基于行業(yè)異質(zhì)性的制造業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力演化研究
——兼論企業(yè)研發(fā)資金投入的影響

田紅娜，李金波

(哈爾濱理工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

0 引言

制造業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國(guó)之本、興國(guó)之器、強(qiáng)國(guó)之基。改革開(kāi)放40余年，中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)主要依靠制造業(yè)的成長(zhǎng)，“中國(guó)制造”迅速崛起，2019年底暴發(fā)的新冠疫情更彰顯我國(guó)制造業(yè)的重要性。但我國(guó)制造業(yè)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到強(qiáng)國(guó)水平，且總體處于世界中低端，痛點(diǎn)主要表現(xiàn)在創(chuàng)新能力不強(qiáng)、資源環(huán)境損耗巨大等方面。為此，《中國(guó)制造2025》提出將綠色發(fā)展作為打造制造強(qiáng)國(guó)的重要著力點(diǎn)，構(gòu)建制造業(yè)開(kāi)放式創(chuàng)新體系并聚焦綠色制造。2019年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議指出，要推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，增強(qiáng)制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新能力往往忽略制造業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)外部性效應(yīng)，而要突破資源環(huán)境約束下社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展瓶頸，邁向全球價(jià)值鏈中高端，亟需提高綠色技術(shù)創(chuàng)新能力。掌握制造業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力演化規(guī)律，將為有效提升其能力提供參考。

綠色創(chuàng)新是指在新產(chǎn)品、設(shè)備、工藝、系統(tǒng)、實(shí)踐和方法等的開(kāi)發(fā)與實(shí)施中引入生態(tài)理念的活動(dòng)[1]。綠色創(chuàng)新能力可歸納為在動(dòng)態(tài)可持續(xù)發(fā)展背景下，減少環(huán)境污染、提高能源使用率的綜合發(fā)展能力。作為綠色創(chuàng)新中的重要組成部分，學(xué)者們對(duì)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力關(guān)注較多，并發(fā)現(xiàn)其影響因素主要包括組織學(xué)習(xí)、知識(shí)管理、戰(zhàn)略、組織形式、研發(fā)投入水平和企業(yè)規(guī)模等[2-4]。

創(chuàng)新能力演化是創(chuàng)新能力的變異、選擇、保留與傳衍。近年來(lái)，學(xué)者們不僅關(guān)注到企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力演化的影響因素和路徑，還將注意力投放到行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力演化方面。關(guān)于創(chuàng)新能力演化的影響因素，內(nèi)部因素是研究焦點(diǎn)之一，包括知識(shí)整合能力[5]、企業(yè)吸收能力[6-7]、團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程[8]、企業(yè)創(chuàng)新節(jié)奏[9]等。有些學(xué)者關(guān)注技術(shù)、市場(chǎng)和政策等外部因素，如Fulvio & Jose[10]認(rèn)為，不同發(fā)展水平國(guó)家的創(chuàng)新投入、科學(xué)產(chǎn)出、技術(shù)產(chǎn)出在技術(shù)創(chuàng)新能力演化中發(fā)揮不同作用；何郁冰等(2019)認(rèn)為，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和人力資本正向影響自主創(chuàng)新能力演化；潘洪亮[11]指出，市場(chǎng)引導(dǎo)和命令控制型環(huán)境規(guī)制對(duì)高技術(shù)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力演化有促進(jìn)作用；Broadstock等(2019)選取320家企業(yè)為實(shí)證對(duì)象研究發(fā)現(xiàn)，企業(yè)社會(huì)責(zé)任與治理實(shí)施策略方面的選擇對(duì)企業(yè)創(chuàng)新能力演化均存在積極影響。在企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力演化路徑研究中，鄭剛等[12]通過(guò)研究中集罐箱案例發(fā)現(xiàn)，后發(fā)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力分別按制造能力、模仿能力和自主創(chuàng)新能力為主的順序演化；Dutrenit等[13]指出，發(fā)展中國(guó)家企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力演化要經(jīng)歷常規(guī)生產(chǎn)、基礎(chǔ)創(chuàng)新、中級(jí)創(chuàng)新和先進(jìn)創(chuàng)新4個(gè)階段；劉海兵[14]提出，企業(yè)創(chuàng)新能力沿著技術(shù)創(chuàng)新能力—整合創(chuàng)新能力—生態(tài)創(chuàng)新能力的路徑演化。也有學(xué)者從行業(yè)角度研究技術(shù)創(chuàng)新能力演化，如Jin&Zedtwitz[15]通過(guò)多案例研究發(fā)現(xiàn)，中國(guó)手機(jī)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力發(fā)展是從獲取衰退、成熟、成長(zhǎng)中的技術(shù)到獲取新興技術(shù)的演化過(guò)程；陳放[16]以中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)支付行業(yè)為例，探討信息技術(shù)能力與金融服務(wù)創(chuàng)新協(xié)同演化路徑、動(dòng)力與動(dòng)態(tài)匹配機(jī)制。通過(guò)梳理上述文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，企業(yè)層面的研究比較豐富，行業(yè)層面的研究相對(duì)稀缺，已有文獻(xiàn)中鮮有將綠色發(fā)展理念融入技術(shù)創(chuàng)新能力演化的成果。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)研發(fā)投入與綠色技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新能力、綠色技術(shù)創(chuàng)新能力之間的關(guān)系給予了一定關(guān)注。首先，在研發(fā)投入與綠色技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)系上，宋維佳和杜泓鈺[17]、Li等(2018)發(fā)現(xiàn)，企業(yè)研發(fā)資金投入可以提高綠色技術(shù)創(chuàng)新水平。其次，在研發(fā)投入與技術(shù)創(chuàng)新能力的關(guān)系上，李苗苗等[18]發(fā)現(xiàn)，中國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的企業(yè)研發(fā)資金投入對(duì)技術(shù)創(chuàng)新能力存在簡(jiǎn)單正向影響；陳收等[19]認(rèn)為，研發(fā)投入對(duì)企業(yè)績(jī)效的影響會(huì)因技術(shù)創(chuàng)新能力水平不同有所差異。最后，在研發(fā)投入與綠色技術(shù)創(chuàng)新能力的關(guān)系上，極少數(shù)學(xué)者如李廣培等[20]發(fā)現(xiàn)，研發(fā)投入在不同類(lèi)型環(huán)境規(guī)制下對(duì)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力具有不同中介作用。縱觀相關(guān)文獻(xiàn)，學(xué)術(shù)界尚未關(guān)注制造業(yè)中來(lái)源于企業(yè)的研發(fā)資金對(duì)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力的影響。

綜上，本文針對(duì)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力演化與研發(fā)投入研究的一些空白領(lǐng)域，尤其這些領(lǐng)域正是制造業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐所需，基于行業(yè)異質(zhì)性揭示制造業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力演化規(guī)律，并剖析企業(yè)研發(fā)資金投入對(duì)其的影響。這將有助于豐富技術(shù)創(chuàng)新能力演化研究，為制造業(yè)提升綠色技術(shù)創(chuàng)新能力提供科學(xué)依據(jù)，也為制造企業(yè)高效率管理研發(fā)資金提供指導(dǎo)。

1 研究設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是從系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)切入建模，研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能以及系統(tǒng)內(nèi)部復(fù)雜動(dòng)態(tài)關(guān)系的方法。目前，有學(xué)者采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法研究綠色創(chuàng)新[21]與創(chuàng)新能力演化[22]，表明系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法可以較好地探明綠色技術(shù)創(chuàng)新能力演化規(guī)律，因此本文采用該方法。本文構(gòu)建的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型主要基于以下基本假設(shè)：①制造業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力發(fā)展是一個(gè)連續(xù)、漸進(jìn)的行為過(guò)程；②不考慮政府政策重大變革以及非正常情況下導(dǎo)致的系統(tǒng)崩潰；③模型主要考慮與綠色技術(shù)創(chuàng)新能力相關(guān)的投入產(chǎn)出，對(duì)于內(nèi)部具體行為不予考慮；④不考慮技術(shù)、市場(chǎng)和政府政策等外部因素對(duì)模型的影響；⑤只選取制造業(yè)各行業(yè)規(guī)上企業(yè)進(jìn)行研究。

綠色技術(shù)創(chuàng)新能力是指能夠降低污染和能耗，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的技術(shù)創(chuàng)新能力[23]。由于技術(shù)創(chuàng)新能力按創(chuàng)新對(duì)象可分為產(chǎn)品創(chuàng)新能力和工藝創(chuàng)新能力[24]，因此本研究將綠色技術(shù)創(chuàng)新能力劃分為綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力和綠色工藝創(chuàng)新能力。

制造業(yè)中的研發(fā)經(jīng)費(fèi)支出來(lái)源于企業(yè)和政府，增加研發(fā)經(jīng)費(fèi)支出可以提高整個(gè)產(chǎn)業(yè)的綠色技術(shù)創(chuàng)新能力。由于制造業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力作為一種產(chǎn)出，其提升又會(huì)帶來(lái)該產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境雙重效益，降低行業(yè)污染治理成本，減少對(duì)研發(fā)經(jīng)費(fèi)的擠占，進(jìn)而增加研發(fā)經(jīng)費(fèi)支出。由此可見(jiàn)，從投入—產(chǎn)出—再投入角度看，研發(fā)經(jīng)費(fèi)支出、綠色技術(shù)創(chuàng)新能力與綠色技術(shù)創(chuàng)新效益三者共同構(gòu)成了一個(gè)封閉動(dòng)態(tài)循環(huán)。圖1為根據(jù)該動(dòng)態(tài)循環(huán)構(gòu)建的因果關(guān)系圖，共包含4個(gè)主要回路：①綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力—環(huán)境效益—研發(fā)經(jīng)費(fèi)支出—新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)費(fèi)—新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)活動(dòng)—經(jīng)濟(jì)效益—綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力；②綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力—環(huán)境效益—研發(fā)經(jīng)費(fèi)支出—研發(fā)成果—技術(shù)水平—能源利用率—能源消耗量—綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力；③綠色工藝創(chuàng)新能力—環(huán)境效益—研發(fā)經(jīng)費(fèi)支出—研發(fā)成果—經(jīng)濟(jì)效益—綠色工藝創(chuàng)新能力；④綠色工藝創(chuàng)新能力—環(huán)境效益—研發(fā)經(jīng)費(fèi)支出—研發(fā)成果—技術(shù)水平—污染物排放量—綠色工藝創(chuàng)新能力。

圖1 綠色技術(shù)創(chuàng)新能力因果關(guān)系

圖1中4個(gè)回路都是正反饋回路。反饋關(guān)系顯示，制造業(yè)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力和綠色工藝創(chuàng)新能力增強(qiáng)會(huì)提升產(chǎn)業(yè)環(huán)境效益，一方面會(huì)促使政府增加制造業(yè)研發(fā)經(jīng)費(fèi)支出，另一方面也會(huì)減少產(chǎn)業(yè)中企業(yè)污染治理成本，直接或間接提高產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，從而使更多研發(fā)經(jīng)費(fèi)運(yùn)用到綠色產(chǎn)品創(chuàng)新和綠色工藝創(chuàng)新中。同時(shí)，研發(fā)經(jīng)費(fèi)支出增加會(huì)進(jìn)一步激勵(lì)企業(yè)開(kāi)展研發(fā)活動(dòng)、形成研發(fā)成果、降低污染物排放量與能源消耗量、提高技術(shù)水平，從而提高制造業(yè)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力和綠色工藝創(chuàng)新能力。

1.2 指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)說(shuō)明

目前學(xué)術(shù)界對(duì)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力相關(guān)研究較為缺乏，綠色技術(shù)創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)指標(biāo)尚未統(tǒng)一。技術(shù)創(chuàng)新能力是依靠技術(shù)創(chuàng)新所表現(xiàn)出的顯性化能力，因此本研究選取綠色產(chǎn)品創(chuàng)新和綠色工藝創(chuàng)新指標(biāo)，表征綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力和綠色工藝創(chuàng)新能力。

(1)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力。綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力是將能源消耗等環(huán)境因素納入到產(chǎn)品生產(chǎn)生命周期中，減少對(duì)環(huán)境負(fù)面影響的能力[25]。李大元等[26]利用環(huán)保類(lèi)專(zhuān)利表征綠色產(chǎn)品創(chuàng)新；張旭和王宇[27]采用新產(chǎn)品銷(xiāo)售收入與污染物排放量的比值衡量綠色產(chǎn)品創(chuàng)新。若根據(jù)李大元等[26]的成果進(jìn)行研究，研究人員瀏覽中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)發(fā)現(xiàn)，“專(zhuān)利搜索”中僅顯示各企業(yè)的專(zhuān)利申請(qǐng)受理、授權(quán)等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，沒(méi)有按行業(yè)劃分的相關(guān)數(shù)據(jù)；同時(shí)，在《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)工業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》等相關(guān)統(tǒng)計(jì)年鑒中也沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的制造業(yè)專(zhuān)利統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。因此，會(huì)面臨沒(méi)有專(zhuān)門(mén)根據(jù)制造行業(yè)劃分環(huán)保類(lèi)專(zhuān)利統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的困境。若根據(jù)張旭和王宇[27]的成果，則會(huì)出現(xiàn)沒(méi)有考慮行業(yè)能源消耗具體情況的窘境。綠色產(chǎn)品創(chuàng)新不同于傳統(tǒng)產(chǎn)品創(chuàng)新特征，其更加注重企業(yè)的能源消耗[28]。綜合權(quán)衡后，本文借鑒楊偉娜和劉西林(2011)、李婉紅等(2013)的研究思路，采用新產(chǎn)品銷(xiāo)售收入與能源消耗量的比值衡量綠色產(chǎn)品創(chuàng)新，該比值越大，表明綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力越強(qiáng)。由于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》中能源消耗量只包含2016年之前的數(shù)據(jù)，因此本文新產(chǎn)品銷(xiāo)售收入和能源消耗量數(shù)據(jù)分別來(lái)自2012—2017年《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》。

(2)綠色工藝創(chuàng)新能力。綠色工藝創(chuàng)新能力是通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)方式、更新設(shè)備等方式提高生產(chǎn)效率與資源利用率，減少污染物排放的能力[29]。相對(duì)于傳統(tǒng)工藝創(chuàng)新，綠色工藝創(chuàng)新具有經(jīng)濟(jì)與環(huán)境雙重效應(yīng)。王鋒正和陳方圓(2018)、解學(xué)梅等(2019)采用技術(shù)改造經(jīng)費(fèi)與R&D內(nèi)部經(jīng)費(fèi)支出之和表征綠色工藝創(chuàng)新，但沒(méi)有體現(xiàn)出綠色工藝創(chuàng)新對(duì)環(huán)境的貢獻(xiàn)。因此本文借鑒畢克新等[30]的做法，采用主營(yíng)業(yè)務(wù)收入與污染物排放量的比值衡量綠色工藝創(chuàng)新，該比值越大，表明綠色工藝創(chuàng)新能力越強(qiáng)。其中，主營(yíng)業(yè)務(wù)收入數(shù)據(jù)來(lái)自2012—2017年《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》；污染物排放量包括廢水、廢氣、固體廢物，由于《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》缺失2016年之后按行業(yè)劃分的數(shù)據(jù)，因此廢水、廢氣、固體廢物數(shù)據(jù)均來(lái)自2012—2016年《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》。

(3)企業(yè)研發(fā)資金投入。企業(yè)研發(fā)資金投入是指各制造行業(yè)研發(fā)資金中來(lái)源于企業(yè)的經(jīng)費(fèi)支出，本文選取2012—2017年《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》中各制造行業(yè)R&D經(jīng)費(fèi)內(nèi)部支出中按資金來(lái)源劃分的企業(yè)資金表示該行業(yè)中所有企業(yè)的研發(fā)資金投入。

此外，模型中其它研發(fā)活動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)自2012—2017年《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》。

1.3 行業(yè)選擇

不同污染程度的制造行業(yè)，其產(chǎn)品生產(chǎn)周期中的資源投入、生產(chǎn)工藝、技術(shù)水平以及對(duì)環(huán)境造成的負(fù)外部性等差異較大，對(duì)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力的要求有所區(qū)別，因此本研究按污染強(qiáng)度對(duì)制造行業(yè)進(jìn)行分類(lèi)。學(xué)者們根據(jù)研究目的與數(shù)據(jù)可得性，形成了度量污染強(qiáng)度的不同標(biāo)準(zhǔn)，如沈能(2012)以工業(yè)廢水和廢氣排放量為基礎(chǔ)，并以各自治理運(yùn)行比例作為權(quán)重度量污染強(qiáng)度；王鋒正和郭曉川(2016)采用行業(yè)平均污染治理成本與總成本的比值衡量污染強(qiáng)度。由于前者忽略了固態(tài)廢物排放量的影響，存在缺陷，后者雖合理，但缺失2011年后關(guān)于固態(tài)廢物治理成本的相關(guān)數(shù)據(jù)。鑒于此，本文采用傅京燕和趙春梅[31]的標(biāo)準(zhǔn)，以單位產(chǎn)值的污染物排放量度量制造行業(yè)污染強(qiáng)度。

關(guān)于制造行業(yè)的數(shù)量，由于各統(tǒng)計(jì)年鑒略有不同，為統(tǒng)一口徑，本文將橡膠制造業(yè)和塑料制造業(yè)合并為橡膠與塑料制造業(yè)；將汽車(chē)制造業(yè)和鐵路、船舶、航空航天及其它運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)合并為交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)；由于其它制造業(yè)和工藝品及其它制造業(yè)數(shù)據(jù)缺失較多，因此去掉這兩個(gè)行業(yè)。最后本文確定行業(yè)數(shù)為27個(gè)。

參考任勝鋼等[32]、劉偉等(2017)的做法，本研究利用2011—2015年全國(guó)制造行業(yè)廢水、廢氣、固體廢物排放量以及主營(yíng)業(yè)務(wù)收入數(shù)據(jù)，計(jì)算中國(guó)各制造行業(yè)污染強(qiáng)度平均值并依據(jù)結(jié)果將其由高到低排序。具體算法如下：

(1)計(jì)算每個(gè)行業(yè)單位總產(chǎn)值的廢水、廢氣、固態(tài)廢物排放值。

UPij=Pij/TVi

(1)

其中，i代表行業(yè)，i=1、2、3、…、27，j代表污染物種類(lèi)，j=1、2、3，分別表示廢水排放量、廢氣排放量和固態(tài)廢物排放量，Pij代表第i個(gè)行業(yè)第j種類(lèi)型的污染物排放量，TVi代表第i個(gè)行業(yè)的主營(yíng)業(yè)務(wù)收入。

(2)對(duì)污染物排放值進(jìn)行無(wú)量綱化處理，使其取值在0～1之間。

(2)

其中，max(UPj)、min(UPj)分別代表在所有制造行業(yè)中第j類(lèi)污染物排放量的最大值和最小值。

(3)將標(biāo)準(zhǔn)化后的各行業(yè)污染物排放量按等權(quán)加和平均方法計(jì)算污染物強(qiáng)度平均值。

(3)

根據(jù)公式(1)—(3)，計(jì)算中國(guó)各制造行業(yè)PL值。本文基于張江雪等(2015)取平均值的劃分方法，依據(jù)PL值高低將27個(gè)行業(yè)平均分為輕度污染行業(yè)、中度污染行業(yè)和重度污染行業(yè)，每組9個(gè)行業(yè)，排序與分類(lèi)結(jié)果如表1所示。

表1 中國(guó)制造業(yè)各行業(yè)PL值排序與劃分結(jié)果

2 模型設(shè)計(jì)與仿真實(shí)證

2.1 模型設(shè)計(jì)

(1)系統(tǒng)流圖構(gòu)建與變量函數(shù)關(guān)系。根據(jù)上文構(gòu)建的因果關(guān)系圖以及因果關(guān)系分析，本文繪制系統(tǒng)流圖(見(jiàn)圖2)，并運(yùn)用SPSS 22.0軟件線性和曲線擬合等功能確定各變量間的函數(shù)關(guān)系，構(gòu)建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。

本文分別將輕、中、重度污染行業(yè)以及制造業(yè)總體包含的所有行業(yè)中相同指標(biāo)進(jìn)行加和求平均數(shù)，如制造業(yè)總體企業(yè)資金是由27個(gè)行業(yè)企業(yè)資金加和求平均數(shù)所得。輕、中、重度污染行業(yè)和制造業(yè)總體各變量之間的函數(shù)關(guān)系式與函數(shù)系數(shù)是不同的，每類(lèi)行業(yè)的函數(shù)都需要進(jìn)行曲線或線性擬合。由于篇幅所限，本文只列出制造業(yè)總體的主要函數(shù)關(guān)系式，具體見(jiàn)表2。

綠色技術(shù)創(chuàng)新能力的函數(shù)關(guān)系式采用Min-Max標(biāo)準(zhǔn)化方式表示，具體公式為：

(4)

公式(4)中，GTICij表示第i個(gè)行業(yè)第j年的綠色技術(shù)創(chuàng)新能力，GPDICij、GPGICij分別表示第i個(gè)行業(yè)第j年的綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力和綠色工藝創(chuàng)新能力，max(GPDIC)、min(GPDIC)分別表示所有制造業(yè)中所有年份綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力的最大值和最小值，max(GPGIC)、min(GPGIC)分別表示所有制造業(yè)中各年綠色工藝創(chuàng)新能力的最大值和最小值。

圖2 綠色技術(shù)創(chuàng)新能力

表2 制造業(yè)總體變量類(lèi)型與函數(shù)關(guān)系式

(2)模型說(shuō)明。本研究利用Vensim PLE軟件繪制綠色技術(shù)創(chuàng)新能力因果關(guān)系圖及系統(tǒng)流圖，并構(gòu)建綠色技術(shù)創(chuàng)新能力系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。確定模型的時(shí)間范圍為2011—2025年，在模型中，設(shè)定初始時(shí)間2011年為1，結(jié)束時(shí)間2025年為15，時(shí)間步長(zhǎng)為1。各行業(yè)專(zhuān)利累積量初始值均統(tǒng)一為2011年的專(zhuān)利申請(qǐng)量。

(3)模型檢驗(yàn)。本文采用歷史檢驗(yàn)法，對(duì)2011—2016年制造業(yè)總體和輕、中、重度污染行業(yè)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力以及2011—2015年綠色工藝創(chuàng)新能力進(jìn)行歷史檢驗(yàn)，相對(duì)誤差如表4、5所示。結(jié)果顯示，綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力相對(duì)誤差在7.5%以內(nèi)，綠色工藝創(chuàng)新能力相對(duì)誤差除2015年輕度污染行業(yè)外均在10%以內(nèi)，究其原因，主要在于2015年輕度污染行業(yè)廢水排放量激增。除以上兩個(gè)指標(biāo)外，僅2015年輕度污染行業(yè)污染物排放量誤差大于10%，為11.2%。因此，本文構(gòu)建的SD模型整體上擬合度較好，可較為真實(shí)地反映各類(lèi)制造行業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力。

2.2 仿真結(jié)果輸出與分析

2.2.1 綠色技術(shù)創(chuàng)新能力演化趨勢(shì)分析

本研究對(duì)輕、中、重度污染行業(yè)以及制造業(yè)總體綠色技術(shù)創(chuàng)新能力進(jìn)行模擬仿真，仿真結(jié)果如圖3～9。

表3 2011年制造業(yè)總體與輕、中、重度污染行業(yè)專(zhuān)利累積量初始值

表4 綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力歷史檢驗(yàn)相對(duì)誤差(單位：%)

表5 綠色工藝創(chuàng)新能力歷史檢驗(yàn)相對(duì)誤差(單位：%)

圖3 新產(chǎn)品銷(xiāo)售收入運(yùn)行結(jié)果 圖4 綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力運(yùn)行結(jié)果

圖5 能源消耗量運(yùn)行結(jié)果 圖6 污染物排放量運(yùn)行結(jié)果

由圖3—9可知，制造業(yè)總體和輕、中、重度污染行業(yè)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力、綠色工藝創(chuàng)新能力、綠色技術(shù)創(chuàng)新能力均呈逐年遞增趨勢(shì)，綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力和綠色技術(shù)創(chuàng)新能力幾乎呈線性增長(zhǎng)，綠色工藝創(chuàng)新能力增長(zhǎng)幅度隨時(shí)間推移逐漸下降。輕度污染行業(yè)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力、綠色工藝創(chuàng)新能力、綠色技術(shù)創(chuàng)新能力及其增幅均高于其它類(lèi)制造行業(yè)，原因在于該類(lèi)行業(yè)新產(chǎn)品銷(xiāo)售收入高于其它類(lèi)行業(yè)，主營(yíng)業(yè)務(wù)收入在第7年達(dá)到最高，能源消耗量和污染物排放量一直處于最低。說(shuō)明該類(lèi)行業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力具有較高的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益。中度污染行業(yè)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力和綠色技術(shù)創(chuàng)新能力及其增幅略大于制造業(yè)總體，綠色工藝創(chuàng)新能力最初大于制造業(yè)總體，但增幅小于制造業(yè)總體，二者間差距逐漸縮小。該類(lèi)行業(yè)能源消耗量和污染物排放量低于重度污染行業(yè)，新產(chǎn)品銷(xiāo)售收入與主營(yíng)業(yè)務(wù)收入最低，原因可能在于該類(lèi)行業(yè)研發(fā)經(jīng)費(fèi)支出與新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)費(fèi)支出過(guò)低、專(zhuān)利申請(qǐng)量過(guò)少，導(dǎo)致其綠色技術(shù)創(chuàng)新能力環(huán)境效益較高、經(jīng)濟(jì)效益較低。重度污染行業(yè)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力、綠色工藝創(chuàng)新能力、綠色技術(shù)創(chuàng)新能力及其增幅均低于其它類(lèi)制造行業(yè)，原因在于該類(lèi)行業(yè)新產(chǎn)品銷(xiāo)售收入和主營(yíng)業(yè)務(wù)收入高于中度污染行業(yè)，新產(chǎn)品銷(xiāo)售收入低于輕度污染行業(yè)，主營(yíng)業(yè)務(wù)收入從第7年開(kāi)始低于輕度污染行業(yè)，能源消耗量和污染物排放總量最高。這也表明該類(lèi)行業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益低于輕度污染行業(yè)，高于中度污染行業(yè)，環(huán)境效益低于其它類(lèi)行業(yè)。

圖7 主營(yíng)業(yè)務(wù)收入運(yùn)行結(jié)果 圖8 綠色工藝創(chuàng)新能力運(yùn)行結(jié)果

圖9 綠色技術(shù)創(chuàng)新能力運(yùn)行結(jié)果

2.2.2 企業(yè)研發(fā)資金投入影響分析

為進(jìn)一步研究企業(yè)研發(fā)資金投入對(duì)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力的影響，本文選取R&D經(jīng)費(fèi)內(nèi)部支出中按來(lái)源劃分的企業(yè)資金作為調(diào)節(jié)參數(shù)，為符合實(shí)際以及便于觀察，將企業(yè)資金提高0.1%，觀測(cè)參數(shù)變化對(duì)各類(lèi)制造行業(yè)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力、綠色工藝創(chuàng)新能力和綠色技術(shù)創(chuàng)新能力的影響，具體變化情況如表6、7、8所示。

由表6、7、8可知，當(dāng)企業(yè)研發(fā)資金投入提高0.1%時(shí)，各類(lèi)制造行業(yè)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力、綠色工藝創(chuàng)新能力和綠色技術(shù)創(chuàng)新能力變化情況如下：

首先，表6結(jié)果顯示，制造業(yè)總體和3類(lèi)行業(yè)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力均對(duì)企業(yè)研發(fā)資金投入有較高的敏感度。對(duì)比3類(lèi)行業(yè)的敏感度，輕度污染行業(yè)最高，中度污染行業(yè)在第5年前后發(fā)生較大變化，其中在第1～4年低于重度污染行業(yè)，但第5年以后高于重度污染行業(yè)，說(shuō)明長(zhǎng)期來(lái)看，污染程度越低的行業(yè)，其綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力對(duì)企業(yè)研發(fā)資金投入敏感度越高。觀察重、中度污染行業(yè)的敏感度發(fā)現(xiàn)，其在第1～5年對(duì)企業(yè)研發(fā)資金投入的敏感度低于0.1%，在第6年以后高于0.1%，說(shuō)明短期內(nèi)重、中度污染行業(yè)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力對(duì)企業(yè)研發(fā)資金投入敏感度較低，而長(zhǎng)期敏感度較高。

表6 綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力變化率(單位：%)

表7 綠色工藝創(chuàng)新能力變化率(單位：%)

表8 綠色技術(shù)創(chuàng)新能力變化率(單位：%)

其次，表7結(jié)果顯示，制造業(yè)總體和3類(lèi)行業(yè)綠色工藝創(chuàng)新能力對(duì)企業(yè)研發(fā)資金投入的敏感度均低于0.1%，其中重度污染行業(yè)最高，說(shuō)明污染程度越低的行業(yè)，其綠色工藝創(chuàng)新能力對(duì)企業(yè)研發(fā)資金投入敏感度越低。企業(yè)研發(fā)資金投入增加的第1年會(huì)抑制輕、中度污染行業(yè)綠色工藝創(chuàng)新能力提升。輕度污染行業(yè)綠色工藝創(chuàng)新能力在第1～7年對(duì)企業(yè)研發(fā)資金投入的敏感度逐年遞增，但從第8年開(kāi)始逐年遞減。中度污染行業(yè)綠色工藝創(chuàng)新能力對(duì)企業(yè)研發(fā)資金投入的敏感度雖有波動(dòng)，但整體呈遞增趨勢(shì)。

最后，表8結(jié)果顯示，制造業(yè)總體和3類(lèi)行業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力對(duì)企業(yè)研發(fā)資金投入的敏感度較高。比較3類(lèi)行業(yè)的敏感度可知，輕度污染行業(yè)最高，中度污染行業(yè)在第1～8年低于重度污染行業(yè)，從第9年開(kāi)始高于重度污染行業(yè)，說(shuō)明長(zhǎng)期來(lái)看，行業(yè)污染程度越低，其綠色技術(shù)創(chuàng)新能力對(duì)企業(yè)研發(fā)資金投入的敏感度越高。中度污染行業(yè)在第1～5年對(duì)企業(yè)研發(fā)資金投入的敏感度低于0.1%，在第6年以后高于0.1%，說(shuō)明短期內(nèi)重、中度污染行業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力對(duì)企業(yè)研發(fā)資金投入敏感度較低，而長(zhǎng)期敏感度較高。

3 結(jié)論與建議

本研究通過(guò)計(jì)算各制造行業(yè)污染強(qiáng)度PL值，將制造業(yè)劃分為輕、中、重度污染行業(yè)，運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法分別構(gòu)建輕、中、重度污染行業(yè)以及制造業(yè)總體綠色技術(shù)創(chuàng)新能力SD模型，探尋制造業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力演化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，輕度污染行業(yè)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力、綠色工藝創(chuàng)新能力和綠色技術(shù)創(chuàng)新能力最強(qiáng)且增幅最大，其中綠色工藝創(chuàng)新能力增幅逐年遞減；中度污染行業(yè)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力和綠色技術(shù)創(chuàng)新能力均低于輕度污染行業(yè)，高于制造業(yè)總體和重度污染行業(yè)，其綠色工藝創(chuàng)新能力高于重度污染行業(yè)，低于輕度污染行業(yè)，隨時(shí)間推移逐漸與制造業(yè)總體趨勢(shì)重合，增幅較小且逐漸降低；重度污染行業(yè)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力、綠色工藝創(chuàng)新能力和綠色技術(shù)創(chuàng)新能力均一直處于最低水平；總體來(lái)看，制造業(yè)總體和輕、中、重度污染行業(yè)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力、綠色技術(shù)創(chuàng)新能力均對(duì)企業(yè)研發(fā)資金投入有較高的敏感度，但綠色工藝創(chuàng)新能力的敏感度不高；企業(yè)研發(fā)資金投入對(duì)輕度污染行業(yè)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力和綠色技術(shù)創(chuàng)新能力影響最大，短期內(nèi)對(duì)重度污染行業(yè)的影響大于中度污染行業(yè)，長(zhǎng)期則相反；污染程度越低的行業(yè)，其綠色工藝創(chuàng)新能力受企業(yè)研發(fā)資金投入影響越大。

本研究結(jié)論對(duì)推動(dòng)中國(guó)制造業(yè)實(shí)施綠色發(fā)展戰(zhàn)略、提升綠色技術(shù)創(chuàng)新能力具有一定啟示。

(1)注重綠色技術(shù)創(chuàng)新能力提升。各制造行業(yè)在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，需提高清潔生產(chǎn)技術(shù)和末端治理技術(shù)，在產(chǎn)品生命周期中減少能源消耗量、提高資源利用效率、控制污染物排放并回收利用廢棄資源，從綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力和綠色工藝創(chuàng)新能力兩方面提高行業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力，并從節(jié)能減排中獲取更大利益。

(2)依據(jù)各類(lèi)制造行業(yè)特點(diǎn)制定適合其發(fā)展的綠色創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略。首先，輕度污染行業(yè)在維持現(xiàn)有高經(jīng)濟(jì)與高環(huán)境效益的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步加大研發(fā)經(jīng)費(fèi)支出，使綠色技術(shù)創(chuàng)新能力實(shí)現(xiàn)更好更快增長(zhǎng)；其次，中度污染行業(yè)具有高環(huán)境效益、低經(jīng)濟(jì)效益特點(diǎn)，應(yīng)重點(diǎn)加大研發(fā)經(jīng)費(fèi)與新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)費(fèi)支出，激勵(lì)該類(lèi)行業(yè)開(kāi)展更多研發(fā)活動(dòng)，產(chǎn)出更多研發(fā)成果，在保證高環(huán)境效益的同時(shí)，提高經(jīng)濟(jì)效益；最后，重度污染行業(yè)具有高經(jīng)濟(jì)效益、低環(huán)境效益特點(diǎn)，除加強(qiáng)研發(fā)資金投入、提高經(jīng)濟(jì)效益外，還應(yīng)著重加強(qiáng)綠色技術(shù)研發(fā)，減少污染物排放量與能源消耗量。

(3)提高企業(yè)研發(fā)資金投入。由前文分析可知，企業(yè)研發(fā)資金投入的影響存在一定滯后效應(yīng)，因此需要從短期和長(zhǎng)期兩個(gè)維度，差異化提升輕、中、重度污染行業(yè)綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力、綠色工藝創(chuàng)新能力和綠色技術(shù)創(chuàng)新能力。首先，無(wú)論從短期還是長(zhǎng)期看，輕度污染行業(yè)都可以通過(guò)增加企業(yè)研發(fā)資金投入，提升其綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力。長(zhǎng)期來(lái)看，中、重度污染行業(yè)都可以通過(guò)增加企業(yè)研發(fā)資金投入，提升其綠色產(chǎn)品創(chuàng)新能力。其次，短期來(lái)看，輕度污染行業(yè)可以通過(guò)加大企業(yè)研發(fā)資金投入，大幅提升綠色工藝創(chuàng)新能力。無(wú)論從短期還是長(zhǎng)期看，中、重度污染行業(yè)均可通過(guò)增加企業(yè)研發(fā)資金投入，提升行業(yè)綠色工藝創(chuàng)新能力。最后，長(zhǎng)期來(lái)看，輕、中、重度污染行業(yè)均可通過(guò)增加企業(yè)研發(fā)資金投入，提升其綠色技術(shù)創(chuàng)新能力。

本研究?jī)H對(duì)制造業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力演化進(jìn)行了初步探索，雖然探討了輕、中、重度污染行業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力演化規(guī)律，但由于各制造行業(yè)之間還存在其它差異性，因此今后的研究將持續(xù)關(guān)注基于其它行業(yè)異質(zhì)性的制造業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力發(fā)展變化特征和趨勢(shì)。此外，由于相關(guān)統(tǒng)計(jì)年鑒中沒(méi)有專(zhuān)門(mén)根據(jù)制造業(yè)劃分的專(zhuān)利統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，使得本文面臨一定困境和局限性，因此未來(lái)隨著相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的完善，可以對(duì)研究結(jié)論的有效性進(jìn)行進(jìn)一步檢驗(yàn)。