環境規制約束下制造業技術創新影響實證分析

鄧小華，陳慧華

(安徽大學 經濟學院，合肥 安徽 230039)

隨著我國經濟的發展以及工業化、城鎮化進程的加快，我國制造業逐步邁向高質量發展的階段，然而在邁向高質量發展的進程中，環境污染、自然資源優勢不斷下降等問題與制造業發展進程中存在的矛盾也不斷暴露和凸顯，中國生態環境遭到了嚴重的破壞，環境污染、生態失衡已經成為威脅人類生存的嚴重問題。2016年，全國338個地級及以上城市中，其中有四分之三的城市環境空氣污染嚴重，我國的工業化過程帶來的生態環境污染問題嚴重損害了經濟運行效率，而技術創新則是解決環境污染的重要途徑。2016年3月5日，李克強總理指出，將“發展壯大新動能”和“加快制造業強國建設”列為供給側結構性改革的首要任務，要走出一條經濟發展與環境改善雙贏之路，實現環境規制與技術創新的協同作用，加強制造業強國建設，促進制造業綠色化發展，提高制造業行業技術創新能力。基于此，本文從環境規制約束視角分析，理論分析促進制造業技術創新提升的內在作用機理，并通過實證檢驗加以驗證，從而為環境規制約束角度提出促進中國制造業技術創新水平提升的政策建議。

1 文獻綜述

傳統新古典理論認為環境規制的存在迫使企業提高產品的生產標準，加大企業的產品成本，影響企業的資金投入，最終影響企業的利潤率。Barbara和Mcconnell以重污染行業分析，環境規制加大企業的成本，但是并沒有給企業帶來收益，他們認為環境規制阻礙企業的發展[1]；國內學者也得出類似的結論：張紅鳳等認為更嚴格的環境規制可以改變環境庫茲涅茨曲線的拐點，但是目前山東還是面臨高污染高能耗的問題，因此有些污染量大的企業在依靠技術創新方面已實施不起來，靠技術創新已經不能緩解環境規制帶來的巨大壓力[2]]；白雪潔和宋瑩從效率的角度出發，以中國30個省火電行業為例，認為技術創新的激勵效應并不是全部有效[3]。

Porter和Linder提出了“波特理論”，該理論認為環境規制加大企業生產成本的同時對企業的技術創新有一定的激勵作用[4]；Jaffe等在更換技術創新指標的基礎上，得出相似的結論[5]；Hemmelskamp研究認為環境規制對企業的創新影響還受到很多外在因素的影響，例如企業規模和市場結構等[6]；Xepapadeas和 Zeeuw[7]、Mohr[8]]也得出一致的結論。國內學者也做了相關研究，黃德春和劉志彪以海爾為例，其自主研發的成功也驗證了“波特假說”[9]；何立華和金江研究表明技術創新的重要性[10]；張彥博等認為兩者之間關系是明顯的正向效應，但是這種效應具有一定的滯后性[11]；張愛華運用2009—2012年河北省制造業面板數據為例，得出環境規制對技術創新具有激勵效應，區域內表現不明顯[12]；肖丁丁，田文華采用分位數回歸，得出環境規制對技術創新的影響有一定的中西部差異，分位數的不同表現的作用就不同[13]；梁勁銳,史耀疆等認為環境規制與技術創新的影響具有偏向性，在環境規制不同的階段表現不一樣[14]；鄺嫦娥、路江林運用湖南省13個地級市面板數據，得出環境規制與綠色技術創新不是簡單的線性關系[15]。

現有文獻已經對環境規制與技術創新進行大量的研究，并從區域性和案例來分析，這些為本文提供了研究基礎，隨著中國環境規制水平的加強，對制造業技術創新的作用仍需要進一步探討。基于此，本文主要嘗試從以下方面做出努力：一是根據行業污染強度的不同對行業進行分類研究；二是從整體及細分行業視角對環境規制能否促進制造業技術創新進行對比分析，為制定相關的政策提供一些建議。

2 環境規制影響技術創新的機理分析

首先，環境規制通過“擠出效應”和“約束效應”影響企業生產成本。當環境規制的強度較低時，企業所需要的污染治理成本也較低，對企業生產資金的擠占作用較小，不足以激發企業的技術創新效應。更加嚴格的環境規制會提高產品的制造成本，企業所需的污染治理成本增加，企業成本也加大。為了滿足環境規制的生產標準，在生產資源一定的情況下，就要對現有資源進行重新配置，對現有的生產工藝進行改進，這些都會增大企業的成本，對技術研發資金有一定的“擠出效應”；同時環境規制的實施，使企業在進行產品決策時，將環境因素加入企業決策，對企業決策造成一定的約束，這種影響被郭紅燕和劉民權稱為環境政策的“約束效應”[16](P57-75)。“擠出效應”和“約束效應”的共同作用效果會造成企業生產成本加大，而增加的生產成本降低了企業的邊際收益，這就是Fan等的研究結論[17]。環境規制的提升，造成產品生產標準的上升和技術水平的提高，進而提升產品市場競爭力，帶給企業正向的效益，對企業的資金壓力有一定的緩解和補償作用。這期間也需要政府的支持，技術創新水平的提高需要一定的資金投入，如果因產品生產成本的短暫提升影響企業的后期投入，而導致環境規制對企業創新也會中途被迫停止。此時政府需要對企業提供一定的科研補貼或稅收減免政策，緩解企業的資金壓力。

其次，環境規制通過“創新補償效應”和“學習效應”促進企業的技術創新。環境規制對技術創新的“補償效應”主要體現在環境規制的作用效果。企業在現有環境規制下為滿足企業的發展，一些有資金和能力的企業會通過更換生產設備或是引進更先進的技術，實現生產工藝的優化升級，加大企業技術創新水平。企業通過優化生產工藝不僅可以有助于企業節能減排達到政府規制的標準，而且可以開發新的能源，滿足企業對新能源開發的內在要求。因此，通過生產工藝的提升不僅可以滿足污染物排放的要求還可以降低企業生產成本，增加企業利潤率，提升企業國際競爭力。從“學習效應”看，如果企業本身并沒有資金和能力來提高技術創新水平，也可通過其他企業的技術溢出效應和學習效應來提升自己的技術水平，通過向一些龍頭企業的學習，或是引入一些高技術的知識來填補自己技術的空白。

以上各種效應的綜合作用對技術創新產生不確定的影響，張成等也得出結論，由于行業的差異性[18]，這三種效應最終會呈現不同的結果。下節實證將會繼續分析這一作用效果。

3 環境規制影響制造業技術創新的實證分析

3.1 模型構建

在柯布道格拉斯函數的基礎上，從Griliches的研究與Jaffe的研究中一起得到分析技術創新產出的模型即所謂的知識產出模型，基于這兩人發展而來的知識生產函數，構建技術創新作為產出的計量模型，該模型設定如下：

TEINit=f(RDit,HRit,ERit,Zit)

TEINit為行業技術創新水平的產出，HRit、RDit分別表示技術的投入要素，即人力資本和物質資本，ERit是考慮加入的環境規制指標，Zit表示其它控制變量，主要有行業利潤率(profit)、行業規模(si)和外商直接投資(fdi)。考慮到環境規制的非線性影響，構建以下面板模型：

3.2 變量說明

本文采用2008—2015年我國制造業27個行業面板數據，數據來自于《中國科技統計年鑒》《中國環境統計年鑒》《工業統計年鑒》和中經網海關數據庫。主要變量說明如下：

3.2.1 被解釋變量

科技創新水平常用的有兩種不同的衡量方式，一種是采用資金投入法，采用研發投入來衡量技術創新水平，經費越高則創新能力越強；另一種是采用技術產出法，采用產業的專利申請數量作為產出指標。比較這兩種方式，由于研發投入的資金與產業的規模大小有一定的關聯，本文采用第二種方法，采用各行業的專利申請數量來衡量技術創新水平。

3.2.2 解釋變量

環境規制有多種衡量方法，本文參照李小平的研究[19]，采用行業廢水廢氣污染治理費用占行業增加值的比值；研發人員和研發經費支出構成技術創新研發投入的人力資本和物質資本。采用R&D人員全時當量來表示企業研發的人力資本，采用R&D經費支出來表示企業研發的物質資本；參考蔣伏心采用行業利潤總額與固定資產凈值之比來衡量行業利潤率[20]；使用外商資本金與港澳資本金之和來衡量外商直接投資。行業規模采用行業工業增加值來表示。表1為數據的基本變量統計描述。

表1 基本變量統計描述

數據來源：作者整理計算

3.3 實證結果分析

3.3.1 整體樣本回歸結果

本文采用面板數據回歸，對該面板數據豪斯曼檢驗認為采用固體效應模型，首先對全樣本進行回歸，表2為實證回歸結果。

表2 整體行業實證回歸結果

* p<0.1， ** p<0.05， *** p<0.01

由表2得，我國行業整體上技術創新水平與環境規制呈現出正“U”型，且拐點值在0.4附近，但是我國制造業行業環境規制平均水平為0.1385，大部分行業仍處于拐點的左側，即環境規制的加強阻礙該行業的技術創新水平，目前我國處于環境規制投入初期，因此還需要加強環境規制強度，倒逼中國企業進行技術創新，同時加大研發人員投入，提高技術創新效果。出現這種現象的原因在于，環境規制實施初期，由于實施強度較低，而且大多企業依靠要素投入來增加利潤，隨著環境規制的逐漸加強，治理環境投資的資金擠占企業的研發投入，造成企業的研發投入降低，導致行業技術水平的降低；而到后期，隨著環境規制水平不斷上升，企業考慮長期的規劃，對不滿足要求的機器設備進行更換或升級，進行工藝創新，使產品更具市場競爭力，增加企業的經營利潤，環境規制帶來的補償效應大于擠出效應，使企業有更多的資金和實力，給技術創新提供更多的支持，使之刺激技術創新，提高產品技術附加值，使產品達到更高的標準，更具有國內外市場競爭力。

研發人員對技術創新的效果有很大的促進作用，即增加研發人員對技術創新水平的提高有很大的促進作用，研發投入的不斷增強是我國實施創新驅動策略的動力之一，因此對于行業的技術創新水平的提高要加大對研發人員的投入力度；研發投入系數為負，這可能是由于環境規制的加強，技術創新的回報率比較低造成的，或是研發投入的長期性和滯后性使得研發投入不會在短期內有效果。因此企業要拿出一定的資金來治理環境，擠占企業技術創新的資金，弱化研發投入對技術創新的影響；行業利潤率系數為正，說明行業利潤率的增加對技術創新水平的提升有一定的促進作用，從理論上講，一個行業利潤率的增加可以緩解由于環境投資資金的占用而對技術創新帶來的資金壓力；行業規模系數為正，規模較大的企業能投入的資金較多，可以給產品提供更好的市場，有足夠的資金來支持自身的技術創新水平。

3.3.2 分行業樣本回歸結果

由于行業的異質性，也會出現內部作用效果的抵消性，行業的性質不一樣，那么環境規制作用的效果也就不一樣。本文參考余東華，胡亞男等的分類標準按污染強度的分類對重度污染行業、中度污染行業和輕度污染行業[21]，然后分行業做回歸，并對與整體回歸進行對比分析結果發現還是存在一定的差異性，詳細結果見表3。

表3 分行業實證回歸結果

* p<0.1， **p<0.05，***p<0.01

在重度污染行業中，環境規制對技術創新也呈現正“U”型關系，此時行業利潤率對技術創新的影響顯著為正，說明一個企業的利潤率對其技術創新水平有很強的正面效應，而研發人員的投入和研發費用的投入就沒那么明顯，可能是由于在重污染行業由于設備的不先進，更多的使用人力和物力，作用效果不明顯，反而對于生產設備的升級或更換更好一些。而且現實中，我國高污染行業也經過多次的設備升級，污染排放也得到很好的控制。對于行業利潤率對技術創新的影響，不管是分行業還是在整體行業中，行業利潤率都對行業的技術創新有很強的促進作用，可以在長期不擠占研發支出的前提下，保證環境規制的提升。雖然環境規制的提升能促進重污染行業的技術創新水平，但是環境規制的加強也加重行業的生產成本，進而影響行業利潤率，因此對于重污染行業的研究要比其他兩類復雜一些。

在中度污染行業中，環境規制的作用效果與重度污染行業是一樣的，環境規制強度與技術創新水平成正“U”型，當前的環境規制強度對中度污染行業有阻礙作用，但是隨著環境規制的加強，越過臨界點就對技術創新產生促進作用，而且對于中度污染行業來說，研發人員的投入會顯著的促進技術創新，但是研發資金也和重度污染行業一樣被擠占，因此也可以通過增加行業利潤率的辦法來促進中度污染行業的技術創新。由于中度污染行業大多是勞動密集型，有一定的資源消耗，但是相對較少，產生的污染較少，因此企業可以通過加大要素投入，增加利潤產出，有效應對環境規制的加強，而加大研發人力和物力的投入的積極性不是很高。

對于輕度污染行業，環境規制對于技術創新的效果不確定，環境規制的系數沒有通過假設檢驗，但是行業利潤率的提升和企業規模的加大仍然對技術創新有促進作用。由于輕度污染行業大多為資本密集型行業，研發資金的投入會削減要素投入，減少行業利潤，對技術創新產生不利的影響，但是，人力資本的提升在輕度污染行業里有很重要的作用。由于該類行業本身的污染排放量較低，政府加大環境規制強度，對輕度污染行業技術創新的積極性不高。

4 對策建議

本文基于固定效應模型，對整個行業的環境規制對技術創新作用效果進行實證檢驗，考慮到行業異質性并采用分行業的方式再次進行實證檢驗，并提出以下對策建議。

4.1 采用制定差異化的環境規制政策

我國目前現行的環境規制強度主要是針對全國大環境所作出的決策，其主要目的就是為了保護環境，實現環境和經濟的可持續發展，由于行業的差異性，隨著環境規制的提升，作用效果也不一樣，因此政府針對不同行業要采取差異化政策措施，污染強度越大的企業，技術創新效果越好。而技術創新對環境規制不敏感的就要采用其他的方式來提升技術創新水平。政府和企業一起來參與環境規制的治理，針對企業自身的問題來進行更有效的措施。政府也可以對在環境規制較強的企業進行一定的減免措施，例如，可以減稅以作支持，還可以對重污染行業進行一定的補貼，來支持其內部技術創新。

4.2 制造業價值鏈的升級

我國應對現有的制造業生產方式進行轉型升級，加大技術投入和技術創新力度，引導產業進行轉型升級。現在中國污染治理為“邊污染邊治理”的特征，工業化遺留的環境污染問題，加速了治污環保技術發展和環保服務發展。因此對于環境污染問題采用一定的新技術，從源頭治理污染問題，既保證技術進步，又提高產品的技術含量，增加產品的技術創新能力，增大產品的出口競爭力，提高制造業的產品價值鏈。

4.3 制造業創新驅動發展的轉變

由于環境問題的長期性，我國要轉變發展動力，改變傳統以要素投入，投資驅動的經濟發展模式。全球比較優勢的轉變，改變了全球制造業的分工格局，由于我國的制造業水平與發達國家還有一定的差距，因此我們要在經濟變化的關鍵時期，轉換發展動力，加強產品出口競爭力。在現有的經濟條件下，依靠創新驅動，綠色發展的理念，從供給源頭提升產品的核心競爭力。