1、环境规制、防治大气污染技术创新与环保产业发展机理 林玲 赵旭 赵子健 上海交通大学安泰经济与管理学院 摘 要： 本文利用 1998 年开始实施的双控区政策解决模型识别问题, 进而探讨环境规制能否促进防治大气污染技术创新。在双控区和非双控区城市防治大气污染技术创新的对比上, 双重差分模型估计结果显示:双控区政策能够促进防治大气污染技术创新。在稳健性检验中, 本文主要检验双控区和非双控区城市在 1998 年之前防治大气污染技术创新的趋势是否相同, 并进行重复抽样实验, 结果显示:模型并不存在内生性, 估计结果是无偏的。在机制分析中, 本文认为, 在企业、科研院所和个人三类创新主体中, 双控区政策主
2、要激励企业的防治大气污染技术创新活动;同时, 双控区政策为脱硫设施和脱硫技术带来了巨大需求, 引起大量从事脱硫业务的环保企业成立, 进而促进防治大气污染技术创新。最后, 根据实证结果, 本文提出若干政策建议。关键词： 环境规制; 防治大气污染技术创新; 双控区; 环保产业; 作者简介：林玲 上海交通大学安泰经济与管理学院博士研究生, 上海市, 200030;作者简介：赵旭 上海交通大学安泰经济与管理学院教授、博士生导师;作者简介：赵子健 上海交通大学安泰经济与管理学院博士后。收稿日期：2017-08-29基金：国家自然科学基金重点项目群之重点项目“气候变化背景下低碳农林业发展战略及政策研究:基
3、于作用、潜力和成本效益的分析” (71333010) Environmental Regulation, Innovation of Atmospheric Pollution Prevention Technology and Development Mechanism of Environmental Protection IndustryLIN Ling ZHAO Xu ZHAO Zijian Shanghai Jiao Tong University; Abstract： This paper investigates whether environmental regulation
4、would affect innovation of atmospheric pollution prevention technology. The identification uses the two control zones ( TCZ) policy implemented in 1998, and the DID estimation shows that the TCZ can promote the innovation of atmospheric pollution prevention technology. The paper also uses the robust
5、ness test to check whether the trends of the innovation of atmospheric pollution prevention technology between TCZ cities and not-TCZ cities before 1998 are the same. The repeated sampling test is introduced and the result shows that no endogenous problem occurs in the model which means that the est
6、imate is unbiased. In the mechanism analysis, the paper argues that the TCZ policy mainly stimulates the innovation activities in enterprises, other than research institutes and individuals. Moreover, it is found that the TCZ brings huge demands of desulfurization facilities and desulfurization tech
7、nologies, causing the establishments of a large number of enterprises engaged in desulfurization and thereby promoting the following innovation of atmospheric pollution prevention technologies. According to the above conclusions, several relevant policy suggestions are put forward at last.Keyword： e
8、nvironmental regulation; innovation of atmospheric pollution prevention technology; two control zones; environmental protection industry; Received： 2017-08-29一、问题提出环境规制会对经济活动带来影响1-2, 其中备受关注的是环境规制对创新活动的影响3-4。波特和范德-林德 (Porter第二个差分来自于 1998 年政策实施前后的比较。本文的回归模型设计如下:其中, Innovation ct表示城市 c 在 t 年的防治大气中硫污染技术
9、创新, 用防治大气中硫污染的发明专利申请量代替。TCZ C为 0-1 变量, 当城市 c 划入双控区时等于 1, 其他情况下为 0。Post1998 t为 0-1 变量, 当时间 t 大于等于 1998 年时等于 1, 其他情况下为 0。 c为城市固定效应, 用于控制不随时间改变的城市特征。 t为时间固定效应, 用于控制随时间而改变的冲击。本文关注的系数为 , 当 0 时说明双控区政策能够促进防治大气中硫污染技术创新。由于城市并非随机划入双控区或者非双控区, 这种非随机性可能意味着双控区城市和非双控区城市存在显著的不同, 会使得方程 (1) 中的 的估计结果是有偏的。为了进一步解决非随机性选择
10、问题, 本文借鉴根茨科 (Gentzkow, 2006) 25和陈等人 (Chen et al., 2015) 21研究中的方法, 引入决定城市划入双控区的因素作为控制变量, 由此设计的回归模型如下:其中, Control c表示决定城市划入双控区的因素, 采用 1995 年城市 c 中火电、化工、冶金、有色和建材行业五类行业的工业增加值代替。f (T) 表示时间的多项式, 包括一次项、二次项和三次项, 其中 T=t-1997。四、实证结果与分析本文首先检验 1995 年及以前的双控区和非双控区城市之间是否存在显著差异, 表 1 列示两类城市在 19931995 年部分变量的统计值。从表 1
11、中可以看出, 在 1995 年以前, 双控区和非双控区城市之间的差异与绝对值相比较而言并不明显, 这一结果与蔡等人 (Cai et al., 2016) 17相似。此外, 在 1995 年之前, 两类城市几乎都没有防治大气中硫污染的技术创新。表 1 1995 年之前的城市统计特征 下载原表 表 2 模型的估计结果 下载原表 表 2 列出了式 (1) 和式 (2) 的估计结果, 其中第 (1) 栏给出了简单的 DID 估计结果, 即控制城市与时间固定效应。研究发现, TCZ CPost1998t的系数 的估计值为 1.298, 并在 1%的水平上显著不为零, 表明 1998 年以后, 双控区城市
12、的防治大气中硫污染技术创新明显多于非双控区城市。为了消除非随机性带来的估计偏差, 本文引入控制变量与时间多项式的交叉项。控制变量为火电、化工、冶金、有色和建材行业五类行业的工业增加值, 估计结果罗列在第 (2) 栏。在第 (2) 栏中, 尽管 的估计值变小, 但依然为正, 并且显著不为零。在第 (3) 栏中, 本文引入了直辖市的虚拟变量 Super City 与 TCZcPost1998t的交叉项, 用于考察特大城市特征是否会对估计值造成影响。结果发现, 的估计值依然为正, 并且显著不为零。同时, 本文发现双控区政策对直辖市的防治大气中硫污染技术创新影响更大。为了检验是否在 1998 年之前各
13、城市提前改变自身行为从而增加了防治大气中硫污染技术创新活动, 本文由此引入 1997 年的虚拟变量 Year1997 与 TCZc的交叉项, 估计结果列示在第 (4) 栏。可以发现, 的估计值并未由此发生太大改变, 且 1997 年虚拟变量与 TCZc的交叉项系数在 5%的水平上也并不显著, 由此可认为并不存在预期效应。五、稳健性检验在模型识别中, 隐含了一个关键性假定, 就是双控区政策实施以后, 双控区和非双控区城市防治大气中硫污染的发明专利申请趋势才开始发生改变。为了判定这一假定是否成立, 本文进行稳健性检验。图 1 双控区政策系数估计值的趋势变化 下载原图注:估计值表示双控区政策 TCZ
14、 与时间虚拟变量 Year Dummies 交叉项的系数的估计值。识别假定要求双控区和非双控区城市在 1998 年之前防治大气中硫污染技术创新的趋势相同, 这样就可以排除双控区政策的效应并非来自于趋势26, 图 1 列出了 19932013 年双控区和非双控区城市防治大气中硫污染技术创新的差异的时间趋势 (相对于 1998 年而言) 。由图 1 可知, 在 1998 年之前, 双控区和非双控区城市防治大气中硫污染技术创新的差异接近于 0, 两者趋势一致;而在1998 年以后, 双控区和非双控区城市防治大气中硫污染技术创新的差异明显扩大。这就进一步证明, 双控区政策才是导致双控区和非双控区城市的
15、防治大气中硫污染技术创新呈现不同演化趋势的原因。在 2005 年以后, 双控区城市的防治大气中硫污染技术创新明显加快, 原因可能在于中央制定了更为严厉的环境政策, 并将二氧化硫治理效果纳入地方官员考核体系, 强化地方官员在二氧化硫治理上的积极性19。值得注意的是, 1998 年和 1999 年的防治大气中硫污染技术创新的差异较小, 主要是由于从技术开发到申请专利通常需要 2 年左右时间3。为了检验估计结果是否会受到遗漏变量的影响, 本文需要进行重复抽样。在重复抽样的实验设计上, 本文借鉴了切蒂等 (Chetty et al., 2009) 27、拉-费拉拉等 (La Ferrara et al
16、., 2012) 28、陈等人 (2016) 21等研究的方法, 随机地将城市划入双控区, 形成虚拟变量 TCZc, 然后用 TCZc与 Post1998t的交叉项替代 TCZc与 Post1998t的交叉项, 重新估算式 (2) 。若模型不存在内生性, 随机地将城市划入双控区将不会对防治大气中硫污染技术创新带来影响, 由此观察到的 TCZcPost1998t的系数估计值为 0;若观察到的 TCZcPost1998t的系数估计值显著不为 0, 则意味着模型设定错误21。本文重复了 500 次随机抽取过程, 并将 TCZcPost1998t的估计结果整理成图 2。需要说明的是, 为了剔除特大城市
17、带来的极端值影响, 本文在随机抽取过程中剔除了北京、上海、天津和重庆的数据。此外, 利用式 (2) , 并采用真实的 TCZc和 Post1998t交叉项, 获得估计值为 0.379。由图 2 可以看出, TCZ c与 Post1998t的系数估计值围绕着 0 分布, 且 0.379 大致位于分布的边缘区域。图 2 重复抽样系数估计值的概率密度分布 下载原图注:重复抽样系数估计值表示 TCZFalseCPost1998t 的系数估计值 False, 概率密度分布表示重复抽样 500 次所得到 False 的概率密度分布情况。六、机理分析从发明专利申请人的角度来看, 防治大气中硫污染技术创新的主
18、体主要有企业、科研院所和个人。很多学者都赞同环境规制能够促进企业防治污染技术创新, 而并没有回答环境规制是否会对科研院所和个人的防治污染技术创新带来影响3,8-9。表 3 列出了分样本的估计结果, 就结果而言, 双控区政策主要影响企业和科研院所的防治大气中硫污染技术创新。然而, 在科研院所的模型估计中, TCZcPost1998t的估计值在 5%的水平上并不显著。因此, 本文认为双控区政策给企业防治大气中硫污染技术创新带来的影响更大。在此后的分析中, 本文将着重分析双控区政策如何影响企业的防治大气中硫污染技术创新。1998 年, 国务院批复的双控区政策中有两大措施对脱硫技术带来了重要影响, 一
19、是要求排放二氧化硫的企业安装脱硫设施, 二是推动脱硫技术研发及运用。在这种背景下, 燃煤机组脱硫设施投运数量快速增加。2005 年, 中国安装了833 套脱硫设备。2010 年, 安装脱硫设施的火电机组装机容量为 5.8 亿千瓦, 占全部火电机组的 82.6%。除了要求安装脱硫设施外, 国务院对脱硫技术也提出了具体要求, 并概括为石灰石石膏法烟气脱硫等六大重点方向。六种脱硫工艺被应用于 2 900 组机组, 装机容量达到 6.05 亿千瓦, 占总装机容量 89.95%。国务院提出的两大措施为脱硫设施带来了巨大的市场需求, 也为防治大气中硫污染技术创新提供了动力。从理论上来说, 兰皎优和莫迪 (
20、1993) 6、波普 (Popp, 2006) 8等研究认为环境规制能够促进防治污染技术创新, 然而并没有明确防治污染技术创新究竟来源于哪里。布鲁纳米尔和科恩 (2003) 认为防治污染技术创新来源于排污企业12, 但贾菲和帕尔默 (1997) 发现, 环境规制并没有使得污染企业防治污染的发明专利申请量增加3。本文发现, 1993 2013 年电力、化工、冶金、建材以及有色金属等行业防治大气中硫污染的发明专利申请量 650 件, 仅占比 19.34%。大多数防治大气中硫污染的发明专利被其他排污水平较低的行业所申请, 尤其是通用设备制造业、专用设备制造业、研究与试验发展、专业技术服务、科技交流和
21、推广服务业以及环境管理业, 这些行业的防治大气中硫污染的发明专利申请量达到 2 185 件, 占比 65.03%。与此同时, 根据各企业公布的经营范围可知:通用设备制造业和专用设备制造业主要涉及脱硫设施以及脱硫仪器的制造;研究与试验发展业、专业技术服务、科技交流和推广服务业主要涉及脱硫技术的研发、咨询以及转移;环境管理业主要涉及脱硫工程以及环境治理工程的建设。这就意味着, 中国的实际情形与贾菲和帕尔默 (1997) 3的发现一致, 即防治污染技术创新并没有集中在排污企业。原毅军和耿殿贺 (2010) 认为, 排污企业可以将治理污染的工作外包给从事污染治理的环保企业, 从而环境规制对排污企业发挥
22、了间接效应29。本文认为, 双控区政策对脱硫设施和脱硫技术带来了巨大需求, 从而引起大量从事脱硫业务的环保企业成立, 而防治大气中硫污染技术创新主要由这些企业完成。表 4列 (1) 和列 (2) 给出了双控区政策对从事脱硫业务的环保企业成立的影响, 列 (1) 结果表明双控区政策引发了从事脱硫业务企业的成立;列 (2) 中控制了趋势, 并发现前述结论在 10%的水平上依然成立。表 4 列 (3) 罗列了双控区政策对防治大气中硫污染技术创新的影响, 并在列 (4) 中加入了从事脱硫业务的环保企业成立情况作为控制变量, 结果发现从事脱硫业务的环保企业成立的系数为正, 表明从事脱硫业务的环保企业引起
23、了防治大气中硫污染的发明专利申请量增加。对比列 (3) 和列 (4) 后发现, TCZ CPost1998t的系数在列 (4) 中变小, 意味着双控区政策促进从事脱硫业务的环保企业成立, 进而推动防治大气中硫污染技术创新。表 3 分样本的估计结果 下载原表 表 4 双控区政策对从事脱硫业务的环保企业以及相关发明专利申请的影响 下载原表 七、结论及政策建议为了解决所存在的环境规制内生性问题, 本文选用了 DID 方法, 并根据 1998 年双控区政策将全国划分为双控区城市和非双控区城市, 从而探讨了环境规制对防治大气污染技术创新的影响。在内生性问题处置上, 本文加入了火电、化工、冶金、有色和建材
24、行业五类行业的工业增加值作为控制变量。在稳健性检验中, 本文发现, 在双控区政策实施之前, 双控区和非双控区城市的防治大气中硫污染的技术创新趋势一致, 并且随机制定双控区并不会对防治大气中硫污染的技术创新带来影响。双控区政策里面有两大措施, 一是要求排放二氧化硫的污染企业安装脱硫设施;二是推动脱硫技术研发及运用。两者都为脱硫技术带来了巨大的市场需求, 从而促成大量的从事脱硫业务的环保企业成立, 而防治大气中硫污染的技术创新主要由这些企业完成。环境规制不仅促成了防治大气中硫污染的技术创新, 也激励了环保产业的发展。鉴于此, 对于进一步降低污染、促进环保企业发展以及推动防治污染技术创新, 本文提供
25、以下建议:第一, 环境规制与技术引导相结合。双控区政策有一个很重要的特点, 就是圈定了六大重点技术研究方向, 这也促使了石灰石-石膏法烟气等脱硫技术在燃煤机组中得到了广泛运用, 这种做法很值得借鉴。本文建议, 政府在制定环境政策时可以同时指定防治污染的前沿技术作为未来的发展重点, 在设备采购、研发资金投入等方面给予扶持, 以便合理地引导环保企业的技术研发方向。第二, 适度增加官员激励。本文发现, 2005 年以后, 双控区政策对防治大气中硫污染技术创新明显加快, 并且燃煤脱硫设施运营数量显著增多。这背后的关键原因是, 2005 年以后, 国务院制定了更加严格的环境政策, 将环境保护纳入了地方官
26、员考核内容, 而考核结果将直接影响地方官员的选拔任用和奖惩, 从而切实激励地方官员从事节能减排工作。目前, 二氧化硫以及酸雨污染已经得到了较为有效的控制, 而碳排放、雾霾等的问题却日益严重。政府可考虑适度增加官员激励力度, 在碳排放、雾霾等环境问题上细化出若干污染物减排目标, 同时应用于选拔任用和奖惩机制之中。第三, 扶持环保类企业发展。环保类企业是防治污染技术创新的主要承担者, 应当鼓励其发展。然而, 中国环保行业正处于起步阶段, 大部分的环保类企业都是中小型企业, 其生存能力较弱, 政府应当扶持环保类企业发展。阻碍环保类企业发展的一项重要因素就是融资难问题, 因此, 必须拓宽环保类企业融资
27、渠道, 并完善其多元化融资模式。在解决环保类企业融资难问题上, 有三点应予以重视:一是鼓励各级地方政府设立环保产业引导基金, 这不仅可以为环保企业提供部分资金支持, 而且通过政府信用背书提升了环保企业的资信水平, 从而撬动更多的资金投向环保企业。二是在银行信贷上给予优惠。具体而言, 可以在贷款损失准备金、所得税税前扣除等方面颁布优惠政策, 以此增加银行向环保企业提供贷款的积极性。三是降低环保企业在新三板上市的门槛。环保企业在新三板上市不仅可以解决环保企业的融资需求, 而且为 VC/PE 退出提供渠道, 进而增加这些机构投资环保企业的积极性, 间接解决环保企业的融资问题。参考文献1GREENST
28、ONE M, LIST J A, SYVERSON C.The effects of environmental regulation on the competitiveness of US manufacturingZ.NBER Working Paper No.18392, 2012. 2HERING L, PONCET S.Environmental policy and exports:evidence from Chinese citiesJ.Journal of Environmental Economics and Management, 2014, 68 (2) :296-318. 3JAFFE A B, PALMER K.Environmental regulation and innovation:a panel data studyJ.The Review of Economics and Statistics, 1997, 79 (4) :610-619.
