数字化水平、研发投入对绿色技术创新的影响刘洁1栗志慧1魏方欣2（1.北京联合大学商务学院北京100025；2.生态环境部核与辐射安全中心北京100082）摘要：绿色技术创新是推动我国高质量发展的重要动力和源泉，是实现可持续发展的核心路径。本文运用我国2016—2019年的省级面板数据，研究研发投入对绿色技术创新的影响机制，并引入数字化水平作为一个重要的影响因素，利用面板阈值模型探讨其在研发投入对绿色技术创新影响机制中的作用。研究发现：当地区数字化水平较低时，研发投入由于无法明确创新类型，增加研发投入并不一定会提高绿色技术创新能力；但当地区数字化水平比较高时，研发投入能够有效促进绿色技术创新。因此，要完善政策促进企业加大研发投入，增强创新驱动力；同时还要促进数字基础、数字投入、数字素养、数字经济以及数字应用五方面协同发展，推动数字化与绿色技术创新深度融合。关键词：绿色技术创新；研发投入；数字化水平；面板模型中图分类号：F49文献标志码：A文章编号：2095−1124(2022)05−0037−10DOI：10.12181/jjgl.2022.05.05一、引言《中共中央关于党的百年奋斗重大成就和历史经验的决议》强调，必须实现创新成为第一动力、协调成为内生特点、绿色成为普遍形态、开放成为必由之路、共享成为根本目的的高质量发展，推动经济发展质量变革、效率变革、动力变革。绿色技术创新对我国经济高质量发展有着重要的推动作用[1-4]，是整个社会发展的重要驱动力[5],是全球经济可持续增长的重要动力[6]。加快推进绿色科技创新，是迎接新一轮工业革命的重要举措，也是解决我国现实生态环境问题的重要支撑。但是我国作为发展中国家，绿色技术创新的总体水平相对落后，很难适应我国经济发展方式的转变和对环境污染的控制。因此，探究绿色技术创新的影响因素对提升绿色技术创新有重要意义。研发投入是我国技术创新的主要来源，研发投入的增加可以提高我国的绿色技术创新能力。如今，促进多个领域融合的数字经济蓬勃发展，成为经济增长的“新引擎”和推动我国经济高质量发展的关键力量[7-8]。数字技术所具有的高度智能等优点，能为绿色技术创新提供有利环境支撑和要素供给，提升资源配置效率。那么，随着数字化的不断发展，数字化水平究竟是否能够有效促进绿色技术创新？数字化是如何影响绿色技术创新的？数字化在研发投入对绿色技术创新的过程中发挥了什么样的作用？回答这些问题将有助于解释绿色技术创新的影响因素，分析数字经济、研发投入与绿色技术创新之间的相互作用，探究数字经济背景下收稿日期：2022−02−13基金项目：国家社会科学基金一般项目“京津冀协同发展背景下区域人口与产业协调发展格局及其趋势研究”（18BRK001）。作者简介：刘洁（1983—），女，教授，主要研究方向为区域发展管理。通信作者简介：栗志慧（1998—），女，硕士研究生，主要研究方向为区域发展管理、投融资管理。第33卷第5期西部经济管理论坛2022年9月Vol.33,No.5WestForumonEconomyandManagementSept.202237研发投入与绿色技术创新之间的作用机制，从而为提高绿色技术创新提供新的政策视角。二、文献综述绿色技术是指能够改善环境的系统技术，是一种强调改善生态的高标准技术，是有利于社会可持续发展的产品的总称[9]。绿色技术创新是以保护环境为目标的技术创新，将经济、生态和社会的可持续发展作为主要发展目标[10]。绿色技术创新不仅可以抵消短期经济损失，为产业结构升级带来巨大动力[11-12]，而且可以提高企业利润，为企业的长远发展提供强大动力[13-14]。影响绿色技术创新的原因是多种多样的，比如国民收入[15]、政府政策[16-17]等。研发投入是促进绿色技术创新的首要因素。一方面，企业自主研发投入强度的提高对我国的技术进步[18]和生产率提高有显著正影响[19]，从而可以有效地促进绿色技术创新的发展[20]。李光泗等以技术创新能力为重点，利用我国大中型工业企业的面板数据进行了实证检验，发现自主研发对技术创新具有显著的积极影响[21]。许晓燕等基于中国绿色技术专利，研究了研发投入对绿色技术创新的影响，发现企业研发投入对绿色技术创新水平有显著的积极影响[22]。王惠等通过面板门槛模型研究发现，大中型企业的研发投入对企业的绿色技术创新效率有着正向的促进作用[23]。张旭等研究表明，提高企业研发投入强度，有助于提高企业绿色科技创新水平[24]。另一方面，政府对企业提供研发资金的财政支持可以有效减轻企业的研发投入短缺和经营负担，纠正市场机制对资源最优配置的功能扭曲,从而修正市场机制对企业绿色技术创新的市场失灵问题。郭捷等利用2009—2017年的面板数据，发现地方政府研发投入对当地绿色创新的积极影响更为明显[25]。李新安采用2004—2018年30个省份面板数据，通过实证研究发现政府补贴对绿色技术创新表现出显著的促进效应[26]。随着信息时代的到来，数字技术广泛应用于各个领域，新技术、新模式与新业态不断涌现[27]，数字化逐渐成为推动企业创新发展和促进绿色技术创新的重要因素。随着企业数字化转型和数字经济的快速发展，资本要素从核心生产要素转变为情境条件要素参与到数字经济的价值创造中[28]。何帆提出企业可以通过降低成本费用、提高资产的使用效率和增强创新能力三条路径实现数字化转型，提升企业经济效益[29]。周青从数字接入水平、区域数字化设备、平台建设和应用层面四个角度对数字化水平进行测控，发现提高数字化接入水平可以提升创新绩效[30]。周慧慧等从数字经济发展角度，研究发现数字化水平在达到临界之后才对绿色创新绩效具有显著的调节作用[31]。综上所述，已有文献从不同视角对研发投入和绿色技术创新二者之间的关系进行了研究，针对数字化水平进行了分析和探讨，丰富了绿色技术创新理论，为后续研究奠定了良好的基础。但目前的研究中关于研发投入与绿色技术创新之间关系的结论尚未达成统一，而且主要聚焦于数字化与经济绩效之间的关系，研发投入、数字化与绿色技术创新之间的关系尚未厘清。因此，本文从数字化角度，探究研发投入对绿色技术创新的影响机制，并引入数字化水平这一综合指数，分析数字化水平、研发投入与绿色技术创新的交互作用。文章的边际贡献在于：首先引入数字化水平，利用因子分析法计算数字化水平的综合指数；其次利用门槛模型探究数字化在研发投入与绿色技术创新之间发挥的作用机制。三、理论模型与研究假设（一）研发投入与绿色技术创新绿色技术创新受到技术水平、市场需求和制度环境三大因素的影响。首先，技术水平是企业开发和2022年西部经济管理论坛第5期38改进相关工艺和产品的最重要因素。其中，创新型人才和研发资金的投入直接决定了创新成果的产出，大量投入并且合理利用可以提高绿色技术创新能力；教育是提高自主创新能力的重要手段，一般而言，居民的受教育程度越高，越能推动企业进行绿色创新。其次，市场需求是驱动企业进行绿色创新最关键的因素，也是创新成果所要实现的最终目标。其中，个人可支配收入水平、外商直接投资为市场需求的主要影响因素。再次，制度环境包括内部制度环境和外部制度环境，利用地区的第二产业发展情况可以衡量内部制度环境，政府的环境规制强度可以衡量外部制度环境。合理的产业结构和环境规制能促进绿色创新水平的提高。技术水平、市场因素、制度因素三者都会促进绿色技术创新，而研发投入作为技术水平的一种表现形式，直接决定了该地区的产出成果，合理利用研发资金、精准投入、明确创新类型，可以促进经济与环境协同发展，提高绿色技术创新能力。因此，提出假设1：研发投入的增加会提高地区绿色技术创新。（二）数字化水平的门槛效应根据熊彼特的破坏性创新经济增长理论，基于技术进步的经济增长过程不是线性的，而是充满矛盾和冲突的，包括新技术淘汰旧技术，因为旧技术的生产设备、组织结构已不能适应新技术的生产力要求等。因此，数字化发展的初期阶段产生的影响可能是破坏性的。数字化水平取决于自主研发或者引进的数字技术的数量与种类，以及对这些新技术的利用程度[32]。根据王锋正等学者[33]的研究，可以从数字基础、数字投入、数字素养、数字经济与数字应用五个角度分析数字化水平，如图1所示。数字基础是数字化发展的根本支撑，数字基础建设初期，由于缺乏经验，很可能出现资源浪费，产出成果较低等现象，但当数字基础设施发展到一定阶段，高度发达的数字基础设施为数字化转型奠定了基础，不受环境与资源的限制，则可以减少传统生产中的浪费，利用投资乘数效应可以推动经济持续增长、驱动创新和绿色发展，从而促进经济与环境协同发展。数字投入是数字化发展的强大动力，主要包括数字技能、数字设备(软硬件和通信设备)以及用于生产环节的数字化中间品和服务。数字化投入初期，数字资本投入的增加只能实现资本价值的简单转移，并没有创造新的附加值，产品品质较低，社会对其接受程度低，并不能显著提高绿色技术创新能力。但随着数字化投入不断增加，优化绿色技术创新环境，精准投入研发资金，可以提高企业的绿色技术创新能力。数字素养是数字化发展的运行保障，数字素养的获得是一个长期过程，并不是单纯获得某一技术技能，而是需要深入地了解数字环境，学会适应新的数字环境，并且实现价值共创。在数字素养发展的早期阶段，不可能最大限度有效地、公平地利用数字技术，难以满足个人、社会和专业领域的需求，但随着数字素养的逐渐增加，可以解决企业的数字鸿沟，促进绿色技术创新。数字经济是数字化发展的重要表现，主要是通过采用云计算等数字技术，推动数字化转型以及产业结构多元化。数字经济发展初期，就供给侧而言，会出现恶性竞争，增加市场不确定性，从而对供给体系产生冲击；市场层面技术层面制度层面数字基础数字投入数字素养数字应用绿色技术创新数字经济图1研发投入、数字化水平与绿色技术创新研究框架第5期刘洁，栗志慧，魏方欣.数字化水平、研发投入对绿色技术创新的影响[J].西部经济管理论坛，2022，33（5）：37−46.2022年39在需求侧，消费者只是因为纯粹的喜爱而进行购买与消费，不会改变消费结构，不会使整个产业链条更加“绿色”，无法促进传统产业转型升级。而当数字经济发展到一定程度后，持续发展数字经济将有助于在价值网络中获取创新资源，为产业结构升级提供新动能，改变经济社会组织和就业结构，提高经济质量和改善人民生活，实现以节约资源、改善环境为代表的绿色技术创新。数字应用是数字化投入实践的终端成果，主要是将数字技术进行合理应用，打通产业链的上下游，推动技术赋能，打破“孤岛式”创新。在前期阶段，由于企业应用数字技术的能力低下，且绿色技术创新的投资周期长，效果缓慢，企业倾向于实现自身利益最大化，减少对绿色技术创新及其产出的投资；但随着数字技术应用的逐渐普及，企业将会选择提高协同创新水平，推动绿色技术创新。基于以上分析，提出假设2：在数字化发展初期，研发投入对绿色技术创新产生显著的负效应，当该地区的数字化水平超过一定阈值时，研发投入与绿色技术创新之间产生显著的正向影响。四、计量模型、变量与数据说明（一）模型构建本文构建如式(1)[34]所示的基准模型，分析数字化背景下研发投入对绿色技术创新的影响。GTIit=α0+α1Digitalit+α2RDit+α3Xit+εit（1）其中，被解释变量为绿色技术创新，解释变量为研发投入，数字化水平为门槛变量，X为控制变量，ε为随机扰动项，i为地区，t为时间。（二）变量选择被解释变量：基于绿色技术创新的内涵和属性，将绿色专利数量作为绿色技术创新产出（GTI）的主要衡量指标。解释变量：以R&D经费投入与地区生产总值之比衡量研发投入强度（RD）。门槛变量：数字化水平（Digital）。首先从数字基础、数字投入、数字素养、数字经济、数字应用五个维度确定衡量指标，其次使用主成分分析法进行降维处理，最终得到数字经济发展水平这个综合指标。控制变量：如表1所示。表1控制变量的定义变量名称变量符号变量定义环境规制ER采用熵值法计算各省三废排放量的综合指数产业结构Stru二、三产业占GDP的比重市场化程度Market樊纲等的市场化指数受教育水平Edu各省平均受教育年限外商直接投资FDI各地区实际使用外资和GDP的比重人均地区生产总值PGDP各地区地区生产总值和总人口的比重（三）数字化水平综合指数值的计算首先，选择人均互联网宽带接入端口数、每万人每万平方公里信息传输、计算机服务和软件业固定资产2022年西部经济管理论坛第5期40投资、人均地方财政教育支出、人均电信业务总量和人均网页数五个指标来分别衡量数字基础、数字投入、数字素养、数字经济和数字应用。其次，进行KMO和Bartlett检验，判断是否可以使用主成分分析法得到综合的数字化水平指标，结果如表2所示，KMO的值为0.716，大于等于0.5，说明变量间存在相关关系，Bartlett球形检验的p值小于0.01，表明此数据能够用因子分析。最后，计算综合数字化水平指数，结果如表3所示，主成分1和主成分2的累积方差贡献率为78.82%，因此为了实现降维的作用，选取了2个公因子。由因子得分乘以相应的标准差计算出主成分得分，然后对被解释变量和解释变量进行回归，由此得出数字化水平综合指数的回归方程：Z=0.25X1+0.12X2+0.22X3+0.26X4+0.16X5（2）其中，Z为数字化水平综合指数，X1，X2，X3，X4，X5分别为数字基础、数字投入、数字素养、数字经济和数字应用。表3线性组合系数及权重结果名称主成分1主成分2综合得分系数权重特征根2.9141.027方差解释率58.29%20.53%数字基础（个/人)0.42730.41130.423125.01%数字投入(万元/万平方米万人)0.4398−0.48620.198611.74%数字素养(元/人)0.5304−0.10250.365621.60%数字经济(元/人)0.34510.69710.436825.81%数字应用(个/人)0.4728−0.31320.26815.84%（四）数据来源说明本文选择的样本为中国除西藏、香港、澳门、台湾地区以外的30个省份2016—2019年的数据，这些数据主要来源于国家统计局、《中国统计年鉴》《中国科技统计年鉴》《中国环境统计年鉴》。五、实证分析（一）研发投入与绿色技术创新的关系根据式（1)可以初步检验研发投入、数字化水平与绿色技术创新之间的关系。在对模型回归前，先进行方差膨胀因子检验，检验多个变量之间是否存在多重共线的关系，考察基准模型的合理性，如果VIF值大于10，说明存在严重多重共线性，根据表4可以发现VIF小于10，说明不存在多重共线性,基准回归模型合理，且所得到的回归结果可靠性高。表2KMO和Bartlett的检验KMO值0.716Bartlett球形度检验近似卡方258.062df10p值0.000第5期刘洁，栗志慧，魏方欣.数字化水平、研发投入对绿色技术创新的影响[J].西部经济管理论坛，2022，33（5）：37−46.2022年41根据表4的回归结果可以看出：首先，核心解释变量研发投入的系数显著为正，政府研发资金投入的增加不仅可以分担企业进行绿色技术创新遇到的资金问题，还可以弥补由于企业绿色技术创新不足而带来的全社会福利损失。企业增加自主研发投入，不仅将资金进行了精准投入，而且可以选择雇佣熟练劳动力，解决人才不足问题。例如雇佣的专业技术人员越多，越有利于技术创新水平的提高。由此证明研发投入对绿色技术创新具有促进作用，假设1成立。其次，在控制变量方面，环境规制的系数显著为正，说明合理的环境规制可以促进绿色技术创新。产业结构的系数显著为负，说明优化产业结构可能会提升产业创新活力，但随着产业结构越来越高级化，二三产业融合发展的步伐加快，低端产业不得不被迫向周边地区迁移，反而不利于绿色技术创新。市场结构的系数显著为正，行业内市场竞争越激烈，越能促进企业从事技术研发活动，有助于提升绿色技术创新绩效[35]。受教育水平系数显著为负，受教育水平的高低与绿色技术创新没有直接的关系，培养专业的技术人才或者创新型人才会提高地区技术水平，进而推动绿色技术创新。外商直接投资的系数显著为负，国外资本把母国落后的产能转移出去，对承接地存在污染转移效应，不利于本国绿色技术创新。人均GDP系数显著为正，居民可支配收入越高，意味着地区经济水平越高，经济水平越高越有利于提升居民的环保需求，为推动绿色技术创新提供物质基础和有利环境，从而促进本地区的绿色技术创新。（二）门槛效应模型考虑到数字化水平的传导机制比较复杂，还需要进一步分情况研究，所以在基准回归模型的基础上引入数字化水平的平方项，如式（3）所示。GTIit=α0+α1Digitalit+α2Digital2it+α3RDit+α4Xit+εit（3）其中，i表示省份(i=1,2,···,30)，t表示年份(t=2016,2017,2018，2019)，GTI为绿色技术创新能力，α0为常数项，Digital为数字化水平综合指数，Digital2为数字化水平综合指数的平方项，RD为研发投入，X为控制变量，ε为误差项。再次进行回归，结果显示数字化水平一次项的系数为负，二次项的系数为正，说明数字化对绿色技术创新的影响可能呈现“U”型关系，即随着数字化水平的不断增强，绿色技术创新先下降后上升，由此可知回归模型的传导机制较为复杂，不只存在线性的影响机制，还可能存在非线性的影响机制，需要进一步引入门槛模型。表4研发投入与绿色技术创新回归结果模型标准系数tSig.共线性统计量VIF(常量)2.8920.005RD0.7125.8100.0006.188Digital0.1301.3500.1803.842ER0.3175.8480.0001.214Stru−0.188−2.2630.0262.836Market0.2733.0730.0033.256Edu−.330−3.8960.0002.951FDI−.082−1.2130.2281.883PGDP0.1801.3630.1767.2242022年西部经济管理论坛第5期42因此，借鉴张军[36]实证研究思路，构建模型如式（4）所示，以探讨地区数字化水平大于或小于特定的门槛值时，研发投入与绿色技术创新之间的作用机制。GTIit=α0+α1RDit∗I(Digitalit≤γ1)+α2RDit∗I(γ1<Digitalit≤γ2)+α3RDit∗I(Digitalit>γ2)+α4Xit+εit（4）其中，I(•)代表指标函数，当括号内表达式为正时，取值为1；反之，则取值为0；Digital表示门槛变量，即数字化水平综合指数；γ为相应的门槛值，其中γ1<γ2；其余变量含义同前文所述。将数字化水平作为调节变量，估计研发投入对绿色技术创新影响的门槛值以及95%置信区间，检验结果如表5所示。通过使用bootstrap自抽样方法，得到接受原假设的概率值，可以看出Single和Double检验的P值是显著的，即单门槛效应和双门槛效应显著，三重门槛效应不显著，证实数字化技术对绿色技术创新存在双门槛效应，说明数字化发展初期对地区经济的影响是破坏性的，初步验证了熊彼得的破坏性创新经济增长理论，假设2得到证明。表5数字化水平门槛个数检验ThresholdFstatProbCrit10Crit5Crit1Single36.150.003322.100926.813733.9227Double29.950.023319.385123.760436.2478进一步计算数字化水平的门槛阈值，结果如表6所示，门槛检验分三种结果：门槛变量数字化水平小于第一门槛值(0.3724)；门槛变量数字化水平介于第一门槛值（0.3724）和第二门槛值（0.3754）之间；门槛变量数字化水平大于第二门槛值。Single和Double检验的P值是显著的，即单门槛效应和双门槛效应显著，证实数字化水平存在双门槛效应，研发投入对绿色技术创新的正效应先下降后上升，也就是说，在数字化水平不高的情况下，研发投入的增加很可能无法准确应用到绿色专利方面，反而会抑制绿色技术创新，但随着数字化水平的提高，企业可以将数字化转型融入到用户、产品和订单等版块之中，合理分配研发资源，引导资金的流动方向，为技术创新提供资金支持，促进产业结构升级[37]，进而促进绿色技术创新。表6数字化水平门槛检验modelThresholdLowerUpperTH-10.37540.37240.3926TH-210.37540.37240.3926TH-220.42570.42360.5147总之，在数字化发展初期阶段,企业由于资金、人力的缺乏，认为数字化会增加企业成本，抑制企业绿色发展，对数字化发展敬而远之；但随着政策的推动，环境的变化，技术的提高，数字化加速发展，政府、企业、高校等各大主体越来越重视数字化的作用。需要注意的是，不仅要增加研发投入，加速数字化的发展，而且要合理应用数字化，通过增加研发投入来提高信息数字化能力、资源整合化能力，使数字化发展反哺研发投入，合理利用资源，使研发资源效用最大化，促使经济与环境协同发展。因此，企业要合理调整绿色技术研发的资金投入,并通过管理创新与制度保障等措施,加强对研发投入科学有效利用,提高数字化转型能力，促进数字化与绿第5期刘洁，栗志慧，魏方欣.数字化水平、研发投入对绿色技术创新的影响[J].西部经济管理论坛，2022，33（5）：37−46.2022年43色技术创新深度融合，提高绿色技术创新水平。六、结论与建议（一）结论绿色技术创新是促进经济和环境协调发展的重要手段。研发投入是绿色技术创新最主要的影响因素，且对绿色技术创新具有显著的正向作用。本文利用2016—2019年我国30个省份的面板数据，实证测试了研发投入对绿色技术创新的影响机制，并利用面板阈值模型探讨了数字化水平作为关键因素，其在绿色技术创新影响机制中的作用。结论表明：首先，从简单的线性关系来看，研发投入可以促进绿色技术创新。其次，以数字化水平为阈值变量，建立阈值模型，研究不同数字化水平下研发投入对绿色技术创新的影响，发现结果呈现U型门槛特征，即数字化在短时间内发挥的作用微乎其微，当数字化发展到一定程度时，数字化背景下研发投入的增加将促进绿色技术创新。（二）建议首先，加大研发投入，提高创新动力。在国家层面，应发布相关政策文件，加大对企业绿色科技创新研发投入活动的补贴，鼓励企业加大研发投入，增强绿色科技创新意愿，促进研发投入对绿色科技的积极影响。地方政府要积极落实国家政策文件，引导社会资本积极参与企业绿色科技项目扶持，确保为企业开展绿色技术创新提供资金，设立绿色科技创新专项资金，鼓励企业加大研发投入，加快绿色科技创新成果转型和应用推广，优化绿色创新政策的供给。要从能源使用、研发强度、创新绩效、排放等维度制定绿色科技型企业标准，对符合条件的企业给予一定的税收优惠，引导企业自主加强绿色技术研发，突出绿色科技创新企业主体，构建以自主创新为核心的技术创新体系，以塑造国家独有的核心技术竞争力。其次，促进数字基础、数字投入、数字素养、数字经济以及数字应用五方面协同发展，深度融合数字化与绿色技术创新。加快新基建建设，整合双循环重要载体，加大5G网络、光纤宽带“双千兆”网络建设等“新基建”投入，合理布局云计算、边缘计算等计算机基础设施。加快传统基础设施数字化转型，积极推进社会基础设施智能化转型。提高地区数字化建设水平，同时协调不同资源适度投入；拓展数字公共服务，利用数字技术解决社会和公共问题，深度开发多个便捷应用。加快地区数字化人才“软”建设与数字化技术“硬”建设的协同发展，加强数字技能普及培训，加大高端人才的引进力度，提升企业数字化技能。同时，企业应将数字技术充分应用于各个方面，加大绿色技术创新力度，推进绿色设计，开发绿色产品，促进绿色制造，引导绿色消费等，建立绿色供应链和绿色制造体系，以提高绿色创新能力为重中之重，促进上下游企业绿色创新，推动实体经济进行数字化转型的同时，助力产业链和供应链的可持续低碳发展，从而促进数字化与绿色化协调发展。参考文献：孙燕铭,梅潇,谌思邈.长三角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