環境規制對制造業綠色技術創新的影響*

劉晶晶

(1. 安徽財經大學 工商管理學院， 安徽 蚌埠 233030； 2. 河海大學 商學院， 南京 211100)

長期以來，發展中國家主要依靠高投入、高能耗、高排放，低質量、低效率、低產出的資源路徑來發展經濟。這種粗放型的工業增長方式在一段時間內確實對經濟增長作出了很大的貢獻，但同時也增加了能源消耗、環境污染和污染排放。中國在經過了40多年的飛速發展之后，已成為世界第二大經濟體。然而，這種發展是以在能源、環境和社會福利等方面付出巨大代價為前提的。作為制造業大國，中國制造業在經濟增長方面發揮著重要作用，但其對能源和環境的負面影響亦不容忽視。制造業帶來的高排放、高污染、高消耗已給資源和環境帶來巨大壓力，日益成為全球關注的焦點。

因此，提高中國制造業能源利用率，減少污染排放迫在眉睫。隨著經濟的發展、人民生活水平的提升，人們日益重視生態問題，越來越多的企業通過實施綠色技術創新來降低環境污染、提高資源利用效率[1]。雖然“波特假說”提出環境規制對綠色技術創新起正向促進作用，但其觀點并未得到完全有效的證實，現有研究對這一觀點仍持不同看法，更何況“波特假說”在中國是否成立仍然有待驗證。

由此，本文以行業異質性為研究切入點，探析環境規制與制造業綠色技術創新之間的關系，以期為我國制定具有行業針對性的環境規制政策，進而為實現中國制造業降低環境污染程度、改善資源利用效率以及提高經濟增長質量提供借鑒。

一、文獻回顧

目前關于環境規制對綠色技術創新的影響存在著不同的看法。第一種觀點認為，環境規制對企業的綠色技術創新起到正向促進作用。最具代表性的是美國學者波特，他提出環境規制具有一定的創新補償效應，能激發企業技術變革，從而減少成本，增強企業的競爭力，亦即波特假說[2]。余偉等通過對37個工業行業的實證分析，證實了環境規制對工業企業技術創新起到正向促進作用[3]。李婉紅等以我國16個污染密集型行業為研究對象，發現在考慮一定控制變量的前提下，政府實施嚴格的環境規制可以有效促進污染密集型行業開展綠色技術創新[4]。

第二種觀點認為，環境規制會增加企業成本、擠占企業資源，從而阻礙企業實施綠色技術創新。如Levinsohn等以美國的造紙業為例，發現美國對造紙業進行非常嚴格的污染控制，但是該行業生產率卻長期處于一個比較低的水平上，也就是說美國嚴格的環境規制降低了其造紙業的生產率[5]。Slater等指出，環境規制與企業總體研發水平呈負相關關系，環境規制強度越大，企業研發的成本效應越難以通過創新效應彌補[6]。Wagner的實證研究結果指出，企業環境規制強度對專利產出具有負向影響[7]。Ramanathan等構建了一個結構方程模型，以美國16個工業部門為研究對象，發現從短期來看，環境規制對技術創新起到抑制作用[8]。

此外，中國學者也從不同角度驗證了環境規制對綠色技術創新的抑制作用。如趙細康提出，環境規制實質上是將環境外部成本內部化，企業為了支付排污費、環境破壞治理費等，只能通過提高產品價格的方式將這部分成本轉嫁給消費者，但同時產品的市場需求和企業競爭力亦受到抑制，影響企業的技術創新動力[9]。解堊經過研究也發現，環境對企業生產技術進步起到負向抑制作用[10]。

第三種觀點認為，環境規制對綠色技術創新的影響不確定。Lanoie等通過對1985—1994年加拿大17個制造行業的分析發現，從長期來看，環境規制對生產率有正向促進作用，而短期內卻存在負向影響[11]。劉金林等根據30個省(直轄市、自治區)17個工業企業行業的面板數據進行實證研究發現，環境規制對生產技術進步的影響存在行業異質性，在部分行業中環境規制與生產技術進步呈非線性關系(U型或倒U型)，而其他行業中二者關系則不顯著[12]。蔣伏心等通過對江蘇省工業企業樣本研究發現，環境規制強度和工業企業生產技術進步之間既不是簡單的線性關系，也不是U型曲線關系，而是一種折線對應關系——當環境規制強度低于一定的門檻值時，環境規制對生產技術進步起抑制作用；而當環境規制強度越過門檻值后，抑制作用開始遞減，但并未呈現出正向促進作用[13]。

回顧以往文獻可以發現，學者們已從多方面就環境規制對綠色技術創新的影響進行了研究，取得了豐碩的成果，但仍存在不足之處：第一，以往鮮有文獻將行業進行分類，根據不同行業所屬污染程度來分析環境規制對其生產技術進步的影響。第二，以往成果大多圍繞環境規制與一般技術創新之間的關系進行研究，從綠色工藝創新與綠色產品創新雙重視角考察的研究相對較少。因此，基于數據的可得性，本文選取2006—2015年面板數據，以27個制造業行業為研究對象，分析環境規制對綠色產品創新與綠色工藝創新的影響機制，以期為國家政策制定、促進制造業綠色可持續發展提供理論支撐。

二、模型構建

1. 變量選擇

綠色技術創新(GTI)是指為了實現產品成本最小化的目的，在完整的產品生命周期過程中，對創新過程的每一階段都嚴格遵循環保要求的一種技術創新模式[1]。依據環境經濟學派的觀點，綠色技術創新具有外部性，僅僅依靠市場機制不能完全解決環境的外部性問題，難以形成生態補償效應，實現資源的最優配置。因此，亟需政府通過實施環境規制來解決環境的外部性問題，進而矯正被規制對象的經濟行為[14]。

根據OECD的分類，綠色技術創新進一步被劃分為綠色工藝創新(green process innovation，GPSI)和綠色產品創新(green product innovation，GPTI)[15]。因此，環境規制對綠色技術創新的影響可以從綠色工藝創新和綠色產品創新兩個方面考察。其中環境規制為核心解釋變量，綠色工藝創新和綠色產品創新為被解釋變量。并且，為了保證最終結果的穩健性，有必要加入影響綠色技術創新的其他因素作為控制變量。依據Sterner等的研究，行業利潤額和企業的創新人力資源投入也會對綠色技術創新產生影響，因而將這兩個變量作為控制變量[16]。基于此，構建面板數據模型：模型(1)代表環境規制對綠色工藝創新的影響，模型(2)代表環境規制對綠色產品創新的影響，分別如式(1)、(2)所示。

ln GPSIit=ai+b1ERit+b2ln IMIit+

b3ln TPit+εit

(1)

ln GPTIit=ci+b1ERit+b2ln IMIit+

b3ln TPit+εit

(2)

式中：ln GPSI代表綠色工藝創新指標對數；ln GPTI代表綠色產品創新指標對數；ER代表環境規制(1)由于環境規制(ER)數據波動并不大，且對其取對數后會有負值，因此本文并沒有對環境規制(ER)取對數處理。；ln TP代表行業利潤總額指標對數(2)部分行業的利潤額為負，直接取對數會產生缺失值，本文借鑒John和Draper(1980)提出The log-modulus transformation的做法，對利潤額進行對數轉換，公式為X=sign(x)·log(|x|+1)。；ln IMI代表創新人力資源投入指標對數；a、c代表截距項；b代表待估參數；i代表第i個制造業；t代表時間(2006—2015年)；ε代表誤差項。

本文對部分變量進行取對數處理[12]，目的是減少數據之間的波動性，消除變量之間的多重共線性以及方程的異方差性。各個變量代表的具體含義和測量方式如下：

(1) 被解釋變量

綠色工藝創新(GPSI)主要側重于引進或研發新設備、新技術或是基于現有工藝設備的更新改造等，以實現有效減排、降低環境污染等目的。綠色工藝創新主要著眼于研發和引進產品生產過程中的新工藝、新設備，以及現有設備的更新改造。因此，本文參照畢克新等的做法，將技術改造經費投入與研發經費內部支出之和作為綠色工藝創新的代理變量，兩者的投入之和越大，越有利于企業進行綠色工藝創新[17]。

綠色產品創新(GPTI)是指在順應綠色、可持續發展的趨勢下，產品既能實現消費者的功能性需求，又能滿足在研發、設計、生產過程中的環保要求，低耗高效，從而達到合理利用資源、減少環境污染的目的。本文以新產品銷售收入占能源消耗量比重的比值來代表綠色產品創新，是因為相較于傳統的產品創新，綠色產品創新更多地是關注綠色產品生產、包裝、運輸等過程中的節能減排。新產品銷售收入占能源消耗量的比重越高，綠色產品創新程度越高。

(2) 核心解釋變量

環境規制(ER)為核心解釋變量。目前學術界關于環境規制的衡量指標并未達成統一意見。歸納起來，主要有以下幾種衡量方法：首先，基于環境規制政策的角度。Javorcik等指出，環境規制實施效果可通過政府政策法令數量和環境規制政策實施前后環境污染物排放量考察[18]。其次，基于治理污染投入費用的角度。Fredriksson等提出，可以用治理污染投資與企業產值(或企業總成本)的比值、處理三廢(廢水、廢氣和固體廢棄物)的總費用衡量政府實施環境規制的力度，所需總費用或所占比值越大，說明環境規制力度越大。再次，基于污染密集度的角度[19]。Cole等指出，環境規制強度可以通過環境污染物排放量占工業行業總產值比重測度[20]。

本文借鑒聶國卿等的做法，從污染治理成本的角度出發，使用治污費用占總費用的比值來衡量環境規制的強度[21]。其中治污費用使用制造業各行業廢水、廢氣治理設施年運行費用之和來衡量，總費用則包括主營業務成本和治污費用。該指標值越大，說明企業所面臨的環境規制強度越高。

(3) 控制變量

本文選取利潤總額作為控制變量之一，因為利潤總額可以衡量企業的規模和盈利能力，以制造業各行業利潤總額作為代理變量來衡量。參照李婉紅等的做法，以創新人力資源投入作為另一控制變量。創新人力資源投入是指各行業投入于創新活動的人員。從一般意義上來說，企業對創新人力資源投入越多，越能促進行業的綠色技術創新，進而減少污染物排放量[4]。因此，本文用全部從業人員中規模以上工業企業科技活動人員所占的比重來測度創新人力資源投入。

各變量解釋如表1所示。

表1 變量說明

2. 數據來源與行業選擇

由于不同的行業污染強度不同，導致環境規制對其影響不同。因此，本文參照任勝剛等的做法，將中國制造業分為重度污染、中度污染和輕度污染行業[22]。由于2011年前后制造業統計分類和命名存在一定的差異，并且某些行業(如電子及通信設備制造業)存在數據缺失的問題，故將其剔除之后形成本文研究樣本的27個行業。具體分類結果如表2所示。

表2 制造業各行業分類

表2(續)

本文所使用的數據分別來自《中國環境年鑒》《中國工業經濟統計年鑒》《中國統計年鑒》和《工業企業科技活動統計年鑒》，選取時間為2006—2015年。

三、實證分析

1. 描述性統計和平穩性檢驗

本文采用Stata 15.0軟件進行數據分析，變量的描述性檢驗結果如表3所示。面板數據必須是平穩序列，否則就會出現偽回歸。為保證估計結果的有效性，在正式回歸之前通過ADF-Fisher檢驗和LLC檢驗進行平穩性檢驗，結果如表4所示。檢驗結果表明，樣本中各變量均不存在單位根，即所有變量都為平穩序列。

表3 變量描述性統計結果

表4 數據平穩性檢驗結果

2. 實證分析結果

由于面板數據具有二維性，如果模型設定不正確或估計方法選擇不當，會導致最終估計結果出現偏誤。因此，在對面板數據進行回歸之前，先要對模型的設定形式進行檢驗。為了消除個體效應，采用組內估計的方法(包括固定效應和隨機效應)。本文用Hausman檢驗方法來確定最終采用隨機效應(RE)模型還是固定效應(FE)模型：在Hausman檢驗結果P值顯著的情況下使用固定效應模型，不顯著的情況下使用隨機效應模型，結果如表5所示。

表5 實證分析結果

(1) 環境規制對制造業綠色技術創新的影響。從表5可以看出，對于制造業全行業，環境規制對綠色工藝創新和綠色產品創新影響系數均為負，且分別通過了1%和10%水平的顯著性檢驗，說明在樣本期內環境規制對制造業綠色工藝創新和綠色產品創新都產生了顯著的負向抑制作用，且治污費用占總費用的比重每提升1個單位，企業的綠色工藝創新和綠色產品創新水平就會降低1.139%和0.760%。因此，政府實施的環境規制越嚴厲，越不利于制造業開展綠色工藝技術改造和設備更新以及開發和生產綠色化、節能型新產品。故對于目前中國的制造業來說，波特假說并沒有得到驗證，創新補償說理論失效。這可能是因為企業進行技術創新需要大量的資金投入，而隨著環境規制的加強，企業的治污成本增加，對企業研發資金投入產生了擠出效應，導致企業總成本上升。由于技術創新具有長期性和不確定性的特點，由技術創新帶來的收益短期內無法彌補政府實施環境規制帶來的成本增加。因此，政府相關部門實行嚴格的環境規制政策并不能調動企業實施綠色創新活動的積極性。

(2) 環境規制對重污染型行業綠色技術創新的影響。從行業異質性的角度來看，對于重污染型行業，環境規制對綠色工藝創新的影響系數在5%的水平上顯著為負，對綠色產品創新存在著不顯著的負向影響。從以上結果可以看出，對重污染型行業的綠色工藝創新和綠色產品創新而言，如果加強環境規制力度，會產生負向影響。這個結果也從一定程度上驗證了前文制造業行業全樣本的結論。

(3) 環境規制對中度污染型行業綠色技術創新的影響。對中度污染行業而言，環境規制對綠色工藝創新的影響系數在1%的水平上顯著為負，對綠色產品創新也存在著不顯著的負向影響，說明環境規制對中度污染行業綠色工藝創新和綠色產品創新同樣存在負向抑制作用。

(4) 環境規制對輕度污染行業綠色技術創新的影響。由表5可知，環境規制對輕度污染行業綠色工藝創新和綠色產品創新都存在著不顯著的負向影響，這與前文結論一致。由以上分析可知，就本文選取的27個制造業行業而言，波特假說并沒有得到驗證，環境規制對企業綠色技術創新并沒有起到補償效應，而是起著遵循成本的作用。這也說明，目前中國這27個制造業行業仍然以成本驅動為主，實施嚴格的環境規制政策可能會增加企業的治污成本，從而對其研發成本產生擠出效應，因此不僅不能對其開展綠色技術創新起到激勵作用，反而會起到抑制作用。

(5) 各控制變量對綠色技術創新的影響。關于控制變量，不論是制造業行業全樣本，還是三種污染程度不同的行業，利潤總額和創新人力資源投入對綠色工藝創新和綠色產品創新都起到了正向促進作用，且大都通過了顯著性檢驗。這表明，利潤總額越高的行業，創新人力資源投入越多，越有利于其進行綠色技術創新。

四、穩健性檢驗

為了使估計結果更加穩健，本文選取各解釋變量的滯后一期替代當期項作為解釋變量，再次對模型(1)、模型(2)進行固定效應和隨機效應估計，估計結果如表6所示，將其作為驗證模型穩健性的依據。

表6 制造業全樣本穩健性檢驗結果

由表6可知，對于制造業全樣本而言，各解釋變量滯后一期的結果與以上的結果相比沒有太大變化。具體來看，環境規制對綠色工藝創新和綠色產品創新的系數值仍為負，且都通過了一定程度的顯著性水平檢驗，這個結果與表5的結果大致相同。另外，各個控制變量對綠色工藝創新和綠色產品創新的影響系數都為正，且與表5相比，數值變化不大。綜上可以說明，本文的結果具有穩健性。

五、結論與建議

環境規制能否誘導企業進行技術創新從而提升企業競爭力，目前仍然存在爭議，傳統觀點認為對企業實施環境規制有利于保護環境，但會增加企業成本，降低企業利潤。然而，哈佛大學商學院教授波特在1991年提出了不同看法，認為美國在環境立法及標準制定方面曾經遙遙領先于其他國家，現在這種地位正在逐漸消失，被日本和德國所取代。因此，他認為要改變傳統的認為環境保護與經濟競爭力相互矛盾的觀點、建立適度的環境規制準則，必須強調防止污染，而不僅僅是減少或清理污染[23]。此外，波特和范德林在1995年通過案例研究，提出嚴格但設計恰當的環境規制能夠對企業創新起到激勵作用，并且能夠部分甚至完全抵消企業由于環境規制所增加的成本，即波特假說[2]。然而，20多年后的當今中國，在經歷了“先污染后治理”的老路之后，面對日益嚴重的環境污染問題及經濟增長的壓力，波特假說在中國能否得到驗證?尤其是針對制造業這一具有顯著的環境負外部性特征的行業，實行嚴格的環境規制政策對制造業綠色技術創新能否起到激勵作用，最終實現其綠色化、生態化的發展?本文選取2006—2015年的面板數據，圍繞綠色工藝創新和綠色產品創新兩個維度，基于行業異質性的視角，運用實證方法分析環境規制對制造業綠色技術創新的影響，發現若考慮行業利潤總額和創新人力資源投入這兩個控制變量，政府實施嚴格的環境規制政策，無論是對于綠色產品創新，還是綠色工藝創新，都具有一定程度的抑制作用。

這主要是因為：首先，相對于美國，中國的市場經濟發展時間相對比較短，成熟的市場機制尚未形成，制造業在其發展過程中雖然面臨著嚴格的政府環境政策壓力，但其進行技術創新所增加的成本并不能在市場中通過獲得更多的利潤而得到補償，因此，企業缺乏足夠的內在驅動力進行綠色技術創新活動。其次，進行技術創新需要企業投入大量的資金和人員，若政府采取的環境規制政策過于嚴格，會使企業只能將有限的資金投入到生產環節，導致對研發資金的擠出效應對企業的綠色技術創新活動產生負面影響[24]。最后，對于大多數傳統制造業而言，由于缺乏技術創新前期所需的資金和技術方面的積累，導致其在面臨政府嚴格的環境規制政策時，短期內既沒有能力也沒有意愿進行技術創新變革，因此一定程度上抑制了其綠色技術創新活動。

基于此，本文提出如下建議：

(1) 政府應從實際出發，在合理范圍內制定環境規制政策。從以上實證結果可以看出，政府的環境規制措施確實對制造業綠色技術創新具有重要的影響，但是這種高強度的環境規制政策一定程度上抑制了制造業的綠色技術創新。因此，政府在當前應適當降低對制造業的環境規制強度，否則會增加制造業的治污成本，從而擠占其對技術創新的資金投入，最終對綠色技術創新活動起到抑制作用。

(2) 對于制造業而言，政府在實施環境規制政策、對其加強環境治理和控制其污染排放的同時，還需要制定財政、稅收、金融、人才等方面的配套政策，給予一定的財政或稅收補貼，支持制造業綠色技術創新的發展，促進其增加創新資源投入，從而實現產品改造和技術升級。

(3) 制造業在國民經濟可持續發展中有著舉足輕重的作用，應深刻意識到實施綠色技術創新戰略的必要性和緊迫性，貫徹可持續發展的經營理念，通過進一步加強綠色產品的研發、綠色工藝技術的引進、工藝設備的改造，來提升自身綠色技術創新能力。

本文在分析過程中仍然存在著不足：以往文獻中衡量環境規制強度的指標都存在一定程度上的缺陷，本文選取的代理指標也不例外。如何進一步完善環境規制強度的代理指標，是下一步的研究方向。另外，我國政府越來越重視綠色技術創新方面的研究，亦會進一步加大對企業綠色技術創新的資金支持力度[25-26]。因此，將環境規制與政府資助兩種政策相結合以更好地促進企業綠色技術創新的發展，也是未來研究的重點。