基于專利視角的中國環境類和非環境類技術質量差異分析

王崇鋒

(青島大學國際商學院，山東 青島266071)

基于專利視角的中國環境類和非環境類技術質量差異分析

王崇鋒

(青島大學國際商學院，山東 青島266071)

在美國金融危機影響下，中國以工業為代表的實體經濟不可避免的受到了強力沖擊，改變經濟發展方式成為擺脫金融危機陰影的迫切需求。因此，改變工業發展模式、尋找新的經濟增長點逐漸成為全社會的共識。在所有工業類技術中，環境類技術在中國經濟轉型中發揮著直接的作用，而環境類技術本身的效能發揮又直接取決于技術本身的質量水平。本文將以技術的最直接成果——發明專利作為研究對象，從專利數據入手對比環境類及其相鄰領域的非環境類技術間的質量及其技術含量差異。許多學者認為，專利的授權及其存續時長能夠反映出專利的質量水平——即授權率高，存續時間長的專利的質量明顯高于授權率低，存續時間短的專利質量。本文首先對比了中國環境類專利和非環境類專利的授權和存續時長。其次，本文從專利的分類號入手對比了中國環境類和非環境類專利的技術復雜度。通過對比發現，中國環境類專利的質量水平和技術水平皆低于其相鄰領域非環境類專利技術。究其原因，本文認為主要是由于以政府為主體的社會各界長期以來對環境類專利研發重視不夠所致。最后，提出了促進中國環境類專利發展的思考。

環境類專利;非環境類專利;專利授權;專利長度

從2007年8月的美國次貸危機爆發算起，這場席卷全球的危機已歷時3年有余。危機不僅引發了金融風暴，還影響到實體經濟。工業生產嚴重萎縮，外貿出口大幅下降，失業率持續攀升，全球經濟出現了“二戰”以來最嚴重的衰退［1］。在這一危機中，中國以工業為代表的實體經濟也不可避免的受到了強力沖擊，改變經濟發展方式成為擺脫金融危機陰影的迫切需求。如今，改變工業發展模式、尋找新的經濟增長點逐漸成為全社會的共識。

在所有工業類技術中，環境類技術在中國經濟轉型中發揮著直接的作用，而環境類技術本身的效能發揮又直接取決于技術本身的質量水平。本文將以技術的最直接成果——發明專利作為研究對象，從專利數據入手對比環境類及其相鄰領域的非環境類技術間的質量及其技術含量差異。進而對政府關于環境技術的發展規劃做出全面的探討。

根據OECD(Organization for Economic Co－operation and Development)的ISI－OST INPI分類方法，按照專利的主分類號(IPC，International Patent Classification)可以將專利分成六個母領域和三十個子領域［2］。其中環境技術與化學工程、材料工藝;紡織;造紙;操縱、印刷;農業和食品加工;機器和設備六個子領域共同包含于工藝工程、特殊設備母領域之中。

1 專利申請量方面

專利申請量是特定領域專利發展的重要指標。從圖1可以看出，工藝工程、特殊設備母領域和環境類子領域專利申請量皆呈逐年上升趨勢，尤其自1993年以后，這種上升趨勢變得更加明顯。1993年之前，環境類專利占工藝工程、特殊設備領域專利的比重波動幅度較大，在1993年之后，該波動幅度開始變得平緩。總體來說，環境技術類專利占工藝工程、特殊設備領域專利的比重呈逐年上升趨勢。這表明我國各類科研團體在環境科學方面的科研活動頻繁程度逐漸加大，環境類科研成果數量及其所占比重也日益增加。

2 專利質量方面

我們從專利授權率和專利長度角度對比環境類和非環境類專利質量。國外關于專利質量的評價有一系列研究。其中一個獲得廣泛接受且較具有較高可行性的辦法是考察專利的授權情況及專利權延續的時間長度。在進行專利審查時，專利審查機構會授予那些擁有相當程度原創性技術內涵的專利以正式的專利權［3］，因此Guellec和Pottelsberghe認為被授權的專利擁有比未被授權專利更高的質量水平［4］。專利被授權后，專利權人需要按時繳納年費以延續專利權。當從專利技術中獲取的收益不足以支付年費時，理性的專利權人會選擇不再支付年費，專利權即終止。因此，在專利被授權的基礎上，支付年費的時間長度進一步代表了專利中所包含的價值，即相較于年費支付延續時間較短的專利，年費支付延續時間較長的專利擁有更高的價值［5－6］。因此，專利的授權及其付費期長度從一定意義上代表了專利的質量。通過考察一個技術領域內的專利的授權情況和付費長度水平可以對該領域技術的質量水平有一個宏觀把握。2．1 專利授權/申請率對比

圖1 我國環境類專利和工藝工程、特殊設備類專利的申請量及其比重Fig．1 Number of applications and their proportions of China’s environmental patent，process engineering and special device patents

圖2 我國環境類專利和工藝工程、特殊設備類專利的授權率Fig．2 Authorization rate of China’s environmental patent，process engineering and special device patents

圖2顯示，我國環境類專利及其母領域——工藝工程，特殊設備領域——專利的授權率皆呈現先下降再上升的趨勢。除1987年環境類專利及其母領域專利授權率比較接近外，其他年份皆低于其母領域專利授權率。甚至在1995年之前，環境類專利及其母領域專利授權率間的差距呈擴大趨勢。而在1995年之后，這種擴大趨勢開始逐年遞減，但是在2006年之前環境類專利的授權/申請率始終低于工藝工程，特殊設備領域。2006年以后，我國環境類專利的授權/申請率開始逐漸趕上并超過其相鄰領域專利的授權/申請率。這正好與我國公布并實施第十一個五年發展規劃的時間相吻合。究其愿意，我國第十一個五年發展規劃中明確規定要鼓勵發展循環經濟，并推動鋼鐵、有色、煤炭、電力、化工、建材、制糖等行業實施循環經濟改造［7］。本文認為，從環境類專利的授權率逐年數據上看，十一五年發展規劃中的相關規定對于提升中國環境類技術的質量水平具有一定的正向作用。

2．2 生存分析曲線對比

所謂生存分析(Survival Analysis)，是指對被研究對象的某種狀態持續時間長度(如失業人員自失業之日起到重新就業之日的時間長度)及其影響因素的分析。生存分析又被稱作“過渡分析”(Transitional Analysis)［8］，是近幾年剛剛開始流行的微觀計量經濟學的重要組成部分之一。

以專利生存分析為例，我們對生存分析技術進行一般性的概括。首先假設一項專利長度服從密度函數為f(t)的概率分布，則該專利的長度T大于t的概率為

其中F(t)是T的分布函數，S(t)被稱作專利的生存函數(Survival Function)，即專利長度超過t的概率，它的值是隨時間遞減的。在非參數估計(Nonparametric Estimation)的框架下，生存函數有其自身的估計量。為了對這個估計量進行具體說明，假設我們現在掌握有一個帶有隨機刪失(Random Censoring)觀測的生存樣本，并對樣本做如下假設:

dj:在時點tj處結束的觀測個數;

mj:在區間［tj，tj+1)處刪失的觀測的個數;

在時點tj－處處于風險之中的觀測個數。

由于 λj=Pr［T=tj|T≥tj］，風險函數的一個明顯估計量是在時點tj處結束的觀測個數除以在時點tj－處處于風險的觀測個數，即

生存函數可以使用參數化方法和非參數化方法進行估計。當不需考慮因變量時，可以考慮使用非參數化方法進行估計，常見的非參估計量包括Kaplan－Meier估計量和Nelson－Aalen估計量，兩種估計量得到的生存曲線形狀非常接近。其中Kaplan－Meier估計量的公式為:

專利生存曲線的高度代表了專利生存的時間長度，即專利生存曲線越高，專利生存時間長度越長。我們使用(4)得到了中國環境類專利及不包含環境類專利的工藝工程、特殊設備領域專利的生存曲線，如圖3所示。

圖3 環境技術類和工藝工程、特殊設備類專利的生存曲線Fig．3 Survival curves of China’s environmental patent，process engineering and special device patents

其中橫坐標表示時間t(單位:天)，縱坐標表示生存函數S(t)的估計值S^(t)。顯然一個技術領域所有專利的期望長度與該領域專利生存曲線的高度是成正比的。圖3顯示，在0－1000天的時間區間內，中國環境類專利的生存曲線的高度同工藝工程，特殊設備領域專利生存曲線間的高度沒有太大差別。但1 000天之后，兩條生存曲線間的差異開始逐漸增大，很明顯中國環境類專利的生存曲線的高度低于工藝工程、特殊設備領域專利的生存曲線高度。這說明中國環境類專利的生存時間長度低于工藝工程，特殊設備領域專利。另外圖3中顯示，工藝工程，特殊設備領域存活時間最長的專利自授權后大約存活6 500天左右，而環境類存活時間最長的專利自授權后大約存活6 000天左右，兩者之間相差了約500天。從這兩部分生存曲線的對比可以看出環境類專利生存的時間長度低于工藝工程、特殊設備領域專利生存時間長度。

因此，從專利授權率以及專利存續時間長度的對比上看，中國環境類專利的質量水平低于其母領域工藝工程、特殊設備領域專利的質量水平。這說明我國環境類技術成果的質量水平現狀相對于其母領域來說偏低。

3 專利技術復雜度的對比

3．1 技術復雜度的測度

其中Rjk是技術領域j和i之間的相關系數。

專利的深度指的是一項專利涉及其所屬領域的技術深度，其測度并不像專利寬度那么直接。一項專利可以同時具有較高水平的寬度和深度。例如，它涉及了多個技術領域，且在每個技術領域中都涉及了相當數量的子技術領域。一種直接計算專利深度的方法是計算分布在其所屬技術領域的副分類號的個數。用kim表示專利i的第m個副分類號，并設專利i共有M個副分類號。當分類號kim屬于j領域時，設xj(kim)=1，否則xj(kim)=0。這時專利i在其所屬領域j的技術深度為:

前文提到的三十個技術領域的劃分是基于專利分類號的前四位進行的劃分，而專利的分類號一般為七位或八位，因此dij只能夠粗略地給出專利在其所屬領域的技術深度。若要更為細致地考慮專利的技術深度，還需要進一步發掘其分類號中所包含的信息。

在其所屬領域中，專利所涉及的可能是相距較遠的兩個或多個子領域，也可能是完全相同的一個子領域。基于這種考慮，在計算專利在其所屬技術領域的深度時，本文認為，應當考慮其在各細分領域的技術深度。Mügezman使用前六位分類號劃分細分技術領域，并據此構建了專利深度權重指數。其計算步驟是:首先從專利的副分類號中提取出屬于專利所屬領域的副分類號，然后將其中前六位相同的副分類號歸為一組，并計算每一組在所有副分類號中所占的比重。用ais表示細分領域s(以前六位分類號劃分)在專利i的副分類號中所占比例，Ii表示專利i在其所屬領域中所涉及的細分領域組成的集合。為了計算權重，Mügezman引入了Blau指數:

較高的Blau指數意味著專利以相似比例使用其涉及的細分領域的知識，較低的Blau指數意味著相較于其他細分領域，專利更為緊密地使用了某個細分領域的知識。因此，較低的Blau指數值對應著較高的知識單一化程度。在測度技術領域j中的專利i在該技術領域的深度時，Mügezman以1－ωij為權重，將專利i在其所屬領域 j的技術深度表達為:

Dij=dij(1－ωij) (8)

3．2 技術復雜度的分析

我們使用公式(5)和(6)計算了環境領域專利及其非環境鄰領域專利的技術寬度及深度。環境類技術一般需要多個學科交叉研究，因此其應當具有較高水平的技術寬度。利用歐洲專利數據計算的結果如圖4所示，其中橫坐標表示使用公式(5)計算出來的專利技術領域的寬度，縱坐標表示使用公式(6)計算出來的專利技術領域的深度。從圖4中可以看出，在工藝工程，特殊設備領域的五個子領域當中，歐洲環境類技術處于最右端，這說明歐洲環境類專利技術領域的技術寬度處于最高水平。

圖4 使用歐洲專利數據計算的工藝工程，特殊設備領域內各分領域專利的技術復雜度圖Fig．4 Technical complexity of each field of patents in process engineering and special device calculated with European patent data

而我們利用中國專利數據的計算結果顯示如圖5所示，中國環境類技術并不是處于最右端，而是處于中間的位置。本文認為，這說明我國環境類技術研發的學科交叉性弱于歐洲在工藝工程、特殊設備母領域內部，環境類專利包含的五個分類號所對應的技術領域的技術復雜度也僅處于中等水平，并沒有顯示出技術復雜度方面的優勢。這些數據共同表明了我國環境類技術不僅水平偏低，而且學科交叉度偏弱。

4 促進環境類專利發展的對策

資源和環境技術一般作為競爭前的共性技術，具有較強的外部性、基礎性和戰略性，政府的主導和干預是十分重要的［9］。在環境類專利數量和質量的提升方面，政府作用體現在:在創新收益上對“創新租金”的維護;在創新路徑上，保持創新路徑的穩定;在創新方式上，實施有利于創新的產業政策［10］。

圖5 使用中國專利數據計算的工藝工程、特殊設備領域內各分領域專利的技術復雜度圖Fig．5 Technical complexity of each field of patents in process engineering and special device calculated with China patent data

對于促進環境類專利的發展，本文從微觀和宏觀兩方面提出了相應對策。宏觀方面的對策主要著手于社會道德、政府政策法律等方面，力圖打造有助于專利發展的良好社會大環境，包括提高全民專意識、改善專利管理、建立專利發展激勵機制和落實對專利權的保護等;微觀方面的對策則著力解決環境類專利發展過程中所特有的問題，主要包括學科間交叉研究、縮短專利申請時間、培育專利中介服務機構、建立專項獎勵基金等。

4．1 宏觀對策

專利研發的最終目的在于獲取經濟利益。因此所有促進專利發展的宏觀策略都將圍繞保護專利持有人的經濟利益展開。

(1)提高公民專利意識。目前，我國民眾的專利意識還停留在較低的層面，這給盜版等侵害專利權的行為提供了廣闊的市場。改變這一現實必須大力普及專利知識，提高公民的專利意識，使大眾認識到侵權行為的長遠危害性和后果嚴重性，最終改變消費者的專利觀念，使侵權行為失去市場。提高民眾專利意識，消滅侵權行為的市場是保護專利持有人利益的最根源途徑，更是最本質的方法。

(2)改善專利管理機制。高效的專利管理機制能有效促進專利權向經濟效益的轉化。我國建立高效的專利管理機制可以從建立市場化的專利管理體系、構建專利信息平臺等方面著手進行。建立市場化的管理機制可以將政府的權威性與市場的高效性有機結合，構建專利信息平臺則可以實現專利信息的有效傳遞，這些機制的建立都有利于加快專利權向經濟利益的轉化，提高專利研發的積極性。

(3)建立專利發展激勵機制。我國專利激勵機制不夠完善，評獎制度不夠合理，專利專項扶持資金很少或不到位，可能會造成個人或單位因資金短缺問題而放棄申請，企業因缺乏專利維持資金而放棄專利，從而對專利的申請、保護和實施帶來負面影響。要提高專利發展水平，我國政府應該建立強有力的激勵機制和制度，激勵各企事業單位進行創新，并最終轉化為專利，促進各個組織專利的申請和保護。

(4)落實對專利權的保護。專利權的保護力度是影響專利經濟效益實現的最直接因素，與道德知識層面的專利意識的普及相對應，我國政府還應該從法律層面切實保護專利權人的利益。專利權在本質上是一種或然權利，其界定和實施都與司法體制密切相關，關鍵在于如何應用“等同原則”和“逆向等同原則”［11］。這兩個原則從技術效果達成方法上界定專利侵權行為，因此應在專利保護中得到切實體現，并最終體現在相關法律法規上。于此同時，我國政府還應該加大對盜版等侵權行為的打擊力度，改進專利訴訟的審理執行程序，最終將法律對專利權的保護落到實處，消除專利研發的后顧之憂。

4．2 微觀對策

促進環境類專利發展的微觀對策是針對產生到轉化為經濟效益的各環節所面臨的問題入手，對其路徑進行優化。

(1)增進學科交叉研究。環境類專利往往涉及多個學科，這與其他專利有很大不同，因此促進學科間的交叉研究是增加環境類專利產量的重要手段。這可以通過建立專利研發信息交流平臺，增強不同企業間、不同科研機構間，企業同科研機構間的信息交流與合作來進行改善。

(2)縮短專利申請時間。發明專利授權不僅表明專利權人獲得了其發明技術的排他性產權，也意味著其發明技術轉變為受法律保護的無形資產和競爭優勢［12］。但是環境類專利的存續時間相對較短，而當前我國的專利制度要求的審查時間較長且保護器從申請日起算，這進一步縮短了專利作為無形資產的存續的時間，直接導致了很多優秀的環境類科研成果放棄申請專利。為了解決這一問題，可以在專利申請時對所申請成果進行認定，如果是環境類成果，可以考慮適當縮短其審查時間，以此提高環境類成果申請專利的積極性。

(3)培育專利中介機構。由于涉及學科較多，環境類專利的研發團隊往往人員較為復雜，內部管理不明了，在這種情況下將研究成果經過較為復雜的申請過程和較長的審查時間轉化為專利對研發團隊來說是不小的挑戰。對此問題，可以考慮通過培育專利中介服務機構進行解決。中介服務機構可以接受委托對專利申請提出建議、代為申請專利甚至對其進行托管，這樣可以有效提高專利申請的效率和成功率。

(4)建立專項獎勵基金。環境類專利由于往往應用于公共事業，因此與其他專利相比轉化為經濟效益的能力較差，具有準公共物品的屬性。與此同時，我國環境類專利較之其他專利更難以獲得授權。針對這一問題，我國可以考慮建立專項獎勵基金對環境類專利的持有人進行獎勵，對環境類專利的申請費用給予適當補貼，對于環境類專利的研發進行定向資金資助，以提高研究人員的研發熱情和積極性。

5 結論

中國環境類技術的技術含量相對于其他技術偏低，這主要是由于環境類技術的研發長期以來沒有真正受到政府的重視所導致的。但是2011年提出的十二五規劃中，明確提出:“當前我國要加快建設資源節約型、環境友好型社會，提高生態文明水平”“樹立綠色、低碳發展理念，以節能減排為重點，健全激勵和約束機制，加快構建資源節約、環境友好的生產方式和消費模式，增強可持續發展能力。”“開發應用源頭減量、循環利用、再制造、零排放和產業鏈接技術，推廣循環經濟典型模式。”這些規劃的實現與否，將極大程度的依賴于擁有自主產權的中國環境類技術的發展水平。此外，碳排放指標也首次作為約束性指標納入了國民經濟和社會發展中長期規劃。如果我國能在黨中央的領導下，切實在促進環境類技術的宏觀和微觀方面如前文所述的做一些改變和改進，那么可以預見，在未來5－10年時間內，中國以清潔能源、生物工程等為代表的環境類技術將不斷實現突破與創新，其授權率和存續時長必將會有很大的提高，與其他學科的關聯度也將極大的提高。與此同時，我國環境類專利的數量與質量大幅度的提升，也將有力推動我國建設資源節約型、環境友好型的社會，促進經濟增長方式轉變，并最終實現可持續發展目標。本文的不足之處和可能的拓展方向在于:首先，本文僅在專利的第二層子領域中對環境類專利的發展情況進行了分析，并未對環境類專利的內部發展情況進行分析，這樣可能使得分析結果較為籠統，導致制定對策方面缺乏具體針對性。其次，本文提出的宏觀對策主要為方向性建議，在實踐過程中還需要從操作層面對環境類專利發展對策進行細致的設計，并將其與微觀對策有效結合在一起，這是一個龐大的工程，有待于進行下一步更深入的研究。

References)

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Differentia Analysis of China’s Environmental and Non-environment Technical Quality Based on the Perspective of Patent

WANG Chong-feng
(International Business College of Qingdao University，Qingdao Shandong 266071，China)

Under the influence of American financial crisis，the industry-based real economy in China is inevitably subject to strong impacts，so changing the mode of economic development is the urgent need to get rid of the financial crisis．Therefore，changing the industrial development mode and seeking new economic growth points have gradually become the consensus of the whole society．In all aspects of industrial technologies，the environmental technology is playing a direct role in the economic transition in China，while the effectiveness and performance of environmental technology directly depend on the quality level of the technology．The paper adopted the most direct result of the technology—patent for invention as the research object，and compared the quality and technical differences between environmental technologies and non-environmental technologies in related areas based on patent data．Many scholars think that the patent authorization and its surviving time represent the quality level of the patent—which means the patent with higher authorization rate and longer surviving time has higher quality than the one with lower authorization rate and shorter surviving time．This paper firstly compared of the authorization and surviving time of China’s environmental and non-environmental patents．Then it compared the technical complexity of them in terms of patent classification number．After the comparison，we found that both the quality level and the technical level of China’s environmental patent were lower than that of its adjacent non-environmental patent technology．This paper thought that the major reason was that all sectors of the society with government as the main body have not paid enough attention to the research and development of environmental patents for a long time．At last，it puts forwards suggestions on the development of China’s environmental patents．

environmental patents;non-environmental patents;patents’granting;patents’duration

F403．6

A

1002－2104(2011)11－0112－06

10．3969/j．issn．1002－2104．2011．11．019

2011－05－16

王崇鋒，博士，副教授，主要研究方向為環境經濟學、產業經濟學。

(編輯:溫武軍)