環境規制對產業技術創新的影響研究

尹華 馬媛

摘 要：環境規制對技術創新的影響在產業間存在差異。研究以煤炭開采業為研究對象，通過使用1990年—2013年間的時間序列數據建立回歸模型，實證了環境規制對煤炭開采業技術創新的影響。鄒氏斷點檢驗表明：2006年后環境規制對煤炭開采業創新投入的正向作用呈現加速趨勢。在此結論的基礎上，給出了政府規制的相關建議。

關鍵詞：煤炭開采業；環境規制；技術創新

中圖分類號：F 253.9 文獻標識碼：A 文章編號：1672-7312（2016）02-0189-04

0 引 言

我國一直是個能源大國，經濟增長與能源消耗之間存在著穩定的協整關系[1]。在我國的能源結構中，煤炭占據著70%左右的比重。煤炭的長期開采和使用，給環境帶來了一定的影響，如大氣污染、土壤污染、地質破壞、水資源的漏失等。政府近年來不斷推出規制措施加強對煤炭開采的管理。技術創新被認為是尋求經濟與環境協調發展的重要工具。

然而環境規制與技術創新的關系，學術界還存在分歧。一種觀點是以Porter為代表的修正學派提出的“波特假說”，認為恰當設計的環境規制能刺激被規制企業進行創新；另一種觀點是以Walley、Whitehead為代表的傳統學派，認為環境規制會增加被規制企業的生產成本，導致企業資本從有發展前景的創新項目轉向污染治理項目，因而在一定程度上抑制企業的創新活動。也有研究認為情況比較復雜，環境規制工具、規制程度及產業特征等都會影響到二者之間的關系，因此需要區別對待[2]。

一方面是經濟發展對能源的依賴，一方面是能源開采與消耗帶來的大量污染，環境規制是否抑制了該行業的技術創新？政府部門如何利用環境規制工具促進該行業的健康發展？這些都是需要關注的問題。

1 國內外研究現狀

多數研究認為環境規制是激發創新的重要因素[3-4]。相對于通過改變投入要素或者減少產出等其他途徑，大型企業更傾向通過創新來應對環境規制[5]。Jaffe和Palmer（1997）[6]較早地對環境規制與創新的關系進行了研究，他們使用治污費用作為環境規制程度的代理變量，研究了環境規制程度與美國制造業企業R&D投資的正向關系。仍然是使用美國制造業的數據，Brunnermeier和Cohen（2003）[7]研究了環境技術專利與環境規制的關系，顯示它們之間存在微弱的正相關。Popp（2006）[8]使用來自美國、日本和德國的專利數據從國際層面研究了技術創新與環境規制的關系，發現與空氣污染控制有關的專利主要受政府對NOx和SO2排放的規制影響。Del Rio Gonzalez（2009）[9]使用西班牙造紙行業的數據分析發現規制的壓力是企業采納清潔技術的主要驅動。Johnstone等（2010）[10]研究了不同的規制政策對可再生能源技術的影響。

國內方面，蔣為（2015）[11]使用世界銀行提供

的我國2005年制造業數據，通過研究認為環境規制對我國的制造業企業技術創新起到顯著的正向影響。張慧明等（2012）[12]采用數據包絡模型分析了環境規制對我國重化工業的影響，結果較強地支持了波特假說。董直慶、焦翠紅（2015）[13]利用2003—2011年的省際面板數據進行檢驗，結果顯示環境規制對清潔技術創新的影響隨經濟發展水平和所有制結構的不同呈門檻特征。

綜合已有成果，學者們多以制造業為對象研究了環境規制對技術創新的影響。采掘業與制造業在資源投入、生產過程、產出等方面存在很大差異。為了實現人類社會的可持續發展，我國近年來對煤炭開采業實施了較為嚴格的環境規制。在現有研究成果的基礎上，本研究專門分析了環境規制對煤炭開采業的影響。

2 研究設計

2.1 研究方法

研究中需要驗證技術創新與環境規制的關系。回歸分析可以用來解釋一個變量或一些變量與另一個變量之間的變化關系，符合本研究的需要。為了檢驗模型的穩健性，研究使用了White檢驗、DW檢驗和平穩性檢驗。

2.2 變量設置

2.2.1 解釋變量

對于環境規制的變化，研究使用環境規制程度變量進行表征。已有文獻主要從2個角度進行度量：一種方法是根據企業在環境治理方面的投入即污染治理支出度量環境規制程度，如環境R&D支出、污染減排與控制支出等[7-14]；另一種是根據環境規制的產出即各種污染排放量進行度量，通常使用排放強度、排放水平下降率等[15-16]。相比較而言，產出指標對環境規制程度的衡量較為全面。因此，研究選取污染排放量作為環境規制程度的測度指標。由于煤炭開采業污染排放數據量較少，采取工業污染排放量作為我國環境規制程度的表征，具體包含工業廢水排放量P1，工業廢氣排放量P2，工業固體廢棄物排放量P3.為了剔除經濟規模的影響，進一步計算產值/污染排放量，得到相應的污染強度PI.具體計算方法如式（1）。

2.2.2 解釋被變量

技術創新可以從創新投入或創新產出等不同的角度進行衡量。產出的衡量指標有專利授權數、新產品數、科技論文數等；投入的衡量指標有技術人員數量、研究經費等。考慮到數據的可獲得性，研究從投入的角度對煤炭開采業技術創新進行度量。為了剔除規模擴大造成的影響，需要將上述絕對指標轉換成相對指標。通過換算得到科技人員比重RY，技術開發經費占銷售收入比重JF，計算公式如（3）（4）所示。

2.3 數據來源

解釋變量中涉及的工業廢水排放量P1，工業廢氣排放量P2，工業固體廢棄物排放量P3有關數據來自《中國環境統計年鑒》。被解釋變量中涉及的科技人員數量、技術開發經費支出、從業人員數量、銷售收入的數據來自《中國科技統計年鑒》。煤炭消費量數據來自《中國能源統計年鑒》。所有數據的計算期取自1990—2013年。

3 研究結果與討論

3.1 變量的平穩性檢驗

研究中使用時間序列數據，在建立模型前需要進行平穩性檢驗。常用方法有ADF檢驗、PP檢驗和DF檢驗，一般認為DF檢驗是ADF檢驗的特殊形式，所以研究采用ADF檢驗和PP檢驗。檢驗結果表明，變量ER和變量INO在5%的顯著性水平下都是平穩的。但是變量MAR的檢驗結果顯示非平穩，取其一階差分ΔMAR進行檢驗，最終結果符合研究要求。

3.2 回歸模型的估計和檢驗

在平穩性檢驗的基礎上，建立煤炭開采業創新投入對環境規制程度和市場需求變化的計量模型，如式（7）所示。

由表1可知，整個回歸方程的F值為29.645 2，通過了顯著性水平為0.01檢驗，整個模型回歸效果顯著；可決系數R2為0.767 1，表明環境規制程度和市場需求變化共解釋了創新投入方差的76.71%；2個解釋變量對應的回歸系數分別是0.514 7和2.439 3，且都通過了0.01的顯著性檢驗，表明這2個變量對煤炭企業創新投入都具有正向影響；根據可決系數進一步計算出方差膨脹因子VIF值為4.293 6，表明該模型中2個解釋變量間不存在嚴重的共線性問題。由懷特檢驗結果顯示對應的P值為0.484 8，說明該模型中的隨機誤差項μ不存在異方差問題；DW檢驗結果顯示檢驗值為1.298 9，通過了顯著性水平為0.05的檢驗，表明該模型的隨機誤差項不存在自相關問題。以上結果表明：該回歸模型滿足古典線性回歸的基本假定，回歸結果有效。

3.3 環境規制程度對煤炭開采業創新投入的進一步檢驗

進一步研究環境規制程度ER和技術創新投入INO的散點圖（如圖1所示），可以看到在環境規制早期，煤炭企業的創新投入隨之增加的速率比較平緩，但是當環境規制程度變動到水平1之上（大于均值一個標準差），創新投入隨之增加的速率開始變大，即環境規制程度對創新投入的影響可能存在結構性變化。鄒氏斷點檢驗是該類情境下常用的檢驗方法。對比原始數據可以看到自2006年之后環境規制程度達到水平1之上，使用鄒氏斷點檢驗得到F值為11.956 0，對應P值為0.000 7，小于0.01的顯著性水平，表明以2006年為轉折點環境規制程度對煤炭開采業創新投入的影響發生了改變，此后隨著環境規制程度的進一步加大，煤炭企業需要投入的創新資金和人員呈加速上揚的趨勢。

3.4 結果討論

模型運算結果表明，市場需求變動的推動力和環境規制的壓力是影響煤炭企業創新投入的主要因素。隨著市場需求的擴大，煤炭開采業的創新投入呈上升趨勢；隨著環境規制程度的加深，該產業的創新投入也呈上升趨勢；而煤炭開采業創新的主要驅動力還是來自市場需求。此結論與Horbach（2012）[17]等學者的研究結論基本一致。

以往研究認為環境規制對創新的作用是正向而且線性的，幾乎所有的實證也都是建立的線性模型。本研究使用鄒氏斷點檢驗驗證了環境規制程度對煤炭開采業技術創新的正向作用所發生的結構性變化，即當環境規制程度超過一定水平后，它的單位增加量對煤炭開采業創新投入增加量的作用開始變大。這意味著隨著環境規制的加深，煤炭企業需要投入比以往更多的創新資源才能滿足規制的需要。

一般情況下，環境規制初期的規制程度不大，通過末端治理技術即可滿足要求。而末端治理技術作為綠色技術的推廣，此時不需要企業太多的創新投入，因此較低的投入產出比是可行的。由于任何技術都有它的軌道和極限，當到達現有極限時，繼續加大創新投入進行改進可能不會滿足越來越強的環境規制，此時就需要出現技術跳躍脫離原有的軌道。隨著環境規制程度的加深，末端治理已不能滿足規制要求，企業需要從工藝過程、產品質量等方面做出改進，因此需要開發無廢工藝和清潔技術，這個階段與末端治理最大的不同在于它不是污染后的修復彌補，而是在生產過程中對污染源的控制和減少，因此需要投入較多的創新資源對原有的工藝和產品進行改進。歐盟的發展歷程也驗證了這一點[18]。

自2005年后，隨著落實科學發展觀、加強環境保護的各項政策的出臺，我國的環境規制進入加強階段，修訂后的《煤炭法》在煤炭開采的回采率、水循環利用率、土地復墾率、燃煤SO2排放等方面做出明確規定。為了滿足規制需要，煤炭企業在末端治理的基礎上，在開采過程中加大了創新投入。

4 政策啟示

上述研究結果表明，我國的環境規制對煤炭開采業的技術創新起到了刺激作用，而且隨著規制程度的增加，煤炭開采業的創新投入呈加速上漲趨勢。因此，適度的環境規制能夠促進該行業的技術進步。但是考慮到該行業的產業特征，創新多表現在開采過程中，創新成果不能直接體現在煤炭當中，因而創新投入較難在市場中獲得回報。為了鼓勵企業積極創新，并保護企業的創新收益，政府在推出環境規制措施時，在行政命令的基礎上，可以采取多樣的市場型規制措施。

在制度設計時，可以參照美國、德國等的做法，按照“防范性補償優先、即時性補償為主、修復性補償為輔”的原則，事先對煤炭開采可能造成的生態環境破壞進行科學預測，并采取嚴格、有效的防范性措施，將可能的損失減小到最低；通過即時補償對開采過程中造成的生態環境破壞進行修復。在具體補償方法上，政府可以給予資金、技術、特殊機會與精神鼓勵等多種形式的支持，納入更多的市場型激勵手段，以增強管理者的機會感知，激勵煤炭企業開發新技術，采用高標準、現代化開采設施和集約化、綜合化開采工藝，改變原有的先開采后治理的模式，走綠色開采之路。具體可以包括減免設備稅收、直接補貼資金，支持相關設備的使用，給予開采企業特殊機會、優惠政策乃至某種優先權，以及通過媒體塑造綠色礦山企業的公眾形象等。

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