環境規制抑制了技術創新嗎？

宋瑛 張海濤 廖甍

摘要：本文研究了環境規制與技術創新的關系問題，在理論分析的基礎上構建動態面板模型，基于2005至2016年中國裝備制造業七個細分行業的面板數據，采用系統GMM方法實證考察了環境規制對技術創新的影響。研究發現，從全國層面分析，環境規制與裝備制造業技術創新之間呈現先下降后上升的“U”型動態特征;環境規制會抑制外商資本、企業規模和人力資本對技術創新產生的促進作用。從區域層面分析，環境規制對裝備制造業區域技術創新的影響存在區域異質性：環境規制對裝備制造業技術創新的影響僅在全國和東部地區呈現“U”型特征，在中部地區對技術創新具有抑制作用，而在西部地區則對技術創新有顯著正向影響。

關鍵詞：環境規制;技術創新;裝備制造業;異質性檢驗

中圖分類號：F426文獻標志碼：A文章編號：1674-8131（2019）05-0114-11

一、引言

“保增長”和“促減排”是發展中國家在經濟發展過程中面臨的兩難選擇。如何制定適宜的環境規制政策，在推動經濟增長和技術創新的同時，將環境污染的代價控制在能夠承受的范圍之內，這是發展中國家長期以來亟待解決的現實問題。改革開放以來，中國經濟發展獲得了“奇跡般”的高速增長，取得了歐美發達國家需上百年發展才能獲得的成就，但隨之而來的卻是環境污染問題的日益嚴重。中國已經成為全球環境污染最嚴重的國家之一，環境污染愈發嚴重成為制約中國經濟可持續發展和社會福利的關鍵因素。當前，中國經濟正處于由高速增長向高質量發展轉向的關鍵時期，產業轉型升級也已經進入深水區。基于中國國情，以實現產業技術創新和經濟高質量發展為目標，制定耦合產業技術創新和經濟增長的環境規制政策，已經成為理論界和決策層高度關注并著手解決的重大問題。然而，環境規制促進還是抑制了產業技術創新，二者關系是否存在區域異質性或者行業異質性？對上述問題的回應和考察無疑具有重要的理論價值和現實意義，也是本文的研究目的所在。

關于環境規制對技術創新影響的研究，主要分為兩類。第一類研究以傳統的新古典理論為基礎，從靜態的角度出發，認為嚴格的環境規制必然降低企業利潤率，擠占研發投入，阻礙技術創新（Palmer et al.，1995）[1]。與之爭鋒相對的另一類研究則在“波特假說”[2]的理論基礎上從動態的視角對環境規制影響技術創新進行考察，認為環境規制盡管在短期會增加企業污染治理成本從而抑制技術創新，但在長期將會產生“創新補償效應”最終促進技術創新。眾多研究已經表明，適宜的環境規制強度不僅能夠提高資源配置效率，也有助于促進技術進步，從而抵消環境規制所增加的生產成本（張紅鳳等，2009;沈能和劉鳳朝，2012; 李衛紅和白楊，2018）[3-5]。以此為線索，各國學者對此展開了廣泛研究和討論。Telle和Larsson（2007）[6]以挪威為例，采用面板數據檢驗了環境規制強度與工業綠色全要素生產率之間的關系，結果表明二者存在顯著的正相關關系。Alpay（2002）[7]等對美國和墨西哥兩國的食品加工業的研究發現，環境規制對美國行業生產率的影響為負，但對墨西哥的影響為正。馮志軍、陳偉和楊朝均（2017）[8]通過構建創新驅動能力評價指標體系，對我國各省區的創新驅動能力進行測度，研究發現不同類型的環境規制對中國經濟綠色增長的影響具有區域差異。涂紅星和肖序（2014）[9]發現經濟總量較低時，環境規制會阻礙東、西部地區的自主創新，并且對東部地區的彈性影響更大。汪克亮（2018）[10]以地區工業為研究對象，從投入要素視角對長江經濟帶各省市綠色水資源進行效率測算，研究發現地區差異明顯。彭文斌、程芳芳和路江林（2017）[11]通過構建門檻回歸模型，研究正式與非正式環境規制對綠色創新效率的門檻效應，結果表明兩者之間呈“U”型關系。肖雁飛和廖雙紅（2017）[12]從環境規制效應出發，梳理綠色創新和污染轉移文獻，發現產業鏈跨區域協同創新是跨越創新門檻的主要路徑。劉傳江和趙曉夢（2017）[13]基于產業碳密集度程度細分的視角將36個細分行業分為高、中、低碳密集產業，結果發現環境規制強度會對不同產業產生異質影響。王峰正和陳方圓（2018）[14]基于重污染行業上市公司對董事會治理、環境規制與綠色技術創新進行實證研究，研究發現環境規制對綠色技術創新有正向影響，董事會治理對綠色技術創新也有正向影響。龍小寧和萬威（2017）[15]利用1998-2007年中國制造業企業數據，使用倍差法進行實證分析，結果表明環境規制可以促進企業創新從而提高利潤率。張倩和鄔麗群（2017）[16]基于經濟學的供需理論，結合環境規制對需求和供給的影響，重塑了供給和需求曲線，揭示了煤炭行業環境規制對煤炭企業綠色技術創新影響的動態演化軌跡。

回顧文獻發現，學術界對環境規制影響技術創新的研究尚未得出一致的結論，且存在明顯不足：一是現有研究大多基于工業或者制造業等大型行業數據對環境規制的技術創新效應進行籠統的經驗分析，這忽略了二者關系在特定產業可能存在的異質性問題，進而得出了并不準確的實證結果;二是中國不同區域由于經濟發展水平和要素稟賦存在顯著的差異，因此創新能力和環境規制強度也并非同質，忽視區域差異的研究結果同樣不可靠。

當前，中國的裝備制造業規模雖位列世界第一位，但技術創新并沒有達到發達國家水平，競爭力也相對薄弱。如何提升技術創新水平，提供裝備制造業的競爭力，打破發達國家占據裝備制造業先進技術的局面，對于中國裝備制造業強國之路具有重要的意義。為彌補上述不足，考慮到中國工業行業的異質性特征與區域差異，本文基于中國裝備制造業2005-2014年七個子行業的省級面板數據，構建動態面板模型，采用系統GMM方法，對環境規制與技術創新之間的關系進行實證檢驗。

二、理論分析與模型構建

1.環境規制對技術創新的作用機制和效果

在中國經濟由粗放式增長向高質量發展轉向的現實背景下，政府實施環境規制的目標導向一方面應規避或約束企業的污染排放，最大限度促進經濟的低碳綠色增長;另一方面以激勵企業的環保技術投資行為、采用綠色低碳生產技術和管理手段，促進技術創新和技術進步。理論上，政府環境規制對企業的技術創新行為在時間維度上存在兩種效應，即短期效應和長期效應（蔣伏心，2013）[17]。

短期來看，企業為規避由于超額排污而可能遭受的處罰，必然會增大當期的環境友好型技術投入，如自主研發或引進環保先進設備以及采用先進節能減排的環保生產技術或管理手段，這必然會加劇企業資金負擔、增加生產成本，而這種投入未必會短期見效。同時，在資金一定的情況下，大量環保技術或管理投資也會擠占其他諸如產品改良、新產品開發等其他旨在提高產品核心競爭力的技術投資，從而降低企業短期生產效率或產品技術效率，這一理論假說也得到了實證檢驗（李璇，2017）[18]。

長期來看，環境規制會提升企業生產效率或技術水平。一方面，在環境規制的激勵或約束機制下，企業長期的環保技術或管理手段革新必然會經歷由“量變”到“質變”的技術進步過程而不斷顯現成效;另一方面，“節能減排”的良好聲譽逐步形成也會不斷提高產品的“低碳”品牌形象進而提高產品的市場競爭力，在“示范效應”的作用下帶動其他企業加大環保技術投入或技術創新，進而提高整個產業或行業的技術水平。

（1）環境規制對外商直接投資技術創新溢出效應的影響

一方面，環境規制會影響外商直接投資的區位選擇，從而影響技術創新。當前，我國裝備制造業技術能力還不夠成熟，而外商資本往往具有一定的技術優勢，外資的進入為我國帶來了接觸先進技術和管理經驗的機遇，從而促進我國企業的技術創新。但環境規制強度在不同省份差異較大，作為“理性人”的外資企業，為規避較高環境規則標準所帶來的額外生產成本，必然會將資金投入到環境規制標準相對較弱的地區，而這些地區對外資先進技術的吸收能力往往較弱，無法充分發揮外資的技術溢出效應。另一方面，環境規制會影響科研人員的流動。環境規制的實施，使具有高技術的人力資本更加稀缺，環境規制強的地企業為了盡快提升產品競爭力和減少污染，會加大力度吸納更多從事技術創新的科技人員，引致環境規制弱的地區出現人才流失現象。此外，環境規制還能夠削弱大型企業所具有的資金優勢。企業規模越大，資金優勢越明顯、抗風險能力越強，因此在技術創新方面有著天然的優勢。但對于環境規制而言，企業規模越大，制造的污染物就越多，需要投入到環境規制中的資金也就越多。為達到環境規制的標準，更多的環保投入也會弱化企業規模的優勢。因此，本文提出如下研究假設：

H1：環境規制會通過直接和間接兩種方式對技術創新產生影響。

（2）環境規制對技術創新的影響存在區域異質性

環境規制對區域的影響可以追溯到20世紀80年代初期，即對環境規制的污染效應研究，西方發達國家實施嚴厲的環境規制政策使其國內的污染密集型產業向發展中國家轉移。由此展開的研究并未形成統一的結論，一般認為這種轉移還受到資本、勞動、產業類型和企業社會責任感等其他因素的影響（Sharif H.，2011）[19]。但從我國區域層面來看，東、中、西部區域技術創新水平和技術效率往往具有差異（李春艷 等，2014）[20]。東部地區和中、西部地區的技術能力和經濟發展水平均呈現梯度情形，東部地區技術能力和經濟發展水平最高，中部次之，西部最低，因此不同地區的環境規制對技術創新呈現出不同的影響。在東部地區，由于存在先進的管理經驗、更多的人才和更強的技術能力，企業的基礎創新能力更強。環境規制將引致企業傾向于選擇增加研發投入提升自身技術水平來減少污染排放，因此環境規制對東部地區的技術創新有一定的促進作用。而在中、西部相對欠發達地區，自身較弱的技術能力會限制由環境規則引發的技術創新（王動，2011）[21]。和西方國家所提出的污染轉移效應相同，東部地區的污染密集性產業也可能會因為中、西部地區相對較弱環境規制強度進行產業轉移，但欠發達地區由于本身所具有的技術創新能力和經濟發展的需要，企業會選擇采取增加污染治理投資的方式減少環境規制所帶來的壓力。裝備制造業屬于高技術與高資本產業，東、中、西部地區差異也更加明顯。因此，本文提出如下研究假設：

H2：環境規制對裝備制造業東、中、西部技術創新的影響效果可能存在差異。

2.模型構建與指標選取

（1）計量模型構建

根據前文理論分析，對技術創新（Tc）的影響除環境規制（Nre）之外，還包括其他的控制變量：外商直接投資（Fdi）、人力資本（Hc）和企業規模（Size）。借鑒以往的研究，同時考慮到環境規制與技術創新可能存在非線性關系，在模型中加入了環境規制的平方項（Nre2）。構建包含被解釋變量滯后一期的動態回歸模型，設定基本模型如下：

Tci，t=β0+β1Nrei，t+β3Nrei，t2+β4φ+β5Tci，t-1+εit（1）

式（1）中，Tci，t表示裝備制造業研發投入，衡量技術創新能力;Nrei，t環境規制強度;Φ表示其他控制變量，分別為Fdii，t、Sizei，t、Hci，t。其中，Fdii，t表示外商直接投資;Sizei，t表示企業規模;Hci，t表示人力資本;β0表示常數項，β1表示變量對應的彈性系數，i表示第i個省份的裝備制造業，t表示年度下標。εit表示誤差項。

為了研究在環境規制約束下，外商直接投資、企業規模和人力資本變量對裝備制造業技術創新的影響，加入環境規制與其他控制變量的交互項：Nfdi、Nsize、Nhc。

Tci，t=β0+β1Nrei，t+β3Nrei，t2+β4φ+

β5Nfdii，t+β6Nsizei，t+β7Nhci，t+β8Tci，t-1

+εit（2）

同時，為了研究證明假設2，構建包含東中西部的虛擬變量模型如下：

Tci，t=β0+β1Nrei，t+β2Nrei，t2+β3φ+β4Dum1，i+β5Dum2，i+β6Tci，t-1+εit（3）

Dum1，i和Dum2，i表示虛擬變量，如果省份i為東部省份，Dum1，i取值為1，否者為0;如果省份i為西部省份，Dum2，i取值為1，否者為0;當省份i為中部省份， Dum1，i和Dum2，i取值均為0。φ表示其他控制變量，包括外商直接投資、人力資本和企業規模。

（2）變量指標選取與說明

本文選取我國裝備制造業31個省份為例，時間跨度為2005—2016年。原始數據來源于《中國統計年鑒》、《中國工業統計年鑒》、《中國科技統計年鑒》、《中國環境統計年報》以及相關國家統計網站。相關變量具體說明如下：

被解釋變量：技術創新（Tc）。技術創新的指標衡量分為投入指標和產出指標。投入指標采取較多的是研發投入經費（余偉，2017）[22]和科研人員數量。產出指標分為專利申請數量（肖丁丁，2017）[23]和新產品銷售收入（牛澤東，2012）[24]。考慮到數據的可獲得性，本文采用研發投入的自然對數作為創新的衡量指標，研發投入越大，技術創新水平越高。另外以專利申請數量為技術創新的替代變量作穩健性檢驗，盡管難以全面反映技術創新能力，但也能反映企業的原始創新能力。

解釋變量：環境規制（Nre）。已有環境規制的度量方法并不統一。張成（2010）[25]等從治污角度對環境規制進行度量;江珂（2009）[26]、余偉（2017）[22]等采用的GDP/能耗;王勇、李建民（2015）[27]基于單位污染物所需治理投入的思想構建了的新的環境規制指標。蔣伏心（2013）[17]以單位污染排放量進行線性標準化并進行加權平均整理度量環境規制。考慮到數據的可獲得性和合理性，本文借鑒沈能（2012）[28]等的研究，選取污染治理投資總額與行業總產值的比值來度量行業的環境規制強度。

控制變量：外商直接投資（Fdi）。外商資本的進入會產生技術溢出響應，必然對技術創新產生影響，而環境規制也會影響到外商資本的區位選擇。外商資本在裝備制造業技術創新的過程中發揮著重要作用。本文選取外商資本的自然對數作為Fdi的衡量指標。企業規模（Size）。企業規模越大，資金優勢愈加明顯，技術創新能力更強。選取行業總產值的自然對數作為衡量指標。人力資本（Hc）。企業的運轉和技術創新都需要核心管理人員與技術人員，是企業進行技術創新不可或缺的重要影響因素之一。考慮到分行業的教育水平難以收集，本文采用分行業的人均產出的自然對數衡量人力資本水平。相關變量定義及描述性統計如表1。

三、實證分析

本文利用Stata15.0對設定的兩種模型進行回歸。為了探究環境規制對裝備制造業技術創新的影響是促進或抑制，以及在東、中、西部是否具有區域差異，實證分為兩部分：一是以裝備制造業全國面板數據回歸;二是按東、中、西部進行劃分后的面板數據回歸。

1.環境規制對裝備制造業技術創新影響的全國面板數據回歸

為檢驗估計結果的穩健性，采用國內外常用的面板數據處理辦法。除了采用系統GMM方法以外，同時還考慮了混合最小二乘法估計（POLS）、固定效應估計（FE）對模型（1）和（2）進行參數估計。估計結果見表2。

表2為模型（1）的估計結果，方程1-3分別為普通最小二乘法、固定效應和系統GMM的估計結果。從回歸結果來看，解釋變量的符號基本一致，但普通最小二乘法和固定效應模型沒有規避解釋變量的內生性問題。因此，采用包含被解釋變量滯后一期的系統GMM方法估計，可以有效解決模型的內生性問題。方程4-6分別為加入了環境規制與外商直接投資的交互項、環境規制與企業規模的交互項、環境規制與人力資本的交互項。根據方程3-6的結果作以下分析：

技術創新的滯后一階項的系數顯著為正，且通過了1%的顯著性檢驗，說明企業的技術創新存在顯著的路徑依賴特征，前一期較高的技術創新水平往往意味著在下一期企業也會具有較高的技術創新水平。環境規制強度的一次項系數均顯著為負，二次項系數顯著為正，表明裝備制造業的環境規制與技術創新呈“U”型關系，這與董景榮、張海濤和王亞飛（2019）的研究結論一致[29]。隨著環境規制強度的逐漸提升，其對技術創新的影響表現為先抑制后促進。這說明，只有當環境規制強度達到一定水平之后，才能對企業產生一種倒逼機制，促進企業進行技術創新。而在環境規制強度較低時，則無法形成倒逼機制，企業只會通過減少創新投入來達到增加污染治理投入目的。此外，外商直接投資對技術創新的影響為正，但不顯著。企業規模對技術創新有顯著促進作用，企業規模每增加1個單位，研發投入約增加0.4個單位。這是因為大企業擁有天然的資金優勢和固定設備優勢，在進行技術創新時，承擔風險的能力更強，有顯著的規模效應。人力資本對技術創新的作用也不顯著，這可能是因為創新成果更多依賴于核心的技術人員的研究。為了檢驗在環境規制約束下，外商資本、企業規模和人力資本對技術創新的影響是否變化，加入環境規制與三者的交互項。結果分別為表2的方程4-6。實證結果表明在環境規制約束下，外商資本、企業規模和人力資本對技術創新的影響會被顯著抑制。

2.穩健性檢驗

為使實證結果更加具有穩健性，本文以專利申請數量代替R&D投入作為被解釋變量技術創新的衡量指標作穩健性檢驗。估計結果如表3所示。

從估計結果來看，各個回歸結果的系數均沒有較大程度的改變，與表2中所對應的回歸結果較為接近，說明結果是穩健的。這里對回歸結果的解釋就不再贅述。

3.考慮區域差異的回歸分析

中國面積廣闊，區域間的經濟發展水平、環境規制強度、企業規模、外商直接投資和人力資本均存在較大差異。為了消除這種差異，對環境規制與裝備制造業的技術創新進行檢驗，將全國31個省份分為東、中、西三組。采用系統GMM對模型（3）進行回歸分析，結果如表4所示。

從回歸結果來看，環境規制在不同區域所產生的影響有顯著差異。環境規制對裝備制造業技術創新的影響僅東部地區呈現“U”型曲線特征，中部地區的環境規則對技術創新具有抑制作用，而在西部則對技術創新有顯著正向影響。

東部地區由于具有較高的經濟發展水平、更為密集的產業分布以及更加激烈的市場競爭環境，加之與中、西部地區相比普遍具有技術優勢。在環境規制強度較低時，企業為了避免因增加額外的環境治理投入成本而喪失市場競爭優勢，傾向于通過轉移技術創新的投入至污染治理上從而達到控制污染的目的。而當環境規制水平較高時，企業繼續通過減少技術創新投入來彌補污染治理的成本的方式一方面無法滿足較高環境標準下減排目標，另一方面過多的擠占創新投入顯然無法支撐企業的長期可持續的發展。而通過加大技術創新，一方面可以促進綠色技術進步從而達到減少污染排放的目的，另一方面生產技術的進步又能夠滿足企業可持續性發展的需求。并且由于自身具有一定的技術水平優勢，東部地區的企業進行技術創新的成本將小于中西部地區。因此，在環境規制強度較高時，東部地區的企業傾向于進行技術創新。

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Does Environmental Regulation Inhibit Technological Innovation：

An Empirical Heterogeneity Test Based on Chinas Equipment Manufacturing Industry

SONG Ying1，2， ZHANG Hai-tao3， LIAO Meng3

（1.Yangtze Upriver Economic Research Center， Chongqing Technology and Business University， Chongqing 400067， China; 2. School of Business Administration， Northeast University of Finance and Economics， Dalian 116025， Liaoning， China; 3. School of Economics and Management， Chongqing Normal University， Chongqing 400047， China）

Abstract： To study the relationship between environmental regulation and regional technological innovation， by using the panel data of seven sub-sectors of equipment manufacturing industry in Chinas 31 provinces and municipalities from 2005 to 2016， the system GMM model was used to empirically study the impact of environmental regulation on technological innovation on the basis of dynamic panel model after theoretical analysis. The study finds that， from a national level analysis， there is a “U”-type dynamic feature that first declines and then rises between environmental regulation and technological innovation in equipment manufacturing. And environmental regulation inhibits the promotion effect of foreign capital， enterprise scale and human capital on technological innovation. From regional level， however， there is regional heterogeneity in the impact of environmental regulation on regional technological innovation of the equipment manufacturing industry. The impact of environmental regulation on technological innovation in equipment manufacturing industry only presents “U”-type characteristics in the whole country and in the east area， and has inhibiting effect on technological innovation in the central region while it has a significant positive impact on technological innovation in the west area.

Key words： environmental regulation; technological innovation; equipment manufacturing industry; heterogeneity test