环境规制与中国工业绿色技术效率——基于省际面板数据的实证研究*

胡宗义，李 毅

(湖南大学 金融与统计学院，湖南 长沙 410079)

环境规制与中国工业绿色技术效率
——基于省际面板数据的实证研究*

胡宗义，李 毅

(湖南大学 金融与统计学院，湖南 长沙 410079)

应用2000—2015年中国30个省级行政单位的工业面板数据，采用随机前沿分析测算考虑环境污染成本的工业绿色技术效率，进而分析命令型环境规制和市场型环境规制对工业绿色技术效率产生的不同影响。研究结果表明：我国工业绿色技术效率呈缓慢上升趋势，表现出东高西低的区域特征，且低于传统技术效率；命令型环境规制对工业绿色技术效率有反向影响，而市场型环境规制对工业绿色技术效率具有显著的正向作用，两者之间存在互补关系。两种类型的环境规制工具各有所长，在工业污染治理中扮演不同的角色。因此，若想实现环境目标的同时提高工业绿色技术效率，应扩大环境规制工具库，注重多种环境规制工具的组合使用。

环境规制；环境污染成本；工业绿色技术效率

一 引 言

中国经济列车飞速前行，短短三十余载缔造了世界第二大经济体的“中国式奇迹”。然而，在财富不断积累的同时，仍有一些“中国式难题”亟待解决。经济增长过度地依赖生产要素的投入而非技术效率的提高，资源环境承载力逼近极限，生态环境的整体恶化趋势明显。应对经济和环境的双重压力，中国政府提出绿色发展理念，努力实现经济由粗放型向技术效率支撑型转变。工业作为国民经济的主导产业，同时又是高消耗、高污染的典型代表，在经济转型过程中的重要性不言而喻。一方面，在“绿色”经济理论风靡全球之际，中国工业的绿色发展是经济可持续增长的重要推动力，提高工业绿色技术效率是解决目前资源枯竭、环境污染问题的基本途径。另一方面，在环境资源约束下，中国必须制定更为完备、合理的环境规制。那么，随之而来的问题是，环境规制会对中国工业绿色技术效率带来什么影响？是促进还是抑制技术效率的提升？不同类型的规制所产生的影响是否不同？

当前有关环境规制与绿色工业的研究中，学者们主要集中在两个方向。第一，考察环境规制对工业污染物排放的影响，主要是检验环境规制是否有助于减少工业污染物排放。何小刚和张耀辉发现环境规制对工业行业二氧化碳的排放没有显著影响[1]；彭熠等发现环境规制能够有效地促进工业治理废气投资的增加，从而达到减少工业废气排放的目的[2]；徐志伟发现2008年后环境规制对工业污染减排效果才开始显现，环境规制的污染减排效果仅在东部地区明显[3]；Cole等利用英国数据进行研究，发现环境规制能够有效降低英国工业空气污染排放量[4]；Kathuria针对印度的研究发现，非正式的环境规制，如环境新闻报道，对企业污染排放的控制具有积极作用[5]。第二，考察环境规制对工业绿色全要素生产率的影响，主要检验环境规制与绿色全要素生产率之间存在何种关系。李斌等认为环境规制强度存在“门槛效应”，过低或过高的环境规制强度都不利于绿色全要素生产率的提高，适中的环境规制强度才是提升绿色全要素生产率的合理途径[6]；王杰和刘斌认为环境规制与企业全要素生产率之间存在“倒N型”关系，只有把握环境规制的合理范围，才能最大限度地促进企业全要素生产率的提高[7]；原毅军和谢荣辉认为费用型规制与工业绿色生产率之间存在“倒U型”关系，而投资型规制与工业绿色生产率呈现负向线性关系[8]；Zhang等认为提高环境规制强度有利于我国全要素生产率的提升[9]。

总的来看，学者们从不同方面对环境规制与绿色工业之间的关系进行了诸多有益的探索，但存在几点不足：第一，衡量绿色工业时大多采用某一单一指标代表环境污染，将其作为投入或产出变量纳入模型，但这显然与实际生产过程不符；第二，从技术效率角度研究的文献，研究方法大多采用非参数方法，缺乏对估计参数的统计检验，而且对环境规制的测度比较单一。基于此，本文利用2000-2015年中国30个省级行政单位(以下简称“各省”)的工业面板数据，参考《环境经济综合核算体系2012》计算考虑环境污染成本的绿色工业产出，采用随机前沿分析方法(SFA)测算工业绿色技术效率，并考察不同类型的环境规制对工业绿色技术效率的影响效果及差异，以期为实现工业绿色发展、经济可持续发展提供理论支持与方法参考。

二 模型设定

根据Leibenstein(1966)定义的技术效率：依靠现有科技水平投入一定要素所获取的实际产生水平与最大产出水平的比率[10]，本文将综合考虑要素投入、环境污染的技术效率称为绿色技术效率。采用随机前沿分析方法(SFA)测算各省工业绿色技术效率，结合本文实际情况，构建如下随机前沿生产函数模型：

lnYit=lnf(Xit，t)+vit-μit

(1)

超越对数生产函数形式灵活，具有包容性强和易估计等优点，同时能较好地研究投入变量之间的交互作用以及技术进步随时间变化的关系[11]。因此，本文将生成函数f设定为超越对数形式，可得到如式(2)所示的随机前沿生产函数模型。

lnYit=β0+β1ln(Kit)+β2ln(Lit)+β3t

+β4ln(Kit)ln(Lit)+β5tln(Kit)

+β6tln(Lit)+β7ln2(Kit)+β8ln2(Lit)

+β9t2+vit-μit

(2)

为考察相关因素对技术效率的影响，贝特斯和柯埃利在1992年和1995年先后提出两种方法，分别称为两步法和一步法。王泓仁(2002)通过采用Monte Carlo模拟方法证明了当技术无效率的解释变量个数较少时一步法优于两步法[12]。本文的无效率项考虑的因素不多，因此使用一步法，在式(2)的基础上引入非效率函数，具体形式如式(3)。

uit=δ0+δ1CERit+δ2MCRit+δ3CERit

(3)

式(3)中，CERit和MERit分别为i省t年的命令型环境规制和市场型环境规制，为检验环境规制类型的相互关系，引入命令型环境规制和市场型环境规制的交叉项，即CERit×MERit。若系数δ1、δ2为负，说明环境规制对工业绿色技术效率有正向作用，即环境规制强度的提高有利于绿色技术效率的提升；若系数δ3为负，说明命令型环境规制和市场型环境规制的交叉项对工业绿色技术效率有正向作用，即两者存在互补关系，反之则存在替代关系。为控制其他影响因素，加入控制变量X，其选择依据会在后文作详细说明。wit为随机扰动项。

三 变量与数据

建立随机前沿模型需要选择合适的投入产出变量，下文将详细阐述变量的选取和数据的来源。

(一)工业绿色产出

在国民经济核算理论中，绿色GDP是一个综合考虑资源消耗、环境污染、经济发展的理想产出指标，它反映的是经济生产过程中真实产出水平。受此启发，本文将工业经济活动中的环境污染成本从工业产出中予以扣减，经过调整，得到经环境调整的工业产出，以此来表征工业绿色产出。

环境污染成本采用虚拟治理成本法计算获得。虚拟治理成本是指当时工业经济活动排放的污染物按当时已有的治理技术水平全部治理所需支付的费用。本文从水污染、大气污染和固体废弃物污染三个层面考虑工业经济活动对环境造成的损失。工业废水的排放是造成水污染的主要来源，工业废水按一定标准进行处理将大大降低其危害，工业废水虚拟治理成本=工业废水实际治理成本/工业废水排放达标率。大气污染物主要包括工业SO2、工业烟尘、工业粉尘以及NOx，工业废气虚拟治理成本=工业SO2实际治理成本/工业SO2排放达标率+工业烟尘实际治理成本/工业烟尘排放达标率+工业粉尘实际治理成/工业粉尘排放达标率+NOx实际治理成/NOx排放达标率。现有统计资料缺少工业固体废弃物实际治理成本的相关数据，国家统计局绿色GDP核算小组根据对试点省所调查的数据估算出2004年全国工业一般固体废弃物治理成本为22元/吨，本文假定治理技术和水平不变，考虑价格因素的的影响，得出工业固体废弃物虚拟治理成本，即工业固体废弃物虚拟治理成本=工业废物产生量×22元/吨×工业品出厂价格指数。

将各省工业部门具体数据按公式计算，便可得到各省工业绿色产出，为消除价格因素影响，用工业品出厂价格指数将其折算成以2000年为基期的实际值。

(二)工业产出的投入

为尽可能如实反映工业生产过程，根据柯布—道格拉斯生产函数理论考虑资本和劳动力两方面来衡量工业生产的投入，采用“永续盘存法(PMI)”对各省工业资本存量进行科学系统地估算，具体公式如式(4)。

Kit=Kit-1(1-δit)+Iit/Pit

(4)

其中，Kit和Kit-1分别为i省t年和t-1年工业固定资本存量，δit、Iit和Pit分别为i省t年的折旧率、投资增加额和价格指数。折旧率、投资增加额均按陈诗一提出的方法处理[14]。价格指数选取固定资产投资价格指数，初始资本存量采用固定资产净值数据估计，根据固定资产投资价格指数换算成以2000年为基年的实际值。

对于劳动力投入，大多数文献采用年平均就业人数来表示，而就业人数指标仅仅反映了劳动力的数量，没有考虑劳动力的质量。鉴于此，本文采用有效劳动力指标来表示劳动力投入。各省有效劳动力=各省就业人数×(各省就业人员平均受教育年限÷当年全国就业人员平均受教育年限)。各省就业人员平均受教育年限的计算公式见式(5)。

(5)

其中，i代表不同省，j代表5种受教育程度(未上小学、小学、初中、高中、大专及以上)，Hit为i省t年人均受教育年限，eduit，j为i省t年的第j种受教育程度所代表的受教育年限(5种受教育程度所代表的受教育年限分别为3、6、9、12、16)，Pit，j为i省t年j种受教育程度就业人数占总就业人数的比重。未上过小学人员在工作当中会得到相关培训和具备一定技能，同时考虑到体现不同教育程度之间的差别，本文将未上过小学所代表的受教育年限取值为3。按式(5)代入全国数据就可求出当年全国就业人员平均受教育年限。各省就业人数选取各省工业企业年平均人数衡量。

(三)影响工业绿色技术效率的因素

本文主要关注环境规制对工业绿色技术效率的影响。综合考虑政府和市场的作用，将环境规制划分为命令型和市场型两类。命令型规制是指政府出于环境保护的目的强制要求企业必须遵守相关的环保标准和规范，为达到该标准企业必须投入一定的治污费用和采用一定的技术手段。命令型规制能使环境状况在短期得到显著提高，但另一方面，由于政府的强制干预，企业毫无话语权只能被迫接受，这在很大程度上会损伤企业的积极性，降低企业效率。参考以往文献研究，本文选取工业污染治理投资占工业增加值的比重来衡量命令型规制的强度。市场型规制是指充分利用市场机制，通过排污费或污染排放证等工具，将环境污染损失的“外部效应”内部化，激励企业降低污染水平。考虑到我国经济发展体制和环境保护状况，本文选用排污费收入衡量市场型规制的强度。

为有效分离环境规制对工业绿色技术效率的影响，本文对影响工业绿色技术效率的其他相关因素进行了控制。考虑到数据的可得性和对相关文献的研究，选取如下变量进行控制：

1.外商直接投资(FDI)。FDI给东道国带来的影响令其喜忧参半，一方面FDI的涌入能带动当地经济发展，但另一方面也造成了当地的资源过度消耗和环境污染[15]。本文用外资直接投资占GDP的比重来衡量。

2.研发投入(R&D)。加大研发投入有利于微观企业进行技术创新，提高企业技术效率，促使资源节约和循环利用。本文选取各地区工业企业R&D经费内部支出衡量。

3.工业结构(IS)。优化工业结构是发展绿色工业的有效手段。我国工业发展过度依赖高载能的重工业，这造成了资源的大量消耗，同时污染排放也处在较高水平。本文选取6大高耗能产业的工业产值占工业增加值的比重来衡量。

(四)数据说明

本文选取2000—2015年我国30个省级行政单位工业部门的年度相关数据进行研究。西藏地区由于数据缺失暂不列入考察范围。所用的原始数据主要来源于1999—2016年的《中国环境年鉴》、《中国统计年鉴》、《中国工业经济统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》以及《中国劳动统计年鉴》。

四 结果与分析

(一)模型选取与检验

利用Frontier4.1程序对各省工业的投入产出数据进行处理，测算工业绿色技术效率及分析其影响因素。赵玉民等(2009)指出，由于中国市场经济体制不健全，市场型环境规制往往存在时滞性[16]。因此，本文对市场型环境规制滞后0、1、2期，分别得到模型1、模型2和模型3，结果如表1所示。

表1 前沿生产函数回归结果

注：括号中为t值；*表示P<0.1，**表示P<0.05，***表示P<0.01。

从表1结果可得，三个模型的γ值在1%水平下都统计显著，说明使用随机前沿分析模型是合理的。从随机前沿生产函数系数进行比较，三个模型中的主要系数回归结果都显著，系数符号、大小与预期一致。资本投入、劳动力系数显著为正，但资本投入系数大于劳动力投入系数，这表明资本和劳动力对工业发展的影响是正向的，同时资本对工业发展的影响要大于劳动力对工业发展的影响。资本和劳动的交叉项为负，可以理解为两者存在替代关系。两种要素的平方项都显著为正，这佐证了两种要素对工业发展的正向作用。从技术无效率函数估计结果来看，模型2的各项系数明显优于模型1和模型3，且模型2的γ值大于模型1和模型3。因此，本文选择将市场型环境规制滞后1期，拟采用模型2的估计结果作为本文分析的基础。

为进一步验证模型2结果的准确性，采用广义似然比检验对超越对数生产函数形式、技术无效率项进行验证，统计量为LR=2(lnL(H1)-lnL(H0))。表3中假设Ⅰ是指随机前沿生产函数中所有变量交叉项和平方项都为零，即假定变量之间不存在相互关系，采用普通柯布—道格拉斯生产函数即可；假设Ⅱ是指技术非效率函数中的变量系数为零，若假设成立，说明技术非效率函数设定有误；假设Ⅲ是指环境规制的变量系数为零，若假设成立，说明环境规制变量对技术效率没有影响；假设Ⅳ是指两种类型环境规制交叉项系数为零，若假设成立，说明两种环境规制之间不存在相互关系。由表3结果可知，4个原假设均被拒绝。这表明传统的柯布—道格拉斯生产函数在此并不适用，所选取的影响技术效率的因素具有一定合理性，环境规制对技术效率具有一定影响且不同类型的环境规制之间存在一定关系。简而言之，模型2及其变量设置是合理的。

表2 技术非效率函数回归结果

注：括号中为t值；*表示P<0.1，**表示P<0.05，***表示P<0.01。

表3 LR统计检验结果

注：显著性水平为1%。

(二)工业绿色技术效率的区域特征

表4给出了各省2000-2015年工业绿色技术效率平均值。从估计结果可知，2000-2015年间工业绿色技术效率排在前五位的是江苏(0.868)、广东(0.854)、浙江(0.828)、山东(0.802)和重庆(0.791)，不难发现它们大多位于我国东部地区，经济发展水平和工业化程度都较高，拥有雄厚的资金和先进的技术，这些因素使得它们具有较高的工业绿色技术效率。而排在后五位的是青海(0.287)、宁夏(0.295)、新疆(0.330)、甘肃(0.386)和海南(0.423)，它们大多位于我国西部地区，经济发展水平和工业化程度较低，生态环境较为脆弱，在工业发展过程中容易出现效率低下和环境污染严重等问题。分区域来看，样本期间内我国工业绿色技术效率呈现由东、中、西部依次递减的格局。各区域工业绿色技术效率都呈上升趋势，东、中、西部的年增长率分别为：3.48%、3.93%、4.36%。较低的年增长率反映了东部地区工业绿色技术效率具有相对稳定的特征，也反映出效率逐步积累的特点。工业绿色技术效率水平较低的中西部地区具有较高的年增长率，表现出向东部地区追赶的态势。东、中、西部的标准差系数分别为0.130、0.106、0.173，这说明东西部地区内部差异较大，需进一步加强区域合作。从全国范围来看，工业绿色技术效率呈缓慢上升趋势，由于种种原因，我国工业起步晚底子薄，虽然“改革开放”在一定程度上促进了工业的发展，但伴随而来的环境污染、效率低下和区域发展不平衡等问题，阻碍我国工业快速转型升级。

图1将绿色技术效率和传统技术效率进行比较。从全国范围来看，绿色技术效率均值略低于传统技术效率。目前我国工业发展仍然是以牺牲环境资源为代价，近年来工业发展引发了严重的环境污染现象，造成了巨大的经济损失，因而使绿色技术效率低于传统技术效率。分区域来看，东部地区绿色技术效率高于传统技术效率，而中西部地区绿色技术效率低于传统技术效率。东部地区凭借其早期的资金积累和技术优势，工业化程度已达较高水平，走出了以牺牲资源和环境为代价发展工业的老路子，踏上了新型工业的道路，同时通过“西部大开发”和“中部崛起”战略将大量高消耗、高污染工业迁入中西部地区，逐步实现产业升级转型。中西部地区仍处在工业发展初期阶段，需要消耗大量资源，技术的缺乏和环保意识的淡薄使得人们对环境污染听之任之。为加快经济发展，中西部地区承接了东部地区高消耗、高污染的工业企业，承受了环境污染和资源过度消耗的沉重代价。

表4 2000—2015年各地区工业绿色技术效率平均值

图1 各区域工业绿色技术效率与传统技术效率对比

(三)环境规制与工业绿色技术效率

根据随机前沿分析，若估计参数结果为负，说明具有正向作用；若估计参数结果为正，说明具有反向作用。由表2的回归结果可得，命令型环境规制的估计参数显著为正，表明命令型环境规制对我国工业绿色技术效率具有显著的负向作用，即命令型环境规制强度越大，工业绿色技术效率越低。造成这一现象的可能原因是：第一，中国环保事业处于初期阶段，有关治污技术和大型治污设备严重不足，企业要想进行污染无公害化处理势必要投入大量资金。但是，对于一般工业企业而言，在生产资料一定的情况下，增加环保投入定会发生“排挤”效应，导致原本用于生产和研发的资金缩减，生产技术无法得到提高，因而使工业绿色技术效率降低。第二，工业污染治理投资主要来自企业自有投资和政府补贴，其中政府补贴在很大程度上缓解了企业的治污压力，降低了企业的治污成本，大大削弱了企业自身提高治污技术降低污染水平的意愿，从而无法实现企业环境污染成本内部化。第三，命令型环境规制往往带有强制性，其政策制订具有较强的刚性，一刀切的做法往往会降低企业的生产效率。市场型环境规制的估计参数在显著为负，说明市场型环境规制能够明显促进工业绿色技术效率的提升。市场型环境规制主要是通过向企业征收排污费将企业环境污染成本内部化，引导企业主动提高治污技术降低污染水平。市场型环境规制具有较大的自由度，能让企业拥有一定的自主权，为企业采用较好的治污技术提供强有力的刺激。在1%的显著性水平下，命令型环境规制和市场型环境规制交叉项的系数符号为负，这表明命令型环境规制和费用型环境规制之间存在互补关系。命令型环境规制会直接增加企业成本，因而不利于绿色技术效率的增长，但是在市场机制不健全之时，命令型环境规制是守住环境保护的底线。因此，即使命令型环境规制会降低工业绿色技术效率，在现阶段仍不可能用市场型环境规制将其完全替代，两者应是相辅相成，共同促进工业绿色技术效率的提升。

此外，模型2回归结果表明，加大研发投入能显著促进工业绿色技术效率的提高，而产业结构则对工业绿色技术效率具有显著负的影响。这和本文前面分析一致，科技创新是提高技术效率的有效途径，科研投入是提高科技创新的重要保障，因而加大科研投入能提升工业绿色技术效率。高耗能重工业为我国工业发展作出了突出的贡献，但随着时代的发展呈现出疲软之态，其高消耗、高排放的缺点愈发凸显，当今世界唯变者进，应加快调整工业结构，促进工业高效良好发展。FDI对工业绿色技术效率的影响不显著，这可能是由于进入我国的国外资本大多是看重我国廉价的劳动力，其技术含量和附加值都较低，对我国技术进步没有明显促进作用。

五 结论与启示

为协调经济发展与生态环境之间的关系，政府实施了多种类型的环境规制，借以约束企业生产过程中的污染排放问题。有效的环境规制是保护生态环境的重要手段，同时又是提升工业绿色技术效率，促进工业绿色发展的有效途径。为此，本文利用2000-2015年各省工业面板数据，通过随机前沿分析技术测算了考虑环境污染成本的工业绿色技术效率，并考察了不同类型环境规制对工业绿色技术效率的影响。本文的主要结论如下：

1.工业绿色技术效率较高的省大多位于东部地区，而工业绿色技术效率较低的省大多位于西部地区，我国工业绿色技术效率呈现出由东、中、西部依次递减的区域特征；从时间趋势来看，东部地区工业绿色技术效率变化平稳，中西部地区具有一定的赶超特征；从标准差系数来看，中部地区内部发展较为平稳，东西部地区内部差异较大。与传统技术效率比较，全国工业绿色技术效率略低于传统技术效率，东部地区工业绿色技术效率高于传统技术效率，而中、西部地区工业绿色技术效率低于传统技术效率。三大区域应该充分利用自身特点，努力实现资源节约和循环使用，降低污染排放水平。东部地区在引领全国工业绿色技术效率的同时，要注意内部差异，加强省际、省内交流，整合区域内资源，推动区域整体水平上升；中、西部地区要努力提升自身经济发展水平，借鉴东部地区优秀经验，探索出一条均衡生态环境与经济发展之间关系的道路。

2.命令型环境规制对工业绿色技术效率有反向作用，而市场型环境规制对工业绿色技术效率具有显著的正向作用，两者之间存在互补关系。命令型环境规制直接增加了企业成本，因而降低了绿色技术效率，但是命令型环境规制是守护环境保护的底线，这为市场型环境规制发挥积极正向作用奠定了良好的基础。因此，命令型环境规制与市场型环境规制应相辅相成，共同促进工业绿色技术效率的提升。两种类型的环境规制工具各有所长，在工业污染治理中扮演不同的角色。所以，若想实现环境目标的同时提高工业绿色技术效率，应扩大环境规制工具库，注重多种环境规制工具的组合使用。除此之外，还应加大科研投入和改善工业结构。科技创新是第一生产力，提高科学技术水平是提升工业绿色技术效率的根本途径。

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EnvironmentalRegulationandtheGreenTechnicalEfficiencyofChina’sIndustry

HU Zong-yi，LI Yi

(College of Finance&Statistics，Hunan University，Changsha 410079，China)

Based on the panel data of 30 provinces’ industry of hina during 2000 to 2015，this paper applies the stochastic frontier analysis to measure the green technical efficiency while accounting for the environmental pollution cost.Then we divide environmental regulation into two types that is ‘imperative environmental regulation and market-based environmental regulation’and emperically examine how types of regulation impact the green technical efficiency of China’s industry differently.The results show that the green technical efficiency of china’s industry ascents slowly in recent years and has the characterstics of being higher in the east and lower in the west.Moreover，its value is lower than the traditional technical efficiency.Imperative environmental regulation has a negative impact on the green technical efficiency of china’s industry，while market-based environmental regulation has a significantly positive effect on the green technical of china’s industry.Furthermore，there is a complementary relationship between the two types of regulation.Each of two types of regulation has their own strong points and plays respective roles in the control of industrial pollution.Thus，only by the increase of the variety of regulaion and the attempt of different combinations，can the dual goals of environmental protection and increased green technical efficiency of China’ industry be achieved.

environmental regulation；environmental pollution cost；green technical efficiency of China’s industry

F205

A

1008—1763(2017)05—0042—07

2017-05-18

教育部规划基金项目(17YJA790030)；湖南省哲学社会科学基金重点项目(15ZDB030)

胡宗义(1964—)，男，湖南宁乡人，湖南大学金融与统计学院教授，博士生导师。研究方向：计量经济模型，能源环境经济学。