綠色技術(shù)進步緩解霧霾污染了嗎

李風琦，龔 娟

(1.湖南省社會科學(xué)界聯(lián)合會，湖南 長沙 410003；2.浙江大學(xué) 經(jīng)濟學(xué)院，浙江 杭州 310000)

一、引言

改革開放四十多年來，我國經(jīng)濟持續(xù)增長，GDP總量躍居世界第二，創(chuàng)造了“世界第一增長大國”的奇跡。然而，多年來的粗放式經(jīng)濟發(fā)展模式，也帶來了資源浪費、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等一系列后遺癥，其中大氣污染問題備受關(guān)注。根據(jù)哥倫比亞大學(xué)經(jīng)濟數(shù)據(jù)與應(yīng)用中心(Socioeconomic Data and Applications Center,SEDAC)發(fā)布的數(shù)據(jù)，從2003年至2016年中國各城市的霧霾污染仍然十分嚴峻[1] 3762-3772。生態(tài)環(huán)境部的數(shù)據(jù)顯示，2018年338個觀測城市中，PM2.5達標城市依然不到四成。深入探究霧霾成因及治理途徑，改變霧霾久治不愈的現(xiàn)狀是我國生態(tài)文明建設(shè)中的重中之重。

霧霾污染的成因與治理也引發(fā)了學(xué)界的廣泛關(guān)注。已有文獻集中于從能源結(jié)構(gòu)(馬麗梅和張曉，2014)[2]19-31、外商直接投資(施震凱等，2017；嚴雅雪和齊紹洲，2017)[3]107-117，[4]68-77、城市空間結(jié)構(gòu)(秦蒙等，2016)[5] 146-160、交通集聚(羅能生和李建明，2018)[6] 52-64以及政府治理(黃壽峰，2017)[7] 127-152等方面考察對霧霾污染的影響，少數(shù)文獻則專門對治霾的經(jīng)濟政策選擇(邵帥等，2016)[8] 73-88與“政治性藍天”(石慶玲等，2016)[9] 40-56及霧霾污染的環(huán)境EKC曲線檢驗(劉華軍和裴延峰，2017)[10] 3-15等問題進行了探討。

綠色技術(shù)進步被視為是治理污染難題的重要手段，成為環(huán)境政策的一個重要部分(Acemoglu et al., 2012；董直慶和王輝，2019；Popp et al.,2009)[11] 131-166，[12] 100-118，[13] 873-937。黨的十九屆四中全會強調(diào)“促進生態(tài)文明建設(shè)、實現(xiàn)人與自然和諧共生，大力推進以市場為導(dǎo)向的綠色技術(shù)創(chuàng)新”。在當前中國加快“創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略”與決勝“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”的大背景下，探究我國綠色技術(shù)進步對霧霾污染的影響具有理論與現(xiàn)實意義。在此背景下，本文選取2003—2016年我國270個地級市面板數(shù)據(jù)，將綠色專利授權(quán)數(shù)作為綠色技術(shù)進步的指標，以PM2.5年平均值表征霧霾污染，采用空間計量模型探究地區(qū)綠色技術(shù)進步對本地和周邊地區(qū)霧霾污染的影響。

本文的余下結(jié)構(gòu)安排如下：第二部分為理論分析與模型構(gòu)建；第三部分為綠色技術(shù)進步對霧霾污染的空間計量分析；第四部分為主要結(jié)論與政策啟示。

二、理論分析與模型構(gòu)建

(一)理論基礎(chǔ)

技術(shù)進步是影響環(huán)境的重要因素。根據(jù)環(huán)境經(jīng)濟學(xué)理論，技術(shù)進步提高生產(chǎn)效率，帶動經(jīng)濟發(fā)展，卻導(dǎo)致了環(huán)境污染呈上升態(tài)勢，使得優(yōu)良的生態(tài)環(huán)境具有稀缺性。在公眾的關(guān)注和政府的政策共識下，環(huán)境也被看成生產(chǎn)要素，將其外部性內(nèi)部化，環(huán)境規(guī)制作用日益突顯，推動綠色技術(shù)進步，促使市場轉(zhuǎn)向符合環(huán)境規(guī)制要求的經(jīng)濟發(fā)展模式，從而使環(huán)境污染呈下降趨勢。Porter & Linde(1995)提出的“波特假說”認為合理的環(huán)境規(guī)制會刺激企業(yè)加快創(chuàng)新，提高生產(chǎn)效率，促使企業(yè)提高環(huán)境績效。[14] 97-118Acemoglu et al.(2012)將產(chǎn)業(yè)劃分為清潔與污染兩部門，構(gòu)建了環(huán)境技術(shù)進步方向模型，指出實現(xiàn)向綠色技術(shù)進步的轉(zhuǎn)變是解決環(huán)境問題的根本途徑。[11] 131-166董直慶和王輝(2019)在此基礎(chǔ)上研究了環(huán)境規(guī)制影響綠色技術(shù)進步的本地—鄰地效應(yīng)。[12] 100-118Gilli et al.(2013)發(fā)現(xiàn)較差的環(huán)境績效與更有限的創(chuàng)新采用之間的聯(lián)系，這表明創(chuàng)新對于環(huán)境結(jié)果是至關(guān)重要的。[15]247-263Claudia & Francesco(2017) 利用意大利的部門數(shù)據(jù)研究了環(huán)境創(chuàng)新(EIs)對環(huán)境績效(EPs)的影響，發(fā)現(xiàn)綠色技術(shù)水平(GTs)較高的地區(qū)也是那些環(huán)境績效較好的地區(qū)。[16]1-13對于中國的情形，魏巍賢和馬喜立(2015)建立動態(tài)CGE模型進行了模擬研究，發(fā)現(xiàn)技術(shù)進步是治理霧霾的根本途徑。[17]6-14但是，綠色技術(shù)進步對環(huán)境的影響不是單向性的。根據(jù)能源經(jīng)濟學(xué)理論，綠色技術(shù)進步提高能源使用效率，產(chǎn)生回彈效應(yīng)，進而導(dǎo)致環(huán)境污染呈上升趨勢或是不確定性趨勢。有文獻指出，技術(shù)創(chuàng)新效率提高可能會改變參與者的行為，產(chǎn)生“回彈效應(yīng)”，從而抵消對環(huán)境污染的積極作用(Bergh et al., 2011;Ploeg, 2011)[18]1-23，[19]130-134。Mazzanti&Zoboli(2009)利用1991—2001年意大利的數(shù)據(jù)，表明創(chuàng)新通過提高勞動生產(chǎn)率等渠道產(chǎn)生間接的效應(yīng)。[20]1182-1194Weina et al.(2016)分析了1990—2010年意大利95個省的二氧化碳排放與綠色技術(shù)之間的關(guān)系，研究結(jié)果表明綠色技術(shù)改善環(huán)境結(jié)果方面沒有發(fā)揮重要作用，但提高了環(huán)境效率。[21]247-263因此，綠色技術(shù)進步是否減輕霧霾污染仍需進一步展開實證研究，本文提出研究假說：綠色技術(shù)進步整體上有助于霧霾污染的減輕。

本文采用動態(tài)空間面板模型，實證研究中國地級市層面綠色技術(shù)進步對霧霾污染的影響，其邊際貢獻主要體現(xiàn)在以下兩個方面：第一，基于衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)得到地級市層面的霧霾污染數(shù)據(jù)，并采用綠色專利數(shù)據(jù)對地級市綠色技術(shù)進步進行了測度；第二，采用地理距離與經(jīng)濟距離等多種權(quán)重矩陣，結(jié)合動態(tài)空間計量模型與S-GMM方法對我國綠色技術(shù)進步與霧霾污染的空間溢出效應(yīng)進行實證檢驗，豐富了相關(guān)實證研究。

(二)基準計量模型

本文依托2003—2016年中國270個地級市的面板數(shù)據(jù)來甄別綠色技術(shù)進步對霧霾污染的影響。為此，我們以標準STIRPAT模型 (Dietz & Rosa, 1994)[22] 277-300和EKC假說(Grossman&Krueger, 1995)[23] 353-377為理論框架構(gòu)建基準模型。將STIRPAT模型取自然對數(shù)后，其面板形式轉(zhuǎn)換為：

lnIit=a+blnPit+clnAit+dlnTit+eXit+εit(1)

其中，lnIit、lnPit、lnAit和lnTit分別表示城市i在第t年的環(huán)境質(zhì)量、人口規(guī)模、人均財富和技術(shù)水平，Xit表示其他控制變量，εit為誤差項。具體而言，我們對STIRPAT模型進行了相應(yīng)的拓展，并將各度量指標與數(shù)據(jù)做如下說明。

被解釋變量：霧霾濃度(lnPMit)。本文選取PM2.5濃度年平均值作為霧霾污染的代理指標進行實證研究。由于我國于2012年2月才開始對外公布PM2.5監(jiān)測數(shù)據(jù)，因此我們采用哥倫比亞大學(xué)社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)和應(yīng)用中心( SEDAC) 公布的基于衛(wèi)星監(jiān)測的全球PM2.5濃度年均值的柵格數(shù)據(jù)，利用ArcGIS 軟件解析得到中國各城市的年均PM2.5濃度。[24]146-154

核心解釋變量：綠色技術(shù)進步(lnENVPit)?，F(xiàn)有文獻采用非參數(shù)DEA方法，從生產(chǎn)率中分解出技術(shù)進步，或利用索洛余值的回歸殘差表征技術(shù)進步(董直慶和王輝，2019)[12] 100-118，也有不少學(xué)者從投入角度如采用R&D來表示技術(shù)水平(如邵帥等，2016；嚴雅雪和齊紹洲，2017)[8] 73-88，[4] 68-77，還有學(xué)者認為資本勞動比的提高是技術(shù)進步的外在表現(xiàn)，因此利用K/L表征技術(shù)進步(許和連和鄧玉萍，2012)[25]30-43。但這些方法難以將綠色技術(shù)進步與一般的技術(shù)進步區(qū)分開來，以此來表征綠色技術(shù)進步會造成較大的測量偏誤。故本文參照董直慶和王輝(2019)[12] 100-118的方法，采用綠色專利授權(quán)數(shù)表征綠色技術(shù)進步。

本文采用由世界知識產(chǎn)權(quán)組織(WIPO)所發(fā)布的“IPC Green Inventory”來確定綠色專利IPC編碼。該綠色專利清單由IPC專家委員會編寫，基本涵蓋聯(lián)合國變化框架公約(UNFCCC)中列出的無害環(huán)境技術(shù)(ESTs)領(lǐng)域。本文利用中國知識產(chǎn)權(quán)局專利數(shù)據(jù)庫，獲取綠色發(fā)明專利與實用新型專利相關(guān)數(shù)據(jù)，利用發(fā)明單位(個人)地址及公開(公告)日匹配得到各城市的綠色專利授權(quán)數(shù)。

此外，本文參考前人文獻，選取如下控制變量。①人口密度(lnPOPit)。采用單位行政面積的戶籍人口數(shù)表征人口密度。②人均GDP(lnRGDPit)。同時加入人均GDP的一次、二次與三次項來考察經(jīng)濟增長與霧霾污染的關(guān)系。人均GDP數(shù)據(jù)以2003年為基期，采用歷年各城市GDP平減指數(shù)消除價格因素影響。③產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(lnSTRUit)。采用第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP的比重衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。④對外開放(lnFDIit)。采用各年人民幣對美元年均價將實際外資使用額折算為人民幣計價總額，并以其占GDP的比例代表對外開放。⑤交通運輸(lnTRANit)。以單位行政面積公路里程數(shù)表示交通運輸狀況。⑥地方政府干預(yù)(lnGOVit)。以地方政府支出占GDP的比重衡量的地方政府干預(yù)程度作為控制變量。⑦綠地面積(lnGRLDit)。選取城市綠地面積覆蓋率作為綠地面積的代理指標。

除PM2.5年均值與綠色專利數(shù)據(jù)外，本文中的其他數(shù)據(jù)均來自于CEIC數(shù)據(jù)庫，部分缺失數(shù)據(jù)通過插值法擬合得到。同時，為消除異方差等因素的影響，本文所有數(shù)據(jù)都進行了對數(shù)化處理，表1中報告了最終的變量描述性統(tǒng)計結(jié)果。

表1 變量描述性統(tǒng)計結(jié)果

三、綠色技術(shù)進步對霧霾污染的空間計量分析

(一)空間權(quán)重矩陣

為全面進行考察，并保證結(jié)果的穩(wěn)定性，本文構(gòu)建了4種空間權(quán)重矩陣，具體說明如下。

首先，構(gòu)建反距離矩陣W1，其中dij代表按照經(jīng)緯度計算的城市i中心與城市j中心的地理距離。

(2)

其次，本文參考邵帥等(2016)的做法，利用實際人均GDP的倒數(shù)構(gòu)建了經(jīng)濟距離權(quán)重矩陣(W2)，并將地理因素與經(jīng)濟發(fā)展水平相結(jié)合構(gòu)建了兩種經(jīng)濟地理空間權(quán)重矩陣(W3與W4)與一種經(jīng)濟地理嵌套權(quán)重矩陣(W5)，以此增強本文結(jié)論的客觀性與可靠性。[8] 73-88

(3)

其中，|rgdpi-rgdpj|代表2003—2016年兩城市實際GDP年平均值之差。

(4)

(5)

(6)

其中，mrgdpi代表2003—2016年城市i實際GDP年平均值，mrgdp表征2003—2016年所有城市實際GDP年平均值。

(二)全域空間自相關(guān)檢驗

表2 2003—2016年霧霾污染與綠色技術(shù)進步的Moran's I指數(shù)

(三)動態(tài)空間計量模型檢驗

由于部分城市數(shù)據(jù)缺失，本文最終選取2003—2016年全國270個地級市的面板數(shù)據(jù)作為樣本(直轄市未包括在內(nèi))。本文在模型中加入霧霾污染的時間滯后變量，采取動態(tài)空間面板模型對其進行估計，其基本形式如下：

lnPMit=θL.lnPMit+?Xit+βWXit+ε

(7)

考慮到綠色技術(shù)進步與霧霾污染之間可能存在反向因果關(guān)系，從而導(dǎo)致解釋變量的內(nèi)生性問題，此模型可能無法采用傳統(tǒng)的最大似然法(MLE)，因此，本文利用系統(tǒng)廣義矩估計(S-GMM)進行有效估計。S-GMM能夠從時間趨勢變量中提取工具變量，較好地解決了外部工具變量不足的問題。

表3 動態(tài)空間面板模型估計結(jié)果

根據(jù)表3中的模型參數(shù)估計結(jié)果，本文得到如下結(jié)論：

第一，在四種權(quán)重矩陣的設(shè)定下，時間滯后系數(shù)(L.lnPMit的系數(shù))都在1%的水平顯著為正，這證實了霧霾污染存在明顯的時間滯后性，表明其在時間維度具有“疊加效應(yīng)”。如果上一期的霧霾濃度高，下期也有繼續(xù)走高的趨勢。

第二，回歸結(jié)果顯示，lnENVPit的系數(shù)在1%的顯著性水平下為負，說明本地綠色技術(shù)進步顯著降低PM2.5濃度，在霧霾污染治理中能發(fā)揮非常重要的作用，證實了促進綠色技術(shù)進步是緩解我國城市霧霾污染的有效途徑。

第三，四個結(jié)果均顯示W(wǎng).lnENVPit的系數(shù)在1%的顯著性水平下顯著為正，表明其他地區(qū)的綠色技術(shù)進步反而對本地的霧霾污染產(chǎn)生了負向作用，不利于本地環(huán)境質(zhì)量的改善。可能的原因是：其一，綠色技術(shù)進步需要的成本高，本地企業(yè)的“搭便車”心態(tài)導(dǎo)致對鄰地依賴程度高，因此鄰地綠色技術(shù)的進步反而不利于本地改善霧霾污染；其二，綠色技術(shù)進步背后可能是更緊的環(huán)境規(guī)制約束，這會誘使污染轉(zhuǎn)移現(xiàn)象的產(chǎn)生。綠色技術(shù)創(chuàng)新完全依靠自由市場并不可行，政府規(guī)制在此過程中承擔了重要角色(董直慶和王輝，2019)[12] 100-118，而各地區(qū)之間的經(jīng)濟發(fā)展和目標不一致，環(huán)境規(guī)制之間缺乏協(xié)調(diào)性，就有可能導(dǎo)致污染產(chǎn)業(yè)的就近轉(zhuǎn)移。例如，沈坤榮等(2017)就基于空間自滯后模型(SLX)，對鄰近城市環(huán)境規(guī)制與本地污染排放之間的因果關(guān)系進行了識別，研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境規(guī)制確實導(dǎo)致了污染就近轉(zhuǎn)移，并且在增加污染遷入地產(chǎn)業(yè)規(guī)模的同時，提升了污染遷入地的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)污染程度。[26]44-59

第四，在其他控制變量中，實證研究結(jié)果表明人口密度對霧霾污染產(chǎn)生顯著的正向效應(yīng)，說明人口密度增加所帶來的規(guī)模效應(yīng)更大。除此之外，交通運輸狀況通過1%的顯著性檢驗，且系數(shù)為正，說明交通運輸壓力的增大，汽車尾氣、揚塵等也是霧霾污染的一大源頭。外商直接投資的系數(shù)顯著為負，證實了“污染光環(huán)”假說，我國引進外資可能倒逼了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，向更清潔的經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變。綠地面積與政府干預(yù)程度系數(shù)與預(yù)期基本一致，顯著為負。此外，本文發(fā)現(xiàn)人均GDP的一次、二次項系數(shù)在四類權(quán)重矩陣的設(shè)定下均顯著為負，但三次項系數(shù)有兩個為負，未通過顯著性檢驗，其余為負、正，結(jié)果表明我國霧霾污染的EKC曲線可能呈現(xiàn)出“倒U形”或“倒N形”趨勢，存在明顯的拐點。

為消除各地級市之間經(jīng)濟發(fā)展程度與科技投入經(jīng)費的影響，本文更換綠色技術(shù)進步度量指標作為穩(wěn)健性檢驗。表4中報告了以單位人均實際GDP的綠色專利產(chǎn)出對數(shù)值衡量綠色技術(shù)進步后的回歸結(jié)果，lnENVP2it與W.lnENVP2it的系數(shù)分別為負、正，且均通過了1%的顯著性水平檢驗。

表4 單位人均實際GDP的綠色專利產(chǎn)出回歸結(jié)果

四、主要結(jié)論與政策啟示

基于2003—2016年我國270個地級市的空間面板數(shù)據(jù)，本文實證檢驗了綠色技術(shù)進步與霧霾污染之間的關(guān)系，得出以下結(jié)論：

(1)我國霧霾污染和綠色技術(shù)進步呈現(xiàn)出顯著的空間正相關(guān)性，存在“空間俱樂部”的集聚效應(yīng)。(2)動態(tài)空間杜賓模型的結(jié)果表明，本地綠色技術(shù)進步1%，霧霾污染降低約2%，這證實了綠色技術(shù)進步是緩解我國城市霧霾污染的有效途徑。然而，鄰地綠色技術(shù)進步反而對本地的霧霾污染產(chǎn)生了負向作用，不利于本地環(huán)境質(zhì)量的改善。(3)人口密度、交通運輸狀況對霧霾污染產(chǎn)生顯著的正向效應(yīng)，而外商直接投資、綠地面積與政府干預(yù)程度系數(shù)顯著為負，此外經(jīng)濟發(fā)展水平對我國霧霾污染的影響存在非線性關(guān)系。

基于上述結(jié)論，本文得出以下政策建議：(1)關(guān)注溢出效應(yīng)，推進協(xié)同治理。由于霧霾污染與綠色技術(shù)進步均存在顯著的空間正相關(guān)性，且存在顯著的空間差異，因此只有相互影響、相互合作的關(guān)系才能產(chǎn)生有效的協(xié)同作用，在差異化發(fā)展的同時促進整體的綠色發(fā)展。(2)優(yōu)化綠色創(chuàng)新市場環(huán)境，促進生態(tài)資源合理配置。由于綠色技術(shù)創(chuàng)新的成本過高，企業(yè)在實現(xiàn)自身經(jīng)濟利潤最大化的動機下缺乏進行綠色技術(shù)創(chuàng)新的激勵，因此應(yīng)當加強對企業(yè)開展綠色技術(shù)創(chuàng)新的資金支持與權(quán)益保護，同時進一步規(guī)范和引導(dǎo)市場主體企業(yè)的行為，營造公平競爭的市場環(huán)境，讓市場驅(qū)動成為實現(xiàn)區(qū)域霧霾治理的有效途徑。