∈RR+×RJ+。在規模報酬可變假設下決策單元DMU0在共同前沿下和組別前沿下的無效率分別用公式（1）和（2）兩個線性規劃方程測量，利用Matlab進行編程求解。

MaxDm（xhm0，yhr0，bhj0）=βm0

s.t.∑Hh=1∑Nhn=1λhnxhmn≤xhm0；m=1，2，3，4

∑Hh=1∑Nhn=1λhnyhrn≥（1+βm）yhr0；r=1，2，3

∑Hh=1∑Nhn=1λhnbhjn=（1-βm）bhj0；j=1

∑Hh=1∑Nhn=1λhn=1；h=1，2，3

λhn≥0；n=1，2，…，Nh（1）

MaxDh（xhm0，yhr0，bhj0）=βh0

s.t.∑Nhn=1μhnxhmn≤xhm0；m=1，2，3，4

∑Nhn=1μhnyhrn≥（1+βh）yhr0；r=1，2，3

∑Nhn=1μhnbhjn=（1-βh）bhj0；j=1

∑Nhn=1μhn=1

μhn≥0；n=1，2，…，Nh（2）

λhn和μhn分別代表相應共同技術集下和群組技術集下生產過程的權重變量，DMU0在共同前沿下和組別前沿下的環境創新效率分別用MEIE和GEIE表示，則0

四、實證分析

（一）數據來源

工業總產值和能源消耗數據分別來自《中國工業統計年鑒》和《中國能源統計年鑒》，環境污染指數的計算數據來自《中國環境統計年鑒》，其余數據都來自《中國科技統計年鑒》。資金類指標根據相應的價格指數進行平減，變為不變價，相關價格指數來自《中國統計年鑒》。研究樣本的時間跨度為2008-2014年，由于創新的成果一般不會在當年實現，相對于投入會有一定的滯后，參考大部分學者的研究，將滯后期選擇為一年，即投入是2008-2014，產出是2009-2015年。

（二）結果及分析

1.變量描述性統計分析。

環境創新投入產出指標的描述性統計如表2所示。無論是人力還是資金，HL組在創新資源的投入上要顯著高于其余兩組行業，相應產出表現也要明顯好于其余兩組，而MH組整體上在創新人員和各項創新資金投入上都要高于LM組，期望產出績效高于LM組的整體情況，但是非期望產出績效差于LM組。從這一組數據也可以看出，HL組的企業生產更加依賴于技術，而MH組相對更依賴于能源和資金，LM組對兩者的依賴相對較少。

2.共同前沿下環境創新效率分析。

表3列出了35個工業行業在共同前沿和組別前沿下的平均環境創新效率。在共同前沿下，我國工業行業的平均環境創新效率是0.799，從行業上看，只有兩個行業達到整體相對有效，分別是文教、工美、體育和娛樂用品制造業與燃氣生產和供應業，都在LM組，而作為投入最多的HL組行業，其在共同前沿下所有行業都存在一定的效率損失，這也意味著環境創新投入的增加只是一方面，關鍵是要提升效率。除上述的兩個行業外，HL組的儀器儀表制造業的環境創新效率達到了1，即組內相對有效。效率排名前10的工業行業集中分布在LM組和HL組。結果表明，中國絕大部分工業行業都存在效率損失，環境創新效率有較大的提升空間。在這三種類型的行業中，在共同前沿下，HL組平均環境創新效率為0.926，高于LM組的0.812和MH組的0.707，MH組的行業平均環境創新效率最低，這和該組行業的資源依賴有很大的關系，該組對能源的依賴性很大，這在帶來經濟效益的同時也導致了資源的大量消耗和環境污染物的排放。因此要重點關注這類資源型的行業，尤其是造紙及紙制品業、非金屬礦物制品業，其效率明顯低于平均水平，提高其環境創新效率對整體提升我國工業的環境創新效率有很大幫助。

對具體行業的分析，以醫藥制造業為例，其在共同前沿下和組別前沿下的環境創新效率分別為0.731，0.845，說明醫藥制造業的環境創新效率只達到了總體有效的約73.1%和組內有效的約84.5%，其效率在共同前沿和組內可提升的空間分別為26.9%和15.5%，其他行業的分析類似。從每個行業的效率值可以看出，在共同技術前沿下，樣本的效率缺口要不小于群組技術前沿評價標準下的效率缺口，也進一步說明效率評價中選擇合適的技術前沿的重要性。

此外，本文利用箱形圖直觀體現每組內樣本效率值的分布情況，如圖1所示。HL組內的行業效率的均值最高，且效率值分布比較集中。相反，MH組的效率平均值較低，且分布較為分散，提升環境績效要重點關注這類行業。此外LM組電力、熱力的生產與供應業、HL組的醫藥制造業的環境創新效率明顯偏離行業的平均水平，也需重點關注。

GROUP

從縱向看，如圖2所示，工業行業的環境創新效率并不穩定，呈現波動上升趨勢，環境創新效率由2008年的0.749上升到2014年0.819。但是在2009年和2014年的平均環境創新效率有一定幅度的下降，創新的投入在增加，但是相應期望產出增加的幅度低于投入的增加幅度。尤其是HL組，其波動幅度較大。從行業對比來看，HL組的行業的環境創新效率始終是高于其它兩種類型的行業的，其次是LM組行業，表現最差的是MH組行業，但是同時也可以看出MH組的行業效率提升的幅度是非常大的，我國大力推行經濟結構調整，從以要素驅動經濟發展轉向以創新驅動，創新產出的不斷增加也提高了資源的使用效率，減少了污染物的排放，促進了整體效率的提升。

3.環境創新技術水平差異。

本文對工業行業的共同技術比率使用KruskalWallis測試來檢驗不同類型的工業行業間的技術異質性，結果P明顯小于0.05，三大類型行業的共同技術比率在5%的檢驗水平下存在顯著性差異。通過MTR的平均值進行比較，MH、LM和HL行業分別為0.755、0.935、0.969，HL組的環境創新技術水平明顯高于其余兩組，最接近于最優技術水平，MH組的技術水平最低。結果表明HL組內行業實現了整體最優技術的96.90%，而其余兩種類型的工業行業環境創新技術水平離最優技術水平大約有24.5%和6.5%的提升空間。從縱向上看，如圖3所示，HL組技術水平與潛在最佳技術水平的距離較為穩定，MH組技術水平提升的幅度最大，LM組的環境創新技術水平尤其值得關注，其共同技術比率反而在逐漸變小，其技術水平的提升不及整體的幅度。從三組的變化趨勢也可以看出三種類型的工業行業的環境創新技術水平差距在不斷縮小，行業間的發展逐漸均衡。

4.我國工業行業環境創新無效率原因探究。根據ChingRenChiu（2012）等[15]的研究，本文把環境創新無效率的來源從外部技術和內部管理進行分解。如圖4所示，MH組的企業效率損失最嚴重，雖然該組企業的技術水平在不斷提升，大約77%損失還是由于其環境創新技術水平與最優技術水平之間的差距導致，提高技術水平可以較大幅度提高其環境創新效率；LM組企業的環境創新效率損失主要是由于企業內部管理問題導致資源配置不當。HL組企業的效率損失較小，且技術原因和資源配置問題都占有相當的比例。

針對具體行業分析，如圖5所示，造紙及紙質品業、橡膠和塑料制品業、計算機、通信和其他電子設備制造業等行業的效率有很大的差異，但是它們效率損失的主要原因是環境創新技術水平上的不足，分別占效率損失的90%以上，而酒、飲料和精制茶制造業、電力、熱力的生產和供應業損失較多，其主要原因是內部的資源配置問題，農副食品加工業的效率損失中，技術原因和管理原因各占有相當的比例。

五、結論及啟示

本文基于行業視角，采用共同前沿DEA方法對中國工業企業的環境創新效率情況及效率損失原因進行探究。主要結論如下：（1）中國工業企業環境創新效率波動上升，但達到相對有效的行業較少，整體環境創新效率還存在較大改進空間。（2）我國工業企業的環境創新效率因行業資源稟賦的不同存在差異。HL組內行業對技術創新資源投入較多，其環境創新效率最好，MH組內行業環境創新資源的投入并不是最低的，但是其環境創新效率最低，囿于技術限制的高能源消耗和污染物排放是主要原因。（3）環境創新技術水平整體呈上升趨勢，不同工業行業技術水平差異較大，但技術距離在不斷縮小，行業發展趨于均衡。（4）不同工業行業效率損失情況差異明顯，需區別分析。整體看MH組效率損失最為嚴重，主要是由技術差距導致，LM組行業的效率損失主要由內部管理原因造成。HL組效率損失較少，技術原因和內部管理都占有相當比重。

基于以上結論，提出以下建議：（1）持續推進供給側結構性改革，堅持實施創新驅動，強化工業企業創新主體地位，促進新舊動能順利轉換。在經濟發展中要兩手抓，既要金山銀山，也要綠水青山。而這一切有賴于通過持續的創新促進技術的改進，推動清潔能源的開發。同時要順應國際經貿規則新趨勢，重塑我國工業競爭新優勢，保障工業經濟平穩健康運行。（2）提高工業企業的環境創新效率不能采取“一刀切”的形式，需針對不同行業特性和具體情況，明確效率損失根源，有針對性地采取措施。對于以技術為主導的行業，其整體效率較高，要鼓勵其不斷完善環境創新制度，加快環境創新的腳步，并引導其他行業進行環境創新，促使經濟更快更好地發展；能源密集型行業由于其資源稟賦的不同，更需要加大科技創新的力度，增加人員和資金的投入，積極進行環境創新，提高環境創新的技術水平，進而提高能源的使用效率，同時開發清潔能源，降低污染物的排放。與此同時還要著重進行內部管理制度和結構的調整，提高創新資源的配置效率。（3）搭建創新平臺，充分發揮高效率企業的技術優勢與管理優勢，促進不同企業、組織、公眾的資源流通與互補。同類型行業中，他們面臨的資源環境有很大的相似性，但是環境創新效率也存在很大的差異，有表現很突出的行業，也有表現很差的行業，所以各工業企業間要加強交流與合作，共同促進工業經濟的健康發展。

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（責任編輯：王鐵軍）