前端污染治理与中国经济高质量发展实证研究

余利丰

(江汉大学 武汉研究院，湖北 武汉 430056)

一、引言及文献综述

环境污染具有负外部性，这种负外部性无法通过市场调节，需要政府通过宏观调控用制度规定企业对资源开发和利用所造成的污染进行治理[1]。对于企业来说，在环境规制和有限资金的前提下，针对环境污染的防治有两大途径：一是通过建设治污设施对污染排放物进行末端治理；二是通过革新技术并作用于生产系统形成前端预防[2]。末端环境治理是以“先污染、后治理”为基本思想，通过对污染物的稀释、掩埋等处理方式，以达到污染物排放标准[3]。末端治理存在着以下局限性[4]：一是末端治理需要庞大的投资，运行费用高，且“三废”处理与处置往往只有环境效益而无经济效应，给企业带来沉重的经济负担；二是末端治理因污染治理技术的限制，污染的隐患并未从根本上得到解决，未真正达到保护生态和环境的目的；三是末端治理的方法未能将污染控制与生产过程控制密切结合起来，资源和能源不能在生产过程中得到充分利用，降低了有限资源的利用率。

因此，要从根本上解决环境污染问题，必须采取生产全过程控制的前端污染治理模式[5]。与末端治理模式相比，前端污染治理模式采取全程预防为主的环保战略，将污染处理转变为对生产全过程的控制，从源头上削减污染物。因而，前端污染治理模式有利于降低后期过程中环境治理的压力，传统的“先污染、后治理”末端治理模式已不能有效控制污染，而前端污染治理模式侧重从源头上降低污染物产生，以更好的管理方式、材料替代、循环工艺、工艺创新等方式来减少、改变或预防污染物的产生[6]。因而，前端污染治理策略能更好地避免环境绩效和经济绩效倒U型或负相关关系的出现，且前端污染治理策略和整体绩效之间存在正相关关系，可以更好地促进区域可持续发展[7]。随着环保要求的提高，传统的“先污染、后治理”的末端治理方式不仅难以解决日益复杂的环境污染问题，而且还会延误环境污染治理的有利时机，后续环境污染的治理成本将会更高[8]。

环境污染作为经济发展中的负面产出，其与经济发展之间冲突的最直接表现就是经济发展的停滞和社会福利的下降[9]，通过不断的污染排放来推动经济发展注定是不可持续的，而推动环境污染的有效治理才是推动经济可持续发展之道。因此，环境污染的有效防治是经济社会高质量发展的基础和前提。为了适应经济高质量发展的要求，实现环境与经济的协调发展，欧美等发达国家先后进行了环保战略的重大调整，从实行了20余年以“末端治理”为主要内容的污染控制政策转向以“前端治理”为主要内容的污染预防政策，并成为当今世界环境治理的新方向[10]。前端治理政策的实质是改变以牺牲环境为代价的粗放型经济增长方式，走一条集约型的增长道路。这不仅有利于改善环境，还有助于提高技术创新水平，实现环境保护与经济发展的双赢[3]。

有鉴如此，本文构建了前端污染治理通过技术创新机制和产业结构机制影响经济高质量发展的系统分析框架，采用我国30个省份2003～2015年的省际面板数据，实证分析前端污染治理与经济高质量发展之间的关系。在此基础上，引入前端污染治理、技术创新、产业结构之间的交互项，来分析前端污染治理、技术创新、产业结构之间的交互作用，探究前端污染治理、技术创新、产业结构之间的交互作用对我国经济高质量发展的影响，为相关理论发展、经济现实解释提供实证依据[12]，从而为我国经济高质量发展提供有益的对策参考。

二、前端污染治理影响经济高质量发展的理论机理及假说提出

(一)前端污染治理通过倒逼产业结构调整影响经济的高质量发展

首先，前端污染治理通过产业结构合理化调整对经济高质量发展的影响具有不确定性：一方面，产业结构合理化是根据各产业部门的需求和资源条件，理顺要素在各产业之间的配置，实现资源在各产业之间的合理配置和有效使用，从而提升资源利用效率和产业总体经济效益[12]。但产业结构合理化要求产业结构与当地经济发展水平、消费需求结构、劳动力基本素质和资源禀赋相匹配[11]。当地区产业发展层次较低时，尽管此时产业结构合理化会加速生产效率的提升，也无法促使产业重心由传统工业向环境友好型的新兴产业转移，因而无法提升产业整体的绿色化水平。此时，前端污染治理无法通过产业结构合理化调整促进经济的高质量发展[12]；另一方面，随着地区产业发展层次逐步提升和环保意识的加强，产业结构的合理化将与绿色化同方向发展。此时，前端污染治理通过产业结构合理化调整将有利于经济的高质量发展[12]。

产业结构低度化是造成生态环境恶化的根源，改变产业结构低度化的状况，就是从源头入手来预防经济增长损耗生态环境[13]。前端污染治理模式通过倒逼产业结构高级化调整，有利于形成隐性的绿色行业壁垒，限制高污染、粗放落后、低端低效的企业进入，推动清洁型产业蓬勃发展，引导产业结构向高级化、绿色化方向发展，优化了现有产业链，促进产业结构转型升级，进而推动了经济的高质量发展[14]。为此，本文提出以下理论假设：

假说1：前端污染治理通过产业结构合理化调整对经济高质量发展的影响具有不确定性，而前端污染治理通过产业结构高级化则有利于经济的高质量发展。

(二)前端污染治理通过技术创新机制影响经济的高质量发展

由于技术创新的实现并不是一个单环节作用过程，而是涉及到技术创新投入、技术知识研发、创新产品转化等多阶段的全流程过程[2]。前端污染治理通过技术创新机制对经济的高质量发展的影响主要划分为两个阶段：一是，前端污染治理倒逼企业增加清洁技术研发投入，促进企业技术革新；二是，随着前端污染治理强度的增加，迫使企业加快专利成果的转化，并将其运用到企业产品开发、工业改进之中。因此,前端污染治理不仅影响技术创新投入，也在创新投入转化为创新产出的过程中发挥作用。

一方面，前端污染治理的技术研发阶段不利于经济的高质量发展。首先，前端污染治理是从源头上控制污染，会增加企业环境治理投入，在一定程度上对企业的研发投入产生“挤出效应”；其次，受技术创新的不确定性、非对称性等因素的影响，我国技术创新成果的转化不高、技术创新效率低下，严重影响了经济的高质量发展。

另一方面，前端污染治理的技术成果转化有利于经济的高质量发展。前端污染治理诱致企业进行减排治污技术的应用，能够淘汰技术落后、资源消耗高、环境污染重的生产工艺设备，优先采用能源利用效率高、污染排放量少的生产工艺，推动了生产方式的变革，提高生产工艺水平，进而促进经济的高质量发展[15]。为此，本文提出以下理论假设：

假说2：前端污染治理的技术创新投入不利于经济的高质量发展，而前端污染治理的技术创新成果的应用则有利于经济的高质量发展。

三、研究设计

(一)计量模型设定

为了分析前端污染治理对经济高质量发展的影响，构建前端环境治理与经济高质量发展之间关系的计量模型，设定的模型如下：

EGQit=α0+α1lnFEGit+α2INOVit+α3ISit+α4Urbanit+α5Marketit+α6FDLit+εit

(1)

在(1)式中，被解释变量EGOit表示i省份第t年的经济高质量发展指标。核心解释变量FEGit表示i省份第t年的前端污染治理的代理变量；ISit表示产业结构指标、INOVit表示技术创新指标，是影响经济高质量发展的解释变量。其中，产业结构调整指标(ISit)包括产业结合理化指标(ISOit)和产业结构高级化指标(ISUit)；技术创新指标(INOVit)包括技术创新投入指标(RDit)和技术创新成果转化指标(lnPatenit)；城镇化率指标(Urbanit)、市场化指标(Marketit)、外商直接投资指标(FDIit)是一组控制变量；εit为随机扰动项。

本文关注前端污染治理通过产业结构调整、技术创新机制是否有利于经济的高质量发展，为了深入挖掘产业结构调整、技术创新对经济高质量发展的异质性的影响，分别加入前端污染治理与技术创新投入指标(RDit)、产业结构合理化指标(ISOit)的交互项，以及前端污染治理与技术创新成果应用指标(lnPatenit)、产业结构高级化指标(ISUit)的交互项，用来验证假说1和假说2，即前端污染治理模式影响经济高质量发展的作用机制。构建如下计量模型：

EGQit=β0+β1lnFEGit×RDit+β2lnFEGit×ISOit+β3lnFEGit×lnPatenit+β4lnFEGit×ISUit+εit

(2)

在(2)式中，lnFEGit×RDit表示前端污染治理与技术创新投入指标的交互项，lnFEGit×lnPatenit表示前端污染治理与技术创新成果应用指标的交互项，用来考察前端污染治理与技术创新的交互作用对经济高质量发展的影响；lnFEGit×ISOit表示前端污染治理与产业结构合理化指标的交互项，lnFEGit×ISUit表示前端污染治理与产业结构高级化指标的交互项，用来考察前端污染治理与产业结构调整的交互作用对经济高质量发展的影响。

(二)数据来源及说明

1. 被解释变量：经济高质量发展指标(EGQit)

目前，将全要素生产率(TFP)作为经济增长质量的代理变量是学术界认可的做法[16]。但这种测算方法忽略了资源环境因素测算的经济产出和经济效率，难以对经济高质量发展进行全面客观的评价，从而可能会误导经济政策的制定[9]。有鉴如此，本文采用绿色全要素生产率来表示经济高质量发展指标。其中，绿色全要素生产率采用DEAP2.1软件直接计算，将资本、劳动力和能源作为投入变量；以地区生产总值作为期望产出，选取废水排放总量、二氧化硫排放量(SO2)和工业固体废物产生量这三类污染作为非期望产出。郭庆旺等(2005)认为，利用DEAP2.1软件测算的资源环境约束下的Malmquist指数是一个环比指数，仅表示样本的跨期生产率变化，不是一个稳定的绝对数[17]。借鉴李元旭等[18](2019)、汪丽娟等(2019)的做法，对其进行变换，如假设2000年的绿色全要素生产率为1,则2001年的绿色全要素生产率为2000年的绿色全要素生产率乘以2001年的Malmquist指数，依此类推[19]。

另外，关于经济高质量发展指标的度量涉及到投入指标、期望产出和非期望产出指标。其中投入指标包括物质资本存量(K)、劳动力投入(L)、能源投入总量(E)。物质资本存量投入采用永续盘存法进行测算，各省资本形成总额数据来自历年《中国统计年鉴》，并使用各省份的固定资产投资价格指数折算为2000年不变价，对于资本的折旧率，用单豪杰(2008)计算的资本折旧率10.96%；劳动力投入采用各地区三次产业从业人员年末人数来表示；能源消费总量采用各省份能源消费总量来表示；期望产出指标采用地区生产总值来表示，并以2000年为基期，将其折算为以2000年价格为基期的实际国内生产总值。

2. 核心解释变量

(1)前端污染治理指标(FEGit)的度量。现有文献主要采用四种不同的测算方式：一是采用间接的方式对前端污染治理变量进行测算，如刘伟明(2014)采用各地区环境保护系统各级机构年末实有人数作为前端污染治理的代理变量；二是采用直接的方式对前端污染治理变量进行度量，其依据是前端污染治理侧重从源头上降低污染物产生，通过采用清洁生产技术可以减少、改变或预防污染物的产生，清洁生产技术是最典型的前端污染治理模式。前端污染治理水平越高，污染产生强度就越低。依据这个思路，Fujii et al(2013)[20]、梁劲锐等(2018)、解学梅等(2019)均采用污染物产生量与产值的比重作为前端污染治理模式的代理变量。综合以上两种度量方法以及数据的可得性，本文借鉴梁劲锐等(2018)的做法，采用各地区能源消费量与二氧化硫产生量的比值作为前端污染治理的代理变量。

(3)产业结构合理化指标(ISOit)的度量。产业结构合理化反映了要素投入结构与产出结构的耦合关系，反映了产业之间资源有效利用程度，是表征产业间协调发展的重要指标[34]。借鉴Cheng et al(2018)[35]的研究，采用如下公式来衡量产业结构合理化指标：

(4)技术创新投入指标(RDit)的度量。技术创新投入指标(RDit)采用各省份研发经费的内部支出占各地区GDP的比重来表示。

(5)技术创新成果转化指标(lnPatenit)的度量。技术创新成果转化指标(lnPatenit)采用各省份技术市场成交转让的合同金额来表示，为减少数据的波动性，对其取自然对数。

3. 控制变量Xit。本文采用的控制变量有：城镇化率指标(Urbanit)、市场化指标(Marketit)、外商直接投资指标(FDIit)。其中，城镇化率指标(Urbanit)采用各省城镇人口占各地区总人口的比重来衡量；市场化指标(Marketit)采用各地区国有固定资产投资占各地区全社会固定资产投资的比重来表示；外商直接投资指标(FDIit)采用各地区外商直接投资额占各地区GDP的比重来表示。

以上指标所采用的数据来源于2002—2016年各项统计年鉴，包括《中国统计年鉴》《中国科技统计年鉴》《中国环境统计年鉴》和各地区统计年鉴。各项指标的描述性统计如表1所示。

表1 各变量描述性统计分析

四、实证结果分析

(一)前端污染治理模式对经济高质量发展的直接影响

为考察前端污染治理模式对经济高质量发展的直接影响，对构建的计量模型(1)式进行参数估计。在运用静态面板模型对模型进行参数估计时，在选择究竟使用固定效应模型还是使用随机效应模型进行估计时，一般通过Hausman检验来进行判断。根据Hausman检验的结果，Hausman检验的P值为0.9980，无法拒绝扰动项与个体特征不相关的原假设，故选择随机效应模型对计量模型(1)进行估计，估计结果见表2。

表2 前端污染治理模式对经济高质量发展的直接影响

从表2的回归结果可以看出，lnFEGit变量指标的系数为正，且通过了1%显著性水平检验，这表明前端污染治理显著地推动了经济的高质量发展。

RDit变量指标的系数为正，但没有通过显著性检验。这表明技术创新对经济高质量发展的效果不明显。其原因在于受技术创新的不确定性、非对称性等因素的影响，技术溢出和商业转化过程存在着广泛的技术过滤器，有相当大的新技术仍然滞留在组织内部，造成技术资源的冗余和低效[16]，进而影响了经济的高质量发展；ISOit变量指标的系数为负，且没有通过显著性水平检验。这表明产业结构合理化指标对经济高质量发展的效果不明显。这是由于目前我国的产业结构在向第三产业的过渡过程中，传统产业占比偏高，无效和中低端供给过剩，高新技术产业不强，第三产业内部结构不合理，最终影响了我国经济的高质量发展[24]。

从控制变量来看，Marketit变量指标的系数负，且在1%的水平下显著，这表明我国市场化程度不高严重阻碍了经济的高质量发展。其主要原因在于，我国的市场化改革发展滞后，没有很好的处理好市场与政府的关系，从而制约了我国经济的高质量发展[25]；Urbanit变量的系数为正，且在5%的显著性水平下显著，表明我国的城镇化发展推动了我国经济的高质量发展；FDIit变量指标的系数为负，且在1%的水平下显著。这表明外商直接投资不利于我国经济的高质量发展。

(二)前端污染治理模式影响经济高质量发展的作用机制检验

以上研究表明，前端污染治理对中国经济的高质量发展具有显著的正向影响。但从表2中同时可以看出，技术创新投入指标、产业结构合理化指标对经济的高质量发展影响的系数虽然有正有负，但都没有通过显著性水平检验，这表明单向的技术创新投入、产业结构合理化，对经济的高质量发展影响不明显。那么，前端污染治理是通过什么渠道推动了中国经济的高质量发展呢？是什么原因导致这一现象的产生呢？换而言之，前端污染治理影响中国经济发展质量的传导机制是什么？根据前端污染治理影响经济发展质量的理论机制，前端污染治理可以通过技术创新和产业结构渠道影响经济的高质量发展，为了分析前端污染治理对经济高质量发展的作用机制，对计量模型(2)式分别进行参数估计。根据计量模型(2)式Hausman检验的结果，Hausman检验的P值为0.4614，不能拒绝扰动项与个体特征不相关的原假设，故选择随机效应模型对计量模型(2)式进行估计，估计结果见表3。

表3 前端污染治理模式对经济高质量发展的作用机制

从表3中的估计结果可以看出，前端污染治理模式与技术创新投入指标的交互项(lnFEGit×RDit)系数为负，但没有通过显著性水平检验。这进一步说明了仅仅加强前端污染治理技术创新的投入，对经济高质量发展的影响不明显。事实上，我国技术创新年均投入增幅在15%以上，2016年中国全社会研发投入占GDP的比重已达2.1%，超过欧盟平均水平(1.91%)，接近高收入国家平均水平(2.38%)。然而，技术创新投入水平的提高并没有显著推动中国经济的高质量发展[26]，主要原因在于我国缺少对技术创新成果有效转化的管理，导致我国整体及各省市的技术创新效率依然较低，进而影响了我国经济的高质量发展。

前端污染治理模式与产业结构合理化指标的交互项(lnFEGit×ISOit)系数为负，且通过了5%显著性水平检验，可能的原因是我国的产业结构存在着严重的结果性失衡现象，突出的产业结构失衡问题，使得前端污染治理难以通过产业结构合理化调整推动我国经济的高质量发展，从而显著的阻碍了我国经济的高质量发展[11]。

前端污染治理模式与技术创新成果转化指标的交互项(lnFEGit×lnPatenit)系数为正，且通过了5%显著性水平检验。这表明通过将环保型和治污型专利成果在环境污染治理中应用，能够显著促进经济的高质量发展。

前端污染治理模式与产业结构高级化指标的交互项(lnFEGit×ISUit)系数为正，且通过了1%显著性水平检验。这表明前端污染治理通过倒逼高耗能、高污染企业对其设备和工艺进行投资更新，导致产业结构发生新旧交替式的演变性调整，落后产能逐步淘汰，产业结构向绿色化方向转型，最终促进了经济的高质量发展。

五、结论及建议

第一，前端污染治理模式有利于降低后期过程中环境治理压力，从源头上控制污染物的产生，显著的促进中国经济的高质量发展，但单向的技术创新投入和产业结构合理化指标对经济高质量发展的影响都不显著。

第二，从交互作用来看，前端污染治理与产业结构合理化的交互作用显著阻碍了经济的高质量发展。这表明，我国的产业结构存在着严重的结果性失衡现象，使得前端污染治理难以通过产业结构合理化调整推动我国经济的高质量发展，从而显著的阻碍了我国经济的高质量发展。前端污染治理通过技术创新投入对经济的高质量发展影响不显著。这表明，虽然通过环境管制相关政策增加了企业污染治理技术的投入，但由于这些先进的环保型和治污型专利成果缺乏转化和应用，导致前端污染治理的技术的研发投入对经济高质量发展的影响效果不明显。

第三，从影响机制来看，前端污染治理通过产业结构高级化、技术创新成果的转化效应显著地促进了经济的高质量发展。这表明，通过加强这些技术创新成果在环境污染治理中的应用，对经济的高质量发展具有显著的提升作用；另外，推动产业结构向绿色化、高级化的方向发展，有利于促进经济的高质量发展。

因此，一方面，要转变技术创新的政策导向，改变以往“重研发、轻转化”的政策导向，充分发挥技术创新成果转化应用在经济高质量发展中的作用，积极鼓励和搭建各类绿色环保型科技创新成果转化服务平台，制定完善的绿色科技投入和成果转化扶持政策，加快绿色科技成果在环境污染治理中的应用和转化，提高绿色技术成果的转化率；另一方面，以供给侧结构性改革为抓手，借鉴发达国家产业转型升级的经验，大力发展清洁生产型产业，大力推进制造业的绿色化转型升级，着力打造具有低能耗、低污染、高效率的绿色产业结构，推动产业结构向绿色化、高级化方向发展。