高技术产业绿色技术创新效率评价及影响因素分析
——基于SBM-Tobit模型

罗志红,陶 晶

(东华理工大学 经济与管理学院,江西 南昌 330013)

2020年,我国明确提出“碳达峰”和“碳中和”目标,引发一场广泛而又深刻的绿色工业革命。2021年,《“十四五”工业绿色发展规划》要求全面提升绿色制造水平,促进工业产业结构和生产方式绿色低碳转型;2022年,党的二十大报告提出实现经济社会高质量发展的关键在于绿色化、低碳化发展。随着我国对于经济社会绿色发展的关注与要求逐步升级,技术密集、环境友好的高技术产业成为建设主战场。国家统计局数据显示,面对复杂的国际环境以及疫情反复打击的国内经济环境,高技术产业仍保持着稳定增长态势。2022年1—10月,高技术产业的增加值同比增长8.7%,投资额同比增长23.6%,成为引领工业增长的中坚力量[1]。如何利用宏观政策带来的发展契机,高效推进绿色创新,率先实现绿色低碳转型,是目前高技术产业的重要任务。研究高技术产业绿色技术创新效率,分析效率影响因素,对高技术产业把握发展机遇、高效应对投资高潮、实现绿色转型有着一定的现实意义。

目前,高技术产业绿色技术创新效率的研究成果较为丰富,汪传旭[2]将环境因素纳入评价指标体系,对比了是否考虑非期望产出的绿色技术创新效率表现。范德成[3]基于创新价值链理念,并考虑共享资源对创新产出的影响进行两阶段绿色创新效率测算,发现高技术产业绿色技术创新在成果转化效率上存在明显不足。王伟[4]认为金融环境、研发强度和劳动力素质能够显著提升高技术产业创新效率。李健[5]发现研发强度、产业规模、劳动者素质正向影响高技术产业绿色技术创新,政府支持与市场竞争抑制绿色创新效率。董会忠[6]在进行影响因素分析时发现,同一因素对于高技术产业绿色技术创新不同阶段的影响方向存在差异。可以看出不同阶段的影响因素具有差异性,这个结论也在杨嵘[7]的研究中得以证实。

目前,学者们基于不同的“绿色技术创新”概念理解展开研究[8-10],重视效率测算的模型设计和评价指标体系构建,将创新价值链理念充分运用在效率测算过程中。本研究认为,既然在分析效率表现时引入创新价值链理念进行阶段划分,充分说明了高技术产业绿色技术创新活动是一场接力赛,每个阶段就像“具有个体差异的接力运动员”,所受内外界影响力度不尽相同。有的影响因素在科技研发阶段意义非凡,有的则在成果转化阶段备受关注。基于此,本研究试图将创新价值链理念延续到影响因素分析过程中,根据不同阶段的主要特点与阶段任务选择影响因素,不仅可以丰富高技术产业绿色技术创新研究内容,还能为促进产业绿色转型发展提供更具针对性的建议。

一、研究方法

本研究以创新价值链理论为指导,将高技术产业绿色技术创新活动划分为科技研发和成果转化两个连续性阶段。借鉴李胜楠[11]的做法,以DMU阶段效率值为坐标,以其到原点的距离作为整体阶段的效率值。整体效率的计算公式如式(1)所示。

(1)

式(1)中,S为整体效率,S1为科技研发效率,S2为成果转化效率。

1.SBM模型

Tone[12]提出的SBM模型能够弥补传统DEA模型测算结果存在的误差,模型引入非期望产出,便于考察技术创新的“绿色性”,模型表达式如式(2)所示。

(2)

式(2)中,E*为决策单元高技术产业绿色技术创新效率,s为投入产出的松弛变量,λ为权重向量。

2.Tobit模型

SBM模型测算出来的效率值的取值范围为[0,1],已然不适合用传统OLS模型进行估计,Tobit模型能够更好地适配SBM模型测算结果,进行效率的影响因素分析。模型基本形式如式(3)所示。

(3)

二、指标设计与数据来源

1.高技术产业绿色技术创新效率评价体系

本研究参考已有文献[13-15],遵循指标选取原则构建高技术产业绿色技术创新评价指标体系。科技研发阶段的目标是研发新技术,指标选取应围绕技术研发展开。R&D全时当量是研发活动使用的劳动力指标,R&D内部经费支出和新产品开发经费是开发新技术新产品投入的财力指标,专利申请数和有效发明专利数是研发成果的量化体现。对于R&D内部经费支出进行存量处理,本研究借鉴陈宇峰[16]等人做法,采用永续盘存法,以2009年为基期进行存量转换。计算公式如式(4)所示。

(4)

式(4)中,Kit为i地区第t时期R&D资本存量;δ是折旧率;Ii(t-1)为名义R&D内部经费支出,Pi(t-1)是价格指数,参考李胜楠[11]的做法,确定“价格指数=居民消费价格指数×对应权重+固定资产投资价格指数×对应权重”;g是几何平均增长率,参考Griliches[17],取15%。

成果转化阶段的主要任务是将创新成果实体化和经济化,是科技研发阶段的存续检验。相比较专利申请数,有效发明专利在产业化生产和市场竞争上更具代表性,因此,选取有效发明专利数作为技术投入。技术改造经费支出和能源消耗总量作为资金投入与能源投入。产出方面以技术创新取得的经济利益作为期望产出指标,即新产品销售收入,该指标对以2009年为基期的生产者出厂价格指数进行平减处理。以环境污染综合指数作为非期望产出指标,该指数是工业废水总量、工业二氧化硫排放量、工业烟尘排放量根据熵值法计算所得[18]。最终构建的高技术产业绿色技术创新效率评价指标体系如表1所示。

表1 高技术产业绿色技术创新效率投入产出指标

2.高技术产业绿色技术创新效率影响因素

在高技术产业绿色技术创新效率影响因素的选择上,充分延续了创新价值链理念,加入了对创新阶段的任务理解,并结合以往研究成果[7,18-22],构建的影响因素指标如表2所示。

表2 高技术产业绿色技术创新效率影响因素

创新依靠高素质人才,生产依靠高素质劳动力,因此,劳动力素质始终是绿色技术创新活动能否有效开展的决定性因素。“熊彼特假设”认为,企业规模与技术创新之间紧密联系,企业规模关乎企业资源拥有情况和风险抵御能力,同时在规模扩大时形成的规模效益对高技术产业绿色技术创新效率必然产生深刻影响。通常对外开放水平与引进国内外先进的研发技术和管理技术的机会成正比,高技术产业通过对外开放进行技术改造和管理升级,也便于开拓海外市场。合理的产业结构中重工业比重较低,高技术产业面临的环境治理成本相对较少,有利于技术创新活动的绿色性建设。政府支持是保护产业发展的“骑士”,不仅提供直接的经济支持和发展特权,还利用政策对企业生产进行引导。上述因素对于高技术产业绿色技术创新的影响贯穿两个子阶段,可作为整体效率的影响因素指标。

科技研发阶段以技术研发为主,该阶段的重要问题为是否进行技术研发,有没有财力进行技术研发。当一个地区创新氛围浓厚的时候,市场上会涌现出大量优质商品,企业会为了抢占市场自发进行技术研发。目前,我国高技术产业绿色技术创新主要有自主创新和模仿创新两种方式,其中依靠改造国外先进技术的模仿创新是重要内容。企业研发需要积极融资和政府支持以保障资金链安全,那么融资环境与政府支持力度对于科技研发阶段的资金保障十分重要。因此,选取金融环境、政府支持力度代表高技术产业的资金投入的影响因素,创新氛围和对外开放水平代表技术投入的影响因素。

成果转化阶段以产业化和市场化为主。按照环境库兹涅次曲线假说,人均收入水平提升会促使人们越来越重视环境问题,偏好消费绿色性产品。市场开辟需要兼顾国际国内两大平台,绿色产业化建设会受到政府的调控,表现在环境规制的约束与财政支出的补贴。因此,选用对外开放水平及地区发展水平作为商品市场化建设的影响因素,选择环境规制和科技创新激励力度作为科研成果绿色产业化的影响因素。

3.数据来源

本文的研究对象为中国28个省份(港澳台、青海、新疆及西藏因数据缺失严重而剔除),研究时期为2009—2019年。所需数据来自《中国高技术产业统计年鉴》《中国能源统计年鉴》《中国统计年鉴》《中国科技统计年鉴》以及《中国环境统计年鉴》,对于部分缺失值,采用线性插值法予以补充。

三、高技术产业绿色技术创新效率实证分析

我国高技术产业动向具有明显的政策导向性,结合投入产出原始数据和政策实施情况,发现在新政策和发展重点向高技术产业聚焦时,产业投入产出动态会发生相应变化。因此,本研究依照政策变化情况将样本时期一分为三,既有利于细化分析高技术产业效率表现情况,又有利于体现效率变化与宏观环境之间的对应关系,尤其是政策实施的导向性。时期一为2009—2012年,党的十七大提出建设生态文明、提倡节约能源和保护环境,要求调整产业结构,绿色发展步入萌芽时期。时期二为2013—2015年,习近平总书记在2013年博鳌论坛中已明确提出经济绿色发展理念,通过相关政策对企业生产进行调控,绿色发展步入政策建设时期。时期三为2016—2019年,“十三五”规划提出五大发展理念,绿色发展的战略地位上升到前所未有的高度,正式进入全面发展时期。

根据Matlab软件效率测算结果,2009—2019年我国高技术产业绿色技术创新效率变化趋势和效率表现情况如图1和表3所示。其中S1代表科技研发效率,S2表示成果转化效率,SA表示整体效率。

图1 2009—2019年中国高技术产业绿色技术创新效率变化趋势图

表3 2009—2019年中国各省份高技术产业绿色技术创新效率

由图1可知,整体上,样本期间我国高技术产业绿色技术创新整体效率增长缓慢,与生产前沿差距较大,说明尽管历经多年发展,高技术产业绿色技术创新初见成效,但在发展中可能存在“顽疾”。分阶段看,科技研发阶段与成果转化阶段的波动情况呈现对称状态,阶段差异较大,科技研发效率波动情况与整体效率基本一致。一方面,说明由于高技术产业科技研发缺乏核心竞争力,创新成果经济效益受损;另一方面,说明高技术产业的弱点是绿色产业化和市场化建设,一直存在“科技”和“经济”分割成“两张皮”的问题。整体效率提升的主要驱动力来自科技研发效率,“顽疾”是成果转化效率,促进两阶段均衡发展才是效率提升的有效途径。

通过图1的细分时期可以看出,2009—2012年,科技研发效率呈“V”型增长,成果转化效率呈倒“V”型下降。可能的原因是:历经2008年全球性金融危机,高技术产业的发展也出现短暂萧条,主要体现在资金投入和产品销量上。由于研发活动时间跨度长,金融危机对两阶段效率的影响分别在2009年和2010年显露出来。得益于党的十七大提倡自主创新、重视生态文明、加快实现高技术产业化的宏观政策,在经济回温后迅速实现创新效率提升。2013—2015年,两阶段效率几乎没有增长变化。可能的原因是:2013—2015年,绿色发展是大势所趋,生产集约化和清洁低碳化是产业发展目标,伴随“稳中求进”的主基调,高技术产业谨慎进行绿色技术创新。2016—2019年,两阶段效率明显增长,差异逐渐加大。可能的原因是:2016—2019年,中国经济进入“新常态”,发展高技术产业是顺应时代潮流的必然选择,因而在这期间科技研发效率提升较快。同时,伴随着经济下行压力,高技术产业产品生产面临着国际国内两大考验,即国际“绿色工业革命”的开展与贸易保护主义抬头、国内绿色产品供给与消费者偏好间的矛盾,使得两阶段之间的差距逐步拉大。

根据表3可知,在样本年间,实现绿色技术创新有效的只有天津、江苏、河南与广东四个省份,其中广东省两阶段效率表现最为均衡。而从地域角度上看,东部地区效率遥遥领先,中部地区效率进步最大,西部地区出现轻微回落,地区差异现象较为显著。可能的原因是,东部地区的区位优势明显、经济基础扎实、科技人才汇集、科研底蕴深厚,同时通过对外开放,对国外先进技术和成功经验进行本土化改造吸收,促使本地区高技术产业研发水平和市场化建设取得了巨大进步。环境库兹涅次曲线假说中提到,经济发达的地区民众环境保护意识更重,产业会更注重创新活动的绿色性,并且对于污染治理难度大的产业类型或环节,通过绿色技术创新和产业中西部转移这两项措施进行效率优化。中部地区地理位置优越,基础设施完善,经济基础扎实,通过吸收学习先进技术和管理经验,发挥集聚效益,建设高技术产业具有后发优势。但地区处理环境污染能力普遍较弱,成果转化平台建设极易到达上限,效率提升速度整体上呈放缓状态。西部地区资源丰富,太阳能、风能等清洁能源储量惊人,西部大开发战略也为该地吸收了不少高技术产业发展资源,加之四川、重庆两地在高校建设和经济发展水平上具有一定优势,拔高了西部地区效率均值。但西部地区进行绿色技术创新受阻太大,一是产业化程度低,二是区位条件不利于成果转化平台建设,三是脆弱的生态环境导致企业环境治理成本高昂,因此,西部地区绿色技术创新效率在增长速度和效率表现上都逊色于其他两个地区。

为了进一步掌握中国各省份高技术产业两阶段绿色技术创新效率表现情况,以两阶段效率均值为划分依据,将28个省份划分为四个类型,分区及年度变化情况见表4所示。

表4 2009—2019年中国各省份高技术产业绿色技术创新效率分区

根据表4可知,第一类是高研发高转化型,两阶段效率表现优于全国水平,属于相对有效地区。主要由东部地区省份构成,数量上呈现增长趋势,其中北京、广东在样本年间表现比较稳定,江西厚积薄发,成功晋升为一类省份。第二类是低研发高转化型,典型特征是发展不均衡,主要分布在东部地区。这类省份在成果转化阶段取得的成功经验,对提升全国性成果转化平台建设有着一定的借鉴意义。在样本年间,这类省份的科技研发效率正向均值线靠近,有望在以后年度突破局限,实现均衡发展。第三类是高研发低转化型,受成果转化效率掣肘,属于单边高效型。作为高技术产业短板问题,成果转化低效也会反作用于科技研发效率,所以在样本年间,第三类省份的变动主要以横向变动为主,难以突破均值线实现双边高效。主要有安徽、四川、广西等中西部地区省份,受益于政府支持和产业转移,在科技研发方面有所成就,但在产业与当地经济环境、生态环境的适配性上存在缺陷,难以实现绿色产业化和商品市场化。第四类是低研发低转化型,两阶段效率值均低于全国水平,属于相对无效地区。这类省份的显著特点是基础设施不完善、人才流失严重、环境治理成本高昂,诸如宁夏、甘肃等省份。双低型省份也有像河北省经济条件和生态条件相对较好的地区,但其发展受周边发达地区“虹吸”效应影响,绿色技术创新效率难以提升。总的来说,达到相对有效状态的省份数量极少,相对无效的省份占大多数,部分省份实现类型突破,比如河南、江西两地研发转化双边进步,天津、湖南和内蒙古等地横向降级。

四、高技术产业绿色技术创新效率的影响因素

本研究根据高技术产业绿色技术创新活动阶段性特点选取影响因素进行Tobit回归分析。借助Stata15.0测算数据结果。其中,整体效率的影响因素分析结果如表5所示,科技研发效率影响因素分析结果如表6所示,成果转化效率影响因素分析结果如表7所示。

表5 中国高技术产业绿色技术创新整体效率影响因素分析结果

表6 中国高技术产业科技研发效率影响因素分析结果

表7 中国高技术产业成果效率影响因素分析结果

表5结果显示,劳动力素质、企业规模正向影响高技术产业绿色技术创新,产业结构和政府支持力度负向影响高技术产业绿色技术创新,分别在1%、5%或10%的显著性水平上通过检验。说明这些影响因素中,劳动力素质代表有效参与创新的人员质量,科研人员是研发活动开展的核心所在,也代表着产业创新实力,能够正向促进效率提升;企业规模大小对于发挥规模经济效益尤为重要,对于效率提升也有正向影响;产业结构不合理的省份,往往工业占比大,环境污染的负外部性强,会抑制绿色创新效率提升;政府支持力度越强,意味着高技术产业R&D经费大部分来源于政府补助,产业不具备研发实力或不愿意进行自主研发,一定程度上抑制了绿色技术创新效率。高技术产业绿色技术创新的提升在于自主创新,不能只单纯依靠对外开放进行模仿创新,需要培育基础技术、掌握核心技术,才能在国际市场上盘踞一席之地。综上,高技术产业整体效率提升的驱动力在于优化产业内部条件,降低对政府的依赖性。

表6结果显示,金融环境和创新氛围显著正向影响高技术产业科技研发效率,并通过了1%的显著性水平检验,政府支持和对外开放水平负向影响科技研发效率,但并未通过显著性水平检验。表明金融环境越好的地区越便于高技术产业获取外部资金帮助,一定程度上了拓宽了融资渠道,为研发资金安全上了一把加强锁。创新氛围浓厚的地区同业竞争激励,提高了产业研发主动性,从而提升当地效率。高技术产业绿色技术创新要不能过度依靠政府,自发进行绿色技术创新而不是依靠政策导向才能促进效率提升。从对外开放水平对高技术产业科技研发效率起抑制作用可以看出,高技术产业需要重点依靠自主创新和本土市场,不能过度依赖国外技术和国际市场,以往依靠以量取胜的老式发展道路已经行不通了,必须坚持自主研发,沉下心来搞基础技术研究才能促进产业健康发展。

表7结果显示,地区发展水平、对外开放水平和科技创新激励力度能够显著正向影响高技术产业绿色技术创新成果转化效率,分别在1%和10%的水平上显著,环境规制负向影响成果转化效率,但未通过显著性水平检验。表明地区发展水平作为整体财力的象征,一方面,促进创新产品的产业化建设,另一方面,刺激居民进行绿色产品消费,从供求角度提升成果转化效率。与科技研发阶段不同,对外开放水平越高的地区,便于高技术产业凭借价格优势开拓海外市场,提升创新成果的经济转化。当地方政府对科学技术的创新激励力度越大时,高技术产业获得的科研成果生产和市场化建设的红利越大,能够有效降低生产成本,提高成果转化效率。环境规制越严格的地方,高技术产业越需要使用大量资金来降低生产过程中产生的污染,或为超额排放行为付出代价,使得经济效益降低,抑制成果转化效率提升。

结语

本研究利用SBM-Tobit模型测算了我国28个省份高技术产业2009—2019年绿色技术创新效率及影响因素,得出的主要结论如下。

第一,绿色技术创新效率测算结果表明,2009—2019年我国高技术产业绿色技术创新效率缓慢上升,存在较大提升空间;效率提升的主要驱动力来自于科技研发阶段,两阶段效率发展差异明显,摆脱“科技”和“经济”两张皮现象是高技术产业取得突破性进展的关键;受政策及其他宏观因素影响,效率波动情况出现时段性特征;区域上发展不均衡问题凸显,东部地区效率表现优于其他两个地区,中部地区效率进步最大,西部地区出现效率轻微回落势头。

第二,影响因素实证分析结果表明,高技术产业绿色技术创新效率的影响因素中,劳动力素质、企业规模起正向促进作用,产业结构、政府支持力度起抑制作用,效率提升源动力在于优化产业内部条件。科技研发阶段影响因素中,当地金融环境和创新环境正向影响研发效率,效率提升得益于资金环境和创新环境的优化,受制于过度依赖政府资金和外来技术。成果转化阶段影响中,地区经济发展水平与对外开放水平高的地区有利于成果转化平台的搭建,体现在内需和外贸两个方面,政府行为中的政策激励和环境规制,只有促使产业获得经济效益时,才能促进成果转化效率提升。高技术产业绿色技术创新工作重心在于优化内部发展条件进行自主创新,金融、创新氛围、创新支持等激励性因素对于阶段效率提升有重要帮助,对外开放的目的是提升产业核心竞争力以获得海外市场份额,实现中国技术“走出去”。

根据高技术产业绿色技术创新效率表现情况及影响因素,可采取如下对策进行专项提升。

一是促进区域协调发展。充分发挥东部地区示范作用,通过技术和知识溢出效益,帮助中部与西部地区进行绿色技术创新;国家可在政策上为建设中部、西部地区高技术产业提供更多保障;积极实施人才引进战略,提升地区研发水平;注重中部地区与西部地区成果转化平台建设;加强区域协作,促进资金、技术、商品在区域间自由流通,让中部地区与西部地区在交流中实现效率提升。

二是提升自主创新水平。增强高技术产业自主创新意识,走出“复刻”“同款”陷阱,提升产品竞争力;政府应该为高技术产业绿色技术创新提供政策福利,积极引导良性竞争,解决高技术产业融资问题,可建立基金项目资助技术型企业进行自主创新。

三是挖掘市场需求。充分发挥市场导向作用,培育科技研发工作人员的市场意识,充分做好市场调研与可行性分析,重视科技成果绿色生产,加强市场推广与经济转化。加强基础设施建设,建立高技术产业科研商品全国性交易平台,降低地理区位条件对商品流通的限制,实现科研成果跨区域转化。

四是发挥多方合作效益。依据重分类结果,甄别不同省份高技术产业发展情况,根据地域特点和行业发展面临的瓶颈问题作出调整。同时,可以采取“对角帮扶”措施,加强“互补性”省域高技术产业合作,建设跨省份产学研合作平台。