Green Innovation: an empirical analysis of technology, skills and policy

Abstract

[ES] Los resultados previsibles de la transición hacia economías con bajas emisiones de carbono son múltiples y afectan de diferentes maneras a los responsables del diseño y la gestión de las políticas públicas, las regiones del mundo, las empresas y los consumidores. Se ha reconocido que en el centro de esta transición están las innovaciones medioambientales que se desarrollan para mejorar la sostenibilidad a largo plazo del crecimiento económico.

Los principales pilares de esta tesis son dos. En primer lugar, los desafíos ambientales son diversos, al igual que las respuestas que se necesitan para afrontarlos. La consecuencia principal de esto es que el enfoque actual en la tecnología verde como un bloque homogéneo de entidades indiferenciadas es engañoso. En segundo lugar, el trabajo humano es lo que en última instancia lleva a cabo la adaptación de los sistemas de producción y distribución. En consecuencia, analizar la transición hacia sociedades sostenibles desde un punto de vista medioambiental exige una comprensión profunda de cómo se diseñan, implementan y cambian las actividades laborales para acomodarse a nuevos imperativos políticos y / o nuevas oportunidades tecnológicas.

Las evidencias empíricas sobre uno o ambos pilares son escasas o fragmentadas. La presente tesis trata de llenar estas lagunas desarrollando una base de datos global sobre ``patentes verdes'', una medida del ciclo de vida de las tecnologías y las consiguientes investigaciones para analizar la relación entre la producción de tecnologías verdes, las características del territorio y la base de competencias de la mano de obra en el tiempo y el espacio.

El primer paso es la identificación de patentes verdes en PATSTAT 2016a utilizando la clasificación ENV-TECH (OECD, 2016) y geolocalizando sus inventores. El resultado es una base de datos que cubre la innovación mundial desde el siglo XIX hasta 2015, aunque el periodo estudiado es menor: 1970-2010.

Este conjunto de datos permite una primera aproximación a la evolución de las tecnologías verdes en el tiempo y el espacio, donde podemos apreciar diferencias en la evolución de los países y entre las tecnologías desde el punto de vista de la complejidad, quizás relacionadas con la presencia de un cuerpo heterogéneo de tecnologías emergentes y maduras.

Para entrar más a fondo en esta hipótesis, desarrollamos una metodología para medir las etapas del ciclo de vida de las tecnologías, y la utilizamos para entender los patrones de producción de tecnologías verdes a nivel de países. Encontramos que las capacidades son más importantes que la riqueza para diversificarse en innovación verde, y que las tecnologías maduras están positivamente asociadas con la especialización en estas tecnologías.

Continuamos la exploración de la relación entre las capacidades locales, el ciclo de vida y la producción de patentes en los estados federales de Estados Unidos dónde descubrimos que la innovación verde esta más asociada con la recombinación de conocimientos distantes, en particular al principio del ciclo de vida.

Finalmente, investigamos los efectos de las compras públicas sobre la innovación verde al nivel de las ``commuting zones'' (áreas urbanas funcionales) de Estados Unidos, tomando en cuenta de nuevo las capacidades locales, pero esta vez utilizando las competencias del mercado laboral en lugar de la variedad de la recombinación del conocimiento. Descubrimos que la compra pública verde tiene un efecto positivo y significativo, en particular en territorios con una parte importante de competencias abstractas en la población activa.

[CA] Els resultats previsibles de la transició cap a economies baixes en emissions de carboni són múltiples i afecten de diferents maneres als responsables del disseny i la gestió de les polítiques públiques, les regions del món, les empreses i els consumidors. S'ha reconegut que en el centre d'aquesta transició estan les innovacions mediambientals que es desenvolupen per a millorar la sostenibilitat a llarg termini del creixement econòmic.

Els principals pilars d'aquesta tesi són dos. En primer lloc, els desafiaments ambientals són diversos, igual que les respostes que es necessiten per a afrontar-los. La conseqüència principal d'això és que l'enfocament actual en la tecnologia verda com un bloc homogeni d'entitats indiferenciades és enganyós. En segon lloc, el treball humà és el que en última instància porta a terme l'adaptació dels sistemes de producció i distribució. En conseqüència, analitzar la transició cap a societats sostenibles des d'un punt de vista mediambiental exigeix una comprensió profunda de com es dissenyen, implementen i canvien les activitats laborals per a acomodar-se a nous imperatius polítics i / o noves oportunitats tecnològiques.

Les evidències empíriques sobre un o ambdós pilars són escasses o fragmentades. La present tesi tracta d'omplir aquests buits desenvolupant una base de dades global sobre ``patents verdes'', una mesura del cicle de vida de les tecnologies i les consegüents investigacions per a analitzar la relació entre la producció de tecnologies verdes, les característiques del territori i la base de competències de la mà d'obra en el temps i l'espai.

El primer pas és la identificació de patents verdes en PATSTAT 2016a utilitzant la classificació ENV-TECH (OECD, 2016) i la geolocalització dels seus inventors. El resultat és una base de dades que cobreix la innovació mundial des del segle XIX fins a 2015, encara que el període estudiat és menor: 1970-2010.

Aquest conjunt de dades permet una primera aproximació a l'evolució de les tecnologies verdes en el temps i l'espai, on podem apreciar diferències en l'evolució dels països i entre les tecnologies des del punt de vista de la complexitat, probablement relacionades amb la presència d'un cos heterogeni de tecnologies emergents i madures.

Per a entrar més a fons en aquesta hipòtesi, desenvolupem una metodologia per a mesurar les etapes del cicle de vida de les tecnologies, i la utilitzem per a entendre els patrons de producció de tecnologies verdes a nivell de països. Trobem que les capacitats són més importants que la riquesa per a diversificar-se en innovació verda, i que les tecnologies madures estan positivament associades amb l'especialització en aquestes tecnologies.

També explorem la relació entre les capacitats locals, el cicle de vida i la producció de patents en els estats federals dels Estats Units on descobrim que la innovació verda està més associada amb la recombinació de coneixements distants, en particular al principi del cicle de vida.

Finalment, investiguem els efectes de les compres públiques sobre la innovació verda al nivell de les ``commuting zones'' (àrees urbanes funcionals) dels Estats Units, prenent en compte de nou les capacitats locals, però aquesta vegada utilitzant les competències del mercat laboral en lloc de la varietat de la recombinació del coneixement. Descobrim que la compra pública verda té un efecte positiu i significatiu, en particular en territoris amb una part important de competències abstractes en la població laboral.

[EN] The foreseeable outcomes of the transition towards low-carbon economies are multiple and affect in different ways policy-makers, world regions, firms and consumers. It has long been acknowledged that at the core of this transition stand environmental innovations which are developed to enhance the long-term sustainability of economic growth.

The main pillars of this study are two. First, environmental challenges are different, and so are the responses that are needed to tackle them. The main consequence of this is that the current focus on green technology as a homogeneous block of undifferentiated entities is misleading.

Second, the adaptation of production and distribution systems is ultimately carried through by human labour and analysing the transition to environmentally sustainable societies requires a thorough understanding of how work activities are designed, implemented and changed to accommodate new policy imperatives and/or new technological opportunities.

Empirical evidence on either of these two pillars is scant or fragmented. The present thesis seeks to fill these gaps through the development of a database on green innovations, of a measure of the life cycle of green technologies, and of the corresponding explorations to scrutinize the relation between green technology production, the territories' characteristics and skills' base of labour market over time and space.

The dataset is created identifying green patent in PATSTAT 2016a database using ENV-TECH classification (OECD, 2016) and geolocalizing their inventors. The result is a database covering green innovation worldwide from the 19$^{th}$ century to 2015, even if the period studied is smaller: 1970-2010.

This dataset permits a first overview of green technologies evolution over time and space, where we can see differences in terms of country evolution and among technologies in terms of complexity, maybe related with the presence of an heteregeneous body of emerging and mature technologies.

To explore further this hypothesis, we develop a methodology to measure technology life cycle stages, and we apply it to understand the patterns of evolution of green technology production at country level. We find that capabilities are more important than wealth to diversify in green innovation, and mature green technologies are positively associated with specialization.

We continue the exploration of the relation between local capabilities, life cycle and patent activity in US federal states where we discover that green innovation is more associated than innovation in general with the recombination of distant knowledge, especially in early phases of the life cycle.

Finally, we investigate at US commuting zones level the effects of public procurement on green innovation, taking into account local capabilities again, but using labour market skills instead of knowledge recombination variety. We find that green public procurement has a positive and significant effect, in particular in territories with an important share of abstract skills in labour population.