綠色技術創新能否提高能源利用效率

翟仁祥 石哲羽

摘要：為促進我國的節能減排以及經濟高質量發展，文章分析我國沿海地區綠色技術創新與能源利用效率的關系，并通過中介變量分析二者之間的內在傳導機制，在此基礎上提出對策建議。研究結果表明：綠色技術創新能夠提高能源利用效率，但二者之間存在門檻效應，當越過門檻值時綠色技術創新對能源利用效率的提高作用有所減弱;產業結構、城市化水平和信息化水平是綠色技術創新提高能源利用效率的中介傳導因素;未來我國應進一步完善生態文明頂層設計、優化產業結構和布局、合理控制城鎮和人口規模以及以信息化帶動工業化發展。

關鍵詞：綠色技術創新;能源利用效率：門檻效應;中介效應;節能減排

中圖分類號： F06;F206;P74文獻標志碼： A文章編號：1005-9857（2022）04-0043-07

Can Green Technology Innovation Improve Energy Efficiency：An empirical study on thecoastal areas of China

ZHAI Renxiang，SHI Zheyu

（School of Business，Jiangsu Ocean University，Lianyungang 222005，China）

Abstract：In order to promote China's energy conservation and emission reduction and advance high-quality economic development， this paper analyzed the relationship between green technology innovation and energy efficiency in China's coastal areas， empirical test the internal transmission mechanism between them through intermediary variables， and put forward counter- measures and suggestions. The results showed that green technology innovation could improve energy efficiency，but there was a threshold effect between them. When the threshold was crossed， the effect of green technology innovation on energy efficiency was weakened. Industrial structure， urbanization level and informatization level were the intermediary transmission factors of green technology innovation to improve energy efficiency. Inthe future，China should further improve thetop-level design of ecological civilization， optimize the industrial structure and layout， reasonably control the scale of cities and towns and population， and drive the development of industrialization with informatization.

Keywords：Green technology innovation，Energy efficiency，Threshold effect，Intermediary effect， Energy conservation and emission reduction

0引言

降低單位 GDP能耗和提高能源利用效率是實現經濟又好又快發展的重要途徑，同時為我國實現“碳達峰”和“碳中和”目標打下堅實基礎。與發達國家相比，能源利用效率較低是我國經濟發展過程中的薄弱環節。為此，我國相繼采取強硬措施，從總量規模和能耗強度2個方面提出更加嚴格的能源利用效率目標，以應對能耗巨大的嚴峻態勢?！笆晃逡巹澗V要”首次將單位 GDP能耗等環保指標納入地方官員績效考核;“十二五規劃綱要”提出“合理控制能源消費總量”;“十三五規劃綱要”進一步提出“單位 GDP能耗累計降低15%”;2021年是“十四五”開局之年，“單位 GDP能耗降低3%左右”被寫入政府工作報告。上述規劃性和階段性的節能減排提效目標彰顯我國堅持綠色發展的決心和行動。

綠色技術創新是降低單位 GDP能耗的重要途徑。黨的十九大明確提出“構建市場導向的綠色技術創新體系”;2019年《關于構建市場導向的綠色技術創新體系的指導意見》首次闡述綠色技術創新的路線圖和時間表。隨著國家相繼出臺促進綠色技術創新的外部激勵導向和內部動力提升等相關政策，我國的綠色技術創新必然得到進一步發展。加快綠色技術創新、提高能源利用效率和轉變經濟發展方式對于我國沿海地區經濟高質量發展和建設美麗中國具有重大意義。

1文獻綜述

當前我國正處于經濟社會轉型發展的關鍵階段，綠色技術創新和節能減排受到政府和企業的廣泛關注。目前關于綠色技術創新和能源利用效率關系的研究較少，大多數研究側重于技術創新和能源利用效率的關系，主要包括3種觀點，即基于新古典主義的“傳統假說”“波特假說”以及內外部環境的“不確定性”。

環保投入在一定程度上促進企業技術創新，導致企業全要素生產率提高[1]和能源利用效率提高，但可能存在滯后效應[2]。技術創新對不同行業的作用具有異質性，其中市場型技術創新對國有企業的影響較小[3]，而命令型技術創新可提高火電等國有資本集中度較高行業的能源利用效率[4]，同時能源利用效率倒逼企業技術創新的機制廣泛存在[5]。部分研究表明，研發投入沒有給企業帶來正向經濟效益，也沒有提高能源利用效率[6]，主要原因可能是研發投入占用企業資金卻沒有帶來效益[7]?？紤]到能源消費結構和能源技術水平等多方面因素的影響[8]，技術創新和能源利用效率可能并非表現為簡單的線性關系[9]。

上述研究主要聚焦于技術創新能否提高能源利用效率，但技術創新并不等于綠色技術創新，單純選取技術創新作為解釋變量具有一定的局限性;本研究采用綠色技術創新作為核心解釋變量，研究結論可能更加可靠。沿海地區是我國綠色發展的示范窗口，本研究將其作為研究區域具有典型案例意義。此外，本研究將檢驗產業結構、城市化水平和信息化水平在綠色技術創新與能源利用效率之間的中介效應，可為地方政府制定綠色發展規劃和區域經濟高質量發展提供支持。

2研究設計

2.1指標選取

本研究分析我國沿海地區綠色技術創新對能源利用效率的影響，其中被解釋變量為能源利用效率，核心解釋變量為綠色技術創新。選取人口、財政經濟和能源等因素作為對能源利用效率產生影響的控制變量，并設置中介變量進一步研究其內在傳導途徑。

（1）被解釋變量：能源利用效率。通常將單位 GDP耗電量作為衡量能源利用效率的指標，但該指標沒有考慮人口因素。本研究選取包含人口因素的單位人均 GDP耗電量（pgdpele）為指標，計算公式為總耗電量/人均 GDP。

（2）核心解釋變量：綠色技術創新。通常將專利發明申請數量或授權數量作為衡量技術創新的指標[10]，但以該指標反映綠色技術創新具有一定的局限性?！吨袊G色專利統計報告（2014—2017年）》將替代能源、環境材料、節能減排、污染控制和治理以及循環利用技術定義為綠色專利，在國家知識產權局專利搜索平臺搜索上述關鍵詞，并按地區分類收集得到綠色技術專利數量（gpatent），以此為指標衡量綠色技術創新。

（3）控制變量：人口規模、公共財政支出和能源豐裕度是影響能源利用效率的重要因素，其中人口規模采用年末總人口數（peo），公共財政支出采用政府財政一般預算支出額（feb），能源豐裕度采用年發電量（prele）。

（4）中介變量：為進一步揭示綠色技術創新與能源利用效率之間的內在影響機制，設置3個中介變量即產業結構、城市化水平和信息化水平，分別采用第三產業增加值占 GDP 比重（tip）、城鎮人口數占總人口數比重（urtion）以及信息基礎設施建設投資額占固定資產投資額比重（phrate）。已有部分研究表明，地區的產業結構越優化以及城市化水平和信息化水平越高，該地區的單位 GDP耗電量越低，即能源利用效率越高。

2.2數據來源

以我國沿海11?。ㄗ灾螀^、直轄市）為研究區域，選取2010—2019年綠色技術創新-能源利用效率面板數據。其中，2010—2013年以及2018—2019年的綠色技術專利數量來自國家知識產權局專利搜索平臺，其他年份的綠色技術專利數量來自《中國綠色專利統計報告（2014—2017年）》。其他指標數據根據歷年《中國統計年鑒》以及各沿海地區統計年鑒的相關數據整理和計算得到。為減少異方差偏誤的影響，對上述絕對值指標取對數處理，相對值指標不作任何處理。

3實證檢驗

3.1基準回歸

為探究綠色技術創新對能源利用效率的影響，構建模型為：

式中： i和t分別表示地區和時期;λt 和μi分別表示時間和個體固定效應;eit 表示隨機擾動項;β0表示常數項;α表示綠色技術創新的回歸系數;β1 β3分別表示控制變量即人口規模、公共財政支出和能源豐裕度的回歸系數。

對式（1）分別進行混合回歸、固定效應回歸、隨機效應回歸和雙向固定效應回歸，回歸結果如表1所示。

混合回歸、固定效應回歸和雙向固定效應回歸的核心解釋變量系數均為負，且至少在5%水平下通過顯著性檢驗，表明綠色技術創新會降低單位人均 GDP耗電量，即提高能源利用效率。在隨機效應回歸中，核心解釋變量系數為正且不顯著，與理論和常識不相符，因此選用固定效應模型。設置時間虛擬變量，且所有時間虛擬變量均通過顯著性檢驗，即拒絕“無時間效應”的原假設和接受“具有時間固定效應”的備擇假設，構建包含時間和個體固定效應的雙向固定效應回歸模型。

綠色技術創新的雙向固定效應回歸系數為-0.163且通過1%的顯著性檢驗，表明綠色技術專利數量每提高1%即使單位人均 GDP耗電量降低0.163%。自“十二五”時期以來，我國在宏觀層面與微觀層面均摒棄以往高能耗的生產方式，逐漸提高能源利用效率，共同促進經濟由粗放型發展轉為高質量發展。其中，國家層面始終將節能減排作為推動經濟發展方式轉變的重要手段，通過供給側結構性改革促進資源優化配置;企業層面積極投入資金推動綠色技術創新，提高能源利用效率和企業經營利潤。

在控制變量中，人口因素的影響最為顯著，其次是能源因素和財政經濟因素?？傮w而言，人口因素系數顯著為正，表明人口規模擴大促進單位人均 GDP耗電量提高即能源利用效率降低;原因可能是數十年來我國部分地區城市化進程過快導致人口快速膨脹，帶來城市能源供應不足和能源浪費等問題。財政經濟因素系數顯著為負，表明公共財政支出提高促進單位人均 GDP耗電量降低即能源利用效率提高。能源因素系數顯著為正，表明能源豐裕度提高促進單位人均 GDP耗電量提高即能源利用效率降低;能源豐裕度是高能耗產業在投資時考慮的重要區位條件，且高能耗產業往往向能源豐裕度較高的地區轉移，而現階段我國大部分高能耗產品的附加值較低，因此高能耗產業集聚導致能源利用效率降低。

3.2門檻回歸

基準回歸結果表明綠色技術創新可降低單位人均 GDP耗電量即提高能源利用效率，考慮到沿海地區的綠色技術創新在時間和空間上存在異質性，猜想綠色技術創新與能源利用效率之間是否存在門檻效應，即綠色技術創新是否須達到某個門檻才能在更高水平上提高能源利用效率？參照 Hansen門檻效應模型，進一步考察綠色技術創新與能源利用效率的非線性關系[11]，即以綠色技術專利數量為門檻變量構造面板門檻效應回歸模型。

式中：α11和α12均表示門檻變量即綠色技術專利數量的回歸系數;I表示指示性函數;qit 表示門檻變量;γ表示待估的門檻值。

假設存在3個門檻，分別對單門檻、雙門檻和三門檻的檢驗結果進行比較，發現單門檻的檢驗 F值為62.20且通過1%的顯著性檢驗，而雙門檻和三門檻的檢驗 F值分別為18.02和8.76且未通過10%的顯著性檢驗，表明我國沿海地區的綠色技術創新對能源利用效率存在單門檻效應，且以綠色技術專利數量為門檻變量的單門檻估計值為6.8046，單門檻效應回歸模型的回歸結果如表2所示。

當門檻變量低于單門檻估計值時，綠色技術專利數量每提高1%，單位人均 GDP 耗電量降低0.223%，即能源利用效率提高0.223%;但當門檻變量不低于單門檻估計值時，其回歸系數的絕對值由0.223降低為0.091，表明綠色技術創新對能源利用效率的提高作用呈現邊際遞減效應。

為進一步驗證綠色技術創新的異質性，根據綠色技術專利數量將沿海地區劃分為低綠色技術創新組和高綠色技術創新組，采用式（1）分別進行雙向固定效應回歸（表2）。低綠色技術創新組和高綠色技術創新組的綠色技術專利數量系數分別為0.077和—0.023，表明綠色技術專利數量每提高1%，低綠色技術創新組的單位人均GDP耗電量提高0.077%，而高綠色技術創新組的單位人均GDP耗電量降低0.023%;可能的原因是綠色技術創新促進能源利用效率提高具有時間滯后效應，即綠色技術專利從授權到應用再到降低能耗需要較長的時間跨度，而高綠色技術創新組的綠色技術專利數量已具有一定的規模，因此當期綠色技術創新存量提高能源利用效率。分組樣本數顯示低綠色技術創新組有22個地區，占比為20%，主要集中在經濟欠發達的海南和廣西，其綠色技術專利數量分別于2015年和2017年才跨越門檻值。換而言之，經濟欠發達地區的產業結構處于中低層次，與綠色技術創新等“前端治理”相比，企業更愿意在“末端治理”上投入資金[12]。與此同時，盡管各沿海地區的綠色技術創新投入均不斷加大，但對于具體的企業和地區而言，污染控制、污染源削減、廢物利用和循環再生利用以及綠色生產等高層次的綠色技術創新仍處于技術前沿且須循序漸進，高質量的綠色技術創新為稀缺要素，而較低層次的綠色技術創新反而不利于提高能源利用效率。

3.3 機制檢驗

綠色技術創新能夠提高能源利用效率，但這種影響具有時空異質性和非線性。加入產業結構、城市化水平和信息化水平3個中介變量，利用中介效應進一步探究綠色技術創新和能源利用效率之間的內在機制，進而識別綠色技術創新提高能源利用效率的影響路徑。

以影響路徑為“綠色技術創新—產業結構—能源利用效率”為例，檢驗公式為：

具體檢驗過程簡略為：①通過式（1）估計核心解釋變量（綠色技術創新）的回歸系數α;②通過式（3）估計核心解釋變量（綠色技術創新）的回歸系數8;③通過式（4）估計核心解釋變量（綠色技術創新）和中介變量（產業結構）的回歸系數n1和72。當α、δ、η和n2在統計意義上顯著時，若η<α，表明存在部分中介效應;當α、8和η2在統計意義上顯著而η不顯著時，表明存在完全中介效應;若8和n2至少有1個在統計意義上不顯著時，采用Sobel檢驗法判斷中介效應的顯著性以及測算中介效應。

“綠色技術創新一城市化水平—能源利用效率”和“綠色技術創新—信息化水平一能源利用效率”2條影響路徑的檢驗過程同理。機制檢驗的回歸結果如表3所示。

根據未納入中介變量的雙向固定效應回歸結果，綠色技術創新系數顯著為負，表明綠色技術創新提高能源利用效率。根據“綠色技術創新-產業結構-能源利用效率”的影響路徑檢驗結果，綠色技術創新系數顯著為正，表明綠色技術創新促進產業結構優化;在納入產業結構的中介變量后，綠色技術創新系數顯著為負且絕對值降至0.119， 同時產業結構系數顯著為負，表明產業結構是綠色技術創新提高能源利用效率的部分中介變量。根據“綠色技術創新-城市化水平-能源利用效率”的影響路徑檢驗結果，綠色技術創新系數顯著為正，表明綠色技術創新促進城市化水平提高;在納入城市化水平的中介變量后，綠色技術創新系數顯著為負且絕對值降至0.132， 同時城市化水平系數顯著為負，表明城市化水平是綠色技術創新提高能源利用效率的部分中介變量。根據“綠色技術創新-信息化水平-能源利用效率”的影響路徑檢驗結果，綠色技術創新系數顯著為正，表明綠色技術創新促進信息化水平提高;在納入信息化水平的中介變量后，綠色技術創新系數顯著為負且絕對值降至0.138， 同時信息化水平系數顯著為負，表明信息化水平是綠色技術創新提高能源利用效率的部分中介變量。

上述檢驗結果表明，綠色技術創新降低單位人均 GDP耗電量即提高能源利用效率，且主要通過優化產業結構以及提高城市化和信息化水平進行傳導。綠色技術創新促進產業結構優化，第三產業增加值占 GDP 比重不斷提高，經濟發展方式由能源粗放型轉變為能源集約型，并由能源規模擴張轉變為能源結構升級;綠色技術創新促進城鎮、人口和產業進一步集聚發展，隨著城市化水平的提高，高質量發展亟須降低能耗總量和強度，尤其是城市產業和經濟活動的綠色化、智能化和可再生循環化進一步促進地區基礎設施規?；?，從而降低基礎設施的使用成本，同時有利于城市化和信息化發揮空間溢出效應，最終提高地區能源利用效率，進而減少不可再生能源消耗、降低生態環境壓力和提高能源配置效率[13]，為我國沿海地區實現經濟高質量發展提供動力支持和實現路徑。

4對策建議

隨著我國經濟轉型和美麗中國建設進程的加快，綠色技術創新和能源利用效率越來越受到社會各界的重視。本研究以綠色技術創新為切入點，分析我國沿海地區綠色技術創新的時空異質性及其與能源利用效率之間的內在傳導機制，主要得到2點結論。①綠色技術創新能夠提高能源利用效率，但二者之間呈非線性關系即存在單門檻，當綠色技術創新低于門檻值時對能源利用效率的提高作用較明顯，否則對能源利用效率的提高作用有所減弱;②產業結構、城市化水平和信息化水平是綠色技術創新影響能源利用效率的中介傳導因素，有助于進一步降低能耗。根據上述研究結論，本研究提出4項對策建議。

4.1完善生態文明頂層設計

長期以來，我國部分地區包括沿海地區的經濟發展以粗放型為主，由于環保意識缺位或環保投入較大但成效不明顯，這些地區對綠色發展存在一定程度上的認知錯位或消極對待。這就要求各級地方政府須從綠色技術創新的特征、目標、機制和路徑等方面入手，完善生態文明頂層設計，通過制定和實施相關法律法規營造良好的綠色技術創新環境，從而不斷提高能源利用效率和促進節能減排，為我國實現“碳達峰”和“碳中和”目標打下堅實基礎。

4.2優化產業結構和布局

已有相關研究表明，工業的單位 GDP能耗數倍于服務業，這就要求我國經濟發展方式在由粗放型向集約型轉變的過程中，按照產業定位高和能源消耗低的標準走高端產業化道路，促使企業積極開展綠色技術創新，從而提高生產效率和降低單位 GDP 能耗[14]，實現企業和區域經濟又好又快發展。

4.3合理控制城鎮和人口規模

人口規模適度和城鎮規劃合理是實現我國經濟健康發展的重要基礎?，F階段仍有部分城市單純以 GDP為發展目標而脫離人口和產業實際，造成較高的城鎮空置率，毫無疑問會降低能源利用效率，導致大量資源浪費。因此，在城鎮化進程中須合理控制發展定位和人口規模，杜絕能源和資源的低效利用和浪費。

4.4以信息化帶動工業化發展

我國應進一步轉變制造模式，推動制造業優化升級。積極建設面向高新技術產業集群的信息化平臺，開展區域網絡化制造技術應用。進一步整合沿海地區制造業的優勢科技資源，積極構建優勢產業制造基地，充分發揮其產業集聚、資源集成和輻射帶動的作用，培育一批制造業信息化企業并為其提供專業化、信息化和網絡化的生產性服務，實現信息和資源共享，從而降低開發成本、提高創新能力和擴大產業規模。

參考文獻

[1] 陳琪.環保投入能提高企業生產率嗎[J].南開經濟研究，2020（6）：80-100.

[2] LUNDGREN T， ZHOU W. Firm performance and the role ofenvironmentalmanagement[J].JournalofEnvironmentalMan-agement，2017，203（1）：330.

[3]王班班，齊紹洲.市場型和命令型政策工具的節能減排技術創新效應[J].中國工業經濟，2016（6）：91-108.

[4]白雪潔，宋瑩.環境規制、技術創新與中國火電行業的效率提升[J].中國工業經濟，2009（8）：68-77.

[5]熊文瑞.能源使用壓力對技術創新的倒逼機制研究[J].財經理論研究，2017（4）：50-58.

[6]劉云，馬志云，張孟亞，等.研發投入對企業績效的影響研究[J].中國科技論壇，2020（12）：67-75，85.

[7] AMBECS，COHENM A，ELGIES，etal.ThePorterhypothesisat20： can environmentalregulation enhanceinnovation andcompeti- tivenes？[J].Review ofEnvironmentalEconomics& Policy，2013， 7（1）：2-22.

[8]龔廣祥.非正規部門灰色競爭與正規企業績效：促進還是抑制[J].中國科技論壇，2020（2）：80-90.

[9]陶鋒，王余妃.環境規制、研發偏向與工業綠色生產率：“波特假說”再檢驗[J].暨南學報（哲學社會科學版），2018， 40（5）：45-60.

[10]羅勇根，楊金玉，陳世強.空氣污染、人力資本流動與創新活力[J].中國工業經濟，2019（10）：99-117.

[11] HANSEN BE. Threshold efectsin non-dynamicpanels： esti-mation， testing， and inference[J]. Journal of Econometrics，1999，93（2）：345-368.

[12]任勝鋼，鄭晶晶，劉東華，等.排污權交易機制是否提高了企業全要素生產率[J].中國工業經濟，2019（5）：5-23.

[13]江洪，李金萍，紀成君.省際能源效率再測度及空間溢出效應分析[J].統計與決策，2020，36（1）：123-127.

[14]蓋驍敏，李愛.要素技術效率與產業結構優化的空間效應研究：基于技術進步偏向的視角[J].財經論叢，2021（1）：3-13.