原文信息：Lionel Nesta, Francesco Vona, Francesco Nicolli. Environmental policies,competition and innovation in renewable energy, Journal of Environmental Economics and Management 67 (2014): 396–411
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引言
一些研究表明政策干预或市场竞争是能源部门创新的决定因素。然而，在现实中，政策干预和市场竞争往往是同时存在的，但鲜有文献同时考虑环境政策和竞争的相互作用对创新的影响，本文即基于此展开分析。
利用自20世纪70年代末以来经合组织（OECD）国家可再生能源政策、产品市场竞争和再生能源专利技术的相关信息，制定了一个样本前平均数计量规范，用于解释政策的内生性，研究了不同市场竞争水平下环境政策对再生能源产业绿色创新的影响并根据发明质量区分其异质性。与既有文献相比，本文的主要贡献在于，首次进行跨国经验数据分析，实证检验了环境政策在不同市场竞争条件下对绿色创新的异质性影响。
本文的主要发现在于：1.在那些能源市场较为开放的国家，再生能源政策对绿色创新的促进作用最大；2.再生能源政策对于高质量创新的促进效应在能源市场高度开放的国家最为明显，几乎是其他国家的3倍；相反，若没有能源政策，能源市场的自由化对低质量创新而非革命性的创新存在显著促进作用；3.在考虑内生性的情况下，再生能源政策无法单独促进绿色创新；反之，早期能源领域的持续创新会促使再生能源政策的出台和落实，即二者之间存在着反向因果关系；4.前沿创新表现出的路径依赖特征远远小于一般创新，这意味着保持技术前沿需要持续的研究投入。
研究方法和数据
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2.1研究方法
本文以专利统计数量来衡量创新，但由于因变量是离散的，因此作者使用计数数据模型。且为防止估计过程中各国之间持续存在但未观察到的差异（未观察到的具有时间不变性的国家特征）可能影响再生能源的增长，作者使用泊松模型的样本前均值来控制未观察到的国家异质性，时间跨度为1960-1975年。纳入因变量的样本前平均值的测算方法如下：
其中，yit为分配给国家i的家族加权专利数，
代表样本前均值，其掌握了各国家面板间的持续差异。TP是样本前观察的数量。
然后作者在模型（1）的基础上加入因变量的滞后项，构建如下线性反馈模型，并使用广义矩法（GMM）估计模型2。
依靠GMM估计法可以使用以下工具：
其中，作者将回归变量内生性的排除限制定义为
是一组被视为外生变量的适应变量集，
是对政策指数（REP和PMR）的各种度量，IV是用于解释政策变量内生性的工具变量。
在具体估计时，作者首先估计了REP和PMR对可再生能源创新的单独影响，而后又在模型中加入交互项进行估计，以检验可再生能源政策和竞争互补性假说，同时为防止政策的内生性可能带来的反向因果关系，使REP和PMR的估计效果向上倾斜，作者又在模型中考虑了内生性问题。然后由于本文使用的是简单的专利计数并没有考虑到专利质量，因此作者在后续分析中又使用另外计算专利产出的方法来解决发明的质量问题并进行估计，最后作者还考察了政策变量对可再生能源创新活动影响的实际大小。
2.2数据
被解释变量：创新,用专利统计数量来衡量。数据来源于2011版的欧洲专利局全球专利统计数据库PATSTAT，并且基于国际专利分类（IPC）系统提供的专利技术内容，可将再生能源发明创新与其他类型创新区分开来。具体地，作者把包括在风能、海洋能、太阳光热能、光伏，生物质能，水电以及基于地热、废弃物和潮汐获得燃料的能源子领域中进行注册的专利认为是再生能源领域的创新活动，并基于此构建了一个单一指标，用以衡量再生能源领域的创新活动。文中的附表Table A1给出了IPC分类清单中被具体归类为再生能源领域的具体条目。
由于专利的授予旨在保护那些具有各种经济价值的发明，因此本文使用专利族规模和三方专利分类来衡量专利质量。专利族规模是指可受理某项专利申请的专利局的数量。本文基于此对每项专利赋予权重，同时筛选出那些仅隶属于一个专利局的专利，然后设定一个专利质量阈值，用以删除那些低质量的专利申请。三方专利族（TPF）包括在三个最大市场（欧洲、日本和美国专利局）递交的专利申请。本文同时基于此对每项专利赋予权重，该权重对预期的专利质量设置了更高的门槛。文中的Fig 1给出了三种创新衡量方式下的绿色专利和普通专利数量（专利数量，专利族和三方专利数量）及其变化趋势。从Fig 1中可看出：1970年石油危机发生前后，绿色专利经历了短暂的繁荣发展期；而此后的十几年间（到1990年之前），绿色专利和普通专利保持着相似的增长趋势；然而，在1990年之后，二者的差异越来越明显，绿色创新增长速度越来越快，并将普通创新远远甩在其后。
核心解释变量1：可再生能源政策。通过可再生能源政策指数（REP）来衡量。国际能源署提供了一整套综合数据集，包含大多数OECD国家在不同年份采取的不同种类的再生能源政策（税收优惠，投资激励，电价补贴等）信息。为建立一个随年份和国家不同而变化的单一政策指数，作者创建了一系列虚拟变量，以反映以下八项政策的采用情况：投资激励计划、税收措施、激励关税、上网电价、自愿计划、义务、可交易证书以及可再生能源研发的公共投资。
核心解释变量2：市场竞争状况指标。本文使用OECD国家能源产品市场的监管程度指标（PMR）进行衡量。放松对能源市场的监管意味着政府仅仅承担防止市场权力滥用的“守夜人”角色，同时允许独立的、私有的生产者进入电网市场，消费者有充分的自主权来选择能源供应商，这同样适用于电力分配和输送领域。电力和天然气市场的PMR指标取值范围为0到6，其值越高代表着该市场被监管的程度越高，则市场越缺乏竞争。
文中Fig 2显示了不同国家1976-2007年间绿色专利授权数量、再生能源政策指数（REP）以及能源市场竞争状况指数（PMR）的变化趋势。从Fig 2中可以看出：样本国家PMR在样本期间呈现出逐渐降低并收敛的趋势，而REP指数则呈现出与绿色专利授权数量类似的发散式上升的趋势；并且从这些变量的波动趋势及其发生的前后顺序中可以隐约看出再生能源政策的推进与能源市场竞争的逐渐放开在推进绿色技术创新方面具有前导作用，尤其是再生能源政策的推进。
除此之外，本文还加入了其他可能影响样本国家绿色创新的控制变量，包括家庭和工业部门的电力消耗，以控制可再生能源潜在市场的规模；《京都议定书》签订时间1997年前后的时间虚拟变量，以反映对未来政策背景和全球可再生能源市场规模的预期变化；特定国家在特定年份产生的专利家族的总数，以说明一个国家的技术能力；时间趋势项，以控制随时间变化但不可识别的全球性因素的影响，比如宏观经济周期；因变量的滞后项，以控制创新活动的持续性。
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实证结果
3.1主要结果
首先，作者独立引入可再生能源政策变量和市场竞争变量进行估计，结果如表3模型1和2所示，然后添加二者的交互项进行估计，结果如表3模型3和4所示，其中模型2和模型4是考虑到REP指数和PMR内生性的估计结果。从表3模型1和2的结果可以看出，PMR对可再生能源创新的影响显著为负。也就是说，PMR值越低，越有利于再生能源创新。而PMR值越低，代表市场被监管的程度越低，则其自由竞争程度越高。因此可以得出结论：竞争越激烈的市场越能促进能源创新；而REP在考虑内生性的情况下（模型2）对创新的影响几乎为零；但在不考虑内生性（模型1）中，REP为正且显著，说明如果考虑内生性，REP的独立效应就消失了。作者认为这是存在反向因果关系的证据，即持续的清洁能源创新反向推进了可再生能源政策出台。从表3模型3和4的结果可以看出，REP和PMR的交互项系数显著为负，表明可再生能源政策在竞争更激烈的市场中更有效，验证了政策互补性假说。
而后作者又分析了可再生能源政策的边际效应，结果如Fig. 3所示。结果发现，当PMR较低即市场竞争较激烈时，REP对创新的影响是积极的。相反，如果超过了产品市场监管的特定水平，REP的贡献变为负值。这一发现再次印明了前文结论。
3.2基于专利质量的分析
在这一部分，作者使用另外两种计算专利产出的方法来解决发明质量问题，即在可再生能源领域使用简单的专利计数，而不考虑专利质量以及仅计算在日本、美国和欧洲专利局联合注册的三方专利。以模型4作为基线规范，表4显示了绿色专利数量（模型5）和三方专利数量（模型6）的结果。结果表明，在不控制专利质量的绿色专利计数模型中（模型5），REP指数并没有显著影响专利数量，但PMR对低质量专利的影响更大。在模型6中，竞争和REP的联合效应对高质量专利产生促进作用；PMR的估计系数符合预期，但其个体效应并不显著，这一结果表明，政府当局应致力于清洁能源生产，而不是放松市场监管，从而促进高质量创新。
3.3政策变量对可再生能源创新活动的边际效应
在上述估计结果的基础上，作者还考察了政策变量对可再生能源创新活动影响的实际大小。使用模型4-6的估计值，将政策j的国家年度短期边际效应计算为政策j四分位间变化导致的预期产出的离散变化，将所有变量保持在其观察值。每个政策变量相对于平均值(第二行)和中值(第三行)的预期专利数量绝对值(第一行)的短期变化如表5所示。就模型4而言，其预期增长主要由REP指数和与PMR的相互作用项引起的。考虑到所有变量的观察值，从REP指数的第一个四分位数增加到第三个四分位，专利族增加了10个，相对于平均值（相对中位数）几乎增加了4.5%（相对24%）。同样市场竞争（PMR）的加剧将导致专利族增加30个。就模型5和6而言，REP对绿色专利的促进作用消失，但对三方专利的促进作用却很大；PMR对绿色专利的影响大于三方专利。以上结果表明，支持创新的政策工具可能有所不同，这取决于我们是否专注前沿研究活动或研发成果而不考虑质量。表5的结果还表明对于高质量的三方专利，交互效应的规模较大，而对于中等质量的专利族，交互效应的规模较小。就三方专利而言，在放松管制的市场中，REP的效率提高了3倍。最后作者还指出专利生成的持续性，认为随着国家接近技术前沿，政策的长期有效性将随着创新成本的不断上升而逐渐降低。
结论
04
第一，可再生能源政策在能源市场高度自由化的国家中能更有效促进绿色创新。第二，可再生能源政策对高质量创新的促进效应在能源市场高度开放的国家最为明显，几乎是其他国家的3倍；相反，能源市场的自由化对低质量创新而非革命性的创新存在显著促进作用；第三，当考虑内生性时，能源政策无法单独促进绿色创新。第四，前沿创新比一般创新表现出更少的路径依赖特征，这意味着保持技术前沿是一个需要持续投入的问题。
综上所述，环境政策对于创新的有效性很大程度上取决于市场的竞争程度。特别是，环境政策与市场自由竞争化相结合是诱导可再生能源创新的最有效方法，这在促进高质量创新方面尤为明显。这一发现证实了互补性假说，即环境政策在竞争市场中更有效。
Abstract
We investigate the effect of environmental policies on innovation under different levels of competition. Using information regarding renewable energy policies, competition and green patents for OECD countries since the late 1970s, we develop a pre-sample mean count-data econometric specification that accounts for the endogeneity of policies. We find that renewable energy policies are more effective in fostering green innovation in countries with liberalized energy markets. We also find that environmental policies are crucial only in the generation of high-quality green patents, whereas competition enhances the generation of low-quality green patents.
转自：“香樟经济学术圈”微信公众号
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