中國區域工業企業綠色技術創新效率及因素分解

羅良文+梁圣蓉

摘要 本文基于兩階段創新價值鏈下工業企業綠色技術創新的過程，構建了中國區域工業企業綠色技術創新效率評價體系，同時運用主成分分析法對這些指標數據進行降維處理，分別計算出兩個階段的技術創新效率，再通過DEA法測算各區域工業企業整體綠色技術創新效率并進行因素分解。研究發現：①在綠色技術開發階段，考慮環境因素比不考慮環境因素的效率要低，中、西部地區面臨的環境問題更加嚴峻，三大區域綠色技術開發效率差距懸殊。②在綠色技術成果轉化階段，綠色技術創新效率仍存在較大提升空間，東、中和西部地區綠色技術創新效率從高到低依次排列。③中國工業企業綠色技術創新整體效率偏低，而純技術效率是導致整體效率低的主要原因。區域差距懸殊且存在繼續擴大的風險，中、西部地區在純技術效率和規模效率兩個方面均有很大提升空間。④遼寧、河北、黑龍江、新疆、山西、內蒙古、云南、青海等區域要注重提高區域技術，安徽、吉林、江西、廣西等區域則要注重減少資源冗余，寧夏、甘肅則既要注重提高區域技術還要注意較少資源冗余。未來，中國應該建立低碳經濟發展模式，將環境污染指標工業企業技術創新效率評價體系，提升綠色技術創新效率。以供給側改革為突破口，加快區域協同發展，發揮東部地區引領作用，縮小中國東、中、西部地區差異。因地制宜，根據各省份綠色技術創新效率不高的根源，采取有針對性的政策。加大綠色技術開發、清潔生產設備等方面的投入，控制污染物排放，推動以科技創新為核心的全面創新。

關鍵詞 綠色技術創新效率；綠色技術開發；綠色技術成果轉化；DEA

中圖分類號 F062.4 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2016）09-0149-09 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2016.09.018

黨的十八大明確提出“科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐，必須擺在國家發展全局的核心位置”，強調要堅持走中國特色自主創新道路、實施創新驅動發展戰略。技術創新是一個國家或區域經濟健康發展的持續動力，而資源環境約束是中國當前經濟社會可持續發展的重要瓶頸之一，面對日益嚴峻的資源和環境形勢，中國“十三五”規劃綱要提出了綠色發展的理念。工業企業在創新活動中發揮著研發投入、專利申請、成果轉化等方面的主體作用，是技術創新活動的主要承擔者。在科技經濟發展與環境污染的矛盾日益激烈的背景下，引導工業企業在提高創新資源利用效率的同時，大力開展綠色技術創新活動，向綠色發展方式轉變具有現實意義。Kusz認為環境因素應該被納入產品創新的全過程，并基于傳統技術創新線性模型提出了綠色技術創新過程。Brawn和Wield最先提出綠色技術的概念，認為綠色技術的內容應該涵蓋污染控制、循環再生技術、生態工藝、凈化技術、檢測與評估技術等多個方面，與單純追求經濟效益而犧牲資源和環境的傳統技術創新相比，綠色技術對可持續發展的意義更大，引起了學者們的廣泛關注。基于對綠色技術創新內涵理解的差異，區域綠色技術創新效率的測度方法主要有三種：一是以綠色技術創新的成果為依據，運用綠色技術專利的單一指標測度綠色技術創新效率的變化。例如孫亞梅等以環境技術專利表征創新水平，衡量中國區域環境技術創新水平的空間分異。賈軍和張偉以企業申請專利數量表征創新水平，分析了區域內外綠色技術知識存量以及非綠色技術知識存量對技術創新的影響。而綠色技術創新活動涉及面廣，僅用單一指標來進行評價，不能全面地反映綠色技術創新的效率水平。二是運用主成分分析法對區域、產業、企業等的綠色技術創新效率進行評價。例如王志平和王郁蓉通過構建綠色技術創新效率的指標體系，運用主成分分析法對綠色技術創新效率進行評價。范群林和邵云飛基于聚類法選取代表性的變量，提取主成分，對各區域所屬類別進行檢驗、調整。相比于單一指標測度法，主成分分析法具有全面性的特點，但綠色技術創新是一個動態的過程，主成分分析法不能反映企業技術創新活動的內在運行機制，更不能反映其階段性特征。三是從綠色技術創新投入和產出效率的角度，運用非參數方法和參數方法對效率進行測度。非參數方法以DEA為代表測度創新效率，例如Nasierowski、Guan和Chen等利用DEA方法對綠色技術創新效率進行測評。白俊紅、江可申和李婧用DEA法，測算了各區域研發創新各階段的技術效率、技術進步及全要素生產率增長情況。但是DEA無法對創新效率的影響因素進行直接細致的分析。于是姚西龍等利用非參數的DEA-RAM方法，將創新效率和綠色效率相融合，得出技術創新的綠色效率評價模型，并利用該模型評價了裝備制造業技術創新的綠色效率水平。參數分析方法則以隨機前沿分析（SFA）為代表，將實際產出分為生產函數、隨機因素和隨機擾動對個體差異的影響，能直接對影響因素進行分析，一定程度上彌補了DEA的不足，例如Eric、馮志軍和肖仁橋等運用參數分析法測度區域綠色技術創新全要素生產率的變化，以反映多投入指標和多產出指標背景下綠色技術創新效率的變動。曹霞和于娟構建隨機前沿評測效率的改進模型，對中國各省域研發創新效率及影響因素進行實證分析。錢麗、肖仁橋和陳忠衛將企業技術創新活動分解為科技研發和成果轉化兩個相關聯的子過程，分析各省企業綠色科技研發、成果轉化效率以及區域間的技術差距。參數方法和非參數方法解決了不能評價階段性效率的問題，但是其因為無法對影響因素進行直接細致分析，也存在一定的局限性。

與以往的研究相比，本文利用主成分和DEA結合的方法測算中國工業企業綠色技術創新效率，既能對影響因素進行分析，又能反映綠色技術創新各個階段的效率，拓展了綠色技術創新效率測評的視角。將環境因素納入工業企業創新過程的投入產出框架，對比分析中國區域工業企業綠色技術創新效率與傳統技術創新效率。

1綠色技術創新效率評價指標及模型構建

1.1兩階段創新價值鏈下綠色技術創新效率的評價指標及數據處理

近年來，企業技術創新價值鏈的研究取得了一定的進展，余泳澤，付強、馬玉成，李陽等基于價值鏈理論，將技術創新的過程分為技術開發和技術成果轉化兩個階段，并分別對各階段的效率及其影響因素進行了實證研究。張江雪和朱磊將資源生產率和環境負荷視作產出，對中國各省份工業企業技術創新效率進行實證研究。基于價值鏈技術創新效率評價方面的成果豐富多彩，但基于企業創新過程視角的綠色技術創新效率評價較為缺乏，不同于單一指標和主成分法的綜合指標視角，基于價值鏈視角的技術創新效率可以反映企業技術創新活動內部運營機制。因此，本文在前人研究的基礎上，利用價值鏈理論，構建中國工業企業綠色技術創新效率的評價體系。在價值鏈視角下，企業綠色技術創新活動的過程被進一步階段化，能夠更好地揭示技術創新每個階段的效率。兩階段創新價值鏈認為綠色技術創新過程分為綠色技術開發和綠色技術成果轉化兩個階段（見圖1）。第一階段為綠色技術開發階段，主要指在綠色理念的引導下，投入研發人員和研發資本，通過一段時間的研究、開發及測試，產生一系列中間產出（專利申請數、發明專利數、新產品開發項目等），進入第二階段的綠色技術成果轉化階段，該階段的主要任務是工業生產及銷售，第一階段的中間產出又成為該階段的投入，最終產出包括工業總產值、工業新產品產值、企業運行水平等期望產出以及環境污染這一非期望產出。即第一階段包括綠色技術創新投入和中間產出，第二階段包括期望產出和非期望產出（見表1）。而綠色技術創新與傳統的技術創新的不同點在于考慮了環境產出，一般而言，技術創新過程中環境污染水平越低，則該技術創新綠色程度越高。兩個階段指標選取以及處理如下：

第一，綠色技術創新投入。選取了能反映投入的R&D經費、R&D人員全時當量、R&D項目數及新產品開發經費支出4個指標。其中R&D經費、新產品開發經費支出是資金方面的投入，R&D人員全時當量是人力方面的投入，R&D項目數可以反映數量的投入，一般情況下，成立的項目越多，投入的就資金越多，產生的成果也越多，所以選取該指標。

第二，中間產出。選取專利申請數、發明專利、R&D人員人均專利申請數、R&D經費平均專利申請數4個指標，其中R&D人員人均專利申請數是專利申請數與R&D人員全時當量的比值、R&D經費平均專利申請數是專利申請數與R&D經費的比值。盡管專利質量常常受到質疑，但相比其他指標，專利是目前衡量科技產出最優的指標，本文將其作為中間產出，是為了檢驗專利的經濟、社會、環境效益的轉化水平。R&D人員人均專利申請數、R&D經費平均專利申請數兩個指標則用來衡量企業技術創新中間產出效率。

第三，期望產出。選取新產品銷售收入、R&D經費平均新產品收入、R&D人員人均新產品銷售收入、總資產貢獻率、資產負債率、工業成本費用利潤率、工業總產值7個指標，其中R&D經費平均新產品收入用新產品銷售收入與R&D經費的比值表示，R&D人員人均新產品銷售收入用新產品銷售收入與R&D人員全時當量的比值表示。產品銷售收入、R&D經費平均新產品收入和R&D人員人均新產品銷售收入通常被用來衡量企業產品創新程度和創新效率。總資產貢獻率、資產負債率、工業成本費用利潤率和工業總產值用來衡量企業的經濟效益，因為衡量一個企業的技術創新效率不能僅考慮其技術創新的強度和水平，還應考慮技術創新所導致的企業負債、成本費用、利潤等情況。

第四，非期望產出。主要指環境效益方面，選取了工業企業在運行過程中產生的廢氣、廢水、固廢等方面的指標，包括單位工業GDP工業廢水排放量、單位工業GDP二氧化硫、單位工業GDP氮氧化物、單位工業GDP煙（粉塵）、單位工業GDP一般工業固體廢物產生量5個指標。一般而言，這些廢水、廢氣、固廢排放量越低，工業企業綠色技術創新效率越高。由于非期望產出指標與技術創新效率負相關，所以本文采用Mohtadi和陳詩一的做法，將環境作為投入部分納入第一階段進行測算。將資產負債率、單位工業GDP工業廢水排放量、單位工業GDP二氧化硫、單位工業GDP氮氧化物、單位工業GDP煙（粉塵）、單位工業GDP一般工業固體廢物產生量等負指標進行正向化處理。

根據數據的可獲得性和研究目的，因為西藏數據缺失較為嚴重，所以本文實證樣本采用中國2011—2014年的30個省（市）的規模以上工業企業的投入、產出的面板數據來評價綠色技術創新的效率。數據來源于相應年份的《中國統計年鑒》、《中國科技統計年鑒》和《中國環境統計年鑒》。

1.2模型構建

從兩階段創新價值鏈的角度構建綠色技術創新效率測算模型，運用DEA模型測算綠色技術創新效率，同時將考慮和不考慮環境因素兩種情形下的技術創新效率進行對比分析。一般情況下，DEA方法是基于投入導向的，并假設規模報酬不變，即CRS模型，該模型假設企業均以最優規模運營，然而在實際運營中，企業在時間序列上均是規模可變的，因此法爾、格羅斯克夫等學者基于CRS模型提出了VRS模型，該模型是企業以非最優規模運營狀態下的規模收益可變的效率模型，更加貼近實際。本研究也選擇VRS模型測算，因此中國區域工業企業綠色技術創新效率對式（1）的求解。

式（2）中，X表示所有I個省（市）的技術創新投入矩陣，Y表示所有，個省（市）的技術創新產出矩陣，β表示一個I×1的常數向量，I1β為凸性約束條件。

因為本研究涉及的指標較多，且技術創新的指標之間可能存在較強的相關性，很大程度上會影響DEA的測算結果，所以本文先對數據進行相關性檢驗，如果各數據之間存在較強的相關性，則通過主成分分析法對數據進行降維處理，建立基于主成分分析的投入產出數據庫，再用經過降維處理過的數據用DEA進行效率測算，這種將主成分分析法與DEA法相結合的做法既能消除數據之間較強的相關性，又可以保證各指標信息的完整性，從而使DEA測算結果更為科學。

2中國分區域工業企業綠色技術創新兩階段效率測算與評價

2.1綠色技術創新兩階段效率測算

在計算中國區域工業企業綠色技術創新效率之前，首先用Pearson檢驗對各個指標進行相關性分析，結果顯示，除X₁₃X₁₄兩個指標與其他指標相關性較弱外，其余指標之間相關性均超過0.9，一方面說明中國工業企業技術創新指標之間以及與環境指標之間的相關性較強，這與中國當前工業經濟粗放型發展模式的現實相符，另一方面說明指標之間可能存在共線性問題，為了保證測算的科學性，需要通過主成分分析法對各因素進行降維處理。

首先，對技術創新開發階段考慮環境和不考慮環境兩種情況變量進行降維處理。考慮環境的情況下，KMO測度值為0.803，Bartletts球形檢驗的顯著性水平sig=0<0.05，說明數據很適合做主成分分析。根據Kaiser準則，將特征根大于1作為選取因子的原則，并利用最大變異法（Varimax）作為正交轉軸，保留因子載荷量絕對值大于0.4的項目，提取主成分F₁、F₂和F₃，累積解釋貢獻率分別為43.33%、64.702%和85.048%，因此可以代表13個投入指標的大多數信息。通過三個主成分計算，得出2011—2014年各主成分得分，由于主成分得分有很多值為負值，因此需要進行正向化處理，得到考慮環境的綠色技術開發階段效率。其次，用同樣的方法測算出不考慮環境污染的傳統技術開發效率以及綠色技術成果轉化階段效率。

用主成分分析法得出的結果計算中國2011—2014年各省（市）考慮環境的綠色技術開發效率、不考慮環境的傳統技術開發效率和綠色技術成果轉化效率均值，按照區域計算均值得出分區域綠色技術開發效率和綠色技術成果轉化效率（見表2和表3）。

2.2綠色技術創新兩階段效率評價

從綠色技術開發階段效率來看，第一，整體而言，2011—2014年各省份在考慮環境因素情況下的綠色技術開發效率均值為0.208，比不考慮環境因素的傳統技術開發效率均值（0.492）低0.284，差距明顯，這與錢麗等（2015）的結論一致，說明中國工業企業的廢氣、廢水、固體廢棄物等污染物的排放拉低了綠色技術開發效率，污染物排放是影響中國工業企業綠色技術創新效率低下的主要因素。第二，從區域來看，三大區域的綠色技術開發效率均低于傳統技術開發效率，且考慮環境的情況下，地區差距更大，說明中、西部地區面臨的環境問題更加嚴峻。三大區域技術開發效率不平衡，無論考慮環境因素與否，東部地區技術開發效率均最高，中、西部地區次之。說明東部地區憑借自身的區位、資源、人才、產業等優勢，在技術創新方面取得了顯著成績，明顯強于中、西部地區，而中、西部地區技術創新的經濟和環境效率均有很大提升空間。第三，從省（市）排名來看，排名前7位的均是東部地區省（市），而排名后10名的省（市）中，有8個是西部省（市），四川、重慶、貴州等地綠色技術開發投入機制運行相對較好，相對拉高了西部地區的水平。第四，從時間來看，全國及各區域綠色技術開發效率均呈現遞增趨勢，說明中國實施創新驅動發展戰略以來，整體的創新環境和制度逐漸完善。

從綠色技術成果轉化階段效率來看，第一，整體而言，因為將環境因素納入到了第一階段，所以這一階段兩種情況下效率沒有差別，綠色技術成果轉化效率全國為0.451，仍有較大提升空間，東部地區效率最高（0.512），中、西部地區分別為0.462和0.378，與創新技術開發階段效率排序一致。第二，從分省排名來看，綠色技術成果轉化階段效率與綠色技術開發階段效率的排名比較有些變化。綠色技術開發階段效率排名前三位的是江蘇、廣東和浙江，排名后三位的是寧夏、內蒙古和青海；綠色技術成果轉化階段效率排名前三位的是江蘇、上海和廣東，排名后三位的是青海、內蒙古和黑龍江。盡管各省（市）的排名有些變化，但總體而言，東部地區省份大部分排名較靠前，西部地區省（市）排名大部分較靠后，特別是內蒙古和青海兩個階段排名均較靠后，是未來政策需要關注的重點區域。第三，從時間來看，全國、東部和西部地區綠色技術成果轉化效率逐年上升，中部地區先降低后升高，成果轉化效率不穩定，可能的原因是中部地區規模技術效率的不穩定，即中部地區各城市技術規模未達到最優狀態。

3中國分區域工業企業綠色技術創新效率測算與因素分解

3.1基于原始數據測算的綠色技術創新效率

利用中國2011—2014年各指標投入、產出的原始數據，采用規模效益可變模型（VRS）測算各個區域分年的綠色技術創新效率值，結果見表4。未經處理的數據進行效率計算，大多數省份各年的技術創新效率均為1，區分度不大，可能的原因是選取評價的指標數量較多，且數據與數據之間相關性較強，降低了技術創新效率的可區分度，所以需要用進行降維處理后的數據進行分析。

3.2基于主成分降維后的數據測算的綠色技術創新效率

用經過主成分分析法降維處理后的投入、產出數據測算出中國區域工業企業綠色技術創新效率并進行因素分解，計算均值結果見表5和表6。

第一，從全國層面來看，中國整體效率偏低，有較大提升空間。2012年的綠色技術創新效率較2011年有所上升，但是2013年開始下降，2014年又呈上升趨勢，但是沒有達到2011年的水平，說明中國技術創新效率不穩定。從純技術效率來看，2012年較2011年略有上升，但是2012年以來，呈逐漸下降趨勢，而規模效率則從2011年的0.661逐年上升到2014年的0.702。表明隨著中國工業企業要素投入結構的不斷優化，資源冗余浪費現象有所減少，未來應當適度控制規模，純技術效率是導致整體效率低的主要原因，因此在企業綠色技術開發和成果轉化兩個階段，均要提高技術資源的高效利用，提高純技術效率。

第二，從區域層面來看，2011—2014年東部地區綜合技術效率、純技術效率和規模效率始終高于中、西部地區，且區域差距從2011年的0.052上升到0.109。西部地區綜合技術效率2011年和2012年均高于中部地區，而2013年和2014年中部地區高于西部地區，說明隨著中部崛起、長江中游城市群戰略的實施，中部地區的綠色技術創新效率不斷上升。另外，中部地區的純技術效率小于西部地區，規模效率大于西部地區，說明中部地區資源冗余浪費現象優于西部地區，而研發管理和制度建設方面有更多的潛力可挖。總體而言，中部和西部地區在純技術效率和規模效率兩個方面提升空間都很大。

第三，從分省結果來看（見表6），綜合技術效率江蘇、廣東、北京、浙江、上海排名前五，純技術效率北京排名第一，江蘇、廣東、上海、福建次之，這些省份是中國技術開發配套設施最完善、市場化程度最高的區域，技術開發和成果轉化水平也最高。遼寧、河北、黑龍江、新疆、山西、內蒙古、云南、寧夏、甘肅、青海等地區純技術效率均值在0.3以下，要注重提高區域技術。規模效率江蘇、廣東、浙江、山東等省（市）達到0.8以上，說明這些地區資源冗余較少，資源優化配置較其他地區要優，而甘肅、寧夏、廣西、江西、吉林、安徽等區域規模效率均在0.6以下，需要優化資源配置，減少資源冗余。總體而言，遼寧、河北、黑龍江、新疆、山西、內蒙古、云南、青海等區域特別要注重提高區域技術，安徽、吉林、江西、廣西等區域要特別注重減少資源冗余，寧夏、甘肅則需要內外兼修，要注重提高區域技術還要注意較少資源冗余。

4結論

基于兩階段創新價值鏈下的工業企業綠色技術創新過程，構建了中國工業企業綠色技術創新效率評價體系，同時對這些指標數據運用主成分分析法進行降維處理，計算出兩階段技術創新效率，再通過DEA測算出全國及各區域工業企業綠色技術創新效率，得出以下結論：

（1）2011—2014年中國工業企業綠色技術創新效率整體偏低、呈不穩定狀態，其中規模效率逐年提升，純技術效率總體呈下降趨勢，說明純技術效率是導致整體效率低的主要原因。中國區域、分省之間綠色技術創新效率差距明顯，且存在逐年擴大的風險。東部地區綜合技術效率、純技術效率和規模效率均領先于中、西部地區，中部地區資源冗余浪費現象優于西部地區，而企業研發管理和制度建設方面有更多的潛力可挖。省際排名與經濟發展基礎呈現出一定的相關性，經濟基礎好的江蘇、廣東、北京、浙江、上海等省份綠色技術創新效率高，經濟基礎差的寧夏、甘肅、青海等區域綠色技術創新效率低。部分省綠色技術創新效率不高的根源存在差異，遼寧、河北、黑龍江、新疆、山西、內蒙古、云南、青海等區域主要原因在于企業研發技術水平不高，安徽、吉林、江西、廣西等區域主要原因在于資源冗余現象嚴重，而寧夏和甘肅兩種原因兼而有之。

（2）價值鏈的兩個階段，全國兩階段效率均呈現逐年遞增的態勢，但整體效率提升空間巨大。技術開發階段，中國以及三大區域綠色技術開發效率均低于傳統技術開發效率，考慮環境情況下區域差距更大，說明污染物排放是影響中國工業企業綠色技術創新效率低下的主要因素，中、西部地區面臨的環境問題更加嚴峻。綠色技術成果轉化階段，區域不均衡現象依然嚴重，全國、東部和西部地區綠色技術成果轉化效率逐年上升，中部地區先降低后升高，成果轉化效率不穩定，可能的原因是中部地區規模技術規模未達到最優狀態。兩個階段分省排名存在一定差異，但總體而言，東部地區省份大部分排名較靠前，西部地區省（市）排名大部分較靠后，進一步說明了中西部地區綠色創新技術遠低于東部地區，有巨大潛力可挖。

以上結論蘊含的政策含義包括：①將環境指標納入工業企業技術創新效率評價體系，建立綠色經濟發展模式，尋求實現經濟增長與環境保護雙贏的機制，提升中國工業企業綠色技術創新效率。②加快區域協同發展，縮小中國東、中、西部差異。基于東部地區工業企業綠色技術創新效率處于領先地位、中西部地區綠色技術創新效率低下的現實情況，東部地區應大力開展原始創新、顛覆式創新和集成式創新，充分發揮技術溢出效率，引領和帶動中西部協同發展。中部地區重點提升企業研發管理和制度建設水平，西部地區重點解決資源冗余問題。③因地制宜，根據各省份綠色技術創新效率不高的根源，采取有針對性的政策。遼寧、河北、黑龍江、新疆、山西、內蒙古、云南、寧夏、甘肅、青海等區域要重點提高企業研發技術水平，安徽、吉林、江西、廣西、寧夏、甘肅等區域要重點解決資源冗余問題。④加大技術投入，控制污染物排放，推動以科技創新為核心的全面創新。加強對綠色技術開發、清潔生產設備等方面的投入，以供給側改革為突破口，形成以科研院所為依托，以企業為主體，布局合理、結構優化、機制完善的開放型綠色技術創新體系。

（編輯：田紅）