区域异质性视角下环境规制对煤炭行业创新技术的影响研究＊

■ 周茂春 刘冠赢

辽宁工程技术大学工商管理学院 葫芦岛 125105

0 引言

改革开放40 多年以来，我国经济实现了迅猛的发展，但粗放式开采、能源消耗过度以及环境治理无序等导致我国正面临着能源枯竭和环境严重破坏等问题。目前，充分重视资源节约和有效治理环境污染成为我国亟需解决的难题。在能源结构中，煤炭资源的比重始终占据着巨大优势，但随着经济增长的同时也带来了严重的环境危机，煤炭资源在勘探和消耗过程中产生大量废水、废气、废渣，导致地质破坏，带来负的环境效应。近年来，国家不断颁布相关规定来加大对煤炭资源开采的管理，在过程中发现创新技术是经济与环境和谐发展的重要桥梁之一。十九大以来，我国经济已由高速增长向高质量发展转型，所以制定煤炭行业创新技术以及低碳经济的政策，已成为理论界和管理层关注的焦点，但仅凭市场的力量难以实现其发展目标。因此，在辽宁省教育厅的支持下，“低碳供应链管理”基金项目成立，本文是围绕该课题研究的部分成果，完善课题的内容，同时也迫切需要政府制定科学有效的环境规制，以避免失控的风险。

在早期的研究中，多数学者认为环境规制会阻碍企业发展，从而产生负面影响来抑制创新技术。Demisonz[1]研究发现在1972～1975年期间，美国企业的效益同比以往下降了16%是由于环境规制所造成的。Barbera，McConnell[2]研究表明环境规制降低了企业，尤其是重污染企业的生产效率，抑制了技术进步。Slater 和Ange[3]认为在高强度的环境规制下，企业总体研发水平会降低，创新所带来的收益低于付出的成本。Gray，Shadbegian[4]研究发现环境规制会使煤炭行业生产效率下降。但自从上个世纪九十年代初提出波特假说[5]以来，人们对环境规制影响生产力有着不同的意见和看法。Johnstone[6]以1989～2002年美国127 家制造业企业为研究对象，分析排污量与低碳技术专利之间的联系，得出环境规制会激发企业技术创新的潜能。近年来，单春霞[7]等采用数据包络模型分析环境规制对我国重工业企业的影响，结果力证波特假说。时乐乐[8]等采用非线性面板模型，实证研究了创新技术与产业结构的关系，环境规制促进创新技术，进而促进产业结构升级。王云[9]等研究发现环境规制可以与媒体关注相结合共同影响企业的环境治理，在环境规制的保障下，媒体关注更能使企业加大环保投资从而开展创新技术。彭文斌[10]等建立门槛回归模型，实证研究了环境规制对绿色创新效率的影响，结果表明二者关系呈“U”型动态曲线。余伟[11]等研究发现环境规制能够引致工业企业进行创新技术活动，从而对研发投入有积极的效用。陈东景[12]等研究FDI 与环境规制对我国产业结构升级的影响，得出环境规制对研发投入有正效应，说明环境规制对我国创新技术有一定的提升效果。

通过上述梳理国内外文献发现，现有关于煤炭行业环境规制研究不多，相较于过往的研究，本文从区域异质性视角出发，分别从总体、横向及纵向角度探究我国环境规制对煤炭行业创新技术的影响及内在关系，基于此，构建的模型则更具有独创性，并提出相关结论以及建议。

1 理论分析与研究假设

1.1 环境规制与煤炭行业创新技术的线性关系

信春华[13]等认为煤炭资源是环境规制的重要目标环节之一，是鼓励煤炭企业开展生态投资和促进低碳绿色环保产品以及清洁能源的使用。在煤炭行业大背景、政府环境规制的政策下，首先要从环境污染的源头抓起，加大污染治理资本的投入以达到政府对污染物排放的标准，而这样做会对用在创新技术的资金产生具有挤出效应。随着资金投放的下降，很难调动研发人员的主观能动性，因此创新技术会受到限制；环境监管力度不断加强，总成本也同样会不停攀升。对于营利性企业，将通过采用污染管控创新技术，来努力降低其成本，从而使总成本得到下降。与此同时，这种行为对创新技术资金的排挤效应将有所减弱，但对创新技术却仍有抑制作用。随着环境监管力度的不断加强，当环境监管力度超过"U"型曲线中心点时，无法接受过度环境监管的小企业将逐步退出市场，剩下创新能力较强的大中型企业，这样会使市场集中度上升，企业的创新能力便会增强。而且，伴随着环境监管力度的不断加强，控污创新技术的边际效应继续削弱，将会形成企业创新技术的落后机制，通过生产技术的不断革新，使企业把焦点转移到节能减排上，提高产能，从而将控污成本降低，在增加收入的同时获得更多的利润。因此，本文提出研究假设1:

H1：环境规制与煤炭行业创新技术的线性关系呈先下降后上升的动态"U"型曲线特征。

1.2 环境规制的区域异质性效应

环境规制对地区的影响可以追溯到上世纪八十年代初，即环境规制的污染影响研究。一些西方发达国家严格实行环境规制，使其国内的污染集中型行业或企业向发展中国家开始迁移，一般认为这种迁移还受到劳动、资本、产业类型和社会责任等其他因素的影响，但从区域层面来看，创新技术水平和技术效率的差异化显著。崔立志等[14]实证分析了环境规制对技术进步的影响，得出行业异质性的特征。邱玉霞等[15]认为环境规制在不同地域会产生激励和抑制两种不同作用，区域差异明显。研究发现我国煤炭行业技术能力和发展水平均呈现梯度情形，华东、华中、西南地区相对领先，华南次之，而华北、东北、西北地区较落后，因而不同区域的环境规制对创新技术体现不同的效果更多的人才和更高的技术能力，基础创新能力更强。环境规制引导行业选择增加研发投入提升自身技术水平来控污，因此环境规制对华东、华中、西南地区的创新技术有一定的促进作用，而后者由于自身较弱的技术能力会使得由环境规制引发的创新技术受到限制，和西方国家所提出的污染迁移效应相同，发达地区的污染集中性行业也可能会因落后地区环境规制强度相对较弱而进行迁移，但由于落后地区本身有创新技术能力和经济发展的需要，所以行业或相关企业会选择采取增加污染治理的投资方式来减少环境规制所带来的压力。煤炭行业属于高技术与高资本产业，我国区域差异化也愈发明显。因此，本文提出研究假设2:

H2：环境规制对煤炭行业创新技术影响存有区域异质性的特点。

1.3 不同种类的环境规制工具对煤炭行业创新技术的影响

随着环境规制不断的日益完善，环境规制工具也同样不断升级，环境规制设计越来越多样化，环境规制工具的种类也同样越来越多元化。具体来看，环境规制工具可分为3 种不同类型:命令型、激励型及自愿型。命令型环境规制是通过政府颁布强制性措施来使企业履行环境治理的责任，企业只能遵守制度规章。熊波，杨碧云[16]研究发现，强制性的环境政策会改善中国城市环境质量，而弱强制型的环境政策则并无显著影响。激励型环境规制则是通过采用税收减免、排污收费等市场经济措施对行业和企业的环境管理活动进行约束，使得企业在一定程度上拥有自由选择的权利，为其采取良好的污染控制技术提供了较强的内在驱动力。根据"波特假说"中的创新补偿效用，被规制者只有在环境规制中充分用有主动权时，不被强制性地要求采取特定环境保护技术以及环境规制具有较少的不确定性时，环境规制设计才能够真正的起到促进企业进行创新技术活动等作用。而在我国的环境规制工具中，尤其是命令型环境规制，往往与波特假说相斥，而激励型的环境规制工具也同样无法完全规避这样的缺陷，对于被规制企业而言，当创新技术的成本高于继续制造污染所造成的成本时，或者当技术改进成本高于技术贴补时，企业依然不会选择去创新。而在自愿型的环境规制中，企业拥有最大自由权，外界也不会硬性地对企业进行技术要求或者整改时间限制，企业拥有较大的创新空间和更多的缓冲时间。同时，在自愿型的环境规制中，企业会积极进行技术革新，不断去提高和完善生产工艺，减少排污也充分体现了其社会责任，有利于企业塑造优质形象被大众所认可。因此，本文提出研究假设3:

H3：与命令型、激励型环境规制相比，自愿型环境规制工具对煤炭行业创新技术更具有激励作用。

2 研究设计

2.1 样本选取及数据来源

本文基于2009至2016年中国大陆31个省市及自治区煤炭行业的面板数据。创新技术、研发费用等相关数据选自《中国科技统计年鉴》，环境污染、排污费等相关指标选自《中国环境年鉴》，行业总产值、工业增加值、能源消费、资产等相关数据选自《中国统计年鉴》。相关统计软件主要选用Excel.2010 及Stata.14 对所获取的数据进行分析处理。

2.2 变量设定

2.2.1 被解释变量

创新技术(TC)。衡量指标分为投入指标和产出指标，投入指标采用研发投入经费和科研人员数量居多。产出指标可细划为专利数量、科技论文数目和研发新产品等。考虑到数据的可获取性，本文采用研发投入的自然对数作为创新技术指标的角度对煤炭产业进行衡量，研发投入越高，创新技术水平越强。研发投资包括企业资本化和费用化的研发支出，使用研发投入的对数值作为度量创新技术投入的替代变量。变量定义见表1。

表1 变量定义表

2.2.2 解释变量

(1)环境规制(ER)。以控污投入总额与煤炭行业总产值之比作为度量环境规制强度的指标。

(2)命令型环境规制(ERI-1)。"三同时"是我国有序环境规制工具的典型代表，具有良好的事前效果。基于此，本文选取我国各省、自治区及直辖市环保投资总额与工业增加值的比值来度量命令型环境规制。

(3)激励型环境规制(ERI-2)。激励型环境规制主要以税收优惠等形式存在，申晨[17]等认为我国市场激励型环境规制制度并不健全，相比较而言，排污费制度实施较早，工具实施相对稳定，能够有效衡量企业污染物治理成本。因此，本文选取我国各省、自治区及直辖市征收排污费与工业增加值之比作为衡量激励型环境规制的指标。

(4)自愿型的环境规制(ERI-3)。目前我国自愿型环境规制有ISO14000所认证，环境标识、清洁生产、全过程控制以及社会公众监督等。为了与前两种环境规制工具保持口径上的一致方便比较，任胜钢[18]等选取以我国各地区环境信访中来信总数的对数值作为衡量自愿型环境规制强度的替代指标。

2.2.3 控制变量

(1)经济发展水平(PGDP)。选用我国各地区与全国人均可支配收入之比来表示。

(2)人力资本水平(HCL)。任何行业或企业的运转和创新技术都离不开核心管理人员与技术人员，是进行创新技术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。

(3)行业规模(SCALE)。行业规模越大，资本优势便愈发明显，研发投入越高，创新技术能力更强。因此，选用行业总产值的对数值作为度量指标。

(4)外商直接投资(FDI)。外商资本的投入会产生技术溢出响应，必定会对创新技术有所影响，然而环境规制同样也会作用到外商资本的地区选择。借鉴以往的研究（樊兰[19]），本文选取外商资本的自然对数作为FDI的衡量指标。

(5)煤炭市场需求状况(MAR)。选用我国各地区原煤消费量和平均消费量的差值与其标准差之比表示市场需求的变化。

(6)能源消费结构(ECS)。选用各地区原煤消费量与一次能源消费量的比值作为衡量能源消费结构的指标。

2.3 模型构建

根据前文分析，对创新技术(TC)产生影响的除环境规制(ER)、命令型环境规制(ERI-1)、激励型环境规制(ERI-2)、自愿型环境规制(ERI-3)工具之外，还含有其他控制变量:经济发展水平(PGDP)、人力资本水平(HCL)、行业规模(SCALE)、外商直接投资(FDI)、煤炭市场需求状况(MAR)、能源消费结构(ECS)。原毅军[20]考虑到环境规制与我国煤炭行业创新技术之间可能有非线性关系，所以在模型（1）、（2）中加入了环境规制的二次项(ER2)。β0，表示常数项，β1等表示对应变量的弹性系数，i 表示i省市的煤炭行业，t表示年度下标。ε表示误差项。

为了检验假设1，环境规制与煤炭行业创新技术的线性关系呈先下降后上升的动态"U"型曲线特征，构建模型（1）：

为了检验假设2，环境规制对煤炭行业创新技术影响存有区域异质性的特点，构建模型（2）：

为了检验假设3，与命令型、激励型环境规制相比，自愿型环境规制工具对煤炭行业创新技术更具激励作用，构建模型（3）：

3 实证结果与分析

3.1 描述性统计

由表2所示，创新技术(TC)最小值为1.600，最大值为5.400，标准差为0.690，说明各个地区创新技术水平没有显著差异，波动性不大。创新技术的均值为4.300，第三四分位数为4.700，说明多数地区的创新技术水平高于均值。环境规制(ER)平均值为0.210，中位数为0.190，说明样本中有一半以上的地区环境规制强度低于平均水平。命令型环境规制(ERI-1)标准差为14，波动性大，说明各地区之间规制力度差异明显。激励型环境规制(ERI-2)标准差为3.800，同上述各地区规制强度差异较大。自愿性环境规制(ERI-3)标准差为0.660，各数值间分布平均差异较小，说明各地区最值强度趋近一致。经济发展水平(PGDP)均值为0.035，中位数为0.026，标准差为0.026，说明在样本中，有一半地区经济发展水平低于平均值，且波动性不大。人力资本水平(HCL)均值为2.500，标准差为0.630，说明各个地区对于人力资本的投入水平差异不大。行业规模(SCALE)均值、中位数及四分位数差异不大，符合我国煤炭行业规模的要求。外商直接投资(FDI)均值为5.200，第三四分位数为5.700，说明多数地区的外商投资水平高于均值。煤炭市场需求状况(MAR)最大值为9.300，最小值为0.030，差异较大，由于我国各个地区煤炭资源分布情况有所不同。能源消费结构(ECS)各个数值之间差异不大，与我国能源消费结构要求相符，各个地区设置合理。

表2 全样本描述性统计

3.2 相关性分析

由表3可以看出，环境规制(ER)、环境规制的二次方项(ER2)与创新技术(TC)分别在1%水平上呈负相关、1%水平上呈正相关的显著关系，表明环境规制对我国煤炭行业创新技术的影响水平呈先下降后上升的动态"U"型曲线特征，由此假设1得到验证。鉴于我国煤炭资源分布情况，环境规制对各地区规制强度同样也存在着区域异质性，由此支持假设2，下文做详细分析。命令型环境规制(ERI-1)、激励型环境规制(ERI-2)与创新技术均在1%水平上呈负相关，而自愿型环境规制(ERI-3)与创新技术在1%水平上呈正相关，表明自愿型环境规制工具与前两者相比较更具有激励作用，由此支持假设3。人力资本水平(HCL)、行业规模(SCALE)、外商直接投资(FDI)、经济发展水平(PGDP)与创新技术均在1%水平上呈正相关，可得出这4个控制变量都有助于煤炭行业开展创新技术。煤炭市场需求状况(M A R)对创新技术有正向促进作用，但并不显著。能源消费结构(ECS)与创新技术在1%水平上呈负相关，因为在通往创新技术目标实现的过程中，需要衡量各方面利益需求，在一定程度上会制约煤炭行业开展创新技术。

表3 各变量相关系数检验

3.3 回归分析

3.3.1 环境规制与创新技术回归分析

为进一步对假设1 检测，本文将相关数据代入模型(1)进行回归分析，结果如表4所示：环境规制系数与其二次项系数符号分别为负号和正号，且都在1%水平上呈显著关系。可以看出，随着环境规制的强度渐渐提高，创新技术水平会先下降后上升，创新技术的影响力会先抑制后促进。这表明当环境规制强度到达一定水平线之后，只有这样，才会能形成企业的落后机制，促进创新技术的发展，这与董景荣[21]等研究结论一致。此外，其他控制变量与创新技术均在1%的水平上呈显著特征，表明在模型(1)中各个变量之间的拟合度比较好。由此假设1得到验证。

表4 环境规制与创新技术回归分析

3.3.2 环境规制与创新技术的区域异质性回归分析

在环境规制与创新技术的区域异质性回归分析中，考虑到中国地广辽阔，各地区间的环境规制强度、经济发展水平、行业规模、外商资本和人力资本等均有很大差异。为了根除这种差异，本文将我国31个省市及自治区划分为7 组，为减缓变量间的内生性，本文运用系统GMM 方法将相关数据代入模型(2)进行回归分析。结果见表5所示:

表5 环境规制与创新技术的区域异质性回归分析

环境规制对煤炭行业创新技术呈显著影响的绝大部分集中在华东、华中、西南地区，且呈显著的"U"型曲线特征，华南地区有着正向影响但不显著，东北、华北、西北则反之，且均不显著。由于前者煤炭资源丰富且在煤炭行业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，加之与其他地区相比普遍具有技术优势。而后者环境规制对创新技术有负向影响且呈不显著特征。这可能是因为与前者相比来说，自身技术水平较低、创新技术成本更大，加之人才存在长期外流，致使这些地区仍然处于粗放型的经济发展模式，而地方政府的工作重心依旧放在努力完善经济体制结构上，这致使实施的环境规制所引发的成本占总成本中的比重较低，导致在高速发展模式下的煤炭行业对环境规制政策带来成本增加倾向于通过减少创新技术来补缺。相对于华南地区来说，在经济发展的同时，更加爱护生态环境。所以在环境规制约束下，开展创新技术活动很显然是百利而无一害。此外，经济发展、人力资本、外商资本对绝大多数地区均显著为正向，行业规模对华东、华中、东北地区有着正向影响，华东、华中显著，其他地区为负且均不显著。由此假设2得到验证。

3.3.3 不同种类的环境规制工具与创新技术回归分析在不同种类的环境规制工具与创新技术回归分析中，为进一步对假设3 检测，本文将相关数据代入模型（3）来验证，结果如表6所示：

表6 不同种类的环境规制工具与创新技术回归分析

命令型、激励型环境规制工具对创新技术均产生反向作用且不显著，而与之对应的自愿型环境规制工具则对创新技术产生正向影响且在1%水平上呈显著。说明不同地域的命令型、激励型环境规制并没有真正起到促进行业或者企业开展创新技术投入工作，煤炭行业在面对这两种环境规制时并不会主动进行创新技术活动，相反这两种成本较高的环境规制工具往往需要通过高成本的污染控制手段满足政府的污染控制标准，进而会占用行业的创新资源而产生负面效用。与之相对应自愿型环境规制则对煤炭行业创新技术存有着显著的正面效用，也就是说当在面临自愿型环境规制的影响下，研发人员会积极进行技术改进和创新，不断提高生产工艺，同时减少污染排放也有利于其社会形象的塑造以获得公众支持。由此可见，与命令型、激励型环境规制工具相比，自愿型环境规制工具对煤炭行业创新技术更具激励作用。假设3得以验证。

3.4 稳健性检验

为使实证结果更具有可信度，本文选用变量指标替代方法来验证，以专利申请数替代研发投入作为度量创新技术的指标，将数据统计汇总后代入模型再次验证。研究结果表明，本文的研究成果未发生实质性的明显变化，实证结果依旧稳健。

鉴于环境规制与各地区创新技术之间可能会存有内在因果关系，所以，本文将各地区创新技术指标转为解释变量，而环境规制以及3 种环境规制工具指标作为被解释变量，二者互换并代入对应的模型中来检验。研究结果发现，创新技术系数不显著。以此可以得出，环境规制与煤炭行业创新技术之间不存有双向的因果关系。由于文章篇幅有限，不再过多赘述。

4 结论及建议

4.1 结论

本文基于2009至2016年中国大陆地区31个省市及自治区煤炭行业的面板数据，分析了环境规制对煤炭行业创新技术的影响。研究结果发现:从总体上来看，环境规制与煤炭行业创新技术的线性关系呈先下降后上升的动态"U"型曲线特征，行业规模、外商直接投资和人力资本水平对创新技术均有显著的正向影响作用。具体从横向分析可以得出，环境规制对煤炭行业创新技术影响存有区域异质性的特点，环境规制对煤炭行业创新技术的影响在华东、华中、西南地区呈现显著的"U"型曲线特征，华南地区有着正向影响但并不显著，东北、华北、西北则反之，且均不显著；从纵向分析可以得出，命令型、激励型环境规制工具对煤炭行业创新技术均具有削弱作用，而相反自愿型环境规制工具则有促进作用，相比较而言自愿型环境规制工具对煤炭行业创新技术更具有激励作用，效果甚好。

4.2 建议

(1)要通过多种环境规制政策，加大环境规制的力度。实证研究发现，我国现行的环境规制政策对煤炭行业的创新技术具有一定的激励作用，但在其影响在进程中仍有需进一步提升的空间。因此，建议提高环境监管力度合理化，实施与煤炭行业规模和排污强度相契合的环境规制政策，积极引导煤炭行业和相关企业加大研发投入和治理强度，激励煤炭行业开展创新技术，同时提升煤炭行业的环境绩效和经济绩效。

(2)严加重视环境规制对区域创新技术作用效力的异质性特征，实施环境规制差异化政策。就发达地区而言，由于这些地区的煤炭资源丰富、资源和技术水平领先，因此环境规制强度应适当提高，形成合理的环境保护机制，促进绿色、清洁和高端产业发展，实现环境质量和创新技术能力提高的双发展;对落后地区而言，环境规制推动区域创新技术的效果尚未显现，因此应进一步强化环境监管力度，制定合理、科学的环境规制政策，并加强企业创新能力的培育，倡导企业的控污理念由"末尾治理"向"根源治理"转变，激发创新潜能，实现我国区域创新技术能力的可持续发展。

(3)优化改善环境规制工具设计要求，注重综合环境规制工具组合。了解不同的环境规制工具的作用机理和途径并合理运用，扬长避短，将其发挥到极致。由上文分析可得出，政府应该逐步建立起以自愿型环境规制为主体的规制体系，强化自愿型环境规制工具在煤炭行业创新技术活动中所产生的积极效果，分析并解决命令型、激励型环境规制工具产生负效用的问题，同时加强对创新技术活动的监督指挥，只有合理设置完善的环境规制工具体系，才能更好的促进煤炭行业开展创新技术活动，努力实现保护环境的最终目的，同时带来我国环境、经济和社会的可持续发展。