馮俊華 韓 美

(陜西科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,陜西 西安 710021)

我國(guó)承諾到2030年在2005年基礎(chǔ)上將單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)碳排放量降低60%～65%,且碳排放總量在2030年左右達(dá)到峰值。技術(shù)創(chuàng)新作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的第一驅(qū)動(dòng)力,是提升碳排放效率的關(guān)鍵手段,反過來碳排放效率也會(huì)通過經(jīng)濟(jì)水平和環(huán)保壓力促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新水平的進(jìn)一步提升,兩者相互影響、相互促進(jìn)。因此,技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率協(xié)調(diào)發(fā)展是企業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)、行業(yè)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”目標(biāo)的關(guān)鍵。裝備制造業(yè)是工業(yè)的心臟和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī),也是《中國(guó)制造2025》計(jì)劃的重要依托行業(yè)。然而,裝備制造業(yè)要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)目標(biāo),勢(shì)必會(huì)消耗大量資源和能源并產(chǎn)生環(huán)境污染,主要體現(xiàn)在生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的高碳排放量。因此,研究裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系及驅(qū)動(dòng)力刻不容緩,是實(shí)現(xiàn)裝備制造業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益三贏的重要保證。

關(guān)于技術(shù)創(chuàng)新與碳排放的關(guān)系,學(xué)者們已從以下幾方面開展了研究：(1)從省、市、縣、企業(yè)尺度研究?jī)烧叩年P(guān)系[1-2],但缺乏對(duì)具體行業(yè)的細(xì)分行業(yè)研究;(2)主要研究技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率的單向靜態(tài)關(guān)系,包括技術(shù)創(chuàng)新抑制碳排放[3-4]和碳排放倒逼技術(shù)創(chuàng)新水平提升[5-6],缺乏對(duì)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率動(dòng)態(tài)互動(dòng)關(guān)系的研究,特別是兩者的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系研究很少;(3)研究技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率耦合協(xié)調(diào)關(guān)系驅(qū)動(dòng)力時(shí)多采用線性回歸[7-8]、空間計(jì)量[9-10]、Tobit[11-12]等模型,存在變量間內(nèi)生性問題。

本研究選取2000—2019年裝備制造業(yè)面板數(shù)據(jù),綜合評(píng)價(jià)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率并分析它們的耦合協(xié)調(diào)效應(yīng),然后運(yùn)用可以解決變量間內(nèi)生性問題的面板向量自回歸(PVAR)模型進(jìn)一步明確驅(qū)動(dòng)兩者耦合協(xié)調(diào)的重要因素。

1 研究方法與指標(biāo)選取

1.1 技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

基于裝備制造業(yè)創(chuàng)新與生產(chǎn)活動(dòng)的投入產(chǎn)出過程選取技術(shù)創(chuàng)新和碳排放效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

(1) 技術(shù)創(chuàng)新評(píng)價(jià)指標(biāo)

技術(shù)創(chuàng)新投入是裝備制造業(yè)進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)的基礎(chǔ),主要體現(xiàn)在人員、財(cái)務(wù)等方面的投入,本研究選用研究與開發(fā)(R&D)人員全時(shí)當(dāng)量、新產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)費(fèi)和R&D經(jīng)費(fèi)3個(gè)指標(biāo)作為技術(shù)創(chuàng)新投入的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出衡量的是裝備制造業(yè)在進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)時(shí)的效益成果,可通過企業(yè)專利數(shù)、新產(chǎn)品增加值等方面來體現(xiàn),本研究選用R&D項(xiàng)目數(shù)、發(fā)明專利申請(qǐng)數(shù)、有效發(fā)明專利數(shù)、新產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目數(shù)和新產(chǎn)品銷售收入5個(gè)指標(biāo)作為技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

(2) 碳排放效率評(píng)價(jià)指標(biāo)

從人力、財(cái)力、物力等角度出發(fā)，選取裝備制造業(yè)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)平均用工人數(shù)、能源消費(fèi)總量、固定資產(chǎn)凈值3個(gè)指標(biāo)作為裝備制造業(yè)創(chuàng)造收益所要投入的成本指標(biāo)。

裝備制造業(yè)投入一定生產(chǎn)要素會(huì)產(chǎn)出一定的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境污染,其中經(jīng)濟(jì)效益可以用行業(yè)生產(chǎn)總值來反映,但由于裝備制造業(yè)缺乏行業(yè)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù),本研究用主營(yíng)業(yè)務(wù)收入來表征;環(huán)境污染的可表征指標(biāo)很多,參考文獻(xiàn)[13]、[14]選取非期望環(huán)境污染指標(biāo)碳排放量作為環(huán)境污染的表征指標(biāo),計(jì)算參考周四軍等[15]的方法并根據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)公布的標(biāo)準(zhǔn)煤折算系數(shù)進(jìn)行折算。

運(yùn)用極差法對(duì)指標(biāo)作標(biāo)準(zhǔn)化處理[16]。

各指標(biāo)權(quán)重通過熵值法確定,計(jì)算方法如下：

(1)

(2)

式中：Ej為j指標(biāo)的熵值;N為評(píng)價(jià)總年數(shù),本研究中2000—2019年為20年;Xij為i年j指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值;Wj為j指標(biāo)的權(quán)重。

1.2 技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率耦合協(xié)調(diào)度模型

先對(duì)技術(shù)創(chuàng)新和碳排放效率計(jì)算綜合評(píng)價(jià)值,計(jì)算公式分別見式(3)和式(4)。

(3)

(4)

式中：Ri、Hi分別為i年裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新綜合評(píng)價(jià)值和碳排放效率綜合評(píng)價(jià)值。

再建立耦合協(xié)調(diào)度模型來評(píng)價(jià)裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系,計(jì)算方法如下：

(5)

(6)

(7)

式中：Ti為i年裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率的綜合評(píng)價(jià)值;Ci為i年裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率的耦合度;Di為i年裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率的耦合協(xié)調(diào)度。

裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率耦合協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)參考文獻(xiàn)[17]。

1.3 驅(qū)動(dòng)力因素選取及模型構(gòu)建

裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率耦合協(xié)調(diào)度的驅(qū)動(dòng)力因素選取參考馮俊華等[13]關(guān)于影響工業(yè)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與生態(tài)效率耦合協(xié)調(diào)度的驅(qū)動(dòng)力因素,包括企業(yè)規(guī)模(主營(yíng)業(yè)務(wù)收入與企業(yè)個(gè)數(shù)比值)、自主創(chuàng)新程度(創(chuàng)新相關(guān)經(jīng)費(fèi)內(nèi)部支出占主營(yíng)業(yè)務(wù)收入比重)和能源結(jié)構(gòu)(煤炭消耗量占能源消耗總量比例)。

利用PVAR模型研究企業(yè)規(guī)模、自主創(chuàng)新程度、能源結(jié)構(gòu)3個(gè)驅(qū)動(dòng)力因素對(duì)裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率耦合協(xié)調(diào)度的驅(qū)動(dòng)影響情況。

1.4 行業(yè)分類與數(shù)據(jù)來源

本研究參考《國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類》(GB/T 4754—2002)將裝備制造業(yè)細(xì)分成金屬制品業(yè),通用設(shè)備制造業(yè),專用設(shè)備制造業(yè),交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè),電氣機(jī)械及器材制造業(yè),通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè),儀器儀表及文化、辦公用機(jī)械制造業(yè)7類。

技術(shù)創(chuàng)新評(píng)價(jià)指標(biāo)和碳排放效率評(píng)價(jià)指標(biāo)(除碳排放量)數(shù)據(jù)來源于2001—2020年的中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒;創(chuàng)新相關(guān)經(jīng)費(fèi)內(nèi)部支出、主營(yíng)業(yè)務(wù)收入、企業(yè)個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)來源于2001—2020年的工業(yè)企業(yè)科技活動(dòng)統(tǒng)計(jì)年鑒;各類能源消耗量數(shù)據(jù)來源于2001—2018的中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒和2019—2020年的中國(guó)碳核算數(shù)據(jù)庫(kù),為消除價(jià)格波動(dòng)影響,新產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)費(fèi)、R&D經(jīng)費(fèi)、固定資產(chǎn)凈值、新產(chǎn)品銷售收入、主營(yíng)業(yè)務(wù)收入等指標(biāo)均以2000年為基期用平減指數(shù)進(jìn)行處理。

2 結(jié)果及分析

2.1 技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率綜合評(píng)價(jià)

技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率綜合評(píng)價(jià)值見圖1。技術(shù)創(chuàng)新綜合評(píng)價(jià)值和碳排放效率綜合評(píng)價(jià)值整體都呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)趨勢(shì),技術(shù)創(chuàng)新綜合評(píng)價(jià)值雖一直滯后于碳排放效率,但其增長(zhǎng)幅度顯著大于碳排放效率,兩者的差距逐漸縮小,短期內(nèi)技術(shù)創(chuàng)新綜合評(píng)價(jià)值有望超過碳排放效率綜合評(píng)價(jià)值。

圖1 技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率綜合評(píng)價(jià)值Fig.1 The comprehensive evaluation values of technological innovation and carbon emission efficiency

裝備制造業(yè)各細(xì)分行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新綜合評(píng)價(jià)值見圖2。裝備制造業(yè)各細(xì)分行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新綜合評(píng)價(jià)值整體變化趨勢(shì)一致,呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)趨勢(shì),其中通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)增長(zhǎng)幅度最大,金屬制品業(yè)和儀器儀表及文化、辦公用機(jī)械制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新綜合評(píng)價(jià)值一直處于較低水平。

圖2 裝備制造業(yè)細(xì)分行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新綜合評(píng)價(jià)值Fig.2 Comprehensive evaluation values of technological innovation for the sub-sectors of equipment manufacturing industry

裝備制造業(yè)各細(xì)分行業(yè)的碳排放效率綜合評(píng)價(jià)值見圖3。裝備制造業(yè)各細(xì)分行業(yè)的碳排放效率綜合評(píng)價(jià)值整體變化趨勢(shì)也比較一致,呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)。與技術(shù)創(chuàng)新綜合評(píng)價(jià)值相似,通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)增長(zhǎng)幅度最大,儀器儀表及文化、辦公用機(jī)械制造業(yè)增長(zhǎng)幅度最小。

圖3 裝備制造業(yè)細(xì)分行業(yè)的碳排放效率綜合評(píng)價(jià)值Fig.3 Comprehensive evaluation values of carbon emission efficiency for the sub-sectors of equipment manufacturing industry

2.2 技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率耦合協(xié)調(diào)度分析

裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率耦合協(xié)調(diào)度見圖4。2000—2019年裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率耦合協(xié)調(diào)度整體發(fā)生了飛躍式增長(zhǎng)。耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)經(jīng)歷了從嚴(yán)重失調(diào)到輕度失調(diào)的良好轉(zhuǎn)變。2001年耦合協(xié)調(diào)度出現(xiàn)最低值,主要可能是受限于技術(shù)創(chuàng)新綜合評(píng)價(jià)值低,反映出技術(shù)創(chuàng)新是制約兩者耦合協(xié)調(diào)度的重要原因。

裝備制造業(yè)細(xì)分行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率耦合協(xié)調(diào)度見圖5。2000—2019年各細(xì)分行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率耦合協(xié)調(diào)度整體變化趨勢(shì)一致,呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)。耦合協(xié)調(diào)度除儀器儀表及文化、辦公用機(jī)械制造業(yè)提升不明顯,其他各細(xì)分行業(yè)均有較大提升,2000年交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè),通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)處于中度失調(diào),其余各細(xì)分行業(yè)處于重度失調(diào);而2019年各細(xì)分行業(yè)提升到了瀕臨失調(diào)甚至是勉強(qiáng)協(xié)調(diào),而通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)成了唯一達(dá)到協(xié)調(diào)狀態(tài)的細(xì)分行業(yè)。由于技術(shù)創(chuàng)新綜合評(píng)價(jià)值滯后于碳排放效率,且耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)主要受限于技術(shù)創(chuàng)新,因此通過提高技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展水平可進(jìn)一步增強(qiáng)裝備制造業(yè)及其細(xì)分行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率的耦合協(xié)調(diào)度。

圖4 技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率耦合協(xié)調(diào)度Fig.4 The coupling coordination degrees of technological innovation and carbon emission efficiency

圖5 裝備制造業(yè)細(xì)分行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率耦合協(xié)調(diào)度Fig.5 The coupling coordination degrees of technological innovation and carbon emission efficiency for the sub-sectors of equipment manufacturing industry

2.3 技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率耦合協(xié)調(diào)度的驅(qū)動(dòng)力因素分析

2.3.1 平穩(wěn)性檢驗(yàn)及滯后階數(shù)確定

使用Stata15.0軟件對(duì)裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率耦合協(xié)調(diào)度及其驅(qū)動(dòng)力因素進(jìn)行PVAR模型建模分析,考慮到指標(biāo)數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性,分別對(duì)變量取自然對(duì)數(shù)后進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)、同質(zhì)根檢驗(yàn)(LLC)和異質(zhì)根檢驗(yàn)(IPS)，結(jié)果均表明原始序列為平穩(wěn)序列。

運(yùn)用赤池信息準(zhǔn)則(AIC)、貝葉斯信息準(zhǔn)則(BIC)、漢南-奎因信息準(zhǔn)則(HQIC)3個(gè)最小信息準(zhǔn)則進(jìn)行最優(yōu)滯后階數(shù)的選擇。由表1可以看出,最優(yōu)滯后階數(shù)應(yīng)為3,因此下面構(gòu)建滯后3階PVAR模型。

表1 PVAR模型最優(yōu)滯后階數(shù)1)Table 1 Optimal lag order of PVAR model

2.3.2 方差分解

裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率耦合協(xié)調(diào)度的方差分解中，耦合協(xié)調(diào)度本身、企業(yè)規(guī)模、自主創(chuàng)新程度和能源結(jié)構(gòu)所占比例如表2所示?？梢钥闯觯?1)耦合協(xié)調(diào)度對(duì)其本身的貢獻(xiàn)度最大;(2)除耦合協(xié)調(diào)度本身外,自主創(chuàng)新程度對(duì)于耦合協(xié)調(diào)度的貢獻(xiàn)度最大,能源結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)度也相對(duì)較大,而企業(yè)規(guī)模的貢獻(xiàn)度相對(duì)較小。因此,裝備制造業(yè)在未來的發(fā)展過程中應(yīng)重視技術(shù)的升級(jí)改造,加大自主創(chuàng)新力度,大力推進(jìn)清潔能源的使用,做到節(jié)能減排,優(yōu)化結(jié)構(gòu),促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和碳排放效率耦合協(xié)調(diào)。

表2 裝備制造業(yè)耦合協(xié)調(diào)度方差分解Table 2 Coupling coordination degree variance decomposition of equipment manufacturing industry %

3 結(jié)論與啟示

3.1 結(jié) 論

(1) 技術(shù)創(chuàng)新綜合評(píng)價(jià)值和碳排放效率綜合評(píng)價(jià)值整體都呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)趨勢(shì),技術(shù)創(chuàng)新綜合評(píng)價(jià)值雖一直滯后于碳排放效率,但其增長(zhǎng)幅度大于碳排放效率,兩者差距逐漸縮小。各細(xì)分行業(yè)中,通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)增長(zhǎng)幅度最大,儀器儀表及文化、辦公用機(jī)械制造業(yè)增長(zhǎng)幅度最小。

(2) 裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率耦合協(xié)調(diào)度整體經(jīng)歷了從嚴(yán)重失調(diào)向輕度失調(diào)的過渡,主要可能是受限于技術(shù)創(chuàng)新綜合評(píng)價(jià)值低,因此通過提高技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展水平可進(jìn)一步增強(qiáng)裝備制造業(yè)及其細(xì)分行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率的耦合協(xié)調(diào)度。

(3) 裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率耦合協(xié)調(diào)度受耦合協(xié)調(diào)度本身的影響最大,其次受到自主創(chuàng)新程度和能源結(jié)構(gòu)的影響,受企業(yè)規(guī)模的影響最小。

3.2 啟 示

(1) 針對(duì)行業(yè)異質(zhì)性,實(shí)施差異化發(fā)展。裝備制造業(yè)各細(xì)分行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與碳排放效率發(fā)展水平差異較大且驅(qū)動(dòng)耦合協(xié)調(diào)度因素不同,所以各細(xì)分行業(yè)需要尋求適合各自發(fā)展的道路。金屬制品業(yè)、通用設(shè)備制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)可以著重解決碳排放效率問題,雖然可以通過技術(shù)升級(jí)減少碳排放量,但更重要的是要不斷優(yōu)化行業(yè)結(jié)構(gòu),同時(shí)學(xué)習(xí)先進(jìn)行業(yè)的低碳生產(chǎn)技術(shù)以提升行業(yè)的碳排放效率。而對(duì)于交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè),電氣機(jī)械及器材制造業(yè),通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)等,除學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)外,需要提升自主創(chuàng)新能力,增加有利于能源利用效率提升和清潔能源開發(fā)的研發(fā)投入,減少投資冗余,有效控制運(yùn)作成本,拓展低碳技術(shù)升級(jí)新渠道。

(2) 加強(qiáng)協(xié)調(diào)行業(yè)的輻射效應(yīng),建立裝備產(chǎn)業(yè)集群。依靠通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)的輻射效應(yīng),發(fā)揮行業(yè)協(xié)調(diào)作用,加強(qiáng)行業(yè)間的合作交流,在降低成本、提高能源利用效率、提高自主創(chuàng)新能力等方面優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),推動(dòng)發(fā)展高質(zhì)量裝備產(chǎn)業(yè)集群,促進(jìn)裝備制造業(yè)整體向優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)方向邁進(jìn)。