科技影響發展方式轉型的模型研究

摘要：文章以中石化公司為研究對象，按照科技對經濟增長的推動作用、科技對節能減排的促進作用的思路，識別出科技促進經濟發展方式轉變的關鍵指標，建立科技促進經濟發展方式轉變的模型組：科技—經濟增長模型、科技—能耗模型、科技—污染物排放模型。根據上述模型，對2015年中石化公司科技促進經濟發展方式轉變的若干關鍵指標進行預測。結果表明中石化公司在科技、教育、投資質量提高等的作用下將轉向資源節約型、環境友好型的集約型發展方式。

關鍵詞：科技；發展方式轉型；模型組

一、 引言

科技在促進經濟發展方式轉型過程中發揮的主導作用是眾所周知的。然而，近些年中國在經濟發展方式上一直注重以房地產、汽車、裝備制造業和基礎設施為發展重心，在科技創新方面投入不足，造成投資效率低下、產能過剩和分配結構失衡的嚴重后果。另外，國際競爭進一步激烈、資源環境成本和勞動力成本也快速上升。中國要實現可持續發展，就必須積極探索科技促進經濟增長方式轉變的發展之路，使中國逐步向資源節約型、環境友好型、人口均衡型和知識密集型的新的社會形態轉變。在科技促發展的實踐活動中，中石化公司發揮先鋒模范作用，經濟發展方式轉變的典型。作為世界500強企業，中石化在世界經濟增長最快的區域擁有戰略性的市場地位，以及完善、高效、低成本的創新網絡和營銷網絡，形成一體化的業務結構，并且擁有較強的抗行業周期波動能力，特別是迅速提高創新和產業升級的能力。中石化注重企業與社會、環境的協調可持續發展，全面推行HSE管理體系，積極推進節能減排，發展低碳經濟，創新促進發展方式轉型的經驗值得借鑒。

二、 科技與發展方式轉型關系研究

本文從“科技促進經濟增長”和“科技促進節能減排”等促進經濟發展方式的轉變相關研究，進行國內外研究現狀分析與評價。

1. 有關經濟增長方式轉變的理論依據。本文以“Economic Development Pattern”為主題詞在SCI中進行檢索，旨在從總體上對經濟發展方式的相關外文文獻進行定位，結果共搜索到1 567條記錄。其中，主題詞包括題目、關鍵詞以及在摘要中出現的詞匯。文獻的時間范圍為1956年~2011年。對這些文獻利用可視化工具CiteSpace進行關鍵詞的共現網絡分析。在CiteSpace中，可以通過統計一個領域內文獻的關鍵詞共現頻率來確定一定時期內研究前沿的熱點詞匯。根據這些關鍵詞在一定時期內出現的頻率，可以得到“研究前沿術語的共現網絡”，結果鎖定3個主要節點：United-states（美國）、Trade（貿易）、Globalization（全球化）。與美國相聯系的關鍵詞有Interventions（干涉）、Energy-intake（能源引進）、Variability（可變性）、Regional Intergration（地區整合）、Institutions（制度）。通過節點確定理論文獻研究主要發生在2001年~2010年間，由此推斷貿易與全球化在世界經濟發展方式上起了重要的作用，因此，關于這個問題的研究最多，經濟學家門圍繞貿易全球化展開的研究主要為貿易制度、強度、工業化以及在全球化中扮演重要角色的組織及跨國公司。與此同時，美國在這十年間擔任了引領貿易全球化的領頭軍，對美國經濟發展方式的研究上主要集中在能源、制度、地區整合上。

Barry Naughton認為“未來生活質量的改善取決于經濟發展政策將如何把經濟增長帶來的好處，盡可能廣泛地傳遞給整個社會。這不僅僅是因為全面增長模式會將增長帶來的利益更廣泛地造福于人民，而且如果人民更加健康，吃得更好，有更好的教育，未來的經濟增長才會更好地持續到下一階段”。

國內研究方面，吳敬璉總結了經濟發展中有關增長問題的理論演進，將現代經濟增長中效率提高的主要源泉做了歸納，討論中國增長模式和工業化道路存在的問題，以及中國為了轉變增長模式需要采取的實際措施。王夢奎認為資源與環境的強大約束和增長成本的上升，經濟結構升級和增長方式轉變中的實際困難，社會矛盾比較突出，收入差距擴大，外部環境發生了重大變化，因此轉變發展方式中要趨利避害。

2. 科技與經濟增長的關系研究。內生增長理論曾經在經濟增長理論研究中占據主導地位，但現在已有許多學者通過實證研究和經驗證據對內生增長理論提出了質疑，比如：曼昆、羅默和魏爾（Mankiw，Romer Weil，1992）指出，具有外生技術進步和資本邊際回報遞減的索羅—斯旺新古典模型能夠解釋人均產出的大部分跨國差異。許多作者已經給出的證據表明， 各國正在向索羅－斯旺模型所顯示的平衡增長路徑收斂， 其中各國有共同的世界技術水平。強調技術創新及研發的內生增長理論的熊彼特模型受到的攻擊尤為嚴重。喬根森（Jorgenson，1995）所進行的增長核算分析認為，相比于資本積累而言，技術進步并非增長的主要源頭。根據瓊斯（Jones，1995）的觀點，“二戰后研發支出巨幅增加，而生產率上升卻不加快”駁斥了現有的熊彼特增長理論。

3. 科技與節能減排的關系研究。André和Smulders （2004）、Sjak Smulders和Michiel Nooij（2003）構建了包括能源和內生的技術進步的經濟增長模型，并以此解釋OECD國家普遍存在著的能源總消費量上升和能源使用效率提高等狀況。Azomahou等（2003）發現OECD國家過去20多年中能源密度在下降，于是他們建立體現節能技術進步的一般均衡模型予以解釋。Zon（2003）以擴展Romer模型為前提加入節能技術進步的因素，發現經濟增長仍然能達到穩態，但是經濟增長率與真實的能源價格呈負相關。

中國通過技術進步提高能源效率的潛力還是比較大的。通過技術進步可以不斷增加經濟可采儲量，可以延長非再生能源的使用年限，這樣不僅可以為過渡到以可再生能源為基礎的能源系統贏得時間，也可以減輕能源生產利用對環境的損害，是目前解決能源問題的主要途徑。

美國MIT的Ian Sue Wing和Richard S. Eckaus在《解釋美國經濟中能源強度的長期變革》的研究報告中，利用KLEM數據庫，研究了信息技術對能源消耗率的降低作用。從計量經濟學的角度估計價格引起的可變投入替代效應、資本以及物化和未物化的技術進步對能源強度的影響。研究結論是，美國20世紀后半期能源消耗率呈現下降，歸因于無形技術改變，它是和建筑、結構、機械、電子設備等的技術進步相關的。而信息通信技術和電子設備的發展則是1990年以后影響能耗率的關鍵，這一發現和Newell（1999）的研究及最近關于生產率的著作都廣泛一致。

日本環境研究論壇Kae Takase、經濟計量學株式會社Yasuhiro Murota采取的是后一種方法。他們通過建立涵蓋從宏觀經濟到能源供求等一系列內容的量化模型，考察了IT革命對美國和日本能源供給/需求的影響，并在此基礎上對比了兩國的情況。模擬研究顯示，在日本，替代效應反映在工業能源需求方面，收入效應反映在住房和運輸方面。而在美國，由于重工業的比例已經很小，所以替代效應不明顯，但收入效應將使能源需求量增加。換言之，IT投資能否降低能源需求，取決于其對替代和收入這兩種效應的影響程度。

國內郝海、顧培亮等在“技術進步與能源消費的相互作用”一文中，首先利用生產函數理論的Solow余值法給出了技術進步節能率的計算公式，然后通過對中國和美國的技術進步節能率的測算和對比分析，說明了中國的技術進步還有待進一步深化，最后應用生命周期理論分析了能源技術進步的演化方式。張明慧、李永峰在對中國能源消費現狀及趨勢分析的基礎上，全面分析了中國技術進步對能源消費的影響。宋捷使用灰色關聯度方法對中國的科技指標對能源密度的影響進行分析， 得出科技是影響中國能源密度因素但還沒有達到所希望的科技作為第一生產力的程度；科技中人力因素的影響要大于財力的影響兩個主要結論。Chaoqing Yuan（2009）等利用科布道格拉斯生產函數研究了技術進步在節能減排中的作用。他們的分析結果表明，人均產出和單位勞動力產出的增長會增加能源強度，而技術進步則會從另一方面降低能源消耗。利用該模型對中國產業的能源強度進行了實證分析。

Benjamin Warr和Robert Ayres（2006）建立了REXS（Resource EXergy Services）模型，該模型利用20世紀美國的數據考察了科技進步是如何動態的降低能源強度和內生的增加原料和燃料的轉換效率的，并且推斷了未來幾十年的走向。Okushima與Tamura（2009）利用MCDA（the Mu-ltiple Calibration Decomposition Analysis）即多元校正分解分析法，該理論提供了一個將由于科技進步和價格的替代效應兩方面影響的結構變化分開來的基本方法。估計了科技進步是如何影響日本的能源消耗和二氧化碳排放的。Sondes Kahouli-Brahmi（2008）研究了一系列基于學習曲線研究內生技術進步與降低能源成本關系的模型，他將這些模型分為兩類，一類是自下而上的模型，此類模型可以用來分析某一特定的技術與成本降低之間的關系，另一類是自上而下的模型，可以用來進行宏觀政策方面的分析，尤其是能源部門如何對環境政策做出反應的。

通過上述分析可知，雖然從整體上對“科技促進經濟發展方式轉型的優化模型”的研究幾乎沒有見到，但是關于“科技推動經濟增長”的研究已經很多很多，而關于“科技促進產業升級”的研究、關于“科技促進節能減排”的模型研究、關于“經濟發展方式轉型”的研究也已經很多，這就為本項研究提供了基礎；同時，這些研究也存在很多問題，例如關于“科技推動經濟增長”的研究，目前還沒有公認的理論和測算模型，內生理論模型并不適用，因此本研究首先從共生理論的角度做出新的探索；關于“科技促進節能減排”的研究，提出了很多模型 ，但還有很多爭論，有些因素（例如碳稅）還需要以適當的形式加入到模型中。而傳統的Ramsey（羅賽姆）優化方法也需要創新。

三、 構建模型組

1. 科技——經濟增長模型。本文利用中石化2002年~2009年的工業增加值、員工平均受教育年限、研發費用、固定資產凈值、在建工程投資等數據，運用計量經濟學軟件Eviews建立科技——經濟增長模型。從該計量經濟學模型得到的結果，可以看出工業增加值與固定資產凈值和科技投入成正相關關系，解釋了當前科技對經濟增長的促進作用。

Y=1 996.611+0.450 948K+14.550 48E*I*S/K（１）

其中，各變量的含義為：Y——工業增加值；E——員工平均受教育年限；S——研發費用；K——固定資產凈值；I——在建工程投資。

由經濟增長模型的Eviews檢驗結果可知，線性相關項目中，樣本決定系數等于0.91，表明所有自變量從總體上與因變量之間高度線性相關；調整后的樣本決定系數仍為0.87，說明自變量的解釋能力較強，樣本回歸方程對樣本擬和得較好；回歸方程通過F檢驗，說明線性回歸效果顯著。同樣，三個自變量都通過了t檢驗。

2. 科技——能耗模型。利用中石化2000年~2009年的萬元產值綜合能耗、員工平均受教育年限、研發投入占銷售收入比例、在建工程占銷售收入比例等數據，運用計量經濟學軟件，建立科技——能耗模型。從該計量經濟學模型得到的結果，可以看出萬元產值綜合能耗與研發投入占銷售收入比例、人均受教育年限成相反關系，解釋了科技對節約能源的促進作用。

P=2.058-0.937 24s/iy-0.078 66E-1.181 03ik（2）

其中，各變量含義為：P——萬元產值綜合能耗（噸標煤）；S——研發投入占銷售收入比例；E——人均受教育年限； iy——在建工程占銷售收入比例；ik——在建工程占固定資產凈值比例。

通過綜合能耗模型的Eviews檢驗，從回歸模型得到的結果可以看出綜合能耗與研發投入，受教育程度呈負相關關系，隨著科技水平的提高，人力資本水平的提高，能源消耗呈下降趨勢。在線性相關項目中，樣本決定系數等于0.97，表明所有自變量從總體上與因變量之間高度線性相關；調整后的樣本決定系數為0.96，說明自變量的解釋能力較強，樣本回歸方程對樣本擬和得較好；回歸方程通過F檢驗，說明線性回歸效果顯著。各個變量都通過了t檢驗。

3. 科技——COD排放模型。利用中石化2004年~2009年的COD排放量、員工平均受教育年限、研發費用、在建工程投資等數據，運用計量經濟學軟件，建立科技——COD排放量模型。從該計量經濟學模型得到的結果，可以看出COD排放量與研發投入占銷售收入比例、人均受教育年限成相反關系，解釋了科技對COD減排的促進作用。

Gt=133.45-0.002 37E*S-0.424 32Gt-1+0.000 842I（3）

其中，各變量的含義為： Gt——COD排放量； Gt-1——上一年的COD排放量； E——平均受教育年限； S——研發費用； I——在建工程投資。

從模型中可以看出COD排放量與科技投入呈負相關關系，說明科學技術可以提高生產效率，改善環境污染。

由COD排放量模型的Eviews檢驗的檢驗結果也可以看出，在線性相關項目中，樣本決定系數等于0.95，表明所有自變量從總體上與因變量之間高度線性相關；調整后的樣本決定系數仍為0.89，說明自變量的解釋能力較強，樣本回歸方程對樣本擬和得比較好；回歸方程通過F檢驗，說明線性回歸效果顯著。并且各個變量都通過了t檢驗。

四、 預測與結論

利用模型（1）、（2）、（3），預測出2015年中石化公司的科技、工業增加值、能耗率、COD排放等的發展趨勢，可以看出如下兩點主要發展趨勢：

（1）利用模型（1），計算出2002年~2008年科技進步對工業增加值增長的貢獻率為15%，教育型人力資本（人均受教育年限）對工業增加值增長的貢獻率為1%；其余是資本的貢獻率，達到84%，屬于典型的投資拉動型的粗放型增長。而2009年~2015年科技進步對工業增加值增長的貢獻率為32%，教育型人力資本（人均受教育年限）對工業增加值增長的貢獻率為6%；資本的貢獻率減少為62%，開始從投資拉動型的粗放型增長向創新——投資雙輪推動的增長方式轉變。

（2）能耗率、主要污染物（以COD排放量為代表）的排放量呈下降趨勢。能耗率從2000年的0.97（噸標煤/萬元增加值）下降到2015年的0.56（噸標煤/萬元增加值）；COD排放量從2000年的92萬噸下降到2015年的28萬噸。這表明中石化公司在科技、教育、投資質量提高等的作用下將轉向資源節約型、環境友好型的集約型發展方式。

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10. 張明慧， 李永峰. 論我國能源與經濟增長關系. 工業技術經濟，2004，23（4）:77-80.

基金項目：國家自然科學基金項目（項目號：700410 22）支持。

作者簡介：肖洪鈞，大連理工大學工商管理學院教授、博士生導師；高順東，大連理工大學工商管理學院博士生，大連長興島臨港工業區管委會副主任；劉光宗，大連理工大學工商管理學院博士生。

收稿日期：2011-08-17。