对外贸易技术效应与中国工业碳排放

      内容提要: 本文利用中国 34 个工业行业 2001 ～ 2010 年面板数据，运用投入产出表构建进口贸 易技术水平溢出、出口贸易技术水平溢出、出口贸易技术后向溢出以及进口贸易技术前向溢出四 种指标，以检验对外贸易技术效应对工业碳排放的影响。按行业碳排放强度分组，估算了研发投 入强度、企业所有制结构等反映吸收能力的行业特征在对外贸易技术溢出的碳排放效应中的作 用。全行业的研究表明，出口贸易技术后向溢出对工业碳减排具有显著的促进作用，而进口贸易 技术水平溢出对工业碳减排存在明显的负面影响。分行业的研究表明，高碳排放行业对外贸易的 技术效应对工业碳排放影响显著，而低碳排放行业影响系数不明显，行业特征对对外贸易技术效 应的影响主要集中在高碳排放行业。

      关键词:  对外贸易;  技术溢出;  产业关联; 工业碳排放

      与对外贸易技术溢出对二氧化碳排放影响相 关的经验实证研究方面，Geng ＆ Zhang( 2011 )  利用 35 个国家的分组研究发现，对外贸易的技术溢出对 碳排放的影响与国别、进出口商品的技术含量水平 有关; 王天凤、张珺( 2011 ) 运用时间序列数据分析 表明，出口贸易对我国碳排放影响的技术效应为  负; 傅京燕、裴前丽( 2012 ) 将各部门碳排放强度按 Divisia 指数分解的结果显示，技术效应有利于降低 我国碳排放强度。

      由此可见，现有的研究侧重于对外贸易与碳排 放两者关系的初步考察，而关于对外贸易不同技术 溢出途径所发挥的技术效应对工业碳排放影响差 异的实证研究，目前尚无文献涉及。基于此，本文 以 2001 ～ 2010 年中国 34 个工业行业为研究对象， 试图从以下几个方面有所突破: ( 1 ) 从行业层面考 察对外贸易技术效应对工业行业碳排放的影响。现有研究主要集中在国家层面，而对外贸易主要通 过产业活动对东道国碳排放产生影响，考虑到碳排 放集中于工业部门的现实，工业行业层面的研究可 能能更好地考察两者的关系; ( 2 ) 研究对外贸易的 技术溢出主要通过何种机制影响工业行业碳排放? 对外贸易技术溢出途径是否存在行业异质性，同一 途径的传导机制是否也存在行业异质性? 其技术 溢出的程度又受到哪些因素的影响? 本文在阐释 对外贸易技术溢出对工业碳排放影响机理的基础 上，通过构造代表不同对外贸易技术溢出的指标， 考察进口贸易技术水平溢出、出口贸易技术水平溢 出、进口贸易技术前向溢出以及出口贸易技术后向 溢出等四种不同的技术溢出对工业碳排放产生的影响。 

      ( 1) 进口贸易技术前向溢出有利于本土下游企 业碳排放水平的降低。进口的中间品和资本品中 包含了物化形式的国外研发存量，一国通过高质量 的中间品和资本品的投入，直接促进下游本土企业 产品质量和价值的提升( Connolly，1997) ，这种形式 的国外研发活动外部性来自“租金溢出”( Griliches， 1979) ，而租金溢出是指具有创新技术的中间品和 资本品商业化的价格未能完全反映技术创新带来 的质量改进，本土下游企业在中间品投入生产过程 中将从溢出中获得国外产品创新的一部分收益。中国从低碳技术领先国家进口机器设备、零部件中 间品和最终产品等有形产品，有数据显示，20 世纪 90 年代中期以来，我国平均每年花费 100 多亿美元 用于技术和设备引进，其中能源、石化、冶金、采掘、 电力等引进了非常多的技术和外资 ( 王 海 鹏， 2010) ，这些行业能更多地接触到物化于进口产品 中的国外领先技术，除物化技术以外，其下游进口贸易企业在“干中学”的过程中逐步接触到一些非物化的技术和隐性知识，而且随着进口的中间品数 量增加与质量提升，总的生产过程分解成更多更为先进的生产过程，即生产的专业化程度提高 ( Ethi- er，1982) ，有利于能源利用效率的改善和碳排放强度的降低。

      ( 2) 进口贸易通过水平方向的“逆向工程”与模 仿促进本土中间品供应商碳排放的减少。逆向工 程是指从进口的中间品和资本品中解析出包含其 中的技术知识，改编成适合本土需要的中间品。一 般而言，进口的中间品和资本品的价格低于其竞争 性价格( Eaton ＆ Kortum，2002) ，即使进口的中间品 和资本品的价格高于其竞争性价格，但不会高于其 机会成本( 机会成本中包括中间品和资本品的研发 成本) ( Keller，2001 ) ，逆向工程的模仿活动节约了 本土供应商的研发成本，而且进口贸易的种类与数 量越多，接触到的物化于进口中间品和资本品中的 技术知识越多，本土供应商模仿复制的可能性越大   ( Grossman ＆ Helpman，1991 ) 。除技术上自然的外 部溢出之外，中间品和资本品的进口使东道国同类产品市场的本土供应商面临更为激烈的竞争，竞争压力迫使本土供应商更有效地利用现有技术或寻 求新 技 术 以 维 持 市 场 份 额 ( Blomstrom ＆ Kokko， 1998) ，也有可能竞争压力的加剧减少了本土供应 商的利润，限制了本土供应商对节能减排技术投资 的能力和意愿，转向追求成本最小化战略，进而对 碳减排带来负面影响。通过上述分析，本文提出如 下假说:

      假说 1: 进口贸易技术前向溢出通过租金溢出 与干中学效应促进工业行业碳减排。

      假说 2: 进口贸易技术水平溢出通过逆向工程 与行业竞争对工业行业碳排放的影响不确定，与引 进技术的本土消化吸收能力密切相关。

      2、出口贸易技术溢出机制

      ( 1) 出口贸易技术后向溢出机制体现为跨国公 司通过技术援助带动出口贸易供应商后，出口贸易 供应商对其相关产业产生的技术创新的需求。从 技术后向溢出来看，跨国公司对东道国本土配套供 应商出口的产品质量提出较高的要求，为保证中间 投入品的质量，愿意向本土供应商提供技术援助  ( Humphrey ＆ Schmitz，2001) ，本土供应商的技术改 进又会对相关行业技术创新有启示与促进作用，行 业的竞争程度越高，本土供应商的技术改进对相关 行业的促进作用越明显，或者在技术吸收消化能力 有限的前提下，跨国公司倒逼本土供应商直接进口 国外先进技术和设备，也有可能形成对国外先进技 术的依赖( Pillai，1979 ) ，从而弱化了本土供应商与 相关行业之间的关联程度。

      ( 2) 出口贸易技术水平溢出机制表现为出口部 门和非出口部门之间的水平关联。从出口部门与 非出口部门之前的关系来看，出口部门从外国消费 者处获得了产品设计、制造工业改造、产品质量等 各种信息( Grossman ＆ Helpman，1991 ) ，其要素边 际生产率高于非出口部门，其外部经济效应突出体 现在非出口部门通过加强与出口部门之间的联系， 分享出口部门的基础设施，模仿学习出口部门的先 进技术，以较高的薪酬吸引出口部门的人力资本向 非出口部门迁移( Feder，1982) 。由此，本文提出如 下假说:

      假说 3: 出口贸易技术后向溢出对工业行业碳 排放的影响不确定，与引进技术的本土消化吸收能 力有关。

      假说 4: 出口贸易技术水平溢出对工业行业碳减排有积极的促进作用。

      其中，i 表示工业行业横截面单元，i = 1，2 …， 34; t 表示时间; δt 为时间非观测效应，反映随时间 变化的诸如能源价格、环境规制政策变化对行业碳 排放或碳排放强度产生的影响; ηi 为行业差异的非 观测效应; εit 为与时间和地点无关的随机扰动项; C 为行业碳排放; CI 为行业碳排放强度; Y 为工业总 产值; RD 为行业研发投入强度; EHS、MHS、MFS、 EBS    分别为出口贸易技术水平溢出、进口贸易技术水平溢出、进口贸易技术前向溢出、出口贸易技术 后向溢出; SE 为企业所有制结构衡量的市场竞争 程度。

      考虑到内资企业吸收能力的局限性，技术效应 存在一定的滞后性( Zahra ＆ George，2002 ) ，同时， 对外贸易相关的变量可能存在内生性问题，即较宽 松的环境规制( 意味着更多的碳排放) 常常会促进 经济的粗放式增长，经济的粗放式增长又会带来更 大规模的对外贸易。为消除内生性影响，本文用滞 后一期的对外贸易技术溢出变量代替方程( 6 )  (  模 型 A1) 和方程( 7 ) ( 模型 B1 ) 中的对外贸易技术溢 出变量，得到模型 A2 和模型 B2。为进一步考察较 长时间对外贸易技术效应的滞后性影响，运用当期和前两年对外贸易技术溢出的移动平均值代替方程( 6 )  和 ( 7 )  中 的 相 应 变 量，得 到 模 型 A3  和 模型 B3。

      很多文献表明，对外贸易技术溢出并不是一个独立的过程，而是受到了东道国研发投入、企业所有制结构以及行业碳排放强度等反映吸收能力的行业特征的影响。为检验行业特征对对外贸易技 术溢出效应的影响，本文在基本模型( 6 )  、(7 ) 的基础上进一步运用两种方法: 一是通过构造行业特征 变量与代表对外贸易技术溢出效应变量的乘积交 互项进行检验; 二是按照行业特征分组检验。检验 步骤如下:  首先，依照本文第三部分的假说  2  和假 说 3，分别构造国内研发、企业所有制结构与出口贸 易后向技术溢出效应、进口贸易水平技术溢出效应 变量的乘积交互项，将 方程 (  6 )  分别改造为方程   ( 8) 、方程( 9 ) ，同时，方程( 7 ) 改造成方程( 10 ) 、方 程( 11 ) ; 随后，按照工业行业碳排放强度标准分组 进一步考察工业行业碳排放强度在对外贸易技术 溢出效应对工业行业碳排放强度影响中的作用。方程( 8)  ～ 方程( 11) 构建如下:

式( 12)  ～   式( 15 )  中，Y  为规模以上工业企业的总产值;  IM  为进口贸易额; ES  为出口销售额; αij为后向关联系数;   αji 为前向关联系数。变量 S 运用行业资本密集度来表示，即行业的固定资产净值年平均余额与该行业从业人员年平 均人数的比值; SE 为企业所有制结构，即行业的非 国有企业总产值占行业总产值的比重来表示。

      3、数据说明

      本文研究集中于 2001 ～ 2010 年间，期间工业分 行业总产值、出口交货值与能源消费数据分别来自《中国统计年鉴》、《中国工业经济统计年鉴》、《中 国能源年鉴》各期，进口数据来自联合国统计处的 COMTRADE 数据库中按 ISIC Rev. 3 分类的行业数 据，参照盛斌( 2002) 的方法将其转换成与我国工业 行业分类标准( CICC) 相一致的行业数据。工业行 业归并为 34 个行业类型，剔除“其他采矿业”、“木 材及竹材采运业”、“工艺品及其他制造业”、“烟草 制品业”、“废弃资源和废旧材料回收加工业”五个 行业。另外，电力与热力不仅是工业的一种行业类 型，也是其余 33 个工业行业能源消费的重要来源，为避免能源消费与碳排放重复计算的问题，本文在各工业行业能源消费的统计中考虑了除电力与热 力以外的其余所有种类的化石能源，涉及的化石能 源包括原煤、洗精煤、焦炭、焦炉煤气、其他煤气、其 他焦化产品、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化 石油气、炼厂干气、其他石油制品、天然气等 15 种 能源类型。来自《中国统计年鉴》中的分行业工业 总产值数据均为当年价格的名义值，为消除价格波 动带来的影响，本文利用公布数据推算了相应工业 行业价格指数，并利用该指数将 2001 ～ 2010 年工业 分行业总产值折算成 2000 年不变价。

      此外，研发数据来源于《中国科技统计年鉴》各 期; 国有企业与非国有企业产值、人均固定资产总 值数据来源于《中国工业统计年鉴》; 关于前向、后 向关联系数估算中的直接消耗系数，2001 ～ 2005 年 取自 2002 年投入产出表，2006 ～ 2010 年取自 2007 年投入产出表，将基本流量表中的工业行业合并为   34 个工业行业，然后计算出相应的直接消耗系数 矩阵。

      分工业行业碳排放强度为单位工业产值所排 放的二氧化碳，其中，分行业碳排放量的估算方法 参考《2006 年 IPCC 国家温室气体清单指南》，具体 的估算公式如下:

      其中，i = 1，2，…，34，表示工业行业类型; j = 1， 2，…，15，表示能源种类;    C  代表工业能源消费碳排放，单位为万吨; E 代表工业能源消费量，单位为万 吨; NCV 代表一次能源平均低位发热量的折标准煤 系数，单位为千克标准煤 / 千克，见《中国能源统计 年鉴 2008》的附录 4，附录中缺乏其他石油制品、其 他焦化产品和其他煤气的平均低位发热量数据，为 此，其他石油制品的系数用原油参数替代，其他焦 化产品系数用煤焦油参数替代，其他煤气采用焦炉 煤气参数替代; CEF 代表单位热量的碳排放系数， 单位为万吨 / 万吨标准煤，见 IPCC( 2006 ) ; COF 代 表碳氧化因子，此处取缺省值   1。

      2、实证结果分析

      ( 1) 对外贸易的技术溢出的碳排放效应。表 2 给出了各种对外贸易技术溢出对工业碳排放强度 与碳排放量影响的分析结果，EHS 与 MFS 的系数为 负，表明其对工业碳减排有积极的促进作用，与前 文假说 1、假说 4 一致，但在统计上并不显著;  所有 的 EBS 系数均为负值，表明出口贸易供应商对上游 中间品供应商技术创新的需求与技术援助提高了 工业碳减排技术水平，减少了工业碳排放量，影响 系数从模型 A1 ～ A3、模型 B1 ～ B3 明显增大，显著 性均达到 1% 的水平，说明出口贸易技术后向溢出 的碳减排效应存在滞后性，可能原因在于行业内企 业需要一定的时间消化吸收出口贸易技术溢出，滞后期的长度与本土的技术吸收能力密切相关，这与 假说 3 对应; 所有模型的 MHS 系数均显著为正，表 明通过“逆向工程”与竞争效应，中间品与资本品的 进口抑制了本土同行业产品供应商碳减排技术的 提升，其影响系数在模型 A 和模型 B 中的变动与 EBS 影响系数类似，说明进口贸易技术水平溢出效 应也存在滞后性，同假说 2 对应，原因可能是物化 于进口中间品与资本品中的节能减排技术与本土 供应商技术存在巨大差距，技术势能过大限制了本 土供应商的吸收消化能力，在进口贸易强化了同行 业产品竞争的背景下，本土供应商难以在节能减排 技术上有所突破，转向追求成本最小化战略，进而 对碳减排带来负面影响。       与大多数文献关于研发投入的结论一致( Fish- er-Vanden 等，2006; 李子豪、刘辉煌，2011 ) ，除模型 B1 外，表 2 中所有模型研发投入强度系数均在 1% 的水平显著为负，表明研发投入强度的增加有利于 提高生产率或改进节能减排技术，进而降低工业碳 排放强度和碳排放量。目前我国节能减排技术创 新基础薄弱，约有 70% 的减排技术依赖进口，对成 熟技术的引进、消化、吸收、再创新的研发投入严重 不足。从研发经费支出占 GDP 的比重来看，我 国 2001 ～ 2011 年间该指标从 0. 95% 增至 1. 83% ，年 均升幅 0. 08% ，而 大多数创新型国家该指标高达 3% 左右，意味着我国在研发投入方面与创新型国 家仍然存在巨大的差距，通过提高研发强度降低工 业行业碳排放强度的空间较大。

      与上述各影响因素不同，行业结构和企业所 有制结构对工业碳排放强度和碳排放量的影响存 在差别，其中，反映行业结构的行业资本密集度与 工业碳排放强度显著负相关，而与工业碳排放量 显著正相关，表 明行业资本密集度的增加会降低 行业碳排放强度，但却导致更多的碳排放量。原 因可能在于，资 本密集度对工业碳排放的影响具 有双重性，一方面，资本密集度的增加直接导致更 多的资本设备投入与能源消耗，进而导致更高的 碳排放量和碳排放强度; 另一方面，资本密集度通 过能源—资本配置比的降低来间接实现碳排放强 度的降低，因此，资本密集度对碳排放强度的间接 影响效应大于直接影响效应( 陈春华等，2012 ) ，此 结论与李子豪和刘辉煌( 2011 ) 不同。除模型 A3 外，所有模型企业所有制结构系数均显著为正，表 明非国有企业比重的增加会促进碳排放强度与碳排放量的上升，这是因为，在缺少严格环境规制将 环境污染成本内生化的背景下，非国有企业比重 越高，市场竞争压力加剧，可能会缩小企业利润空 间，限制企业对碳减排技术、现代化厂房以及设备 等进行投资的能力与意愿，从而对工业碳减排带 来负面影响。此外，工业产出与工业碳排放量在  1 % 的显著性水平上正相关，表明现阶段中国经济 增长还未跨越倒 U 型环境库兹涅茨曲线的拐点， 原因与粗 放 式 的工业产出增长模式所导致的能 源、资源消耗较大有关。

      ( 2) 行业吸收能力对贸易技术溢出的碳排放效 应的影响。模型 1、模型 4 分别为方程( 6) 按碳排放 强度分组的估计结果，模 型 2、模 型 5 分别为方程  ( 8) 的分组估计结果，模 型 3、模 型 6 分别为方程  ( 9) 的分组估计结果，回归结果如表 3 所示。从表 3 的结果可知，对外贸易的技术效应对不同碳排放强 度行业的影响迥异: 在高碳排放行业组，EBS 系数 显著为负，MHS 系数均显著为正，与行业整体回归 结果相比，其影响系数与显著性均明显增大。而在 低碳排放行业组，所有对外贸易溢出变量的系数均 不显著。这说明对外贸易技术效应主要集中在高 碳排放行业，可能的原因是，对外贸易技术效应对 工业碳排放的影响存在一定的“技术门槛”，与低碳 排放行业相比，高碳排放行业的资本密集度普遍较 高，而行业的资本密集程度反映了行业的技术和资 本装备程度( Kokko，1996) ，在国内外碳减排技术水 平存在巨大差距的背景下，行业资本密集度越高， 意味着该行业对国外领先碳减排技术的吸收能力 越强，从而使得高碳排放行业对外贸易技术效应对 碳排放的影响更为显著。

      其他因素的影响存在较大的差别。行业结构 方面，低碳排放行业资本密集度的提高能显著降低 工业碳排放强度，而高碳排放行业影响系数较小， 同为负值但不太显著，原因在于，与低碳排放行业 相比，高碳排放行业资本密集度的存量水平相对较 高，其资本密度强化通过资本设备投入、能源消耗 进而促进碳排放强度提升的直接效应较为明显，而 通过资本对能源的替代从而导致碳排放强度降低 的间接效应比较有限。因此，低碳排放行业资本密 度强化的综合效应更有利于碳减排; 研发投入方面 与已有的研究结论类似( Fisher-Vanden 等，2006; 李 子豪、刘辉煌，2011 ) ，低碳排放行业研发投入与碳 排放强度在 1% 的显著性水平上负相关，而高碳排 放行业研发投入系数为负但不显著。

      关于行业特征对贸易技术效应对碳排放的影 响方面，高碳排放行业的行业特征影响显著，而低碳排放行业的影响不明显。模型 2 结果显示，企业所有制结构与出口贸易后向技术溢出的交互项系 数显著为正，说明非国有企业比重的提高削弱了高 碳排放行业出口贸易后向技术溢出对工业碳减排 的积极效应，可能的原因在于，上游非国有企业比 重的上升，加剧了上游本土供应商之间的市 场竞 争，利润空间的缩小限制了本土供应商研发能力的 积累与吸收能力的提升，弱化了出口贸易的后向技 术溢出效应; 模型 3 结果显示进口贸易水平技术溢 出分别与研发投入、企业所有制结构的交互项系数 均显著为正，说明国内研发投入强度、非国有企业 比重的提升不利于进口贸易水平技术溢出的碳减 排效应，即国内研发作为吸收能力的作用不明显， 原因可能与国内研发投入方向、力度和物化于进口 中间品和资本品的节能减排技术之间不太匹配有 关，而非国有企业比重的提高进一步加剧了进口贸 易对本土同行业供应商的竞争压力，强化了进口贸易的竞争效应对技术溢出的碳减排效应的负面作用。

      将回归方程的因变量换成碳排放量，回归结果 如表 4 所示。其中，模型 1、模型 4 分别为方程( 7 ) 按碳排放强度分组的估计结果，模型 2、模型 5 分别 为方程( 10) 的分组估计结果，模型 3、模型 6 分别为 方程( 11) 的分组估计结果。与表 3 的回归结果相 比: 资本密集度的变动对碳排放量的影响没有碳排 放强度明显，与表 2 的结果类似; 所有工业行业非国有企业比重的增加不仅会直接促进碳排放量的 提升，还会通过强化贸易技术溢出的碳减排负面效 应来间接促进碳排放量的增长，具体原因与前述分 析一致; 所有行业工业产出均能显著促进碳排放量 的增长，相对于低碳排放行业，高碳排放行业的影 响系数较大，且显著性水平较高，原因在于高碳排 放行业的产出增加更多是依靠能源、资源投入型的 粗放式增长模式，必然导致更多的碳排放量。

      ( 1) 给予一定的贸易政策倾斜，鼓励与促进出 口贸易企业的本土化采购，强化本土供应商与出口 贸易企业之间的关联程度，以充分发挥出口贸易后 向技术效应对工业碳减排的积极作用。具体而言， 应着重加强高碳排放行业出口力度，保持低碳排放 行业的出口规模水平。结合当前出口贸易规模增 速变缓的趋势，政府应积极为出口贸易企业创造条 件以开拓出口贸易新兴市场，将出口贸易的重心从 欧美市场向东亚市场转移，旨在促进出口规模增长的同时优化出口贸易技术结构。

      ( 2) 研发活动是获得技术最根本、最主动的方 式，而目前国内研发投入、研发专利转化率严重不 足，因此，政府应加强国内研发投入，特别是在运用 “逆向工程”等方式学习模仿、消化吸收的过程中， 加大与物化于进口中间品和资本品中节能减排技 术研发方向相适应的研发投入力度。同时，也应注 意在引进中间品和资本品时并非一味地引进处于 技术前沿的高端设备，而是应选择引进与当地的科 研基础实力所反映的吸收能力相适应，又能促进当 地吸收能力提升的中间品和资本品，从而使工业各 行业技术研发存量、研发方向能更好地与对外贸易 技术溢出相匹配。

      ( 3) 积极调整工业内部结构，适 度 提 高 行 业 资本密集度，特别是适度提 升低碳排放行业的资 本密集度，通 过 工 业 行 业 能 源—资 本 替 代 比 例、 化石能源占 总 能 源 消耗比例的降低促进工业碳 减排。

      ( 4) 由于碳减排技术的扩散与传统技术不同， 前者面临市场的双重失灵，第一重失灵在于跨国 污染企业无法将环境技术的投资成本转嫁到消费 者身上; 第二重失灵在于环境投资的公共性，环境 投资 企 业 无 法 获 得 充 分 的 投 资 回 报 ( Haum， 2010 ) 。这意味着，缺 乏碳减排规制的约束，碳 减 排技术巨大差距下的竞争更多的是低成本竞争， 不利于碳减排技术的跨国转移与扩散。而碳减排 规制的缺乏，其深层次的原因与政府主导型的经 济体制密切相关，表 现在地方政府难以抑制 GDP 冲动，缺乏强化碳减排规制的动力，从而使粗放型 的经济增长方式难以得到根本扭转。因此，长 远 来看，应以经济体制转型的深化为切入点，运用市 场主导的方式强化碳减排规制，发展以低碳能源 消耗为主的低碳产业，逐步走出高 碳“锁 定效应” 的困境。

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