中国绿色技术创新的动态产业升级效应研究
——基于异质环境规制的调节

韩先锋, 李佳佳, 董明放

(1.昆明理工大学 管理与经济学院,云南 昆明 650093; 2.西安建筑科技大学 管理学院,陕西 西安 710055)

0 引言

当前，如何有效加速产业升级已成为政府和学界关注的重点话题。理论和实践表明，技术创新是实现产业升级的可靠路径。然而，面对日益严峻的环境问题，传统技术创新已无法完全满足经济高质量发展的现实需求，开展绿色技术创新就成为了政府推动产业升级的一种新型技术创新手段。与一般技术创新不同，绿色技术创新具有“创新”和“绿色”的双重外部性特征，必须通过政府各类环境规制手段加以调控或矫正。根据环境规制主导者不同及政策灵活性差异，环境规制手段通常包括命令型、经济型和自愿型环境规制三种类型[1]。从政策执行效果看，命令型环境规制具有政府行政权力的强制性，经济型环境规制容易受到企业经济利益最大化目标的制约，而自愿型环境规制则较大程度上取决于排污者自发行为的影响。这意味着，不同类型环境规制在绿色技术创新驱动产业升级过程中的“调控器”功能应是有所差异的。特别是，在绿色技术创新和产业升级进程始终处于动态演化的现实情况下，如果缺乏分类的、动态的、有针对性的环境规制指导策略，可能会在一定程度上造成绿色技术创新的产业升级红利损失。因此，研究异质环境规制调节下绿色技术创新的产业升级问题就具有重要的理论与现实意义。

关于环境规制、绿色技术创新与产业升级的内在关联性问题，已引起了学术界的较多关注。相关研究主要体现在以下三方面：第一，环境规制对绿色技术创新的影响。学术界持有四种观点：一是支持“波特假说”，认为环境规制有利于绿色技术创新[2]。二是否定“波特假说”，指出环境规制对绿色技术创新具有负面影响[3]。三是认为“波特假说”是否成立尚不确定，即环境规制与绿色技术创新之间的关联性不明显[4]。四是指出“波特假说”存在动态演化特征，即环境规制与绿色技术创新之间具有非线性关联[5]；第二，绿色技术创新对产业升级的影响。多数学者肯定了绿色技术创新对产业升级具有促进作用[6,7]。然而，也有学者得出了不相一致，甚至完全相反的研究结论。原毅军[8]研究表明，绿色技术创新与制造业转型升级之间呈“U”型关系。张莉等[9]分析认为，在较低环境规制强度约束下，绿色技术创新对一般技术创新具有挤出影响，进而会对制造业转型升级带来负面冲击；第三，环境规制对产业升级的影响。现有文献持有三种观点：一是认为环境规制不仅有利于促进产业结构合理化和高级化[10]，还可倒逼污染密集型行业转型升级[11]。二是指出较低的环境规制标准会吸引发达国家污染密集型投资，从而不利于产业升级[12]。三是认为环境规制与产业升级之间存在非线性关联。童健等[13]实证发现，环境规制与工业转型升级之间存在“J”型关联特征。毛建辉和管超[14]考察表明，只有适宜强度的环境规制有利于产业升级。

综上可知，现有研究还存在以下不足：一是大多文献集中于探讨三者中两两之间的关系，相关结论尚存在明显争议，且关于绿色技术创新与产业升级之间的关联性分析还较为缺乏；二是经济发展规律往往是呈非线性演化的，而现有文献对三者之间动态关联的认识较为有限；三是基于异质环境规制视角探讨绿色技术创新对国内产业升级动态调节影响的相关研究尚属空白。本文研究的主要创新在于：一方面，拓宽现有局限于研究三者两两之间关系的分析视角，试图揭示绿色技术创新驱动产业升级过程中的环境规制动态调节机制及效应，为进一步认识三者之间的内在作用规律提供参考；另一方面，通过不同环境规制、不同地区的异质性检验，不仅强化了研究结果可靠性，也可为政府在驱动产业升级过程中，更有针对性地制定环境规制与绿色技术创新的联动政策提供现实依据。

1 研究设计

1.1 理论机制阐释

绿色技术创新促进产业升级的内在机制主要表现为：一方面，绿色技术创新会加速绿色知识和技术在传统产业内渗透并替代原有高污染、高能耗生产要素，有利于驱使传统产业向绿色化、清洁化方向发展，进而倒逼传统产业转型升级；另一方面，绿色技术创新能通过工艺和产品创新对整个产业链发展产生关联带动效应，由此产生的更加个性化、多元化和高层次的新市场需求，无形中会促使产业链延伸和扩张，从而加速了新产业形成。另外，绿色技术创新的产业升级效应并不是一成不变的。在绿色技术创新初期，企业开展绿色技术创新的成功率和转化效率均不高，研发成本也较为高昂，导致绿色创新资源投入会在一定程度上妨碍其他技术创新，从而对产业升级产生消极影响。随着越来越多的企业开展绿色技术创新，由于创新外部性溢出的持续影响，更多企业能接触或分享到社会上的绿色创新成果，此时新技术的广泛使用和研发能明显改善企业的生产方式和创新模式，从而开始有利于产业升级[9]。在绿色技术持续的扩散、分享、整合及应用下，绿色知识和信息累积循环的速度不断加快，绿色技术创新扩散的“倍增器”效果随之越明显，自然而然会对产业升级产生更为显著的积极影响。

然而，绿色技术创新的产业升级效果还会受到环境规制等制度条件的约束。在政府环境调控下，企业不得不加大绿色技术创新投资，在绿色技术创新初期虽可能会对其他技术创新投资产生挤出效应[8]，但大量企业参与既会产生创新扩散，又会无形中降低企业的绿色技术攫取和研发成本。这种情形下，环境规制无形中会对绿色技术创新的产业升级效应产生倒逼机制，并在一定程度上抵消企业因开展绿色技术创新而须额外支出的环保成本，从而扭转了绿色技术创新对产业升级的潜在不利影响。随着环境规制的持续调控，由于绿色技术创新过程中高强度、大范围的新技术、新知识扩散溢出和整合应用，越来越多的企业不仅能不断降低绿色技术创新成本，还可持续从绿色技术与环境污染治理、生产成本节省和生产流程优化等深度融合中获益，从而产生积极的环境规制调节影响。基于动态角度看，随着环境规制强度、绿色技术创新和产业升级水平等的持续动态演变，环境规制对绿色技术创新驱动产业升级的调节广度和深度都在不断变化。加之政府不同环境规制策略既在调控目的及倾向上有所差异，又在政策执行效果上存在偏差，最终导致其影响绿色技术创新驱动产业升级的方式与调控效果均存在一定异质性[1]。另外，不同环境规制策略并非一成不变，而是会随着环境问题的变化而不断进行调整和修订，故环境规制本身就具有一定的动态性。因此，异质环境规制调节下绿色技术创新的产业升级效应具有复杂的动态演化特征。

1.2 计量模型构建

为客观揭示环境规制调节下绿色技术创新的动态产业升级效应，这里首先构建如下多重面板门槛模型：

INDit=α1GREit·I(ERit≤γ1)+α2GREit·I(ERit>γ1)+…+

αnGREit·I(ERit≤γn)+αn+1GREit·I(ERit>γn)+

η1TRAit+η2CPit+η3TEIit+η4GOVit+μi+εit

(1)

(1)式中，INDit表征国内产业升级水平，是被解释变量。GREit为绿色技术创新水平，是核心解释变量。ERit为环境规制强度，是门槛解释变量。通过门槛值γ与ERit比较，可划分出具有不同取值的多个门槛区间，表示在不同环境规制强度调节下绿色技术创新对产业升级具有不同影响。TRA、CP、TEI和GOV表示影响产业升级的其他控制变量，I(*)是指示函数，当满足括号内条件时，取值为1，反之为0。i和t分别表示样本编号和时序编号，εit为误差项且εit～iid(0,σ2)，μi为不随时间变化的各样本截面个体效应。

进一步，本文将环境规制划分为命令型环境规制(IER)、自愿型环境规制(VER)和经济型环境规制(EER)。其中，IER约束下的门槛模型表示为：

INDit=α11GREit·I(IERit≤γ1)+α21GREit·I(IEFit>γ1)+…+

αn1GREit·I(IEFit≤γn)+α(n+1)1GREit·I(IERit>γn)+

η11TRAit+η21CPit+η31TEIit+η41GOVit+μi+εit

(2)

VER约束下的门槛模型可表示如下：

INDit=α12GREit·I(VERit≤γ1)+α22GREit·I(VERit>γ1)+…+

αn2GRE}it·I(VERit≤γn)+α(n+1)2GREit·I(VERit>γn)+

η12TRAit+η22CPit+η32TEIit+η42GOVit+μi+εit

(3)

EER约束下的门槛模型可表示如下：

INDit=α13GREit·I(EERit≤γ1)+α23GREit·I(EERit>γ1)+…+

αn3GREit·I(EERit≤γn)+α(n+1)3GREit·I(EERit>γn)+

η13TRAit+η23CPit+η33TEIit+η43GOVit+μi+εit

(4)

1.3 变量设定和数据说明

本文采用2004～2017年中国内陆30个省级行政区(西藏数据缺失较多，不在研究范围内)为对象进行研究，相关数据主要来自《中国科技统计年鉴》、《中国环境统计年鉴》、国家知识产权局中国专利公布公告网(http://epub.sipo.gov.cn)和《中国统计年鉴》。这里对上文设计的相关变量具体设定如下：

(1)被解释变量：产业升级水平(IND)。产业升级实质上体现为产业从低附加值形态向高附加值形态优化发展的动态演变过程，具有经济结构服务化的鲜明特征。这里借鉴邓慧慧等[15]的做法，采用第三产业产值与第二产业产值的比值来刻画国内产业升级水平，以期能清晰地描述经济结构的服务化倾向程度。

(2)核心解释变量：绿色技术创新(GRE)。考虑到绿色专利充分含有绿色发明、绿色发明者及绿色技术等信息，能较好地体现地区绿色技术创新水平。因此，本文选取绿色专利授权量来衡量绿色技术创新水平。借鉴韩先锋等[16]的做法，根据世界知识产权组织公布的绿色专利清单分类编码(IPC)，通过国家知识产权局中国专利公布公告网获取绿色专利授权量指标，并进行了对数化处理。同时，这里还采用绿色发明专利授权量做辅助测试，数据同样做了对数化处理。

(3)门槛变量。本文选取异质环境规制为门槛变量，对于自愿型环境规制(VER)，借鉴郑石明和罗凯方[17]的做法，采用环境污染来信来访总数来表征，以反映信息披露和公众参与情况，以及公众环保意识的强弱程度。对于命令型环境规制(IER)，借鉴屈小娥[18]的经验，采用各省份累计颁布的环境法规数量来衡量，以反映不同地区立法或行政部门对企业等经济活动参与者的环保规范和技术标准等要求。对于经济型环境规制(EER)，参照彭星和李斌[1]的做法，选取环境治理投资额与GDP比值来表征，以衡量政府和企业采用经济手段治理环境而做出的努力情况。

(4)控制变量。为了得到无偏的估计结果，本文还控制了以下变量：贸易开放度(TRA)，选取用人民币表示的进出口总额除以GDP来体现；知识产权保护(CP)，采用技术交易成交额占GDP比重来体现；技术引进(TEI)，使用国外技术引进合同金额与GDP比重来衡量；政府研发资助(GOV)，选择R&D经费支出中政府资金的占比来表征。

2 实证结果及分析

2.1 绿色技术创新驱动产业升级的动态效应分析

基于“自举法”重叠模拟似然比统计量500次的结果发现，以绿色技术创新为门槛变量时，应选取三重面板门槛模型。为增强研究结论可靠性，这里还对不考虑控制变量、绿色技术创新变量滞后一期和采用绿色发明专利授权量作为替代指标等三种方式的非线性模型做了辅助测试，结果均印证了上述检验结论。表1显示了全国层面上绿色技术创新对产业升级的影响情况。为有效消除异方差影响，这里基于稳健标准差方法估计模型。模型1和模型2分别是未考虑绿色技术创新滞后期和考虑绿色技术创新滞后一期的固定效应估计结果。由模型1可知，考察期内绿色技术创新显著驱动了中国产业升级。模型2的估计结果依然显著为正，但估计系数有所增大，表明绿色技术创新的积极影响并不仅仅作用于当期产业升级，还需要一个较长的时间过程才能充分释放。

表1 绿色技术创新驱动产业升级的面板模型估计结果

由模型4可知，绿色技术创新对产业升级的影响具有复杂动态演化关联。具体表现为，当绿色技术创新水平小于3.970时，其对产业升级具有一定的负面冲击。当绿色技术创新水平大于3.970且小于6.985时，绿色技术创新开始对产业升级产生一定的积极影响。当绿色技术创新水平依次跨越6.985和8.131时，绿色技术创新的产业升级效应在持续增强。因此，随着绿色技术创新水平提升，其对产业升级的影响呈现倒“U”型动态演化特征，即过低的绿色技术创新会阻碍产业升级，只有当绿色技术创新水平超越一定限度时才会有利于产业升级，且高水平绿色技术创新对产业升级的积极影响将更为显著。模型3、模型5和模型6等三种稳健性测试结果均亦较好地支持了上述结论。

2.2 异质环境规制动态调节的特征事实分析

在上文分析基础上，这里以命令型、经济型和自愿型环境规制为门槛调节变量检验发现，三类环境规制的调节效应均应选取三重面板门槛模型。为增强研究结论可靠性，本文还以绿色发明专利授权量为被解释变量进行检验，得出了类似结论。表2展示了全国层面异质环境规制动态调节的估计结果。

表2 异质环境规制动态调节的门槛估计结果

具体动态调节效果表现如下：第一，由模型1可知：当命令型环境规制强度依次跨越6.000、17.000和26.000时，绿色技术创新的产业升级效应会经历“先减小后增大”的正向“U”型特征，且在绿色技术创新与产业升级融合初期，实施命令型环境规制更有效。与表1中模型4结果相比发现，命令型环境规制不仅可扭转绿色技术创新对产业升级的消极影响，还能强化绿色技术创新的产业升级效果；第二，由模型2可知：当经济型环境规制强度依次超越1.150、2.660和3.070时，绿色技术创新对产业升级的影响同样会经历“先减小后增大”的正向“U”型特征，且在绿色技术创新与产业升级融合初期，实施较低强度的经济型环境规制较为有利，而在长期内实施高强度经济型环境规制的效果最佳。与表1中模型4结果比较发现，经济型环境规制也能有效强化绿色技术创新的产业升级效应；第三，由模型3可知：当自愿型环境规制强度依次超越2290.000、3400.000和10800.000时，绿色技术创新对产业升级具有“先增大后减小”的正向倒“U”型特征。对比表1中模型4结果发现，只有适宜的自愿型环境规制强度才可强化绿色技术创新的产业升级效应，而高强度的自愿型环境规制反而可能会弱化这种积极影响。模型4～模型6的稳健性估计结果均较好地支持了上述结论。总体看来，在绿色技术创新驱动产业升级发展初期，应实施较低强度的命令型、经济型环境规制策略，随着二者协调发展步入深水区，应实施高强度的命令型、经济型环境规制策略。对于自愿型环境规制，应以适宜强度为最佳，过高强度反而会弱化绿色技术创新的产业升级效应。进一步计算发现，2017年命令型、经济型和自愿型环境规制强度的平均水平分别为26.233、1.305和6934.400，说明现阶段命令型、经济型和自愿型环境规制的调节影响分别处于0.074、0.059和0.047水平，即调节效果表现为命令型、经济型和自愿型环境规制依次降低。因此，在处理绿色技术创新与产业升级的动态关联时，既要注重选取合适的环境规制工具或组合策略，也要以动态发展视角注重适时实施与二者协调发展相匹配的环境规制强度。

2.3 三类环境规制策略动态调节效果的空间差异分析

进一步，这里基于东部、中部和西部三大地区角度进行考察。门槛检验结果表明，考察东部地区命令型、自愿型环境规制调节应采用三重门槛模型，经济型环境规制调节应选取单一门槛模型。分析中部地区命令型、经济型环境规制调节应选取双重门槛模型，自愿型环境规制调节采用单一门槛模型较为合理。剖析西部地区自愿型、经济型环境规制调节应采用三重门槛模型，命令型环境规制调节应使用单一门槛模型。表3为空间层面的门槛估计结果。

表3 空间层面异质环境规制调节的门槛估计结果

由表3可知，不同类型环境规制调节下绿色技术创新的产业升级效应存在空间差异。具体表现为：第一，对于东部地区，①当命令型环境规制强度依次跨越2.000、5.000和14.000时，绿色技术创新的产业升级效应呈现“先增大后减小”的正向倒“U”型特征。与全国比较发现，东部地区应实施较低强度的命令型环境规制。②在自愿型环境规制调节下，绿色技术创新的产业升级效应表现为显著的正向倒“N”型特征，表明适度的自愿型环境规制将更为有利。③在经济型环境规制调节下，绿色技术创新对产业升级的驱动影响存在正向倒“U”调节特征。0.950的强度水平尚低于全国层面的第一门槛值，表明东部地区应实施较低强度的经济型环境规制；第二，对于中部地区，①以命令型环境规制强度29.000为界，绿色技术创新的产业升级效应具有正向倒“U”型特征。相比全国和东部地区，中部地区需要附以更严厉的命令型环境规制手段。②当自愿型环境规制强度小于3451.000时，绿色技术创新对产业升级产生了显著的积极影响。当其超越这一水平时，绿色技术创新的积极影响已变得不明显，表明适度的自愿型环境规制对中部地区更为有利。③当经济型环境规制强度依次超越0.980和1.150时，绿色技术创新的产业升级效应呈现正向倒“U”型特征；第三，对于西部地区，①当命令型环境规制强度跨越10.000时，绿色技术创新对产业升级的积极影响会持续减弱，表明较低强度的命令型环境规制对西部地区更为有利。②当自愿型环境规制强度依次超越1792.000、2670.000和6034.000时，绿色技术创新对产业升级具有正向“N”型调节特征。③当经济型环境规制强度依次超越0.810、1.190和3.070时，绿色技术创新的产业升级效应和自愿型环境规制的调节特征相似，表明西部地区在通过绿色技术创新驱动产业升级过程中，应实施适度的经济型环境规制策略。

进一步分析发现，2017年东部、中部和西部地区的命令型环境规制强度分别为32.273、29.750和17.636，表明现阶段其对三大地区的调节强度分别为0.142、0.055和0.067，即东部地区调节效果最佳、西部地区次之、中部地区最弱；同样，现阶段三大地区自愿型、经济型环境规制的调控效果亦表现为东部地区>西部地区>中部地区。从不同空间的调节效果看，东部地区2017年的命令型、自愿型和经济型环境规制强度分别为32.273、8592.182和1.019，表明现阶段三类环境规制的调节效果分别正处于0.142、0.123和0.110水平上，即命令型环境规制的调节效果最佳、自愿型环境规制次之、经济型环境规制较差。西部地区异质环境规制的调节特征与东部地区基本一致。在中部地区，经济型环境规制调节效果最佳、命令型环境规制作用次之、自愿型环境规制作用最差。

3 结论与政策建议

本文实证分析了异质环境规制如何动态调节绿色技术创新的产业升级效应，主要结论如下：①现阶段绿色技术创新虽驱动了中国产业升级，但只有当绿色技术创新水平超越一定限度时才会有利于产业升级；②绿色技术创新对产业升级的动态影响存在异质环境规制调节效应，在命令型、经济型环境规制调节下均呈现正向“U”型特征，在自愿型环境规制调节下具有正向倒“U”型影响；③现阶段三种环境规制均能提升绿色技术创新的产业升级效应，但调节效果表现为命令型、经济型和自愿型环境规制依次降低；④三类环境规制均对绿色技术创新的产业升级效应产生了异质调节影响。一方面，现阶段三类环境规制对东部地区的积极调节效果最为明显、西部地区次之、中部地区最差。另一方面，当前东西部地区选取命令型环境规制最为有效，而中部地区采用经济型环境规制效果最佳。

本文研究蕴含的政策含义如下：首先，政府应积极围绕绿色技术创新进行专门的科技战略部署和专项规划，培育驱动产业升级的绿色内动力。一方面，要不断加大绿色技术创新领域的资金投入，为创新主体从事绿色技术创新活动直接提供坚实的资本支撑，不断提升绿色技术创新的规模和强度。另一方面，要通过财政补贴、税收优惠、科技奖励和专项基金支持等手段，持续激发全社会开展绿色技术创新的积极性；其次，应遵循不同类型环境规制策略的异质动态调节规律，避免实施静态化的环境规制政策。在绿色技术创新与产业升级融合发展的初期，注重实施较低强度的命令型和经济型环境规制强度，而随着绿色技术创新驱动产业升级步入深水区，应选择较为严厉的命令型和经济型环境规制。对于自愿型环境规制则以适度为佳，过高强度反而可能会弱化绿色技术创新的驱动效果；再次，地方政府要注重实施差异化的、分类的环境规制策略，既要选取科学的环境规制占优或组合策略，也要注重环境规制强度适宜且动态可变。不同地区应进一步加强不同环境规制手段的调节干预，积极释放绿色技术创新的产业升级红利，特别是东部地区应更加注重发挥环境规制正向调节的动态比较优势。就现阶段最优环境规制调节策略而言，东西部地区选取命令型环境规制最为有效，中部地区则采用经济型环境规制效果最佳。