第一节　环境友好型技术扩散对可持续经济增长的影响

一　环境友好型技术的特点及其扩散研究

环境友好型技术是指能够减少能源、资源消耗，能够有效治理环境污染，保护生态环境、减少人类活动环境负荷的技术（包括知识、技能、信息、经验等），或者其产品符合环境友好特性。环境友好型技术既具有一般性技术（或称为普适技术）的共性，又有其自身特点。一般来说，从其是否能够直接给企业带来经济利益大致可以分为两类：一类是这种技术既符合环境友好、清洁、绿色的定义，又能够促进生产率的提高，降低生产成本，能为企业直接创造经济效益。这类技术以节能技术、新能源技术为典型代表，如变频空调、太阳能、风能、潮汐能、地热能利用等，也包括废弃物循环利用的技术，如水泥收尘电除尘器、电厂粉煤灰综合利用、钢铁厂铁素循环利用等。另一类是虽然“符合”环境友好、清洁、绿色的定义，但不会必然地促进生产率的提高，不能为企业直接带来经济效益。这类技术以清洁生产技术为典型代表，如废水中去除COD、大气污染治理、噪声污染治理技术等。由于第二类技术企业不会自发采用，必须通过外部环境管制政策的约束作用，以促进其推广应用，因此，本节对于这类环境友好型技术给予更多的关注。

正是由于环境友好型技术具有一些与一般技术不同的特点，其扩散也呈现出与一般性技术不同的特点。从对技术扩散问题研究的历史来看，最早有关的研究来自农业（始于20世纪50年代[3]）、医药、机械制造和信息技术扩散。大量的事实表明新技术的应用是缓慢的，一方面表现为不同的国家和地区由于其自身的社会制度、文化、人力资本和科技发展水平等因素造成的对新技术吸收能力的差异；另一方面表现为由于知识溢出的外部性、市场失灵、垄断等因素造成的影响新技术扩散的天然的和人为的壁垒，总体上表现为在同一时期不同的国家和地区、同一国家同一行业的企业之间生产技术的巨大差异的普遍存在。有大量文献从理论和经验两个角度试图对技术扩散缓慢的原因作出解释，大致可以分为两类：一类是从微观层面研究一项新技术从被创造出来到普遍运用所经历的阶段性特征，如著名的S形曲线及其原因，有代表性的文献如罗杰斯（Rogers，1962，1991）、斯通曼（Stoneman，1983）、罗宾逊（Robinson，1990）、Burgleman和Maidique（1988）等；另一类是在经济增长的框架下研究技术扩散问题，目的主要是解释跨国经济增长差异的原因，代表性文献有纳纳逊和菲尔普斯（Nelson and Phelps，1966）、格罗斯曼和赫尔普曼（Grossman and Helpman，1991）、帕伦特和普雷斯科特（Parente and Prescott，1994）、Barro和Sala-i-Martin（1997）、Acemoglu等（2002）、阿吉翁和霍依特（2004）等，还有如Benhabib和Spiegel（1994）等利用跨国数据分析人力资本对于技术扩散作了经验研究。这些研究从人力资本、专利保护制度、要素禀赋等方面的差异来解释技术吸收、扩散，是本节研究技术扩散（尤其是环保技术扩散）对于可持续经济增长的重要基础。

正如清洁生产技术以及废弃物末端治理等技术创新和扩散表现为与普通共性技术极大的不同，如果没有环境管制和政策激励，这些技术不会被采用。对企业而言更多是一种强制性约束，而其他如节约劳动、节约资本、节约能源及替代能源技术则更多地直接受市场价格的激励和引导，企业出于成本收益考虑会主动积极地进行这些技术的创新和扩散（Popp，Newell and Jaffe，2009）。因此，传统的技术扩散模型中假定企业根据自身成本收益是否采用新技术的决策，没有非市场因素的干扰，技术扩散属于完全的市场行为，并不符合清洁生产技术扩散的研究。在这一领域，最早引起关注的是能源技术扩散缓慢问题，Shama（1983）提出了“能源效率悖论”，即一方面是存在大量高效的能源技术；另一方面这些技术并不能被大量采用。随后贾菲和斯塔文斯（Jaffe and Stavins，1994）、贾菲等（2000）、Mulder等（2003）用大量的文献构建不同的理论模型对此作了解释。对于清洁生产技术扩散问题的理论研究集中在考察不同政策工具对环保技术扩散采用的激励作用，如Milliman和Prince（1989）、Jung等（1996）、Fischer等（2003），对于环境友好型技术扩散问题研究成果最为丰硕的是在经验研究领域，Popp（2009）对此作了较为详细的总结。总体上看，在理论上探讨技术扩散对可持续发展经济的文献尚不多见。本节的目标是通过构建一个简单的技术扩散模型，研究缓慢的技术扩散尤其是环保技术扩散对于可持续经济增长有何影响，以弥补理论研究中的不足。

二　一个基本的技术扩散模型

本章的模型将在前一章模型基础上作一些简化和改进，模型的基本框架来自阿吉翁和霍依特（2004）及Acmoglu（2007）。与前章类似，经济体中存在三个部门，即最终产品生产部门、中间产品生产部门和研发部门。其中，中间产品生产部门为垄断厂商，其他部门均为完全竞争市场结构。假定只有一种最终产品，只有一种生产要素即中间产品，它将被用来消费、生产最终产品和作研发投入。技术扩散发生在一个国家的不同地区之间（也可以认为是发生在全球的各个国家之间），现在假定一个国家中共有J个不同的地区，其中第j（j =1，2，…，J）个地区的情况如下：

（1）最终产品的生产：

其中，Aj（t）为在t时地区j的生产率，xj（t）为t时投入最终品生产中的中间品消耗量，α∈［0，1］。按阿吉翁和霍依特（2004）的解法，令中间投入品的购买价格或边际成本为pj（t）=χ＞1，同时，这个χ代表了垄断的中间产品供应商制定的垄断售价。由于每个中间品制造商面临其他模仿者的竞争压力，因此只能订一个有限的高价，取决于最终产品生产厂商的最大化决策。

最终产品部门的最大化问题即为：

据此可得利润最大化的一阶条件有：

（2）中间产品生产部门作为垄断厂商，其利润为：

j（t）= pjxj－xj=（pj－1）xj

由（4-2）式可得，均衡时的利润为：

j（t）=δ（χ）Aj（t）

其中，

（3）研发部门的行为与前一章相同，研发成功后就可以作为市场上唯一的垄断厂商以取代在位者，但是，其具体设定有较大的不同。为了简化，不考虑技术创新的不确定性，技术进步取决于两个因素：一是技术吸收能力，也即技术扩散的程度，表现为部门特定参数与当前平均技术水平之间的相互作用；二是自主创新，表现为以最终投入作为要素的产出能力，具体形式如下[5]：

其中，ηj、φ＞0表示影响技术扩散速度和技术创新吸收能力的参数。令，表示地区j与全国最先进技术水平的差距，其越接近于1表示技术水平越高。同时假定全国最先进的技术水平以外生的速度g增长，即

研发部门的利润最大化问题如下：

其中，Vj（t）表示创新的价值，又由于成功的创新者将成为中间产品的唯一垄断供应商，将获得未来的垄断利润，有，其中，r*表示稳态时折现率。由利润最大化的一阶条件（创新的边际收益与边际成本相等）可得：，再由（4-3）式可得：

假定该国消费者的效用函数形式为：

（4-5）式中

（4）经济处于稳态时的特征分析。在本节模型假定之下，经济处于稳态时，所有地区将以同样的速度g增长，并且这个稳态均衡是唯一的（证明思路参见Acmoglu，2007，本节省略）。最终产品产出及Aj（t）均以速度g增加，代表技术差距或技术水平的）保持不变，即。在这种状态下，越高，表明地区j技术水平越高，因此收入水平也越高。一个地区技术吸收能力越强（也代表了技术扩散速度越快），表现为ηj越大；同时，原有的技术存量越高，表现为Aj（t）越大，则这个地区越接近技术前沿，或者说技术水平越高，收入水平也越高。

三　考虑环境约束的技术扩散模型

与前一章的假定相同，经济体中如果没有环境政策的约束则没有环境技术的进步，生产中间品的过程中将产生污染排放E，受规模和技术两个因素影响：

其中，Zt代表环保技术，对于环保技术进步率的假定与普适技术进步相同，其值越高表明技术水平越低，排放强度越大。再次假定环保技术进步与普适技术进步具有相同的形式，这里仅是一种较为简单的理想状态，现实要复杂得多。

其中，表明最高的环保技术水平，其值越小技术水平越低，同时假定其以速度g下降，），意味着排放强度下降。令表示地区j与全国最先进环保水平的差异，越接近于1，表示其环保技术水平越强。

环境污染的存量D是环境质量的逆向指标，将进入消费者的效用函数之中，其积累方程如下：

主要政策手段是对污染排放征收环境税和对科研投入进行补贴，对微观行为主体的影响体现在：一是中间品生产的单位成本上升；二是研发部门科研投入的单位成本相对降低。具体如下：

中间厂商利润j（t）= pjxj－xj－τZjxj，令τZj=ψ，τ表示税率，ψ表示经调整过的单位排放的税率，可得：

其中，

研发部门最大化行为有：

　　s，可得：

其中，revn代表在考虑环境约束条件下达到均衡状态的折现率，s表示对研究单位有效投入的补贴。

由（4-11）式、（4-12）式可得：

同理，在经济达到稳态时，所有地区的收入也都将以g的速度增长，且各地与技术前沿的距离保持不变，aj、dj以不变速度增长，因此，技术水平高的国家更加富有，且环境污染存量的绝对量相对较低。由（4-13）式和（4-5）式的对比分析可知，政府对于技术研发给予补贴有助于缩小一个地区与技术前沿的差距，而且环境税收的增加也会起到促进技术扩散的作用。这一点与波特假说的预言相同。在这种机制下，环境管制起到诱致技术扩散和技术进步的作用，其原因主要是尽管垄断中间品生产商的利润下降，但是征收的环境税全部用于研发补贴，促进了技术创新和扩散。由此得到的政策启示是，对于环境友好型技术创新和扩散，公共财政补贴和使环境成本内生化的税收政策都很重要。