綠色創新對工業企業空氣污染治理績效的影響
——以SO2 為例

張楊勛

(廣東技術師范大學財經學院，廣東廣州 510665)

我國自1949 年以來持續推進工業化建設，逐步形成了完備的工業體系，并推動我國經濟社會快速發展。在這一過程中，由于長期使用煤炭等傳統化石燃料作為主要的工業能源，我國的工業企業在生產技術與能源結構上形成了較強的路徑依賴特征，使得空氣治理問題日益突出。其中，SO2（二氧化硫）作為一種主要的空氣污染物，其環境濃度上升可能導致人體出現肺部呼吸功能減退、呼吸道炎癥等疾病，并與我國城鎮居民的非意外死亡和循環系統疾病死亡人數增加之間存在顯著的正相關關系［1］。此外，SO2的排放可能影響農業、林業的生產效率與質量，并導致酸雨的產生。為治理SO2造成的環境問題，自20 世紀80 年代開始，我國政府針對工業企業這一排放主體陸續頒布了《中華人民共和國大氣污染防治法》《酸雨控制區和二氧化硫污染控制區劃分方案》《兩控區酸雨和二氧化硫污染防治“十五”計劃》等政策，試圖以限制排放和加強末端處理為主要手段，提升工業企業空氣污染治理績效。在“十五”到“十四五”的5 份發展規劃綱要中，SO2的治理問題始終是我國空氣污染治理的重點。綠色創新作為企業實現綠色轉型與發展的重要內生動力，其對于工業企業的空氣污染治理績效提升具有重要作用［2］。現有相關研究主要將企業綠色創新作為結果變量，分析諸如政府補貼、環境保護稅改革和企業高管綠色經歷等企業內外部因素的影響，鮮有分析工業企業綠色創新對于空氣污染治理績效的影響規模與作用邊界條件。基于此，本研究依據世界知識產權組織（WIPO）所提出的綠色專利IPC 分類表，在專利大組層面識別綠色專利IPC，結合中國工業企業數據庫和污染數據庫，以綠色發明專利申請數量作為綠色創新的度量指標、工業企業的SO2去除量作為空氣污染治理績效的度量指標，利用多維固定效應回歸估計方法探討綠色創新對企業空氣污染治理績效的影響，并從企業所有權和綠色創新技術分類這兩個維度出發分析綠色創新對企業空氣污染績效產生影響的邊界條件，以期為我國當前實現綠色可持續發展與提升工業企業污染治理績效目標提供參考。

1 綠色創新與企業空氣污染治理績效的關系

自20 世紀90 年代開始，隨著波特［3］的波特假說等理論觀點的提出以及對該理論開展實證檢驗，可持續發展與綠色轉型的觀點在政府產業政策與企業經濟決策等領域逐漸受到重視，其影響也延伸至企業創新活動的實踐與研究中，使得“綠色創新”的概念逐步形成。在早期研究中，綠色創新的概念較為模糊與寬泛，主要指一類能夠減少環境污染、提升企業生產效率的創新活動，包括新產品、新組織結構、新管理方式等內容［4］。隨著專利數據在實證研究中的興起，相關研究開始廣泛地利用專利數據測度企業綠色創新活動，主要基于世界知識產權組織于2010 年提出的《國際專利分類綠色清單》，將綠色創新定義為在七大技術領域開展的創新活動，主要包括替代性能源生產、運輸、節能、廢棄物管理、農業/林業、行政、監管或設計、核能發電。

綠色創新作為創新活動的重要組成，其對于企業空氣污染治理績效的影響主要通過節能減排實現：節能技術主要應用于生產系統的輸入端與過程端，在提升傳統化石能源使用效率的同時，采用風能、光能、生物質能等替代性能源降低生產過程中的能源消耗；減排技術則主要應用于生產系統末端，利用催化劑等手段提升企業對污染物的處理能力［5］。相關經驗證據顯示，大中型工業企業的R&D 經費支出有助于提升包括工業 SO2去除率在內的區域污染治理效率［6］。而以專利數據刻畫的綠色創新活動對于包括工業SO2去除量在內的我國各省份的工業污染治理績效存在顯著的正向影響［7］。綜合來看，現有相關研究從區域宏觀的視角探究了綠色創新對企業空氣污染治理績效的影響，發現二者間存在正相關關系，但這一結論目前在微觀企業層面缺乏來自工業企業樣本的經驗證據支持。綜上，提出以下假設：

H1：綠色創新能夠顯著提升工業企業的污染治理績效。

與一般意義上的創新活動相比，企業難以通過綠色創新在市場中獲取壟斷高額利潤，因此從市場經濟的視角分析，企業進行綠色創新的內在驅動力天然地存在不足［8］，因為創新本身是一項高投入、高風險、高沉沒成本的活動，而綠色創新本身難以直接在短時間內為企業帶來高額收益。此外，相比于其他類型的企業而言，國有企業由于具備“企業”和“國有”的雙重屬性，其在生存發展方面所面臨的外部約束較為寬松，在擁有較高的內外部資源豐裕度的同時也承擔著更多的環境治理任務。因此，綠色創新對企業空氣污染治理績效的影響在不同所有制特征的企業群體中可能存在異質性。綜上，提出以下假設：

H2：綠色創新對工業企業污染治理績效的影響在國有企業中作用更大。

從綠色創新對工業企業空氣污染治理績效產生作用的內在機制來看，其主要通過提升能源利用效率和減少污染排放這兩個技術路徑實現治理目標［9］。根據《國際專利分類綠色清單》，綠色創新所包含的技術范圍較廣，涉及2 301 個技術分類號（其中包括專利小類、大組與小組等3 個層次），并可以基于國際專利技術分類系統將劃分為7 個具體的技術方向，分別為：替代能源生產技術、廢棄物處理技術、節能技術、交通與運輸技術、核能發電技術、農業/林業技術、行政監管與設計方面技術。由于綠色創新所涉及的技術領域較多，不同技術方向下的綠色創新對于工業企業空氣污染治理績效的影響可能存在異質性，例如以農業/林業技術作為技術方向的綠色創新對于SO2治理的作用與廢棄物處理技術所屬的綠色創新相比，可能在作用規模和顯著性上存在差異。綜上，提出以下假設：

H3：綠色創新對工業企業污染治理績效的影響在技術分類的維度上存在異質性。

2 模型構建與數據來源

2.1 數據來源與處理

研究數據來自中國工業企業數據庫、中國制造業排污整合數據庫與我國國家知識產權局的專利數據庫，通過數據清洗與跨數據庫合并，最終得到時間為1998—2013 年的“工業企業-污染排放-專利申請”數據集。其中，中國工業企業數據庫的整理與清洗參考了Brandt 等人［10］的做法；3 個數據庫之間的跨數據庫合并主要通過企業名稱、組織機構代碼、年份構建識別唯一識別變量進行。

為避免專利申請數據中隱含的投機性專利申請行為對估計結果帶來影響，參考黎文靖等［11］的做法，僅保留需要經過實質審查程序的發明專利申請記錄。考慮到我國自“十二五”開始在國民經濟社會發展主要指標中加入了每萬人發明專利擁有量（件）這一指標，而各級政府為實現該目標，開始針對企業申請發明專利的行為提供資金補貼，這類行為使得我國的發明專利申請數量開始快速增長，出現了一定的“專利泡沫”現象。值得注意的是，以九大戰略性新興產業中的節能環保產業為例，我國的綠色發明專利申請自2015 年后開始出現快速增長，但其對應年份的發明專利申請數量與授權數量的比例卻逐年出現下降（見圖1）。筆者據此推測，我國自2015 年開始的綠色發明專利申請中可能潛藏著大量投機性的申請，因此，利用包含這類數量的數據難以合理地估計綠色創新對于企業空氣污染治理績效的影響。為避免投機性發明專利申請存在導致模型估計系數的方向與顯著性上的偏誤，結合數據可得性、與研究主題的適應性等因素考慮，選擇1998—2013 年我國工業企業數據開展后續的研究。

圖1 我國綠色創新發明專利申請數量與質量變化

2.2 變量選擇與模型設定

SO2去除量對于工業企業而言是度量其空氣污染治理績效的一個重要因素，在政府工作報告與學術文獻中均被高度重視，因此選擇SO2去除量(SO2_removalit+1)作為工業企業空氣污染治理績效的度量指標。具體來說，將企業i在t+1 年的SO2去除量作為被解釋變量，以度量工業企業的空氣污染治理績效好壞。參考許可等［7］的做法，將企業i在t年的綠色發明專利申請數量(green_invention)作為解釋變量，以度量工業企業綠色創新活動的強弱。參考邱洋冬［12］的做法，將企業i在t年的年齡(age)、資產規模(size)、杠桿比例(lev)、資產回報率(ROA)、資本密集度(CLR)作為控制變量。此外，將企業i在t年申請的發明專利與實用新型專利總數(pt_total)作為其創新能力的度量指標。

其中，綠色發明專利的識別基于《國際專利分類綠色清單》，在專利技術分類層面識別了299 個綠色專利大組，并以此為基準與本研究所構建的“工業企業-污染排放-專利申請”數據庫合并，最終識別了21 745 條申請年份在1998—2013 年期間的綠色發明專利。此外，年齡(age)以觀測年份減去企業開業經營年份表示；資產規模(size)以企業總資產表示；杠桿比例(lev)以企業總負債除以總資產表示；資產回報率(ROA)以企業稅后凈利潤除以總資產表示；資本密集度(CLR)以企業固定資產除以從業人員數量表示。

由于SO2去除量為連續的數值型變量，因此利用Stata 16.0 軟件中的reghdfe 命令包，采用多維固定效應模型進行估計。結合變量選擇，模型設定如下：

式（1）中：Controlsit為企業i在t年的控制變量；γi、δt、μj、τk分別為企業、年份、行業與省份的固定效應；εit為隨機擾動項。

3 實證分析

3.1 描述性統計分析

基于數據處理，最終得到由3 114 個觀測值構成的面板數據集，回歸的時間區間為1998—2013年，主要變量的描述性統計分析結果如表1 所示。從Pearson 相關系數檢驗的結果來看，主要變量間的相關系數基本上都小于0.3，結合共線性測試，可以認為變量之間不存在嚴重的共線性問題。值得注意的是，本研究主要關注的解釋變量Green_Invention 與被解釋變量SO2_removalit+1之間呈現顯著的正相關關系，這一結果初步驗證了本研究文所提出的假設H1。

表1 主要變量的描述性統計結果

3.2 基準回歸

如表2 所示，解釋變量綠色創新的估計系數顯著為正，這意味著在控制了一系列企業層面的控制變量與固定效應后，企業i在t年的綠色創新活動能夠顯著提升其在t+1 年的空氣污染治理績效。具體來看，企業i在t年每增加1 件綠色發明專利申請，能夠為其下一年增加約80 t 的SO2去除量，這一影響在5%的顯著性水平下顯著。綜上表明，綠色創新對于工業企業的空氣污染治理績效存在顯著的正向影響。

表2 綠色創新對樣本工業企業污染治理績效影響的基準回歸與穩健性檢驗結果

從專利化創新活動的特征來看，盡管大部分正常申請的發明專利在提出申請的1 年內即會申請公開并進入實質審查流程，但根據國家知識產權局的政策文件，我國發明專利申請從提出申請到進入實質審查流程或被退回申請最多有3 年的時限，基于此，結合發明專利申請活動的特征，將被解釋變量的時滯進行調整，用SO2去除量的t+2、t+3 期對被解釋變量進行替換，并以此作為穩健性檢驗估計了對綠色創新的影響。可以看到，解釋變量在兩組回歸結果中的估計系數仍然在10%的顯著性水平下顯著，這進一步驗證了基準回歸結果的穩健性。至此，本研究所提出的假設H1得到了印證。

3.3 異質性分析

（1）所有權性質。為進一步探討綠色創新對工業企業空氣污染治理績效的影響作用是否會因企業所有權性質的不同產生異質性，以企業控股情況作為劃分，將國有控股企業定義為國有企業，將其余類型的企業定義為非國有企業，并進行分組回歸。如表3 所示，在控制了一系列企業層面的控制變量與固定效應的前提下，解釋變量Green_Invention 對于被解釋變量SO2_removalit+1的影響僅在國有企業樣本中顯著，而在非國有企業樣本中不顯著。這一結果說明綠色創新對工業企業空氣污染治理績效的影響存在所有權異質性，其污染治理效應在國有企業中更為顯著。這可能是因為國有企業由于擁有政府信用背書，通常更容易獲得諸如銀行信貸等外部資源的支持，使其在綠色創新活動中擁有更高的資源裕度，進而在綠色創新的數量與質量上占優，從而使得其污染治理績效相對更好。至此，本研究所提出的假設H2得到了印證。

表3 綠色創新對不同性質樣本工業企業污染治理績效影響的分析結果

為進一步檢驗上述觀點，進一步基于重污染行業的樣本進行分樣本回歸估計。參考李長青等［13］的做法，基于我國國務院于2007 年發布的《第一次全國污染源普查方案》，將造紙及紙制品業、農副食品加工業、化學原料及化學制品制造業、紡織業、黑色金屬冶煉及壓延加工業、食品制造業、電力、熱力的生產和供應業、皮革、毛皮、羽毛（絨）及其制品業、石油加工、煉焦及核燃料加工業、非金屬礦物制品業、有色金屬冶煉及壓延加工業等11 個行業作為重污染行業，利用文本匹配的方法對數據集進行定義，若企業所屬的行業大類名稱與上述11個行業的名稱相匹配，則標記為重污染行業。筆者認為，由于重污染行業受到的政府規制較多，若綠色創新對工業企業空氣污染治理績效的影響因企業所有權性質存在差異，則這一差異同樣會存在于重污染行業中。基于此，利用重污染行業樣本對表3 的估計結果進行再檢驗，結果如表4 所示，可以看到企業所有權異質性在重污染行業樣本中仍然顯著存在。這一結果進一步印證了本研究所提出的假設H2。

表4 綠色創新對樣本重污染行業工業企業污染治理績效影響的分析結果

（2）綠色創新的技術方向。以上將綠色創新具體劃分為七大技術領域，而從《國際專利分類綠色清單》對于綠色創新技術方向的具體劃分說明來看，其中與工業企業污染治理緊密相關的技術方向主要有3 類，分別為替代能源生產、廢棄物處理與節能。以廢棄物處理技術為例，其中涉及的內容包括廢氣處理、煙氣再循環燃燒與廢料的回收或處理等，不同技術方向的綠色創新可能對工業企業的污染治理績效產生差異化的影響，其作用方向與水平有待進一步探討。基于此，在專利小類層面對《國際專利分類綠色清單》中所劃定的技術領域進行技術分類號的統計，共得到159 個專利小類。其中，替代能源生產技術涉及59 個小類、廢棄物處理技術涉及52個小類、節能技術涉及20 個小類，這3 類技術在專利小類層面的數量占比為82.4%；而交通與運輸、核能發電、農業/林業、行政監管與設計等4 類技術共涉及28 個小類，數量占比為17.6%。在專利大組層面識別了企業i在t年的發明專利申請記錄的主技術分類號是否屬于綠色創新，進而再在專利小類層面對綠色發明專利申請記錄進行進一步分類，識別其中屬于廢棄物處理、節能與替代能源生產這3個技術方向的專利，并以此作為解釋變量，回歸估計的結果如表5 所示。可以看到，廢棄物處理技術與替代能源生產兩個技術方向上的綠色創新能夠顯著提升工業企業的空氣污染治理績效；而節能技術與其他4 類技術對工業企業污染治理績效的影響系數為正，但在統計意義上不顯著。這可能是由于廢棄物處理和替代能源生產兩類技術方向上的綠色創新成果能夠直接作用于企業的污染治理，如廢氣處理等，能夠直接提升工業企業的污染治理績效；而節能技術等5 類方向中，諸如低能耗照明等技術并不能產生直接作用，因此其對于工業企業空氣污染治理績效的影響有限。至此，本研究所提出的假設H3得到了印證。

表5 不同類型綠色創新對樣本工業企業污染治理績效影響的分析結果

3.4 進一步討論

受限于中國工業企業數據庫更新較慢的客觀情況，研究數據的時間區間僅到2013 年，為對基本研究結論作出進一步驗證，利用incoPat專利數據庫、《中國環境統計年鑒》與《中國城市統計年鑒》，在全國（未含港澳臺地區。下同）層面整理了我國綠色發明專利申請數量、工業SO2去除量與SO2排放總量這3個指標的數據，具體如圖2 所示。其中，由于目前能夠公開獲取的工業SO2去除量數據僅到2016 年，因此基于2005—2016 年的數據繪制了折線圖。從圖2 中的圖形變化趨勢可以發現，在2005—2016 年期間，我國的綠色發明專利申請數量不斷上升，而工業SO2去除量亦不斷提升，兩個變量之間的變化趨勢呈現出一定的正向關聯；此外，2005—2020年期間，我國SO2排放總量呈現持續下降趨勢，與綠色發明專利申請數量的變化趨勢之間呈現出一定的負向關聯。從全國層面來看，上述3 個變量之間的變化趨勢在一定程度上印證了本研究的基本結論。

圖2 我國綠色發明專利申請數量、工業SO2 去除量與排放總量變化趨勢

4 結論

當前，我國正步入高質量發展階段，國家“十四五”規劃提出要加快實現經濟發展方式的綠色轉型，在經濟建設工作中堅持生態優先與綠色發展的理念，并大力發展綠色經濟，而切實有效地提升工業企業的空氣污染治理績效是實現規劃目標的必要條件。本研究基于自主構建的“中國工業企業-污染排放-專利申請”數據集，利用多維面板固定效應估計方法，探討了1998—2013 年我國規模以上工業企業的綠色創新行為對其空氣污染治理績效的影響，主要結論如下：第一，從整體來看，工業企業的綠色創新能夠顯著地提升企業空氣污染治理績效，具體表現為企業i在t年的綠色發明專利申請數量與其在t+1 年的SO2去除量之間存在顯著的正相關關系；第二，工業企業綠色創新的空氣污染治理效應根據企業所有權性質的不同存在異質性，相比非國有企業子樣本，國有企業子樣本中的綠色創新污染治理效應更為顯著，這一結論在重污染行業的子樣本中仍然成立；第三，工業企業綠色創新的空氣污染治理效應根據其綠色創新所屬技術分類的不同存在異質性，綠色創新對空氣污染治理績效的影響主要來自廢棄物處理與替代能源生產這兩類技術。

研究結論帶來的啟示如下：首先，應當堅定不移地貫徹創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念，助推企業開展綠色創新，尤其是潛在質量更高的綠色發明專利申請活動，為實現制造業綠色發展轉型積累相關技術基礎；其次，非國有企業在綠色創新活動中存在內驅力不足的情況，相關部門可以通過財政補貼、稅收優惠、制度化獎勵等方式鼓勵民營企業承接科研院所綠色創新技術的產業化應用工作，以產學研合作等方式推動非國有企業綠色創新活動的數量與質量提升，進而提升工業企業的空氣污染治理績效。