诱致性技术创新：基于汽油价格波动对节能技术影响的实证检验

易思+康珊+代勇杰

摘要：诱致性创新假说认为，要素价格的上升能够激励企业进行减少生产中对这种昂贵要素的需求的技术创新。基于我国1998年-2013年93#汽油价格与汽车节能技术专利数量，通过构建向量自回归模型对该假说进行实证检验。结果显示，前一期油价变动1%引起当期节能技术专利数增加25.78%。具体来看，当期油价的变动对专利数量冲击影响呈现缓慢减弱的趋势，在第二期响应达到最大值15，随后缓慢衰减，直到第八期消失。实证检验结果与要素稀缺诱致性技术进步的假说基本一致。

关键词：诱致性创新；向量自回归模型；脉冲响应函数

中图分类号：F062.1 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）013-000-03

Abstract： The hypothesis of induced innovation states that changes in relative factor prices should incent innovations to reduce the need for the relatively expensive factor. To test the theory， this paper builds a vector auto-regression model on the basis of 93# gasoline price and number of energy conservation techniques patents from 1998 to 2013 in China. Result displays that the current number of patents increases 25.78 percent when gasoline price changes 1 percent last phase. Specifically， the impacts on the number of patents caused by current gasoline price fluctuations present a slow weakening trend. Moreover， it reaches a maximum value of 15 in the second phase and followed by a decay till disappearing in the eighth phase， which basically agrees with the factor scarce induced innovation theory.

Key words： induced innovation； vector auto-regression； impulse response function

一、引言及文献综述

近年来，随着国际原油价格的不断上涨，国内汽油价格也呈现节节攀升的趋势。汽油价格从1998年的2.32元每升增至2013年的7.79元每升，16年内增长了2.4倍。在此背景下，汽车的节能技术逐渐成为消费者关注的焦点。消费者选购中低档汽车时，油耗成为重要考虑因素，在同等价位的汽车选择时往往会考虑汽车的燃油经济性[1]。油价的上升和消费者的有关需求使得汽车节能技术的研发成为相关机构关注的焦点，在不断提升传统汽车燃油经济性的同时，开发多种类型的新能源汽车。油价的上升意味着要素的相对稀缺，而这正是诱致性技术创新假说的研究对象。

诱致性创新假说最早由Hicks（1932）提出，认为要素价格的变化能够激励企业进行技术创新，以减少生产中对这种昂贵要素的需求。由于这一假说关注的是由稀缺的资源相对价格的变化对技术创新的诱致性作用，也因此被称为要素稀缺诱致性技术创新。

诱致性创新假说一经提出，引起了学术界广泛的关注。早期大多数学者主要通过构建理论模型进行理论阐释和延展。理论发展源于Hicks提出假说时并未进行相应的阐释，后期的学者Kennedy（1964）对其进行补充说明并尝试通过创新可能性边界（IPF）建立模型对假说进行深入的研究，但是由于IPF缺乏微观经济基础的支撑，Kennedy的模型受到质疑[2]。随后，Ahmad（1966）首先为假说提出相应的理论分析，他结合创新可能性曲线（Innovation Possibility Curve，IPC）建立相应的理论分析框架[3]（图1）。

分别是两种要素下的预算线，表示不同技术下的等产量线，IPC是不同技术等产量线的外包络线。假设其中一种要素价格上涨，促使技术水平由，切点为最佳的要素组合，此时在维持产量的情况下进行了技术改进以减少对要素的使用[4]。Bingswanger（1974，1978）也提出了一个基于微观经济学的诱致性创新的分析模型，该模型与Ahmad模型的相同之处在于二者均抽象掉时间，是对变量进行比较静态分析，不同的是，Bingswanger的模型无固定预算线的设定，因此比前者更具有普适性。Hayami和Ruttan从农业发展的角度研究诱致创新，认为最好将这个现代化进程中一个国家资源禀赋和经济发展的相互影响看成动态的过程[5]，在此基础上结合除厂商外的公共部门投资的过程，建立了新的研究理论。由于Hicks，Bingswanger等学者对诱致性创新假说在理论发展上的巨大贡献，该理论也被称为“Hicks-Hayami-Ruttan-Bingswanger”假说[6]。

部分学者基于不同国家及地区的农业数据对假说进行实证检验[7]，并证明了该假说的适用性。1970年前后，Hayami and Ruttan用1880-1960年间美国和日本农业生产要素价格的变化引起的技术进步的数据进行验证，后来又将时间扩展到1880-1980年，验证结果均在一定程度上证明了这一假说在农业上的适用性。上世纪九十年代，致力于实证检验的学者逐渐将视线转到发展中国家农业的研究。Yuhn（1991）对韩国农业的研究，Thirtle等（1995）对南非农业的研究，Hayami对东亚部分国家农业的研究均支持诱致性创新的假说；林毅夫（1991）针对中国国情提出在要素交换受到禁止的社会主义经济中，诱致性创新假说仍适用，并用中国的经验数据进行检验，结果证实了假说的合理性[8]；李锐（2006）充分考虑了我国农业配置的“基数”行为，通过农业公共科研投资的配置分析和构建三元计量模型证实此假说，并将假说扩展到不完全竞争市场下的技术创新[9]。

尽管如此，仍有不少学者对该假说存在质疑。Chavas（1997）在对美国1951-1983年的农业进行研究时，发现诱导创新仅适用于市场交换活跃的要素，不活跃的要素并不能得到验证；Olmsted（1993）则质疑研究诱致性创新的方法，他认为即使要素价格保持不变，相关技术也会向着减少要素使用的方向发展；范群林（2014）基于结构方程模型，用我国汽车2010年-2011年的数据对假说进行验证，论证了燃油经济性标准与诱致性技术创新的关系，而并未发现汽油价格波动对汽车燃油经济性有显著影响[10]。

纵观现有的诱致性假说实证检验的相关文献可以发现，已有的验证方法常忽视外生变量的检验或外生变量的滞后效应，且大多集中在农业相关领域，而基于其他领域的检验比较少见。鉴于上述原因，本文通过对1998年-2013年93#汽油价格的变化和汽车行业节能技术专利数量之间的关系，对要素稀缺诱致性创新这一假说进行验证。文章结果安排如下：第二部分为模型构建与数据来源；第三部分为实证分析与结果；第四部分为研究结论与政策建议。

二、模型构建与数据来源

1.分析方法

1980年，Christopher Sims提出了向量自回归（Vector Autoregressive，VAR）模型[11]。VAR模型把系统中每一个内生变量作为该系统所有内生变量滞后项的函数，从而将单变量自回归模型推广到由多元时间序列变量组成的模型。通过对本文所选取相应指标的分析，认为专利的数量和汽油价格的滞后项有关，基于此考虑，用VAR模型建立数量关系。在各指标满足同阶协整的情况下，可建立VAR（p）模型：

+……其中，是专利数量、汽油价格和R&D支出组成的3维内生变量的列向量，p为内生变量的滞后阶数，T为样本容量，A和B为系数矩阵，为随机干扰项的列向量。

在VAR模型中，随机干扰项的一个标准差大小的冲击会对内生变量当前和未来的值产生影响，这就是脉冲响应函数（Impulse Response Function，IRF）。在IRF的基础上，忽略模型中变量的顺序，可得到广义脉冲响应函数（GIRF）。由于后者不仅能考察系统中某一变量对其它变量的冲击响应，还不受到模型变量先后的影响，因此本文用GIRF反应汽油价格对专利数量的影响以及这一影响的持续情况。

2.构建模型

为了避免专利数量、汽油价格和研发支出三组数据出现相同的变化趋势造成的“伪回归”现象，在建立VAR模型之前应对序列进行平稳性检验。对于原数据不平稳的序列，可选用差分等方法使它们变得平稳，不过这样会失去总量的长期信息，不利于进一步构建模型。如果差分后的数据存在长期的均衡关系即通过协整检验，则可构建VAR模型。如果模型对应的特征方程的特征根的绝对值落在单位圆内，说明模型稳定；反之只要有一个特征根的绝对值落在圆外，则模型不稳定，不稳定的模型对研究是无意义的，只有稳定的VAR模型才能进行脉冲响应和方差分解。

3.数据来源与处理

本文采用的是时间序列分析，选用1998年-2013年汽车产业节能技术的专利数量表示技术创新，技术创新的影响因素则主要考虑同时间段93#汽油价格和研究与发展支出（R&D）。为了更好的描述汽油价格和R&D的单位变动对技术创新的影响，本文对上述三个变量均进行取对数处理。

（1）汽油价格

1998年-2013年汽油价格数据来自国家经济统计数据库。以北京地区93#汽油为参考，1998年-2013年十六年间，93#汽油共调整价格79次，从1998年6月1日的2.32元/升涨至2013年12月12日的7.79元/升，价格上涨了240%。本文取每年12月31日的价格为当年的油价（单位：元/升）。

（2）专利数量

专利数量的搜索平台是Soopat专利信息检索网。考虑到近两年申请的专利很多都还没有到公开的日期，所以搜索时间为1998年-2013年；搜索范围的确定采取穷举法，由于节能汽车涉及的类型繁多复杂，所以搜索是的关键词也涵盖节能汽车、太阳能汽车、氢能源汽车等关键词，对搜索到的专利进行求和，得到1998年-2013年节能汽车专利数[12]（单位：个）。

（3）研究与发展（R&D）支出

相关行业R&D支出的是影响专利发展的重要因素。若将专利视为产出，研究与发展支出则为相应的投入。本文的R&D支出来自《中国汽车行业统计年鉴》中相应的经济指标，最终的数值为汽车的R&D和将发动机R&D按比例分配给汽车部分之和（单位：亿元）。

三、实证分析与结果

1.稳定性检验

本文采用最常见的ADF检验判断原始序列的平稳性。表1显示，原序列在5%的显著性水平下没有通过平稳性检验，但经过一阶差分后，专利数量、汽油价格和R&D支出均在1%的显著性水平为下平稳序列，说明原数据均为一阶单整序列。下文的实证分析均建立在对原序列进行一阶差分的基础上进行。

2.滞后阶数和协整检验

初步建立VAR模型，比较滞后0-2期的参数（表2），根据统计量AIC和SC，确定VAR模型的最优滞后期为1。

表2可确定Johansen检验的滞后阶数为2。对原序列进行协整检验，结果显示在5%的显著性水平下接受的协整关系数量为2，说明原序列存在长期的均衡关系。

3.VAR模型

建立VAR（1）模型，变量系数及t值如表3所示。

其中，N为专利数量，P为汽油价格，R&D为研究发展支出，圆括号中的数值表示t值。虽然部分变量的参数未通过显著性检验，但由于VAR模型对参数不施加零约束，因此保留这些变量。模型的拟合优度R2较大，F统计量通过检验，图2为专利数量的实际值和VAR模型的计算值对比图，表明VAR（1）的拟合效果良好。

4.稳定性检验和外生变量检验

根据上文建立的VAR（1）模型的AR roots图像，如图，所有特征根均落在圆内，表明模型具有稳定性。

VAR模型下的外生变量检验（表4），P值均小于0.01，表明模型的外生变量设定无误，即可将汽油价格和R&D支出看作专利数量的外生变量，模型设定合理。

5.脉冲响应分析

给汽油价格单位标准差的冲击，得到专利数量的响应情况，如图3。

图3的脉冲图显示，在第一期给汽油价格冲击时，专利数量快速响应。在整个冲击响应期内，最大值产生在第二期，最大冲击为15。随后，影响整体呈递减趋势，影响逐渐被时间消化，至第八期完全消失。整体而言，汽油价格的冲击对专利数量有显著的促进作用和较长的持续效应。这与要素稀缺诱致性技术创新的假说要素价格的变化能够激励企业进行减少生产中对这种昂贵要素的需求技术创新基本一致。

四、研究结论与政策建议

本文对诱导性技术进步假说已有的理论发展和实证检验进行梳理，着重分析1998年-2013年汽车产业的专利数量与汽油价格、研发支出三个变量之间的定量关系。首先，对上述三个变量进行稳定性检验和协整检验，结果显示三者均为一阶单整序列并存在协整关系。在此基础上，采用VAR模型确定三个变量之间的数量关系并用广义脉冲响应函数分析汽油价格上升对专利数量的影响，VAR模型的结果表明VAR（1）模型能较好的反应三者之间的数量关系；脉冲响应分析显示：当期油价的变动对专利数量冲击影响呈现缓慢减弱的趋势，在第二期响应达到最大值15，随后缓慢衰减，直到第八期消失。

我国的汽车产业正处于由传统技术向节能环保的新型技术过度的阶段，新的产品与技术，不仅能减少对能源的需求，还可降低对环境的污染。近十年来，环境问题日益严重，成为各级政府乃至全世界亟需解决的问题，因此大力促进汽车节能技术的发展很有必要，本文提出以下建议：（1）汽油价格在现有的定价方法上加入环境税。消费者在使用汽油时，所产生的废气排放对环境造成了一定的污染，且根据上述分析，加入了税收的油价相对高于现有定价方式下的价格，对汽车产业的节能技术会有正向、显著的促进作用；（2）行业加强对研发的资金投入，政府对相应专利施行奖励制度。行业和政府鼓励和支持技术创新，节能技术将向着积极的方向发展。

参考文献：

[1]金鹏.影响消费者购买汽车的因素浅析[J].才智，2013（03）.

[2]何爱，曾楚宏.诱致性技术创新：文献综述及其引申[J].改革，2010（6）：45-48.

[3]Ahmad S. On The Theory of Induced Invention [J]. Economic Journal， 1966， 76（302）：344-357.

[4]许新华. 企业诱致性技术创新：原理与实现途径[J].企业经济，2012（3）：35-38.

[5]Hayami Y， Ruttan VW. Induced Innovation in Agricultural Development [M]. Minnesota： University of Minnesota， 1971：1-3.

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[8]李锐，项海容.我国农业公共科研投资的配置：要素稀缺性技术诱导假说的检验[J].数量经济技术经济研究，2006，23（9）：39-45.

[9]范群林，吴花平，邵云飞.中国汽车产业燃油经济性标准与诱致性技术创新研究[J].工业技术经济， 2014，09（09）：136-143.

[10]高铁梅.计量经济分析方法与建模[M].北京：清华大学出版社，2012：313.

[11]鲁晓笛.我国节能汽车的专利分析研究[D].东北师范大学，2014，5.

作者简介：易 思（1996-），湖北黄冈人，华中农业大学2013级本科生。