數字化水平、研發投入對綠色技術創新的影響

劉 潔 栗志慧 魏方欣

（1.北京聯合大學商務學院 北京 100025；2.生態環境部核與輻射安全中心 北京 100082）

一、引言

《中共中央關于黨的百年奮斗重大成就和歷史經驗的決議》強調，必須實現創新成為第一動力、協調成為內生特點、綠色成為普遍形態、開放成為必由之路、共享成為根本目的的高質量發展，推動經濟發展質量變革、效率變革、動力變革。綠色技術創新對我國經濟高質量發展有著重要的推動作用[1-4]，是整個社會發展的重要驅動力[5],是全球經濟可持續增長的重要動力[6]。加快推進綠色科技創新，是迎接新一輪工業革命的重要舉措，也是解決我國現實生態環境問題的重要支撐。但是我國作為發展中國家，綠色技術創新的總體水平相對落后，很難適應我國經濟發展方式的轉變和對環境污染的控制。因此，探究綠色技術創新的影響因素對提升綠色技術創新有重要意義。

研發投入是我國技術創新的主要來源，研發投入的增加可以提高我國的綠色技術創新能力。如今，促進多個領域融合的數字經濟蓬勃發展，成為經濟增長的“新引擎”和推動我國經濟高質量發展的關鍵力量[7-8]。數字技術所具有的高度智能等優點，能為綠色技術創新提供有利環境支撐和要素供給，提升資源配置效率。那么，隨著數字化的不斷發展，數字化水平究竟是否能夠有效促進綠色技術創新？數字化是如何影響綠色技術創新的？數字化在研發投入對綠色技術創新的過程中發揮了什么樣的作用？回答這些問題將有助于解釋綠色技術創新的影響因素，分析數字經濟、研發投入與綠色技術創新之間的相互作用，探究數字經濟背景下研發投入與綠色技術創新之間的作用機制，從而為提高綠色技術創新提供新的政策視角。

二、文獻綜述

綠色技術是指能夠改善環境的系統技術，是一種強調改善生態的高標準技術，是有利于社會可持續發展的產品的總稱[9]。綠色技術創新是以保護環境為目標的技術創新，將經濟、生態和社會的可持續發展作為主要發展目標[10]。綠色技術創新不僅可以抵消短期經濟損失，為產業結構升級帶來巨大動力[11-12]，而且可以提高企業利潤，為企業的長遠發展提供強大動力[13-14]。影響綠色技術創新的原因是多種多樣的，比如國民收入[15]、政府政策[16-17]等。

研發投入是促進綠色技術創新的首要因素。一方面，企業自主研發投入強度的提高對我國的技術進步[18]和生產率提高有顯著正影響[19]，從而可以有效地促進綠色技術創新的發展[20]。李光泗等以技術創新能力為重點，利用我國大中型工業企業的面板數據進行了實證檢驗，發現自主研發對技術創新具有顯著的積極影響[21]。許曉燕等基于中國綠色技術專利，研究了研發投入對綠色技術創新的影響，發現企業研發投入對綠色技術創新水平有顯著的積極影響[22]。王惠等通過面板門檻模型研究發現，大中型企業的研發投入對企業的綠色技術創新效率有著正向的促進作用[23]。張旭等研究表明，提高企業研發投入強度，有助于提高企業綠色科技創新水平[24]。

另一方面，政府對企業提供研發資金的財政支持可以有效減輕企業的研發投入短缺和經營負擔，糾正市場機制對資源最優配置的功能扭曲,從而修正市場機制對企業綠色技術創新的市場失靈問題。郭捷等利用2009—2017年的面板數據，發現地方政府研發投入對當地綠色創新的積極影響更為明顯[25]。李新安采用2004—2018年30個省份面板數據，通過實證研究發現政府補貼對綠色技術創新表現出顯著的促進效應[26]。

隨著信息時代的到來，數字技術廣泛應用于各個領域，新技術、新模式與新業態不斷涌現[27]，數字化逐漸成為推動企業創新發展和促進綠色技術創新的重要因素。隨著企業數字化轉型和數字經濟的快速發展，資本要素從核心生產要素轉變為情境條件要素參與到數字經濟的價值創造中[28]。何帆提出企業可以通過降低成本費用、提高資產的使用效率和增強創新能力三條路徑實現數字化轉型，提升企業經濟效益[29]。周青從數字接入水平、區域數字化設備、平臺建設和應用層面四個角度對數字化水平進行測控，發現提高數字化接入水平可以提升創新績效[30]。周慧慧等從數字經濟發展角度，研究發現數字化水平在達到臨界之后才對綠色創新績效具有顯著的調節作用[31]。

綜上所述，已有文獻從不同視角對研發投入和綠色技術創新二者之間的關系進行了研究，針對數字化水平進行了分析和探討，豐富了綠色技術創新理論，為后續研究奠定了良好的基礎。但目前的研究中關于研發投入與綠色技術創新之間關系的結論尚未達成統一，而且主要聚焦于數字化與經濟績效之間的關系，研發投入、數字化與綠色技術創新之間的關系尚未厘清。因此，本文從數字化角度，探究研發投入對綠色技術創新的影響機制，并引入數字化水平這一綜合指數，分析數字化水平、研發投入與綠色技術創新的交互作用。文章的邊際貢獻在于：首先引入數字化水平，利用因子分析法計算數字化水平的綜合指數；其次利用門檻模型探究數字化在研發投入與綠色技術創新之間發揮的作用機制。

三、理論模型與研究假設

（一） 研發投入與綠色技術創新

綠色技術創新受到技術水平、市場需求和制度環境三大因素的影響。首先，技術水平是企業開發和改進相關工藝和產品的最重要因素。其中，創新型人才和研發資金的投入直接決定了創新成果的產出，大量投入并且合理利用可以提高綠色技術創新能力；教育是提高自主創新能力的重要手段，一般而言，居民的受教育程度越高，越能推動企業進行綠色創新。其次，市場需求是驅動企業進行綠色創新最關鍵的因素，也是創新成果所要實現的最終目標。其中，個人可支配收入水平、外商直接投資為市場需求的主要影響因素。再次，制度環境包括內部制度環境和外部制度環境，利用地區的第二產業發展情況可以衡量內部制度環境，政府的環境規制強度可以衡量外部制度環境。合理的產業結構和環境規制能促進綠色創新水平的提高。技術水平、市場因素、制度因素三者都會促進綠色技術創新，而研發投入作為技術水平的一種表現形式，直接決定了該地區的產出成果，合理利用研發資金、精準投入、明確創新類型，可以促進經濟與環境協同發展，提高綠色技術創新能力。因此，提出假設1：研發投入的增加會提高地區綠色技術創新。

（二） 數字化水平的門檻效應

根據熊彼特的破壞性創新經濟增長理論，基于技術進步的經濟增長過程不是線性的，而是充滿矛盾和沖突的，包括新技術淘汰舊技術，因為舊技術的生產設備、組織結構已不能適應新技術的生產力要求等。因此，數字化發展的初期階段產生的影響可能是破壞性的。

數字化水平取決于自主研發或者引進的數字技術的數量與種類，以及對這些新技術的利用程度[32]。根據王鋒正等學者[33]的研究，可以從數字基礎、數字投入、數字素養、數字經濟與數字應用五個角度分析數字化水平，如圖1所示。數字基礎是數字化發展的根本支撐，數字基礎建設初期，由于缺乏經驗，很可能出現資源浪費，產出成果較低等現象，但當數字基礎設施發展到一定階段，高度發達的數字基礎設施為數字化轉型奠定了基礎，不受環境與資源的限制，則可以減少傳統生產中的浪費，利用投資乘數效應可以推動經濟持續增長、驅動創新和綠色發展，從而促進經濟與環境協同發展。

數字投入是數字化發展的強大動力，主要包括數字技能、數字設備(軟硬件和通信設備)以及用于生產環節的數字化中間品和服務。數字化投入初期，數字資本投入的增加只能實現資本價值的簡單轉移，并沒有創造新的附加值，產品品質較低，社會對其接受程度低，并不能顯著提高綠色技術創新能力。但隨著數字化投入不斷增加，優化綠色技術創新環境，精準投入研發資金，可以提高企業的綠色技術創新能力。

數字素養是數字化發展的運行保障，數字素養的獲得是一個長期過程，并不是單純獲得某一技術技能，而是需要深入地了解數字環境，學會適應新的數字環境，并且實現價值共創。在數字素養發展的早期階段，不可能最大限度有效地、公平地利用數字技術，難以滿足個人、社會和專業領域的需求，但隨著數字素養的逐漸增加，可以解決企業的數字鴻溝，促進綠色技術創新。

數字經濟是數字化發展的重要表現，主要是通過采用云計算等數字技術，推動數字化轉型以及產業結構多元化。數字經濟發展初期，就供給側而言，會出現惡性競爭，增加市場不確定性，從而對供給體系產生沖擊；在需求側，消費者只是因為純粹的喜愛而進行購買與消費，不會改變消費結構，不會使整個產業鏈條更加“綠色”，無法促進傳統產業轉型升級。而當數字經濟發展到一定程度后，持續發展數字經濟將有助于在價值網絡中獲取創新資源，為產業結構升級提供新動能，改變經濟社會組織和就業結構，提高經濟質量和改善人民生活，實現以節約資源、改善環境為代表的綠色技術創新。

數字應用是數字化投入實踐的終端成果，主要是將數字技術進行合理應用，打通產業鏈的上下游，推動技術賦能，打破“孤島式”創新。在前期階段，由于企業應用數字技術的能力低下，且綠色技術創新的投資周期長，效果緩慢，企業傾向于實現自身利益最大化，減少對綠色技術創新及其產出的投資；但隨著數字技術應用的逐漸普及，企業將會選擇提高協同創新水平，推動綠色技術創新。

基于以上分析，提出假設2：在數字化發展初期，研發投入對綠色技術創新產生顯著的負效應，當該地區的數字化水平超過一定閾值時，研發投入與綠色技術創新之間產生顯著的正向影響。

四、計量模型、變量與數據說明

（一） 模型構建

本文構建如式(1)[34]所示的基準模型，分析數字化背景下研發投入對綠色技術創新的影響。

其中，被解釋變量為綠色技術創新，解釋變量為研發投入，數字化水平為門檻變量，X為控制變量，ε為隨機擾動項，i為地區，t為時間。

（二） 變量選擇

被解釋變量：基于綠色技術創新的內涵和屬性，將綠色專利數量作為綠色技術創新產出（GTI）的主要衡量指標。

解釋變量：以R&D經費投入與地區生產總值之比衡量研發投入強度（RD）。

門檻變量：數字化水平（Digital）。首先從數字基礎、數字投入、數字素養、數字經濟、數字應用五個維度確定衡量指標，其次使用主成分分析法進行降維處理，最終得到數字經濟發展水平這個綜合指標。

控制變量：如表1所示。

表 1 控制變量的定義

（三） 數字化水平綜合指數值的計算

首先，選擇人均互聯網寬帶接入端口數、每萬人每萬平方公里信息傳輸、計算機服務和軟件業固定資產投資、人均地方財政教育支出、人均電信業務總量和人均網頁數五個指標來分別衡量數字基礎、數字投入、數字素養、數字經濟和數字應用。

其次，進行KMO和Bartlett檢驗，判斷是否可以使用主成分分析法得到綜合的數字化水平指標，結果如表2所示，KMO的值為0.716，大于等于0.5，說明變量間存在相關關系，Bartlett球形檢驗的p值小于0.01，表明此數據能夠用因子分析。

表 2 KMO和Bartlett的檢驗

最后，計算綜合數字化水平指數，結果如表3所示，主成分1和主成分2的累積方差貢獻率為78.82%，因此為了實現降維的作用，選取了2個公因子。由因子得分乘以相應的標準差計算出主成分得分，然后對被解釋變量和解釋變量進行回歸，由此得出數字化水平綜合指數的回歸方程：

表 3 線性組合系數及權重結果

其中，Z為數字化水平綜合指數，X1，X2，X3，X4，X5分別為數字基礎、數字投入、數字素養、數字經濟和數字應用。

（四） 數據來源說明

本文選擇的樣本為中國除西藏、香港、澳門、臺灣地區以外的30個省份2016—2019年的數據，這些數據主要來源于國家統計局、《中國統計年鑒》《中國科技統計年鑒》《中國環境統計年鑒》。

五、實證分析

（一） 研發投入與綠色技術創新的關系

根據式（1)可以初步檢驗研發投入、數字化水平與綠色技術創新之間的關系。在對模型回歸前，先進行方差膨脹因子檢驗，檢驗多個變量之間是否存在多重共線的關系，考察基準模型的合理性，如果VIF值大于10，說明存在嚴重多重共線性，根據表4可以發現VIF小于10，說明不存在多重共線性,基準回歸模型合理，且所得到的回歸結果可靠性高。

表 4 研發投入與綠色技術創新回歸結果

根據表4的回歸結果可以看出：首先，核心解釋變量研發投入的系數顯著為正，政府研發資金投入的增加不僅可以分擔企業進行綠色技術創新遇到的資金問題，還可以彌補由于企業綠色技術創新不足而帶來的全社會福利損失。企業增加自主研發投入，不僅將資金進行了精準投入，而且可以選擇雇傭熟練勞動力，解決人才不足問題。例如雇傭的專業技術人員越多，越有利于技術創新水平的提高。由此證明研發投入對綠色技術創新具有促進作用，假設1成立。

其次，在控制變量方面，環境規制的系數顯著為正，說明合理的環境規制可以促進綠色技術創新。產業結構的系數顯著為負，說明優化產業結構可能會提升產業創新活力，但隨著產業結構越來越高級化，二三產業融合發展的步伐加快，低端產業不得不被迫向周邊地區遷移，反而不利于綠色技術創新。市場結構的系數顯著為正，行業內市場競爭越激烈，越能促進企業從事技術研發活動，有助于提升綠色技術創新績效[35]。受教育水平系數顯著為負，受教育水平的高低與綠色技術創新沒有直接的關系，培養專業的技術人才或者創新型人才會提高地區技術水平，進而推動綠色技術創新。外商直接投資的系數顯著為負，國外資本把母國落后的產能轉移出去，對承接地存在污染轉移效應，不利于本國綠色技術創新。人均GDP系數顯著為正，居民可支配收入越高，意味著地區經濟水平越高，經濟水平越高越有利于提升居民的環保需求，為推動綠色技術創新提供物質基礎和有利環境，從而促進本地區的綠色技術創新。

（二） 門檻效應模型

考慮到數字化水平的傳導機制比較復雜，還需要進一步分情況研究，所以在基準回歸模型的基礎上引入數字化水平的平方項，如式（3）所示。

其中，i表示省份(i=1, 2, ···, 30)，t表示年份(t=2016, 2017, 2018， 2019)，GTI為綠色技術創新能力，α0為常數項，Digital為數字化水平綜合指數，Digital2為數字化水平綜合指數的平方項，RD為研發投入，X為控制變量，ε為誤差項。

再次進行回歸，結果顯示數字化水平一次項的系數為負，二次項的系數為正，說明數字化對綠色技術創新的影響可能呈現“U”型關系，即隨著數字化水平的不斷增強，綠色技術創新先下降后上升，由此可知回歸模型的傳導機制較為復雜，不只存在線性的影響機制，還可能存在非線性的影響機制，需要進一步引入門檻模型。因此，借鑒張軍[36]實證研究思路，構建模型如式（4）所示，以探討地區數字化水平大于或小于特定的門檻值時，研發投入與綠色技術創新之間的作用機制。

其中，I(·)代表指標函數，當括號內表達式為正時，取值為1；反之，則取值為0；Digital表示門檻變量，即數字化水平綜合指數；γ為相應的門檻值，其中γ1＜γ2；其余變量含義同前文所述。

將數字化水平作為調節變量，估計研發投入對綠色技術創新影響的門檻值以及95%置信區間，檢驗結果如表5所示。通過使用bootstrap自抽樣方法，得到接受原假設的概率值，可以看出Single和Double檢驗的P值是顯著的，即單門檻效應和雙門檻效應顯著，三重門檻效應不顯著，證實數字化技術對綠色技術創新存在雙門檻效應，說明數字化發展初期對地區經濟的影響是破壞性的，初步驗證了熊彼得的破壞性創新經濟增長理論，假設2得到證明。

表 5 數字化水平門檻個數檢驗

進一步計算數字化水平的門檻閾值，結果如表6所示，門檻檢驗分三種結果：門檻變量數字化水平小于第一門檻值(0.3724)；門檻變量數字化水平介于第一門檻值（0.3724）和第二門檻值（0.3754）之間；門檻變量數字化水平大于第二門檻值。Single和Double檢驗的P值是顯著的，即單門檻效應和雙門檻效應顯著，證實數字化水平存在雙門檻效應，研發投入對綠色技術創新的正效應先下降后上升，也就是說，在數字化水平不高的情況下，研發投入的增加很可能無法準確應用到綠色專利方面，反而會抑制綠色技術創新，但隨著數字化水平的提高，企業可以將數字化轉型融入到用戶、產品和訂單等版塊之中，合理分配研發資源，引導資金的流動方向，為技術創新提供資金支持，促進產業結構升級[37]，進而促進綠色技術創新。

表 6 數字化水平門檻檢驗

總之，在數字化發展初期階段,企業由于資金、人力的缺乏，認為數字化會增加企業成本，抑制企業綠色發展，對數字化發展敬而遠之；但隨著政策的推動，環境的變化，技術的提高，數字化加速發展，政府、企業、高校等各大主體越來越重視數字化的作用。需要注意的是，不僅要增加研發投入，加速數字化的發展，而且要合理應用數字化，通過增加研發投入來提高信息數字化能力、資源整合化能力，使數字化發展反哺研發投入，合理利用資源，使研發資源效用最大化，促使經濟與環境協同發展。因此，企業要合理調整綠色技術研發的資金投入,并通過管理創新與制度保障等措施,加強對研發投入科學有效利用,提高數字化轉型能力，促進數字化與綠色技術創新深度融合，提高綠色技術創新水平。

六、結論與建議

（一） 結論

綠色技術創新是促進經濟和環境協調發展的重要手段。研發投入是綠色技術創新最主要的影響因素，且對綠色技術創新具有顯著的正向作用。本文利用2016—2019年我國30個省份的面板數據，實證測試了研發投入對綠色技術創新的影響機制，并利用面板閾值模型探討了數字化水平作為關鍵因素，其在綠色技術創新影響機制中的作用。結論表明：首先，從簡單的線性關系來看，研發投入可以促進綠色技術創新。其次，以數字化水平為閾值變量，建立閾值模型，研究不同數字化水平下研發投入對綠色技術創新的影響，發現結果呈現U型門檻特征，即數字化在短時間內發揮的作用微乎其微，當數字化發展到一定程度時，數字化背景下研發投入的增加將促進綠色技術創新。

（二） 建議

首先，加大研發投入，提高創新動力。在國家層面，應發布相關政策文件，加大對企業綠色科技創新研發投入活動的補貼，鼓勵企業加大研發投入，增強綠色科技創新意愿，促進研發投入對綠色科技的積極影響。地方政府要積極落實國家政策文件，引導社會資本積極參與企業綠色科技項目扶持，確保為企業開展綠色技術創新提供資金，設立綠色科技創新專項資金，鼓勵企業加大研發投入，加快綠色科技創新成果轉型和應用推廣，優化綠色創新政策的供給。要從能源使用、研發強度、創新績效、排放等維度制定綠色科技型企業標準，對符合條件的企業給予一定的稅收優惠，引導企業自主加強綠色技術研發，突出綠色科技創新企業主體，構建以自主創新為核心的技術創新體系，以塑造國家獨有的核心技術競爭力。

其次，促進數字基礎、數字投入、數字素養、數字經濟以及數字應用五方面協同發展，深度融合數字化與綠色技術創新。加快新基建建設，整合雙循環重要載體，加大5G網絡、光纖寬帶“雙千兆”網絡建設等“新基建”投入，合理布局云計算、邊緣計算等計算機基礎設施。加快傳統基礎設施數字化轉型，積極推進社會基礎設施智能化轉型。提高地區數字化建設水平，同時協調不同資源適度投入；拓展數字公共服務，利用數字技術解決社會和公共問題，深度開發多個便捷應用。加快地區數字化人才“軟”建設與數字化技術“硬”建設的協同發展，加強數字技能普及培訓，加大高端人才的引進力度，提升企業數字化技能。同時，企業應將數字技術充分應用于各個方面，加大綠色技術創新力度，推進綠色設計，開發綠色產品，促進綠色制造，引導綠色消費等，建立綠色供應鏈和綠色制造體系，以提高綠色創新能力為重中之重，促進上下游企業綠色創新，推動實體經濟進行數字化轉型的同時，助力產業鏈和供應鏈的可持續低碳發展，從而促進數字化與綠色化協調發展。