全球价值链下环境规制与技术进步能否实现双赢？——来自中国工业行业的经验研究

王玉燕，刘晓娟，卢山山

（1.安徽大学经济学院，安徽合肥 230601；2.安徽大学创新发展战略研究院，安徽合肥 230039；3.中国建设银行安徽省分行，安徽合肥 230001）

改革开放40年以来，中国不断发挥劳动力禀赋优势，通过发展加工贸易和国际外包，深入参与发达国家或跨国公司主导的价值链条，外向型经济获得快速发展，但与此同时也承接了来自发达国家的部分高能耗、高排放和高投入的“三高”产业以及低附加值生产制造环节的转移，并由此付出了较大的资源环境代价，如2018年中国石油和天然气对外依存度分别为69.8%、45.3%，并且CO2排放量占全球约30%，污染排放仍处于高位，推动节能减排迫在眉睫，加强环境规制成为必然的趋势。国内外学者就环境规制对经济增长、劳动生产率、技术创新、产业结构以及就业的影响展开了一系列研究，尤其是环境规制与技术创新的关系问题更是引起了广泛关注，但研究结论不尽相同，主要存在3个方面的观点：第一，认为从静态角度来说，环境规制只会增加企业的成本，会削弱企业技术创新能力，支持新古典主义“制约论假说”［1-6］，例如：Cropper 等［1］基于静态标准分析了环境管制的技术创新效应，发现在企业技术与需求给定时，严格的环境规制会提升企业成本，降低了企业的市场竞争力；Porter［6］研究发现环境规制的加强明显降低了美国制造业的技术创新。第二，认为从动态角度来说，环境规制存在创新补偿效应，支持波特的“双赢论假说”［7-12］，例如：Porter等［8］指出合理的环境规制能够刺激被规制企业改变生产工艺，提高生产效率和改进技术水平，从而达到双赢的状态；Daron等［10］从实证分析的角度研究发现，动态环境规制对技术进步有推动作用；张中元等［11］利用中国30个省份数据实证检验了环境规制强度与工业技术进步的关系，发现环境规制能够推动地区工业技术进步。第三，认为并不是“非黑即白”，提出了“综合论”观点，即环境规制与技术创新间存在非线性的关系［13-15］，例如：张成等［13］通过建立数理模型并运用中国省际面板数据实证检验了环境规制强度与技术进步的关系，结果发现在中国东中部地区，环境规制较弱会导致企业生产技术进步降低，但是企业技术进步率会随着环境规制强度的增强而逐步上升，也就是说环境规制与企业生产技术进步存在非线性的“U”型关系。第四，也有学者认为两者之间并不存在显著的关系［16-17］。以上4个方面的观点对理解环境规制对行业技术进步的影响提供了经验证据，然而当前中国深度参与全球价值链（GVC）分工，并且对中国工业能耗与排放产生了重要影响［18-20］，探讨全球价值链分工背景下环境规制强度对技术进步的影响能够为制定合理的环境规制政策提供理论依据。那么，“波特假说”在中国工业行业是否成立？环境规制和技术进步在全球分工体系下能否实现双赢呢？为回答这些问题，本文首先基于理论分析提出全球价值链嵌入、环境规制与技术进步的关系假说，然后根据对工业行业技术进步测算结果，实证检验环境规制对技术进步的“波特假说”以及全球价值链嵌入对该假说的影响。

1 理论分析与研究假设

1.1 环境规制与技术进步

毫无疑问，政府在创新系统中扮演着重要的角色，致力于通过政府规制来提升技术创新能力。规制是一门艺术，合理的政府规制是决定技术进步的重要因素。本文借鉴张成等［13］建立的环境规制与技术进步的数理模型，考察环境规制与技术进步之间的关系。假设企业生产排污必须遵循政府的环境规制标准进行，并且排污量与产出水平成正比。假设希克斯中性技术下企业的生产函数为为产品价格；为生产技术，取决于企业研发投入为既定生产技术下的产出水平，取决于资本投入。假定产品和要素市场均是完全竞争，企业的污染排放量是产出F和治污投面临政府的环境规制要求R，一般采取直接增加治污支出或者通过技术创新提高产出水平以增加收入来间接增加治污支出、控制排污水平，那么，企业术进步；为治污技术进步，满足以及设为企业治污支出占从总产出的比例（），表示企业对环境规制要求的反映程度，那么。此时，根据企业追求利润最大化一阶条件可以得到：

假设1：环境规制强度较低时，环境规制与技术进步呈现负相关关系；环境规制强度较高时，环境规制与技术进步呈现正相关关系。综合来看，环境规制强度与技术进步呈“U”型关系。

1.2 全球价值链嵌入效应

1.2.1 全球价值链嵌入与技术进步

目前参与全球价值链分工对国内技术进步可能产生两方面影响：（1）GVC分工与外源式技术进步。一方面发展中国家可以通过从发达国家进口一些中间产品，如原材料、设备等来提高劳动生产率，并学习和吸收发达国家已有的先进生产技术；另一方面，产品的非一体化生产方式导致国内企业与国外企业的跨国分工与协作，从而能够通过产业链的前后联系获得发达国家的帮助和技术溢出。这种生产的投入产出效应以及非一体化效应的发挥，有利于推动中国本土企业的外源式技术进步。（2）GVC分工与内源式技术进步。全球价值链分工推动中国工业企业进行自主创新，实现工业技术进步。一方面，跨国生产分工意味着本土企业参与了中间产品进口以及最终产品出口环节，为了满足国外消费市场的严苛要求，本土企业不得不参照进口国的质量、安全、环保等高标准进行生产，因此只有进行自主创新才能实现竞争优势；另一方面，GVC分工使得中国企业获得难得的学习与锻炼机会，通过“引进→消化→吸收→创新”过程，实现自主创新。因此，本文提出如下假设：

假设2：全球价值链分工机制下GVC嵌入有利于推动中国技术进步。

1.2.2 全球价值链分工、环境规制与技术进步

在参与GVC分工的初期，发展中国家一般具备劳动力禀赋与环境规制标准方面的比较优势，大多嵌入在价值链中低端制造环节。“污染避难所假说”认为，环境规制强度较低的国家具有生产污染类产品的比较优势，导致污染产业向国内转移。虽然也有研究认为“污染避难所假说”并不成立，但一致同意“污染避难所效应”是存在的，即随着环境规制强度的增大，从而导致企业成本攀升，从而诱发污染类产业转移，转向污染强度相对较低的国家［21］。也就是说，发展中国家会尽可能地降低环境规制标准来吸引高规制标准国家的污染型产业转移，以保持其产业的国际竞争力，最终的结果是环境规制标准一降再降，形成“环境竞次”，造成本土环境的不断恶化。随着全球价值链分工的深化发展以及全球气候问题的日益突出，发达国家越来越注重环保问题，主导出台了包括ISO14000和ISO14001在内的一系列国际环境认证规则，发展中国家代工企业面临着更为严格的环境标准，一方面导致之前环境标准低时的比较优势逐步丧失，不利于国际竞争优势的保持，另一方面被迫调整生产策略，加大环境治理投资，这会在一定程度上挤占企业研发方面的投资，从而不利于技术进步。因此，本文提出如下假设：

假设3：较高的全球价值链嵌入程度会增强环境规制对中国技术进步的负向作用。

1.2.3 行业异质性特征的影响

行业异质性特征是多种多样的。首先全球价值链嵌入对不同行业的影响是不同的，并且不同行业的价值链嵌入程度以及地位也是不同的。有学者研究发现，中国高技术工业嵌入程度远远高于传统工业［19-20］，而劳动密集型行业GVC分工地位要明显高于资本密集型、技术密集型以及资源密集型行业［22］。其次，环境规制对不同行业的作用尤其是对生产成本的影响也是不同的。一般而言，严格的环境规制对污染类行业的影响比清洁类行业更大，因此，为了符合严格的环境规制标准，污染类行业企业必须投入更多的资本和技术进行节能减排，这无疑会大大增加企业的生产成本，而这基本不会对清洁类行业生产成本产生太大影响。因此，本文提出如下假设：

假设4：全球价值链嵌入对技术进步以及环境规制的技术进步效应的影响可能具有行业异质性特征，具体情况有待检验。

2 模型与数据

2.1 变量选取

（1）技术进步。用全要素生产率 代表工业行业技术进步情况，采用生产函数法进行估算［19,23-24］。估算结果表明，中国工业各行业的TFP均呈现不断上升趋势，TFP均值从高到低依次是高技术工业（10.103）、劳动密集型工业（9.682）、资本密集型工业（8.322）以及技术密集型工业（7.892），高技术工业发挥着明显的技术引领作用，传统的劳动密集型行业技术进步有一定的提升，而传统的技术密集型行业技术改造亟待加强，转型升级迫在眉睫。

（2）环境规制与价值链嵌入。 代表各行业环境规制强度，用各行业污染治理成本与工业总产值比值，即每千元工业产值的废水废气治理费用表示［15,25］；全球价值链嵌入程度 利用本文测算的GVC嵌入指数来表示，具体参见王玉燕等［19-20］的研究。

（3）控制变量。 为控制变量，为行业，t为年份；为常数项；β为系数；γ为系数向量； 为随机扰动项。控制变量具体有：要素禀赋结构( )，用资本与劳动力之比的对数表示；研发密度( )，用R&D经费支出占工业总产值比重表示；产业结构( )，用第三产业比重表示；出口密集度( )，用行业出口交货值占比表示；行业规模( )，用各行业产值与工业总产值之比表示。

2.2 模型构建

为检验波特“双赢论”假说，考察环境规制对技术进步的非线性影响，本文建立基本分析模型如下：

其次，考虑全球价值链分工对技术进步的影响，加入GVC嵌入变量，拓展如下模型：

最后，加入环境规制与GVC嵌入的交互项，检验GVC嵌入如何影响环境规制对技术进步的偏效应。为防止多重共线性，将ERI和GVC变量进行均值化，从而设定如下模型：

2.3 样本与数据

本文将中国《国民经济行业分类》中二位码的工业行业进行合并整理1），共得出23个工业行业（以下简称“样本行业”），并借鉴王玉燕等［19］的方法，参照各行业的要素密集型特征，将中国工业行业划分为非技术类（劳动密集型与资本密集型）以及技术类（技术密集型和高技术工业）两大类型。相关数据来源于历年《中国工业统计年鉴》《中国统计年鉴》。从各变量描述性统计与Pearson相关系数可以看出，全要素生产率和环境规制强度标准差相对较高，说明技术进步与环境规制均呈现行业间异质性特征；另外，各解释变量间的Pearson相关系数最高为0.585，表明不存在明显多重共线性。

3 计量结果分析

为避免面板数据产生异方差和序列相关问题，本文采用FGLS方法来估计式（2）至式（4）。具体方法是：首先进行Hausman检验，然后进行异方差Wald 检验以及序列相关Wooldridge检验，最后若显示固定效应时则加入行业与时间虚拟变量，采用FGLS的FE模型进行估计。

3.1 基准回归分析：“波特假说”与GVC嵌入效应检验

如表1所示，表1内第（1）（2）列检验了环境规制强度对技术进步的影响，可以看出随着环境规制强度的逐步加强，环境规制会对工业技术进步产生先降后升的影响，也就是说环境规制强度与工业技术进步存在显著的“U”型关系，则本文提出的假设1得证。这与沈能等［12］以及张成等［13］的研究结果基本一致，拐点大约在7.909。在短期内，一方面，企业技术水平、资源配置以及消费需求几乎不变，往往会衡量环境规制对企业成本与收益的影响，而环境规制成本在一定程度上挤占了企业其他方面投资；另一方面，较弱的环境规制发生的成本相对较低，占企业总成本的比重较小，往往易被忽略，以至于无法激发企业进行技术创新。也就是说，短期内虽然满足了环境规制要求，但环境治理的投资必然会缩减研发投入，从而最终导致短期内环境规制对技术进步产生挤出效应；在长期内，仅仅通过增加环境治理开支远不能从根本上解决污染问题，企业为追求长期利润最大化，一方面会产生对工艺流程升级以及产品生产效率提升的需求，从而进行技术创新，另一方面为提升污染治理效果，企业会加大对清洁技术的研发投入，以赚取更多的资金来进行环境治理，即长期内合理的环境规制会激发企业技术创新的动力，对企业生产活动产生正的外部性，最终导致环境规制对技术进步产生补偿效应。这也就充分验证了“波特假说”所提出的环境规制与技术进步在时间维度上的“U”型关系［7-8,26］。

表1内第（3）（4）列分别加入GVC嵌入变量以及GVC嵌入与环境规制交互项，考察GVC嵌入对环境规制的技术进步效应的影响。结果表明GVC嵌入能够显著推动中国工业技术进步，这与王玉燕等［19］研究结果一致，则本文提出的假设2得证。参与全球价值链分工的企业能够利用学习效应吸收发达国家的先进技术，接受跨国公司的技术外溢，从而最终提升技术水平。另外重点关注的是，交互作用会显著强化环境规制对技术进步的抑制作用（拐点向右移动），也就是说GVC嵌入会在环境规制对技术进步的偏效应中产生负向作用，即随着全球价值链嵌入程度的加深，环境规制会强化对技术进步的挤出效应而弱化其补偿效应，则本文提出的假设3得证。朱允卫［27］研究指出在新国际分工体系下环境是一种重要的要素禀赋，影响着各国的比较优势。参与发达国家主导的价值链分工的中国企业面临着更为严格的环境标准以及要求，中国企业被迫调整生产策略以符合包括ISO14001在内的各种国际环境认证规则，毫无疑问在短期内会增大企业的成本，挤占了企业技术创新方面的投资，从而对技术进步产生负向作用。

从其他控制变量的回归结果来看，要素禀赋结构改善不利于工业技术进步，表明在推动技术进步方面资本对劳动具有一定的替代作用；研发密度系数显著为负，同样不利于工业技术进步，这与李小平等［28］的研究结果一致，可能是因为目前尚未完善的市场机制无法完全有效配置R&D研发投入，致使其对技术进步产生消极作用［19］；第三产业增加值比重系数显著为正，表明产业结构优化对推动技术进步具有显著作用；出口密集度估计系数在大多数模型为正，表明扩大对外开放有利于提升工业技术水平，与范剑勇等［29］的研究结果一致，这是由于出口学习效应以及发达国家技术外溢的存在导致的；行业规模与技术进步显著正相关，这表明样本工业行业存在规模经济效益。

表1 样本行业的全球价值链嵌入、环境规制与技术进步基准回归结果

3.2 内生性讨论：2SLS估计

全球价值链嵌入程度变量可能并不是严格外生，与技术进步可能存在双向因果关系，如若确实存在内生性问题，那么以上基准回归结果将是有偏和不一致的。为克服内生性问题的干扰，本文进一步采用两阶段最小二乘法（2SLS）开展内生性估计。吕越等［30］以及李锴等［31］均认为内生变量的行业均值以及滞后1期均与内生变量相关性很强，但与误差项没有显著相关性，两者都是有效的工具变量。如表2所示，Pearson相关系数显示，GVC滞后1期以及行业均值与内生变量GVC嵌入度存在较强相关性，而与被解释变量TFP相关性较弱。其中，第（1）（2）列用GVC滞后1期作为GVC嵌入度工具变量，第（3）（4）列使用样本行业的GVC均值作为工具变量。

在分析内生性检验结果之前，我们进行了工具变量合理性检验：（1）外生性的Durbin-Wu-Hausman检验，提供了原假设为“H0：variables are exogenous”（即变量都是外生的）， 检验结果P值均小于0.05；（2）弱工具变量检验，第一阶段工具变量显著性P值均小于0.01，不存在显著的弱工具变量问题。两类检验结果表明样本行业的GVC嵌入度的确为内生变量，并且选取的工具变量是合理的。内生性检验结果显示，GVC嵌入度系数仍显著为正，GVC嵌入与环境规制交互项系数仍显著为负，并且绝对值均较基准回归结果有大幅度提升。基准回归模型中，GVC嵌入度系数为10.811或13.081，而考虑内生性后的系数变为12.984～19.770；GVC嵌入与环境规制交互项系数为-4.395，而考虑内生性后的系数变为-6.453～-8.335。这就表明如果不考虑内生性问题，就完全有可能低估GVC嵌入度对技术进步的正向影响以及环境规制对技术进步的偏效应的负向作用。

表2 样本行业变量的内生性检验结果

3.3 行业异质性分析

3.3.1 要素密集异质性：技术类与非技术类

为分析不同要素密集度行业下GVC嵌入是否异质性影响环境规制的技术进步效应，本文进一步分别对技术类与非技术类行业做检验2）。回归结果显示环境规制与技术进步的“U”型关系在非技术类行业更为显著，但GVC嵌入的估计系数在非技术行业显著为正，而在技术类行业显著为负。这表明GVC分工对非技术行业技术进步有推动作用，而对技术类行业的技术进步具有抑制作用。在全球价值链分工体系下，中国非技术类行业较发达国家具有一定的禀赋优势，可以获得技术外溢，取得较低层次的升级机会；而技术类行业内企业试图完成较高级的功能升级和链条升级，这便会对发达国家造成威胁，从而遭遇到阻击，进而技术进步被压制［32］。另外，技术类行业交互项系数显著为负，表明参与GVC分工可能会强化技术类行业环境规制对技术进步的挤出效应。

3.3.2 嵌入类型异质性：生产者驱动与购买者驱动

张少军［33］按照价值链嵌入类型将工业行业分为生产者驱动型和购买者驱动型两大类，本文参考该分类方法，进一步检验了环境规制对不同价值链嵌入类型的样本行业技术进步的异质性影响。结果显示，“U”型关系在购买者驱动行业更为显著，并且两大类行业GVC嵌入系数均显著为正，表明两大类行业内企业都能获得一定的学习机会和技术外溢。而值得注意的是，生产者驱动行业交互项系数显著为负，而购买者驱动行业交互项系数不显著，表明GVC嵌入程度加深对环境规制的技术进步挤出效应在生产者驱动行业更为明显。生产者驱动型行业的价值链被大型制造企业所控制，产品以大宗商品为主，而购买者驱动型行业则由大型零售商或贸易公司扮演中心角色，产品以劳动密集型为主，因此生产者驱动型行业比购买者驱动型行业在参与全球价值链分工过程中面临着更为严格的环境标准，导致该类型行业的环境规制对技术进步的挤出效应增强。

3.3.3 工业产品异质性：轻工业与重工业

为分析不同产品类别的异质性影响，本文参考王玉燕等［20］的分类方法，按照产品类别不同将样本行业分为轻工业与重工业，然后分别进行检验。结果显示，环境规制与技术进步的“U”型关系仍成立，并且两大类行业GVC嵌入系数均显著为正。而值得注意的是，重工行业交互项系数在1%水平上显著为负，而轻工行业的交互项系数不显著，表明GVC嵌入程度加深对环境规制的技术进步挤出效应在重工行业更为明显。这是因为类似于钢铁、煤炭等重工业部门近几年的产能过剩比较严重，一时难以消化掉，并且这些行业产品的环境代价较大、规制成本也相对较高，在全球市场竞争中不具备较好的优势，从而会对行业技术进步产生较强的挤出效应。

4 结论与启示

本文运用生产函数法测算中国工业行业全要素生产率，以刻画工业技术进步情况，通过运用2001—2015年工业行业数据来对环境规制与技术进步的“波特假说”进行实证检验，并基于本文前期对GVC嵌入程度的测算结果，进一步检验GVC嵌入对环境规制的技术进步偏效应的影响。研究发现：中国工业行业技术进步显著，高技术工业行业的技术水平最高，发挥着明显的技术引领作用，而需特别注意的是，传统的技术密集型行业的技术进步较缓慢，转型升级迫在眉睫；回归结果显示，环境规制与技术进步之间存在显著的非线性“U”型关系，即随着环境规制强度的提升，中国工业技术进步呈现出先降后升的趋势，这是环境规制对技术进步的挤出效应和补偿效应共同作用的结果；另外，GVC嵌入程度的加深对工业技术进步有推动作用，但GVC嵌入会强化环境规制对技术进步的挤出效应。并且，进一步采用工具变量进行内生性讨论结果均支持以上结论。分行业来看，GVC嵌入能够推动非技术行业的技术进步，而限制技术类行业的技术进步，并且在在技术类行业更会强化环境规制对技术进步的挤出效应；GVC嵌入能够推动生产者驱动与购买者驱动行业的技术进步，但在生产者驱动行业中能够显著强化环境规制对技术进步的挤出效应；GVC嵌入能够推动轻工业与重工业行业的技术进步步伐，但在重工业行业中可能会强化环境规制对技术进步的挤出效应。也就是说，环境规制与技术进步关系的“波特假说”在中国工业行业仍然成立，并且整体上看，随着中国工业GVC嵌入程度的加深，环境规制对技术进步的挤出效应呈上升态势，但也存在一定的异质性特征。

以上结论具有如下启示：第一，政府应当考虑异质性特征，根据行业特性及发展特点制定合理的环境规制标准，推行激励型政策诱导企业扩大对清洁技术的研发投入，从而实现环境治理与企业效益双赢。第二，进一步按照比较优势构建出GVC中的中国制造业战略。非技术类、购买者驱动型以及轻工业仍按照比较优势参与GVC分工，而技术类、重工业急需突破发达国家的封锁，实现价值链高端升级。第三，完善工业R&D投入结构与效率，提升对技术进步的推动作用。第四，进一步发挥产业结构升级对技术进步的拉动作用。

注释：

1）23个行业依次是：A1煤炭开采和洗选业；A2石油和天然气开采业；A3金属矿采选业；A4非金属矿采选业；A5食品制造及烟草加工业；A6纺织业；A7纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品业；A8木材加工及家具制造业；A9造纸印刷及文教体育用品制造业；A10石油加工、炼焦及核燃料加工业；A11化学工业；A12非金属矿物制品业；A13金属冶炼及压延加工业；A14金属制品业；A15通用、专用设备制造业；A16交通运输设备制造业；A17电气机械及器材制造业；A18通信设备、计算机及其他电子设备制造业；A19仪器仪表及文化办公用机械制造业；A20工艺品及其他制造业(含废品废料)；A21电力、热力的生产和供应业；A22燃气生产和供应业；A23水的生产和供应业等。

2）限于篇幅，3类行业异质性回归结果未列示出来，感兴趣的作者可联系作者索取。