环境规制与中国火电上市企业创新投入变化研究

（中国海洋大学 经济学院，山东 青岛 266100）

一、引言

作为中国六大能源密集型行业之一，电力行业一直是减排治污和环境规制的重点关注对象，2003—2012年电力部门的煤炭消费量约占中国整个工业部门煤炭消费量的一半以上，2018年略有下降，但占比仍然较高。尽管火电行业受到的环境规制严于其他行业，但其污染排放份额依旧维持在较高水平。实现电力部门的节能减排势在必行，而技术创新是实现这一目标的必经之途。党的十八大报告中明确提出实施创新驱动发展战略，作为科技创新的主体，企业的创新行为不仅是自身发展的源动力，更是驱动整个行业、国家经济高质量发展的关键因素。在此背景下，实现火电企业的治污减排、提升技术创新效率，已成为实现环境和经济均衡发展的重要环节。

环境规制和技术创新之间的关系一直是学者研究的焦点。Porter ME最早于1991年提出波特假说，认为环境保护法规非但不会增加企业成本，反而能够促进创新、增加收益，实现环境与经济的双赢[1]。此后，以Lanjouw、Mody J O等、Jaffe A B以及王锋正等为代表的学者，实证检验发现环境规制与投入呈现显著正相关关系，进一步支持了波特假说[2][3][4]。但也有学者得出相反结论，即认为环境规制抑制企业技术创新。Barbera AJ等研究发现由于环境规制使工业产业的污染治理投资提高，进而导致企业经济绩效下降[5]；Palmer K等基于传统的新古典理论认为环境规制的强度增加会挤占研发投入，从而抑制技术创新[6]。随着对这个问题的持续讨论，有学者认为二者之间可能存在更为复杂的非线性关系。中国中、东、西部地区面板数据的计量分析表明不同区域发展水平及不同程度环境规制政策下技术进步与环境规制呈现的关系是不同的[7][8][9][10][11][12][13]，不同污染程度的产业间环境规制对技术创新的作用也是不同的[14][15]。另外，从环境规制与技术创新的内生性出发，刘金林等、余东华等探讨了影响二者关系的行业异质性[16][17]；U型杠杆效应、N型曲线关系和双门槛效应是王树乔等、石华平等和张倩对江苏制造业和中国工业层面环境规制与技术创新的关系描述[18][19][20]。

综上，关于环境规制与技术创新的关系已有较多研究，但尚存在进一步深化和拓展的空间。一是，现有文献多关注环境规制的技术进步效应或环境规制与企业技术创新绩效的关系，研究内容停留在二者的关系上，而事实上企业研发投入是否更加积极以及受何种因素影响，能够更直观反映环境规制对企业技术创新的作用。二是，中国的经验研究大多在区域或行业层面，难以深入揭示企业层面的微观机制，尤其是火电公司层面。三是，既往文献多使用计量模型验证环境规制与技术创新的关系，在环境规制代理变量的选取上存在主观性，加之工具变量存在内生性，限制了许多研究。

鉴于此，本文的研究贡献主要体现在以下三个方面：（1）不同于以往文献侧重于验证环境规制与技术创新的关系，本文将研究拓展到对环境规制下R&D投入变化的影响因素分析，从投入产出角度揭示“波特假说”的内在机理。（2）以中国的火电上市公司为样本，从微观企业视角解释宏观环境规制政策对技术创新的影响机制。（3）构建包含期望产出和非期望产出的联合生产技术，基于子向量投入距离函数构造创新激励效应，进一步运用DEA多重分解方法探究火电公司的R&D投入及其变动的影响因素，避免了计量方法应用中代理变量选取的主观性及内生性等问题，从而细化环境规制对技术创新的影响研究，同时为政府和火电公司的管理和发展提供建议。

二、研究方法

（一）环境生产技术与子向量投入距离函数

借鉴Wu F等的研究并加以改进，本文使用子向量投入距离函数来确定各因素在解释决策单元R&D投入变化方面的相对重要性[22]。对于投入导向型DEA模型，在保持其所观察到的期望产出和非期望产出产量的情况下，通过测量决策单元对R&D投入的最大收缩，来识别其技术效率的高低。该生产技术可以表示为时期t的子向量投入距离函数：

因此，环境规制下的子向量投入距离函数的线性规划问题为：

同样地，非环境规制下的子向量距离函数的线性规划问题为：

（二）创新激励效应

前面定义了环境规制生产技术和非环境规制生产技术，受环境规制技术的距离函数受到非期望产出的约束，而不受环境规制技术的距离函数不受非期望产出的约束，进而可以忽略。在确定了环境规制技术模型（2）和非环境规制技术模型（4）的最优R&D投入后，由于环境规制的存在，企业较之无环境规制下最优R&D投入发生改变，本文定义由于环境规制导致的最优R&D投入的变化为环境规制的创新激励效应（Innovation Incentive Effection），记为 IIE。则 t时期的创新激励效应（IIEt）可表示为：

相应地，t+1时期的创新激励效应（IIEt+1）为：

由公式（6）和公式（7）可知，IIEt和 IIEt+1分别为 t时期和t+1时期非期望产出受到环境规制时的最优R&D投入相对于非期望产出不受环境规制时的最优R&D投入的比值。IIE衡量的是与环境规制技术相关的R&D投入的变化，体现了企业将环境规制转化为科技研发投入的积极性。环境规制和不受环境规制生产技术之间的最优R&D投入水平之比表示与现有污染减轻水平相关的R&D投入增减量。

结合公式（6）及（7），由于创新激励的变动而引致的最优R&D投入变动可写成：

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TE和TC衡量了全要素变动中由于技术效率变化及技术进步对R&D投入的影响。其中，TE是生产决策单位在两期之间技术效率的改变，TE小于1，则表示t+1时期较t时期技术效率水平提高，环境规制下的实际R&D投入将降低。TC反映从t时期到t+1时期环境规制生产前沿面的移动，TC小于1，则表示技术进步，相应地，环境规制下所需的实际R&D投入将减少。

IOC捕捉了在t时期和t+1时期之间的R&D投入产出混合效应的变化。借鉴王兵等的研究[26]，将IOC进一步分解：

其中，KY、LY、EY量化了环境规制下R&D投入与不同投入要素之间的影响关系。具体地，KY代表公司资产—产出比的变动对R&D投入的影响，即资产替代效应，当KY大于1，表明资产对企业R&D投入具有正向促进作用。LY为劳动替代效应，LY大于1，表示火电公司的投入结构由劳动密集型向资本密集型转变，使R&D投入增加。同理，EY作为能源替代效应，反映了能源投入对R&D投入的影响。OC反映期望产出结构变化对R&D投入的影响，本文未对产出结构做划分，故OC数值为1。OCb测度的是非期望产出变化对R&D投入的影响，称之为非期望产出效应。SC代表规模效应，SC大于1表示随着规模的扩大R&D投入提高。

至此，R&D投入的变化可以分解为：

三、变量选取与数据处理

本文以火电上市公司为研究对象，从数据可得性出发，最终选取了中国沪深两市19家火电上市公司2008—2018年共209个观测资料，具体数据来源于巨潮资讯网、东方财富网、新浪财经以及各公司官方网站。投入产出指标及含义如表1所示。

表1 投入产出指标

四、实证分析

（一）创新激励效应的变化

为研究中国火电公司环境规制对企业创新投入的综合影响，将所有火电公司视为一个整体，如图1所示，可以看出整体上环境规制和非环境规制下的最优R&D投入均呈不断增长的趋势，这是环境规制的激励作用在R&D投入上的体现。尤其在2012年以后，环境规制的创新激励值一直处于较高水平。这可能是由于中国“十二五”规划纲要和国家环境保护“十二五”规划政策的出台，使火电企业增加环境治理投入，并加快了环境规制下的技术创新。

从附图中环境规制的创新激励效应的升降趋势可以看出：除2009年外，火电行业整体的环境规制创新激励效应均大于1，说明总体上环境规制对技术创新投入表现出正向促进作用，2009年的特殊情况可能是由于2008年金融危机的广泛影响所致。具体讲，创新激励效应值呈现上升—下降—上升的非线性趋势，说明环境规制对火电行业的R&D投入表现为增强—减弱—增强的正向激励作用。在研究样本期间初期，由于环境规制的约束，公司增加了科技研发投入，但由于短期内科技研发投入并未带来明显的治污环保效果，引发企业管理层研发投入的动力和意愿有所降低的短视行为，即环境规制转而减弱了企业的科技研发投入的动力，因此创新激励效应值开始下降。随着可持续发展理念的深入以及相关环境保护和资源节约等一系列政策出台，绿色、开放、创新的企业经营思路使作为能源密集型产业的火电公司开始加大科技研发投入强度，环境规制对技术创新投入的影响逐渐加强，因此环境规制创新激励效应维持在大于1的水平，并且保持稳中有升的态势。

附图 环境规制下与非环境规制下最优投入及创新激励效应

（二）实际R&D投入变化及其分解

为进一步对影响R&D投入的因素进行剖析，根据公式（12）对其进行多重分解，从时间维度展开分析。

从整体上看，R&D投入的增速呈现出先加快后减缓，2016年以后又缓慢上升的态势。近年来，中国各行业龙头企业纷纷加大研发投入，成为一个引人注目的现象。2008年以后，R&D投入的增速呈现出明显加快趋势，而后由于创新激励不足，政策的激励作用减小，R&D投入增速减缓直至2012年后缓慢上升。聚焦到本文的研究主体——火电行业，R&D投入具体的变化趋势以及影响因素列示在表2中。

表2 2008—2018年投入变化的分解

从全要素视角出发，研究发现除2010—2011年间，其他年份的技术效率变化均大于1，表示技术效率下降，表明技术效率并未对R&D投入起到显著促进作用，这可能与火电公司一直以来粗放型的增长模式有关。技术进步TC小于1代表技术进步，从表中可以看出2012—2018年间表现出技术进步，这也佐证了波特假说，说明随着时间维度的拉长，火电行业的环境规制能够提升技术水平，激发企业的技术创新。因此，加强环境规制可以提高技术效率、推动绿色技术创新，促进技术进步并提升R&D投入水平。

观察非R&D投入产出效应值可以发现，除了2011年、2015年和2016年，资产替代效应值均小于1，说明资产对R&D投入产生的是非替代效应；而劳动替代效应值整体上一直大于1的情况说明劳动与R&D投入之间存在替代关系，表明公司在增加科技研发投入的同时会挤占一部分劳动力的投入，以科技代替人力，减少了人员投入，也说明火电公司逐渐由劳动密集型向资本密集型转变；能源替代效应并未表现出一致性或普适性的规律，说明能源对R&D投入的作用不是单一不变的。

另外，除个别情况，多数年份的非期望产出效应均大于1，说明整体上环境规制对污染排放的约束力度加大促使企业增加R&D投入，这是环境规制污染治理成本上升的体现。规模效应值SC大于1，表示一般意义上，公司的规模越大，R&D投入会越多，这说明公司的规模在R&D投入上产生正向激励效应。

五、结论与政策建议

本文以中国沪深两市19家火电上市公司为决策单元，构造包含期望产出和非期望产出的联合生产函数，基于子向量投入距离函数测度环境规制对R&D投入影响变化的创新激励效应，并通过DEA多重分解分析这种变化的影响因素，结论如下：

（1）样本期内，环境规制下的最优R&D投入大于非环境规制下的最优R&D投入。整体上看，火电行业的环境规制创新激励效应呈现增强—减弱—增强的非线性趋势，这表明：长期来看，环境规制有利于实现经济环境双重红利，公司创新投入意愿增强。

（2）技术进步、劳动投入和污染约束强度的变化是促进R&D投入增加的主要因素，能源投入的影响作用越来越突出。劳动和R&D投入之间表现出替代效应；随着新能源产业的兴起与发展，能源和R&D投入之间由不明显的波动性关系转化为替代效应；环境规制强度的增强使火电公司对污染物排放的约束加强，进而提高R&D投入；规模大的公司表现出较强的R&D投入意愿和创新能力。

根据以上研究结论，本文提出以下对策建议：

环境规制对火电公司的R&D投入的作用处于正向促进的阶段，政府监管部门应因时制宜，适当提高环境规制强度，激发公司技术创新的积极性。就火电公司而言，技术进步是促进技术创新的显著因素，而技术效率变化对R&D投入的作用并不明显，故应重技术进步而轻技术效率；精简员工队伍，提高劳动力素质，加大人才引进力度；顺应能源结构的形势变化，加快向清洁能源和新能源转型；引进治污减排设备和技术，减少污染物排放。◆