綠色技術(shù)進(jìn)步緩解霧霾污染了嗎*

李風(fēng)琦，龔 娟

(1.湖南省社會(huì)科學(xué)界聯(lián)合會(huì)，湖南 長沙 410003；2.浙江大學(xué) 經(jīng)濟(jì)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(jì)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(jì)發(fā)展模式，也帶來了資源浪費(fèi)、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(jì)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(yán)峻[1] 3762-3772。生態(tài)環(huán)境部的數(shù)據(jù)顯示，2018年338個(gè)觀測(cè)城市中，PM2.5達(dá)標(biāo)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(xiàn)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(yán)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(duì)霧霾污染的影響，少數(shù)文獻(xiàn)則專門對(duì)治霾的經(jīng)濟(jì)政策選擇(邵帥等，2016)[8] 73-88與“政治性藍(lán)天”(石慶玲等，2016)[9] 40-56及霧霾污染的環(huán)境EKC曲線檢驗(yàn)(劉華軍和裴延峰，2017)[10] 3-15等問題進(jìn)行了探討。

綠色技術(shù)進(jìn)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(gè)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(huì)強(qiáng)調(diào)“促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生，大力推進(jìn)以市場為導(dǎo)向的綠色技術(shù)創(chuàng)新”。在當(dāng)前中國加快“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略”與決勝“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”的大背景下，探究我國綠色技術(shù)進(jìn)步對(duì)霧霾污染的影響具有理論與現(xiàn)實(shí)意義。在此背景下，本文選取2003—2016年我國270個(gè)地級(jí)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(jìn)步的指標(biāo)，以PM2.5年平均值表征霧霾污染，采用空間計(jì)量模型探究地區(qū)綠色技術(shù)進(jìn)步對(duì)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(jìn)步對(duì)霧霾污染的空間計(jì)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(jìn)步是影響環(huán)境的重要因素。根據(jù)環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)理論，技術(shù)進(jìn)步提高生產(chǎn)效率，帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，卻導(dǎo)致了環(huán)境污染呈上升態(tài)勢(shì)，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(shí)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(dòng)綠色技術(shù)進(jìn)步，促使市場轉(zhuǎn)向符合環(huán)境規(guī)制要求的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，從而使環(huán)境污染呈下降趨勢(shì)。Porter & Linde(1995)提出的“波特假說”認(rèn)為合理的環(huán)境規(guī)制會(huì)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(jìn)步方向模型，指出實(shí)現(xiàn)向綠色技術(shù)進(jìn)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(jìn)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(duì)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(duì)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(duì)于中國的情形，魏巍賢和馬喜立(2015)建立動(dòng)態(tài)CGE模型進(jìn)行了模擬研究，發(fā)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步是治理霧霾的根本途徑。[17]6-14但是，綠色技術(shù)進(jìn)步對(duì)環(huán)境的影響不是單向性的。根據(jù)能源經(jīng)濟(jì)學(xué)理論，綠色技術(shù)進(jìn)步提高能源使用效率，產(chǎn)生回彈效應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致環(huán)境污染呈上升趨勢(shì)或是不確定性趨勢(shì)。有文獻(xiàn)指出，技術(shù)創(chuàng)新效率提高可能會(huì)改變參與者的行為，產(chǎn)生“回彈效應(yīng)”，從而抵消對(duì)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(dòng)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(gè)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(jìn)步是否減輕霧霾污染仍需進(jìn)一步展開實(shí)證研究，本文提出研究假說：綠色技術(shù)進(jìn)步整體上有助于霧霾污染的減輕。

本文采用動(dòng)態(tài)空間面板模型，實(shí)證研究中國地級(jí)市層面綠色技術(shù)進(jìn)步對(duì)霧霾污染的影響，其邊際貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：第一，基于衛(wèi)星監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)得到地級(jí)市層面的霧霾污染數(shù)據(jù)，并采用綠色專利數(shù)據(jù)對(duì)地級(jí)市綠色技術(shù)進(jìn)步進(jìn)行了測(cè)度；第二，采用地理距離與經(jīng)濟(jì)距離等多種權(quán)重矩陣，結(jié)合動(dòng)態(tài)空間計(jì)量模型與S-GMM方法對(duì)我國綠色技術(shù)進(jìn)步與霧霾污染的空間溢出效應(yīng)進(jìn)行實(shí)證檢驗(yàn)，豐富了相關(guān)實(shí)證研究。

(二)基準(zhǔn)計(jì)量模型

本文依托2003—2016年中國270個(gè)地級(jí)市的面板數(shù)據(jù)來甄別綠色技術(shù)進(jìn)步對(duì)霧霾污染的影響。為此，我們以標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)模型。將STIRPAT模型取自然對(duì)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(cái)富和技術(shù)水平，Xit表示其他控制變量，εit為誤差項(xiàng)。具體而言，我們對(duì)STIRPAT模型進(jìn)行了相應(yīng)的拓展，并將各度量指標(biāo)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(biāo)進(jìn)行實(shí)證研究。由于我國于2012年2月才開始對(duì)外公布PM2.5監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，因此我們采用哥倫比亞大學(xué)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和應(yīng)用中心( SEDAC) 公布的基于衛(wèi)星監(jiān)測(cè)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(jìn)步(lnENVPit)。現(xiàn)有文獻(xiàn)采用非參數(shù)DEA方法，從生產(chǎn)率中分解出技術(shù)進(jìn)步，或利用索洛余值的回歸殘差表征技術(shù)進(jìn)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(yán)雅雪和齊紹洲，2017)[8] 73-88，[4] 68-77，還有學(xué)者認(rèn)為資本勞動(dòng)比的提高是技術(shù)進(jìn)步的外在表現(xiàn)，因此利用K/L表征技術(shù)進(jìn)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(jìn)步與一般的技術(shù)進(jìn)步區(qū)分開來，以此來表征綠色技術(shù)進(jìn)步會(huì)造成較大的測(cè)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(jìn)步。

本文采用由世界知識(shí)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(huì)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(shí)產(chǎn)權(quán)局專利數(shù)據(jù)庫，獲取綠色發(fā)明專利與實(shí)用新型專利相關(guān)數(shù)據(jù)，利用發(fā)明單位(個(gè)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(xiàn)，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(shí)加入人均GDP的一次、二次與三次項(xiàng)來考察經(jīng)濟(jì)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(jià)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(duì)外開放(lnFDIit)。采用各年人民幣對(duì)美元年均價(jià)將實(shí)際外資使用額折算為人民幣計(jì)價(jià)總額，并以其占GDP的比例代表對(duì)外開放。⑤交通運(yùn)輸(lnTRANit)。以單位行政面積公路里程數(shù)表示交通運(yùn)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(biāo)。

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(shí)，為消除異方差等因素的影響，本文所有數(shù)據(jù)都進(jìn)行了對(duì)數(shù)化處理，表1中報(bào)告了最終的變量描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

表1 變量描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果

三、綠色技術(shù)進(jìn)步對(duì)霧霾污染的空間計(jì)量分析

(一)空間權(quán)重矩陣

為全面進(jìn)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(jì)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(shí)際人均GDP的倒數(shù)構(gòu)建了經(jīng)濟(jì)距離權(quán)重矩陣(W2)，并將地理因素與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相結(jié)合構(gòu)建了兩種經(jīng)濟(jì)地理空間權(quán)重矩陣(W3與W4)與一種經(jīng)濟(jì)地理嵌套權(quán)重矩陣(W5)，以此增強(qiáng)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(shí)際GDP年平均值之差。

(4)

(5)

(6)

其中，mrgdpi代表2003—2016年城市i實(shí)際GDP年平均值，mrgdp表征2003—2016年所有城市實(shí)際GDP年平均值。

(二)全域空間自相關(guān)檢驗(yàn)

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

(三)動(dòng)態(tài)空間計(jì)量模型檢驗(yàn)

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(gè)地級(jí)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(shí)間滯后變量，采取動(dòng)態(tài)空間面板模型對(duì)其進(jìn)行估計(jì)，其基本形式如下：

lnPMit=θL.lnPMit+?Xit+βWXit+ε

(7)

考慮到綠色技術(shù)進(jìn)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(jì)(S-GMM)進(jìn)行有效估計(jì)。S-GMM能夠從時(shí)間趨勢(shì)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(dòng)態(tài)空間面板模型估計(jì)結(jié)果

根據(jù)表3中的模型參數(shù)估計(jì)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(shí)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(shí)了霧霾污染存在明顯的時(shí)間滯后性，表明其在時(shí)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(shì)。

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(fù)，說明本地綠色技術(shù)進(jìn)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(shí)了促進(jìn)綠色技術(shù)進(jìn)步是緩解我國城市霧霾污染的有效途徑。

第三，四個(gè)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(jìn)步反而對(duì)本地的霧霾污染產(chǎn)生了負(fù)向作用，不利于本地環(huán)境質(zhì)量的改善?？赡艿脑蚴牵浩湟?，綠色技術(shù)進(jìn)步需要的成本高，本地企業(yè)的“搭便車”心態(tài)導(dǎo)致對(duì)鄰地依賴程度高，因此鄰地綠色技術(shù)的進(jìn)步反而不利于本地改善霧霾污染；其二，綠色技術(shù)進(jìn)步背后可能是更緊的環(huán)境規(guī)制約束，這會(huì)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(dān)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(jì)發(fā)展和目標(biāo)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(duì)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(jìn)行了識(shí)別，研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境規(guī)制確實(shí)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(shí)，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(shí)證研究結(jié)果表明人口密度對(duì)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(yùn)輸狀況通過1%的顯著性檢驗(yàn)，且系數(shù)為正，說明交通運(yùn)輸壓力的增大，汽車尾氣、揚(yáng)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(fù)，證實(shí)了“污染光環(huán)”假說，我國引進(jìn)外資可能倒逼了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，向更清潔的經(jīng)濟(jì)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(fù)。此外，本文發(fā)現(xiàn)人均GDP的一次、二次項(xiàng)系數(shù)在四類權(quán)重矩陣的設(shè)定下均顯著為負(fù)，但三次項(xiàng)系數(shù)有兩個(gè)為負(fù)，未通過顯著性檢驗(yàn)，其余為負(fù)、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(shì)，存在明顯的拐點(diǎn)。

為消除各地級(jí)市之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度與科技投入經(jīng)費(fèi)的影響，本文更換綠色技術(shù)進(jìn)步度量指標(biāo)作為穩(wěn)健性檢驗(yàn)。表4中報(bào)告了以單位人均實(shí)際GDP的綠色專利產(chǎn)出對(duì)數(shù)值衡量綠色技術(shù)進(jìn)步后的回歸結(jié)果，lnENVP2it與W.lnENVP2it的系數(shù)分別為負(fù)、正，且均通過了1%的顯著性水平檢驗(yàn)。

表4 單位人均實(shí)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(gè)地級(jí)市的空間面板數(shù)據(jù)，本文實(shí)證檢驗(yàn)了綠色技術(shù)進(jìn)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(jìn)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(dòng)態(tài)空間杜賓模型的結(jié)果表明，本地綠色技術(shù)進(jìn)步1%，霧霾污染降低約2%，這證實(shí)了綠色技術(shù)進(jìn)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(jìn)步反而對(duì)本地的霧霾污染產(chǎn)生了負(fù)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(yùn)輸狀況對(duì)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(fù)，此外經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)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(jìn)協(xié)同治理。由于霧霾污染與綠色技術(shù)進(jìn)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(shí)促進(jìn)整體的綠色發(fā)展。(2)優(yōu)化綠色創(chuàng)新市場環(huán)境，促進(jìn)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(shí)現(xiàn)自身經(jīng)濟(jì)利潤最大化的動(dòng)機(jī)下缺乏進(jìn)行綠色技術(shù)創(chuàng)新的激勵(lì)，因此應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)企業(yè)開展綠色技術(shù)創(chuàng)新的資金支持與權(quán)益保護(hù)，同時(shí)進(jìn)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(dòng)成為實(shí)現(xiàn)區(qū)域霧霾治理的有效途徑。