环境规制抑制了技术创新吗？

宋瑛 张海涛 廖甍

摘要：本文研究了环境规制与技术创新的关系问题，在理论分析的基础上构建动态面板模型，基于2005至2016年中国装备制造业七个细分行业的面板数据，采用系统GMM方法实证考察了环境规制对技术创新的影响。研究发现，从全国层面分析，环境规制与装备制造业技术创新之间呈现先下降后上升的“U”型动态特征;环境规制会抑制外商资本、企业规模和人力资本对技术创新产生的促进作用。从区域层面分析，环境规制对装备制造业区域技术创新的影响存在区域异质性：环境规制对装备制造业技术创新的影响仅在全国和东部地区呈现“U”型特征，在中部地区对技术创新具有抑制作用，而在西部地区则对技术创新有显著正向影响。

关键词：环境规制;技术创新;装备制造业;异质性检验

中图分类号：F426文献标志码：A文章编号：1674-8131（2019）05-0114-11

一、引言

“保增长”和“促减排”是发展中国家在经济发展过程中面临的两难选择。如何制定适宜的环境规制政策，在推动经济增长和技术创新的同时，将环境污染的代价控制在能够承受的范围之内，这是发展中国家长期以来亟待解决的现实问题。改革开放以来，中国经济发展获得了“奇迹般”的高速增长，取得了欧美发达国家需上百年发展才能获得的成就，但随之而来的却是环境污染问题的日益严重。中国已经成为全球环境污染最严重的国家之一，环境污染愈发严重成为制约中国经济可持续发展和社会福利的关键因素。当前，中国经济正处于由高速增长向高质量发展转向的关键时期，产业转型升级也已经进入深水区。基于中国国情，以实现产业技术创新和经济高质量发展为目标，制定耦合产业技术创新和经济增长的环境规制政策，已经成为理论界和决策层高度关注并着手解决的重大问题。然而，环境规制促进还是抑制了产业技术创新，二者关系是否存在区域异质性或者行业异质性？对上述问题的回应和考察无疑具有重要的理论价值和现实意义，也是本文的研究目的所在。

关于环境规制对技术创新影响的研究，主要分为两类。第一类研究以传统的新古典理论为基础，从静态的角度出发，认为严格的环境规制必然降低企业利润率，挤占研发投入，阻碍技术创新（Palmer et al.，1995）[1]。与之争锋相对的另一类研究则在“波特假说”[2]的理论基础上从动态的视角对环境规制影响技术创新进行考察，认为环境规制尽管在短期会增加企业污染治理成本从而抑制技术创新，但在长期将会产生“创新补偿效应”最终促进技术创新。众多研究已经表明，適宜的环境规制强度不仅能够提高资源配置效率，也有助于促进技术进步，从而抵消环境规制所增加的生产成本（张红凤等，2009;沈能和刘凤朝，2012; 李卫红和白杨，2018）[3-5]。以此为线索，各国学者对此展开了广泛研究和讨论。Telle和Larsson（2007）[6]以挪威为例，采用面板数据检验了环境规制强度与工业绿色全要素生产率之间的关系，结果表明二者存在显著的正相关关系。Alpay（2002）[7]等对美国和墨西哥两国的食品加工业的研究发现，环境规制对美国行业生产率的影响为负，但对墨西哥的影响为正。冯志军、陈伟和杨朝均（2017）[8]通过构建创新驱动能力评价指标体系，对我国各省区的创新驱动能力进行测度，研究发现不同类型的环境规制对中国经济绿色增长的影响具有区域差异。涂红星和肖序（2014）[9]发现经济总量较低时，环境规制会阻碍东、西部地区的自主创新，并且对东部地区的弹性影响更大。汪克亮（2018）[10]以地区工业为研究对象，从投入要素视角对长江经济带各省市绿色水资源进行效率测算，研究发现地区差异明显。彭文斌、程芳芳和路江林（2017）[11]通过构建门槛回归模型，研究正式与非正式环境规制对绿色创新效率的门槛效应，结果表明两者之间呈“U”型关系。肖雁飞和廖双红（2017）[12]从环境规制效应出发，梳理绿色创新和污染转移文献，发现产业链跨区域协同创新是跨越创新门槛的主要路径。刘传江和赵晓梦（2017）[13]基于产业碳密集度程度细分的视角将36个细分行业分为高、中、低碳密集产业，结果发现环境规制强度会对不同产业产生异质影响。王峰正和陈方圆（2018）[14]基于重污染行业上市公司对董事会治理、环境规制与绿色技术创新进行实证研究，研究发现环境规制对绿色技术创新有正向影响，董事会治理对绿色技术创新也有正向影响。龙小宁和万威（2017）[15]利用1998-2007年中国制造业企业数据，使用倍差法进行实证分析，结果表明环境规制可以促进企业创新从而提高利润率。张倩和邬丽群（2017）[16]基于经济学的供需理论，结合环境规制对需求和供给的影响，重塑了供给和需求曲线，揭示了煤炭行业环境规制对煤炭企业绿色技术创新影响的动态演化轨迹。

回顾文献发现，学术界对环境规制影响技术创新的研究尚未得出一致的结论，且存在明显不足：一是现有研究大多基于工业或者制造业等大型行业数据对环境规制的技术创新效应进行笼统的经验分析，这忽略了二者关系在特定产业可能存在的异质性问题，进而得出了并不准确的实证结果;二是中国不同区域由于经济发展水平和要素禀赋存在显著的差异，因此创新能力和环境规制强度也并非同质，忽视区域差异的研究结果同样不可靠。

当前，中国的装备制造业规模虽位列世界第一位，但技术创新并没有达到发达国家水平，竞争力也相对薄弱。如何提升技术创新水平，提供装备制造业的竞争力，打破发达国家占据装备制造业先进技术的局面，对于中国装备制造业强国之路具有重要的意义。为弥补上述不足，考虑到中国工业行业的异质性特征与区域差异，本文基于中国装备制造业2005-2014年七个子行业的省级面板数据，构建动态面板模型，采用系统GMM方法，对环境规制与技术创新之间的关系进行实证检验。

二、理论分析与模型构建

1.环境规制对技术创新的作用机制和效果

在中国经济由粗放式增长向高质量发展转向的现实背景下，政府实施环境规制的目标导向一方面应规避或约束企业的污染排放，最大限度促进经济的低碳绿色增长;另一方面以激励企业的环保技术投资行为、采用绿色低碳生产技术和管理手段，促进技术创新和技术进步。理论上，政府环境规制对企业的技术创新行为在时间维度上存在两种效应，即短期效应和长期效应（蒋伏心，2013）[17]。

短期来看，企业为规避由于超额排污而可能遭受的处罚，必然会增大当期的环境友好型技术投入，如自主研发或引进环保先进设备以及采用先进节能减排的环保生产技术或管理手段，这必然会加剧企业资金负担、增加生产成本，而这种投入未必会短期见效。同时，在资金一定的情况下，大量环保技术或管理投资也会挤占其他诸如产品改良、新产品开发等其他旨在提高产品核心竞争力的技术投资，从而降低企业短期生产效率或产品技术效率，这一理论假说也得到了实证检验（李璇，2017）[18]。

长期来看，环境规制会提升企业生产效率或技术水平。一方面，在环境规制的激励或约束机制下，企业长期的环保技术或管理手段革新必然会经历由“量变”到“质变”的技术进步过程而不断显现成效;另一方面，“节能减排”的良好声誉逐步形成也会不断提高产品的“低碳”品牌形象进而提高产品的市场竞争力，在“示范效应”的作用下带动其他企业加大环保技术投入或技术创新，进而提高整个产业或行业的技术水平。

（1）环境规制对外商直接投资技术创新溢出效应的影响

一方面，环境规制会影响外商直接投资的区位选择，从而影响技术创新。当前，我国装备制造业技术能力还不够成熟，而外商资本往往具有一定的技术优势，外资的进入为我国带来了接触先进技术和管理经验的机遇，从而促进我国企业的技术创新。但环境规制强度在不同省份差异较大，作为“理性人”的外资企业，为规避较高环境规则标准所带来的额外生产成本，必然会将资金投入到环境规制标准相对较弱的地区，而这些地区对外资先进技术的吸收能力往往较弱，无法充分发挥外资的技术溢出效应。另一方面，环境规制会影响科研人员的流动。环境规制的实施，使具有高技术的人力资本更加稀缺，环境规制强的地企业为了尽快提升产品竞争力和减少污染，会加大力度吸纳更多从事技术创新的科技人员，引致环境规制弱的地区出现人才流失现象。此外，环境规制还能够削弱大型企业所具有的资金优势。企业规模越大，资金优势越明显、抗风险能力越强，因此在技术创新方面有着天然的优势。但对于环境规制而言，企业规模越大，制造的污染物就越多，需要投入到环境规制中的资金也就越多。为达到环境规制的标准，更多的环保投入也会弱化企业规模的优势。因此，本文提出如下研究假设：

H1：环境规制会通过直接和间接两种方式对技术创新产生影响。

（2）环境规制对技术创新的影响存在区域异质性

环境规制对区域的影响可以追溯到20世纪80年代初期，即对环境规制的污染效应研究，西方发达国家实施严厉的环境规制政策使其国内的污染密集型产业向发展中国家转移。由此展开的研究并未形成统一的结论，一般认为这种转移还受到资本、劳动、产业类型和企业社会责任感等其他因素的影响（Sharif H.，2011）[19]。但从我国区域层面来看，东、中、西部区域技术创新水平和技术效率往往具有差异（李春艳 等，2014）[20]。东部地区和中、西部地区的技术能力和经济发展水平均呈现梯度情形，东部地区技术能力和经济发展水平最高，中部次之，西部最低，因此不同地区的环境规制对技术创新呈现出不同的影响。在东部地区，由于存在先进的管理经验、更多的人才和更强的技术能力，企业的基础创新能力更强。环境规制将引致企业倾向于选择增加研发投入提升自身技术水平来减少污染排放，因此环境规制对东部地区的技术创新有一定的促进作用。而在中、西部相对欠发达地区，自身较弱的技术能力会限制由环境规则引发的技术创新（王动，2011）[21]。和西方国家所提出的污染转移效应相同，东部地区的污染密集性产业也可能会因为中、西部地区相对较弱环境规制强度进行产业转移，但欠发达地区由于本身所具有的技术创新能力和经济发展的需要，企业会选择采取增加污染治理投资的方式减少环境规制所带来的压力。装备制造业属于高技术与高资本产业，东、中、西部地区差异也更加明显。因此，本文提出如下研究假设：

H2：环境规制对装备制造业东、中、西部技术创新的影响效果可能存在差异。

2.模型构建与指标选取

（1）计量模型构建

根据前文理论分析，对技术创新（Tc）的影响除环境规制（Nre）之外，还包括其他的控制变量：外商直接投资（Fdi）、人力资本（Hc）和企业规模（Size）。借鉴以往的研究，同时考虑到环境规制与技术创新可能存在非线性关系，在模型中加入了环境规制的平方项（Nre2）。构建包含被解释变量滞后一期的动态回归模型，设定基本模型如下：

Tci，t=β0+β1Nrei，t+β3Nrei，t2+β4φ+β5Tci，t-1+εit（1）

式（1）中，Tci，t表示裝备制造业研发投入，衡量技术创新能力;Nrei，t环境规制强度;Φ表示其他控制变量，分别为Fdii，t、Sizei，t、Hci，t。其中，Fdii，t表示外商直接投资;Sizei，t表示企业规模;Hci，t表示人力资本;β0表示常数项，β1表示变量对应的弹性系数，i表示第i个省份的装备制造业，t表示年度下标。εit表示误差项。

为了研究在环境规制约束下，外商直接投资、企业规模和人力资本变量对装备制造业技术创新的影响，加入环境规制与其他控制变量的交互项：Nfdi、Nsize、Nhc。

Tci，t=β0+β1Nrei，t+β3Nrei，t2+β4φ+

β5Nfdii，t+β6Nsizei，t+β7Nhci，t+β8Tci，t-1

+εit（2）

同时，为了研究证明假设2，构建包含东中西部的虚拟变量模型如下：

Tci，t=β0+β1Nrei，t+β2Nrei，t2+β3φ+β4Dum1，i+β5Dum2，i+β6Tci，t-1+εit（3）

Dum1，i和Dum2，i表示虚拟变量，如果省份i为东部省份，Dum1，i取值为1，否者为0;如果省份i为西部省份，Dum2，i取值为1，否者为0;当省份i为中部省份， Dum1，i和Dum2，i取值均为0。φ表示其他控制变量，包括外商直接投资、人力资本和企业规模。

（2）变量指标选取与说明

本文选取我国装备制造业31个省份为例，时间跨度为2005—2016年。原始数据来源于《中国统计年鉴》、《中国工业统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》、《中国环境统计年报》以及相关国家统计网站。相关变量具体说明如下：

被解释变量：技术创新（Tc）。技术创新的指标衡量分为投入指标和产出指标。投入指标采取较多的是研发投入经费（余伟，2017）[22]和科研人员数量。产出指标分为专利申请数量（肖丁丁，2017）[23]和新产品销售收入（牛泽东，2012）[24]。考虑到数据的可获得性，本文采用研发投入的自然对数作为创新的衡量指标，研发投入越大，技术创新水平越高。另外以专利申请数量为技术创新的替代变量作稳健性检验，尽管难以全面反映技术创新能力，但也能反映企业的原始创新能力。

解释变量：环境规制（Nre）。已有环境规制的度量方法并不统一。张成（2010）[25]等从治污角度对环境规制进行度量;江珂（2009）[26]、余伟（2017）[22]等采用的GDP/能耗;王勇、李建民（2015）[27]基于单位污染物所需治理投入的思想构建了的新的环境规制指标。蒋伏心（2013）[17]以单位污染排放量进行线性标准化并进行加权平均整理度量环境规制。考虑到数据的可获得性和合理性，本文借鉴沈能（2012）[28]等的研究，选取污染治理投资总额与行业总产值的比值来度量行业的环境规制强度。

控制变量：外商直接投资（Fdi）。外商资本的进入会产生技术溢出响应，必然对技术创新产生影响，而环境规制也会影响到外商资本的区位选择。外商资本在装备制造业技术创新的过程中发挥着重要作用。本文选取外商资本的自然对数作为Fdi的衡量指标。企业规模（Size）。企业规模越大，资金优势愈加明显，技术创新能力更强。选取行业总产值的自然对数作为衡量指标。人力资本（Hc）。企业的运转和技术创新都需要核心管理人员与技术人员，是企业进行技术创新不可或缺的重要影响因素之一。考虑到分行业的教育水平难以收集，本文采用分行业的人均产出的自然对数衡量人力资本水平。相关变量定义及描述性统计如表1。

三、实证分析

本文利用Stata15.0对设定的两种模型进行回归。为了探究环境规制对装备制造业技术创新的影响是促进或抑制，以及在东、中、西部是否具有区域差异，实证分为两部分：一是以裝备制造业全国面板数据回归;二是按东、中、西部进行划分后的面板数据回归。

1.环境规制对装备制造业技术创新影响的全国面板数据回归

为检验估计结果的稳健性，采用国内外常用的面板数据处理办法。除了采用系统GMM方法以外，同时还考虑了混合最小二乘法估计（POLS）、固定效应估计（FE）对模型（1）和（2）进行参数估计。估计结果见表2。

表2为模型（1）的估计结果，方程1-3分别为普通最小二乘法、固定效应和系统GMM的估计结果。从回归结果来看，解释变量的符号基本一致，但普通最小二乘法和固定效应模型没有规避解释变量的内生性问题。因此，采用包含被解释变量滞后一期的系统GMM方法估计，可以有效解决模型的内生性问题。方程4-6分别为加入了环境规制与外商直接投资的交互项、环境规制与企业规模的交互项、环境规制与人力资本的交互项。根据方程3-6的结果作以下分析：

技术创新的滞后一阶项的系数显著为正，且通过了1%的显著性检验，说明企业的技术创新存在显著的路径依赖特征，前一期较高的技术创新水平往往意味着在下一期企业也会具有较高的技术创新水平。环境规制强度的一次项系数均显著为负，二次项系数显著为正，表明装备制造业的环境规制与技术创新呈“U”型关系，这与董景荣、张海涛和王亚飞（2019）的研究结论一致[29]。随着环境规制强度的逐渐提升，其对技术创新的影响表现为先抑制后促进。这说明，只有当环境规制强度达到一定水平之后，才能对企业产生一种倒逼机制，促进企业进行技术创新。而在环境规制强度较低时，则无法形成倒逼机制，企业只会通过减少创新投入来达到增加污染治理投入目的。此外，外商直接投资对技术创新的影响为正，但不显著。企业规模对技术创新有显著促进作用，企业规模每增加1个单位，研发投入约增加0.4个单位。这是因为大企业拥有天然的资金优势和固定设备优势，在进行技术创新时，承担风险的能力更强，有显著的规模效应。人力资本对技术创新的作用也不显著，这可能是因为创新成果更多依赖于核心的技术人员的研究。为了检验在环境规制约束下，外商资本、企业规模和人力资本对技术创新的影响是否变化，加入环境规制与三者的交互项。结果分别为表2的方程4-6。实证结果表明在环境规制约束下，外商资本、企业规模和人力资本对技术创新的影响会被显著抑制。

2.稳健性检验

为使实证结果更加具有稳健性，本文以专利申请数量代替R&D投入作为被解释变量技术创新的衡量指标作稳健性检验。估计结果如表3所示。

从估计结果来看，各个回归结果的系数均没有较大程度的改变，与表2中所对应的回归结果较为接近，说明结果是稳健的。这里对回归结果的解释就不再赘述。

3.考虑区域差异的回归分析

中国面积广阔，区域间的经济发展水平、环境规制强度、企业规模、外商直接投资和人力资本均存在较大差异。为了消除这种差异，对环境规制与装备制造业的技术创新进行检验，将全国31个省份分为东、中、西三组。采用系统GMM对模型（3）进行回归分析，结果如表4所示。

从回归结果来看，环境规制在不同区域所产生的影响有显著差异。环境规制对装备制造业技术创新的影响仅东部地区呈现“U”型曲线特征，中部地区的环境规则对技术创新具有抑制作用，而在西部则对技术创新有显著正向影响。

东部地区由于具有较高的经济发展水平、更为密集的产业分布以及更加激烈的市场竞争环境，加之与中、西部地区相比普遍具有技术优势。在环境规制强度较低时，企业为了避免因增加额外的环境治理投入成本而丧失市场竞争优势，倾向于通过转移技术创新的投入至污染治理上从而达到控制污染的目的。而当环境规制水平较高时，企业继续通过减少技术创新投入来弥补污染治理的成本的方式一方面无法满足较高环境标准下减排目标，另一方面过多的挤占创新投入显然无法支撑企业的长期可持续的发展。而通过加大技术创新，一方面可以促进绿色技术进步从而达到减少污染排放的目的，另一方面生产技术的进步又能够满足企业可持续性发展的需求。并且由于自身具有一定的技术水平优势，东部地区的企业进行技术创新的成本将小于中西部地区。因此，在环境规制强度较高时，东部地区的企业倾向于进行技术创新。

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Does Environmental Regulation Inhibit Technological Innovation：

An Empirical Heterogeneity Test Based on Chinas Equipment Manufacturing Industry

SONG Ying1，2， ZHANG Hai-tao3， LIAO Meng3

（1.Yangtze Upriver Economic Research Center， Chongqing Technology and Business University， Chongqing 400067， China; 2. School of Business Administration， Northeast University of Finance and Economics， Dalian 116025， Liaoning， China; 3. School of Economics and Management， Chongqing Normal University， Chongqing 400047， China）

Abstract： To study the relationship between environmental regulation and regional technological innovation， by using the panel data of seven sub-sectors of equipment manufacturing industry in Chinas 31 provinces and municipalities from 2005 to 2016， the system GMM model was used to empirically study the impact of environmental regulation on technological innovation on the basis of dynamic panel model after theoretical analysis. The study finds that， from a national level analysis， there is a “U”-type dynamic feature that first declines and then rises between environmental regulation and technological innovation in equipment manufacturing. And environmental regulation inhibits the promotion effect of foreign capital， enterprise scale and human capital on technological innovation. From regional level， however， there is regional heterogeneity in the impact of environmental regulation on regional technological innovation of the equipment manufacturing industry. The impact of environmental regulation on technological innovation in equipment manufacturing industry only presents “U”-type characteristics in the whole country and in the east area， and has inhibiting effect on technological innovation in the central region while it has a significant positive impact on technological innovation in the west area.

Key words： environmental regulation; technological innovation; equipment manufacturing industry; heterogeneity test