国际贸易的环境技术效应

2014-02-10徐圆陈亚丽

中国人口·资源与环境 2014年1期

徐圆陈亚丽

摘要在事实现象的启示下，本文从技术溢出的视角研究了国际贸易的环境技术效应。基于“生产-污染”一般均衡理论模型，假设当通过国际贸易购买国际先进环保技术以达到国内减排标准时，导致的技术溢出与扩散会对进口国环境规制和污染减排起到正向作用。在实证部分利用环境技术专利数据构建国际和国内环保技术知识存量对中国经验进行检验。结果证实了国际前沿环保技术存在对中国的溢出与转移，并且帮助了工业废水和CO2的减排，而国际贸易正是这一过程的有效路径，这体现出国际贸易环境技术效应的实现途径，同时国内的相关技术存量促进了对溢出技术的吸收与利用。研究还发现人均收入的提高和政府对社会福利的重视同样对中国节能减排和环境规制起到了积极作用。因此，建议政府在开放对外贸易时采取“市场换环保技术”战略，同时支持环保专利国际共享，并改革官员考核指标，进一步转变增长方式，加大对环境等发展问题的重视。

关键词环境技术效应；技术溢出；环境技术知识存量

中图分类号F74文献标识码A文章编号1002-2104（2014）01-0148-09doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2014.01.021

有关国际贸易对环境影响的开创性工作源于Grossman 和 Krueger[1]的分析，Antweiler et al[2]则首次在理论框架中将国际贸易的环境效应分解为规模、结构和技术三个方面。关于贸易自由化对中国环境影响的研究文献在近几年不断出现，但却存在两种截然相反的结论。一种观点认为出口规模扩大对环境产生的负效应超过正的结构和技术效应，因此国际贸易会使得中国的环境恶化[3-6]；另一种观点则认为国际贸易对中国环境影响的净效应为正[7-9]，即有利于环境质量的改善。但几乎所有的文献都肯定国际贸易是中国污染治理技术进步的积极因素，这也是为什么中国污染物排放量并没有与贸易和产出规模同速增长的主要原因[10]。

国际贸易的环境技术效应是指贸易自由化从多种方面所表现出的对环境有利的外部性，可分为间接和直接两个方面。间接效应遵循着传统的“贸易-收入-技术进步”逻辑，指国际贸易导致经济增长，而收入的提高会让消费者对环境质量有更高的追求，这促使政府不断严格环境规制，进而激发相关技术进步。直接效应则是国际贸易对环境友好型技术的直接推动。主要通过两种途径实现：一是，当暴露在国际竞争的环境中，出口企业要面临发达国家更严格的环境规制，为了赢得市场会主动升级生产技术进行节能减排[11-12]，这体现出环境贸易壁垒（ETB）的作用。二是，国际贸易推动前沿“绿色”技术在国家间溢出和扩散，同时跨国的生产合作也会将“清洁”的生产和减排技术由高环境标准的国家引入到东道国，并促进其国内环境规制的不断严格[13]。现有的关于中国的研究文献一般只是基于“贸易-收入”的关系将国际贸易的环境技术效应分解成“规模&技术”效应，进而以此判断正的技术效应和负的规模效应孰大孰小。这么做并没有单独对国际贸易的技术效应进行分析，更没有探讨其具体的来源和实现路径。本文将利用相关的环境技术专利数据构建国际和国内环保技术知识存量，从技术溢出的视角研究国际贸易的环境技术效应，以及对中国环境质量的影响。

1国际环境技术溢出可能性的初步判断

本文从技术溢出的视角研究国际贸易的环境技术效应是来源于两个观察到的现实现象。一是，尽管环境库兹涅斯曲线预测了经济增长与环境质量之间存在着“倒U型”关系，但发展中国家严格环境规制时的人均收入水平都大幅低于之前的发达国家。以火电厂SO2排放标准为例，图1横轴中的国家按规制出台时间依次排序，纵轴是出台时该国当年的人均GDP水平（按2000年不变价格）。Popp[14]通过对专利数据的研究发现美、日、德等国不仅是环保技术的领先国，也是环保设备最主要的出口国。这说明发达国家在环境规制上的严格促进了国内“绿色”技术的研发、创新和进步，并成为拥有前沿技术的出口优势国。G7国家基本上在人均收入16 000-18 000美元之间开始严格规制，而中国在1996年限制火电厂SO2和NOX排放时的人均收入却不到800美元，希腊、韩国、土耳其这些后发国家也具有相似的情况。从理论和经验数据的分析中不少文献已经证实环境友好型技术进步与环境规制之间存在着双向关系，即环境R&D既促进政府环境规制的严格化，也受至于规制严格程度的预期[15-18]，因此更早获得环境友好型技术的国家会更早的实施环境规制[19]。由此，我们判断图1的现象（发展中国家并没有在较高的人均收入水平下才开始严格环境规制），很可能是因为较早的规制国家给后发国家带来了技术上的溢出，使得后发国家的企业能够以较低的成本减少污染排放从而达到规制的要求。

二是，在20世纪90年代中期前，我国的环保技术专利大都来自于国外企业或个人的注册（如图2 所示），之后国内相关专利数量才逐年增加。Lanjouw 和 Mody[20]就发现当发展中国家严格环境政策后，虽然专利注册数量会增加，但大都是国外或引用国外的相关专利。1995年有26项硫化物减排技术专利在中国登记，其中20项来自于美、日、德等发达国家；有13项氮氧化物减排技术专利在中国登记，其中11项来自于国外。但在1998年后国外专利注册的比率开始大幅下降，到2010年时已经不到10%。这提示国外“绿色”技术的溢出和扩散对国内有关的创新和研发是有着促进作用的。

2理论模型

在Copeland 和 Taylor[21]建立的“生产-污染”模型基础上构建污染品生产者通过国际贸易购买减排技术来满足环境规制的一般均衡模型。国家有二个生产部门：A和M。每个生产部门使用可跨部门流动的劳动力作为生产要素，M部门还需特定的资本投入。资本的拥有者通过游说影响政府对环境规制的制定。国内消费者从消费中获得福利效用，但也要承受生产中排放的污染物带来的负效用。政府在消费者和生产利益集团之间进行权衡获得最优化社会福利，从而允许最大的排放水平被内生决定。

2.1生产者

A产品生产中一单位产出需要一单位劳动力投入，假设其为“清洁”部门，不会产生任何污染。M的生产过程伴随着污染物的排放，假设规模报酬不变，生产方程：YM=f（KM，LM）。一单位M的生产将排放一单位的污染物，但企业要按照政府的环境规制进行减排活动。政府的环境规制要求每单位M的生产减少排放E单位，也就是说M部门总的污染排放量在减排后是（1-E%）。假设该国不进行任何减排技术的R&D投入，企业需要通过从国外市场上进口环保设备来获得减排服务。环保设备的价格PE（T），T代表着包含在设备中的技术水平。PM代表产品M的国内价格。M生产者利润：

2.2消费者

消费者的线性效用函数可以写成：

2.3政府

生产者M需要承担减排成本，因此会通过各种途径对政府施加压力，从而避免环境规制变得更加严格。政府在消费者福利和生产者游说间进行权衡，生产者游说的利益好处为[WTBX]B（E）、社会福利为W（E）。政府的决策方程为：

2.4命题假设

由方程（8）可得：

命题一：从技术领先国进口的环保设备价格越低，国内环境规制要求的减排比重越高。

一般认为贸易越是自由的国家，越有可能从发达国家接触到先进的环保设备和技术，并以更低的成本引进和使用它们。在实证模型中，用与环境相关的专利数量构建国际环保知识存量，代表着可能获得的前沿技术，如果其系数为负表明发达国家进行的与环境相关的技术创新和研发，会通过各种途径溢出到我国，并有利于国内污染物的减排和环境规制的严格。国际环保知识存量与贸易自由化程度的乘积项用来验证中国获得国外先进“绿色”技术的有效渠道是否是国际贸易。这与一般研究国际技术转移、R&D溢出的文献有着同样的假设，即：发展中国家通过从拥有大量知识存量的工业化国家进口多种类的中间产品、引进包含着外来技术的资本设备和获得有益的信息而提高其自身的生产率[22]。Holmes 和 Schmitz[23]认为开放的国家由于受到国外激烈的竞争压力会增加国内R&D投入，从而促进对前沿技术的吸收能力。在实证模型中，国际环保知识存量与国内环保知识存量的乘积项、国际环保知识存量与国内人力资本变量的乘积项用来检验中国对国际先进环保技术的使用效率与吸收能力，以及对国内相关环境规制的制定和排放强度的影响。

命题二：污染的边际负效应系数越高，国内环境规制要求的减排比重越高。

污染的边际负效应系数由国家的特征外生决定，可能的影响因素有收入水平、人口密度、受教育水平等。一般认为收入越多、受教育程度越高的人群对污染所带来的身体危害更加敏感，越有可能对政府施加压力从而严格环境规制。人口密度的作用却不确定，一方面，人口密度较高的地区可能有越多的人反对污染；另一方面，在一个人口密度较大的地区污染企业可能会不怎么引起别人的注意而变得“不起眼”[24]。

命题三：相比较于生产者的游说，政府更看重社会福利效用时，国内环境规制要求的减排比重会提高。

民众更有机会向一个开放和民主的政府表达诉求，并且这样的政府也会更多的考虑社会福利，而非自身利益。在实证模型中，衡量政府对社会福利的重视程度指标采用文教、科学、卫生、社会保障支出占财政总支出的比重。比重越大，表明政府越关注“民生”问题，越有可能不会因为经济利益而牺牲公众环境福利。

3实证检验结果及分析3.1计量模型

根据命题一、二、三，建立以下计量模型：

企业游说之间的倾向。

3.2数据来源和变量说明

3.2.1环保技术知识存量

文中用与环境相关的专利数据构建环保技术知识存量，相关数据选自所有OECD国家在Paten Cooperation Treaty的登记，统计资料来源于OECD Stat 数据库。样本包括OECD所有34个国家，其中美国、日本和德国是世界上领先环保技术的创新国。2009年在PCT登记的与环境相关的技术专利总量中有64.4%、与水污染相关的技术专利中有54.1%、与大气污染相关的技术专利中有767%来自于他们。国内与环境相关的专利数据来自于中国知识产权局的中外专利系统数据库服务平台。两个数据库都为我们提供了细分为“水”和“大气”的相关环保技术专利情况，因此我们可以对工业废水、废气和CO2这三种污染物的环境规制进行分析。使用专利数据作为环保技术知识存量的好处在于：第一，数据的可得性。虽然大量研究技术溢出的文献都用R&D资本存量衡量前沿技术水平[25]，但国内并没有专门细分与环境相关的R&D投入数据，而按技术类型进行ICP（国际专利分类）编码的专利却让我们可以得到统一的相关专利数据。第二，专利在本国被发明后是可以在他国或PCT上登记以获得国际保护，这体现出技术的扩散性和溢出性[14]。因此我们认为利用专利数据来分析国际环境技术转移和国际环境R&D溢出更加适合。参照Lovely 和 Popp[19]的做法，考虑折旧和外溢性，时间t时技术j的知识存量等于：

其中，KSj是指环保技术j的知识存量、PATj是技术j的专利数量。β1代表折旧率，假设为0.1；β2代表扩散率，假设为0.25。

折旧率和扩散率的系数参照了一般研究R&D国际溢出的文献。

图3是国际和中国与环境相关的技术知识存量的变化趋势。给我们一个最直接的印象就是从1990-2010年无论是OECD国家还是国内，用与大气和水环境相关的专利数量代表的环保知识存量都有着急剧的增长。相比较而言在2005年之前OECD国家的知识存量曲线更陡峭点，但之后国内的专利数量增加尤为迅猛。这主要是因为始于2006年的“第十一个五年计划”中央政府将“建设资源节约型、环境友好型社会”放在了战略高度上，因此当年我国加快对各项环境保护标准的法律和法规出台，地方政府也加大环保行政执法的力度。

1990年中国与大气环境相关的技术专利注册数量只有20件，但到2004年就增长到149件，2010年又大幅攀升到592件。中国与水环境相关技术的专利注册数量增长速度比大气稍慢，从1990年的754件增长到2010年的18 154件。在绝对数量上，国内与水相关的环境技术专利数量要远高于大气，但从OECD国家来看，两者基本接近，数量相距不大。

3.2.2其它变量

由于并没有直接数据能够表示环境规制变量，一般文献都采用代替数据的方法[26]。比较以往文献中度量中国环境规制的几种常用替代性指标，我们选取工业废水、废气（工业SO2、烟尘和粉尘）排放强度，即单位工业产值的排放量和单位GDP的CO2排放强度来代表环境规制变量。这是因为污染物排放强度不仅是环境规制作用的直接结果，也是一国环境友好型技术水平的体现。以此作为计量模型中的被解释变量，可以更清晰的看出国际前沿“绿色”技术对中国的溢出效应。废水、废气数据来源于1991-2010各年《中国环境统计年鉴》、《中国统计年鉴》。CO2排放量数据来自于Penn World Table（PWT）7.0，2008年后的数据来自于CDIAC（Carbon Dioxide Information Analysis Center）。受教育程度[WTBX]EDU用高等教育在校生人数占总人口的比重表示、FHI用文教、科学、卫生、社会保障支出占财政总支出的比重表示，与人均[WTBZ]GDP、人口密度一样来自于各年《中国统计年鉴》。进行指数平减时都以1990年为基准年。

3.3回归结果

使用传统的OLS估计小样本数据时变量间的短期关系比较可靠，但对于长期效用由于OLS估计量的渐进分布是非标准的，受到噪声参数的影响较大，会导致结果无效[27]。Phillips 和 Hansen[28]建议对OLS模型进行非参数修正，发展完全修正一般最小二乘法FMOLS模型。Park[29]提出了另一种协整分析方法Canonical Cointegrating Regression（CCR），该方法与FMOLS密切相关，所不同的是它对数据进行了平稳性转换，获得最小二乘估计，进而消除协整方程和解释变量随机修正方程之间的依存关系，这样可以控制变量的内生性和通过使用对时间序列稳健的协方差矩阵来计算标准差。回归中所有的变量均取log值。

表1、2、3是工业废水、废气和CO2的回归结果。每个表包含FOLS和CCR两种方法计量四个方程，方程I只包含国内环保技术知识存量、对外贸易开放程度、人均收入、受教育程度和政府政策偏好等5个变量。方程II增加国外环保技术知识存量以及国外环保技术知识存量与贸易开放程度的乘积项，主要分析国际先进环保技术是否转移、溢出到我国，以及更加开放的贸易政策在这过程中的作用。方程III和方程IV分别增加国外环保技术知识存量与国内环保技术知识存量的乘积项及国外环保技术知识存量与受教育程度（人力资本变量）的乘积项，用来分析国内环保技术的进步及人力资本的不断积累是否有利于对前沿环保技术的吸收和消化。

3.3.1工业废水的回归结果

表1的结果显示用与水相关的环保技术专利表示的国际环保技术知识存量对中国的工业废水排放强度有显著的负相关性，这无论在FOLS还是CCR方程中都是相似的结果。表明在废水处理上，我国获得了国际前沿环保技术的转移和溢出，这有利于国内环境质量的改善和促使政府不断严格相关的规制政策。溢出的途径可能包括从拥有大量知识存量的工业化国家进口多种类的中间产品、引进包含着外来技术的物质设备和通过交流获得有益的污染控制管理信息等。而国际贸易是否在这过程中起到了关键的作用，还要看变量国际环保知识存量与贸易开放程度的乘积项以及贸易自由化的影响。贸易自由化对环境的影响有两个矛盾的效应，开放可以更有机会获得先进“绿色”技术，但同时开放使得企业在更加激烈的环境中与国外对手竞争，减排成本转嫁给国外消费者的可能性越小。所有模型的回归结果都显示贸易自由化程度变量TO在1%水平下呈负相关，表明第一种效应的作用大于第二种，并且我们发现在增加相关技术溢出和吸收变量后对外贸易的影响作用变得更大。在所有回归模型中，KSf-水×TO都在5%水平下显著，如理论假设一样，贸易政策越是开放，越对我国工业废水减排有利，这是因为贸易带来了向国外模仿和学习机会，使得获得先进环保技术的溢出和转移越轻易。表明国际贸易是环境友好型技术知识传播的重要途径，体现了国际贸易环境技术效应的实现路径。国内与水相关的专利技术知识存量对工业废水排放强度既没有直接的影响也没有间接的影响。在所有模型中，只有在IV的回归中当考虑人力资本作用后才表现出显著的负效应。这表明国内现有的废水处理技术并没有如我们期望的一样对污染物减排和对国外前沿技术的模仿、吸收起到明显的作用。人均收入是所有变量中对环境改善最重要的因素。随着收入的上升，普通公众对环境质量的要求会提高，污染的边际负效应将变得更大。这迫使政府倾向于社会福利而非企业“游说”，从而不断严格环境规制。表1的结果还告诉我们，随着政府财政支出中文教、科学、卫生、社会保障的比重增加，我国工业废水排放强度越降低。这表明关注民生和“可持续发展”问题的政府，转变发展思想不再一味的优先发展经济或牺牲环境换取经济增长对资源节约、环境改善是非常重要和有明显作用的。

3.3.2工业废气的回归结果

工业废气的回归结果与废水的差别很大（见表2）。主要表现在与大气相关的国际专利技术知识存量既没有直接和也没有间接对我国废气减排有任何显著影响。相反，国内相关技术知识存量却是废气减排的主要因素。究其原因是模型中工业废气主要选取的是SO2、烟尘和粉尘的排放情况，这三种大气污染物主要来自于煤炭的燃烧（火电厂），相对于废水排放主要来自于造纸、化工、金属等工业行业，火电厂的对外开放程度和接触国际先进技术的能力都要小很多。再加上发达国家的能源消费结构与我国差异较大，更加依赖于石油、天然气等燃料能源，相应地对温室气体的减排上投入了更多的R&D，因此在相关专利技术的登记信息中可以看出有很大一部分是关于温室气体减排的，而我国的大气相关技术专利则主要集中在硫化物和氮氧化物上。其它变量如人均收入、对外贸易和政府政策“偏好”等变量的结果与工业废水相似。

3.3.3CO2的回归结果

CO2与一般的硫化物或氮氧化物气体的特性有所不同，它是全球性且与气候变化相关的气体，由于并不会马上对国内的环境造成非常明显的影响，所以世界上各国在对碳排放的环境规制上存在着“互相竞争”的现象。联合国气候变化框架公约（UNFCCC）和京都议定书上都有关于要求发达国家对发展中国家进行碳减排技术转让的目标和义务。表3的结果表明相比较于国内的相关技术知识存量，与大气相关的国际专利技术知识存量对我国的碳排放强度有着直接和间接的显著效应。这表明相比较于工业废水、工业废气，我国对国外碳减排的技术更加依赖，更加开放的贸易政策也有利于我国对国外碳减排技术的引进、模仿和吸收，同时国内的相关技术存量也在这一过程中起到了积极的作用。与表1和表2中所不同的是，人均收入的增加并没有对我国的碳排放强度有显著的负效应，这表明我国现阶段还没有对碳排放标准有严格的规制要求，国内关于碳减排的相关技术投入和研发可能也比较低。

4主要结论与政策建议

本文从技术溢出的视角对国际贸易的环境技术效应进行了研究。首先，基于两个所观察到的事实现象初步判断存在国际先进环保技术溢出的可能。之后构建一般均衡模型理论框架，假设污染品生产者可以通过国际贸易购买环保设备以满足国内环境规制的减排要求。在实证分析中，我们利用1991-2010年相关的环境技术专利数据构建国际和国内环保技术知识存量，检验是否存在前沿环保技术对中国的溢出以及其中国际贸易的作用，并同时考虑人均收入、受教育程度和政府“偏好”等变量的影响。经验分析结果表明，存在国外相关环境技术知识存量对我国的溢出和转移，这有利于我国工业废水和CO2的减排，而国际贸易正是这一过程的有效渠道，同时国内相关技术的知识存量可以帮助这些前沿技术被更好的模仿和吸收。但在工业废气上并没有得到相似的结论。我们还发现，随着人均收入的提高，污染带给普通民众的负边际效用递增，这会促使政府严格环境规制。政府对社会福利的看中，也是中国环境治理过程中的一个关键积极因素。

上述研究结果的政策含义十分明显。第一，国外先进环保技术通过国际贸易的渠道有效地溢出和转移到中国，政府应该对此信息有充分认识，并出台相应的支持政策，例如“市场换环保技术”，了解企业获得此项技术的成本负担，适时出台更加严格的环境规制。同时，无论是政府还是企业还要加大对环保技术的研发投入，鼓励对先进技术的引进、吸收和再创新。第二，支持环保专利国际共享。一方面政府因积极参与全球环境问题上技术转让相关条约的制定；另一方面鼓励在华的跨国公司通过自愿捐赠或合作互利的方式为社会大众提供先进的环保专利技术，从而促进相关技术在我国的传播和溢出。第三，制定反映地区环境质量和节能减排的客观指标，并纳入到官员的政绩考核中，促进政府进一步转变经济增长意识，关注“环境”等发展问题。

（编辑：尹建中）

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