區域高耗能行業技術創新能力評價

[摘 要]在對高耗能行業進行界定的基礎上，從技術創新保障能力、技術創新投入能力、技術創新轉化吸收能力、技術創新產出能力、技術創新環境5個方面構建了高耗能行業技術創新能力評價指標體系；并采用因子分析法，對我國大陸31個省市、自治區的高耗能行業技術創新能力進行了綜合評價與實證分析。

[關鍵詞]高耗能行業；技術創新能力；因子分析；聚類分析

[中圖分類號]F406.15 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0461（2012）10-0040-06

一、高耗能行業界定

高耗能行業是指生產過程中所消耗的一次性能源或二次能源比重較高，能源成本在產值中占比重較高的產業。高能耗行業是一個涵蓋范圍較廣的概念，目前我國在高耗能行業所包含的產業范圍劃分方面并沒有統一的標準。龔健健將實際能源消耗強度在1噸標準煤/萬元以上的作為高能耗組，包括黑色金屬冶煉及壓延加工業，燃氣生產和供應業，非金屬礦物制品業，煤炭開采和洗選業，化學原料及化學制品制造業，電力、熱力的生產和供應業，石油加工、煉焦及核燃料加工業，黑色金屬礦采選業，水的生產和供應業，有色金屬冶煉及壓延加工業，非金屬礦采選業、化學纖維制造業，石油和天然氣開采業[1]。耿海青（2008）計算了2005年40個工業行業萬元工業增加值的能源消費量，經對比分析發現，非金屬礦物制品業、黑色金屬冶煉及壓延加工業、石油加工及煉焦業、化學原料及化學制品制造業、有色金屬冶煉及壓延加工業五個行業萬元工業增加值能耗最高，并將其定義為高耗能行業[2]。但更多研究認為高耗能行業包括石油加、煉焦及核燃料加工業，化學原料及化學制品制造業，非金屬礦物制品業，黑色金屬冶煉及壓中工業，有色金屬冶煉及壓延加工業，以及電力、熱力的生產和供應六大行業[3][4][5]。

在政府層面，對高耗能行業的界定較為一致，除河北省經濟年鑒將高耗能行業定義為煤炭開采與洗選業，石油加工、煉焦及核燃料加工業，化學原料及化學制品制造業，非金屬礦物制品業，黑色金屬冶煉及壓延加工業，電力、熱力的生產和供應業外，中國統計年鑒及其他省份統計年鑒并沒有關于高耗能行業的直接統計數據，但從工信部、國家統計局及某些省統計局（如遼寧、湖南、廣東、吉林等）發布的研究報告來看，均將高耗能行業定義為石油加、煉焦及核燃料加工業，化學原料及化學制品制造業，非金屬礦物制品業，黑色金屬冶煉及壓延加工業，有色金屬冶煉及壓延加工業，以及電力、熱力的生產和供應六大行業。因此本文也沿用對高耗能行業的這一界定。二、技術創新能力評價指標體系

（一）指標體系設計的原則

技術創新能力評價的前提是構建科學、合理、符合實際的評價指標體系，指標體系的各指標之間必須具有相互聯系，具有一定互補性，但又不能完全相關。建立一個科學合理的指標體系應遵循以下原則：

①科學性原則。批標體系首先應該做到科學性，它要正確反映技術創新能力影響因素的各個方面，在應用指標體系對不同地區進行橫向比較時，要符合實際差距。

②可操作性原則。要充分考慮指標體系中各指標定量化的可行性以及數據來源的可靠性，實用的指標體系易于獲得數據，易于評價和比較。

③完備性原則。指標體系應全面地涵蓋各系統的內部關系、變化趨勢，應該根據層次關系，進行層次分明的分解，選取代表性強，可比性好和比較重要的指標。

（二）指標體系構建

國內外關于技術創新能力評價指標體系的文獻較多，雖各研究的側重點不完全相同，但基本包括三個或四個大類或準則層。典型的如段婕等將裝備制造業技術創新能力分為技術創新保障能力、創新資源投入能力、技術創新轉化吸收能力、創新資源產出能力[6]；中國國家統計局發布的《中國企業自主創新能力報告》從技術創新能力角度構建了一個企業自主創新能力的評價指標體系，共包括四個一級指標：潛在技術創新資源指標，包括人力資源存量與經濟資源存量；技術創新活動評價指標，用企業在技術創新活動各個環節的經費投入來衡量；技術創新產出能力指標，是評價技術創新能力最直接最重要的指標；技術創新環境指標，包括企業所處地域的信息化水平、市場競爭程度、政府部門的扶持和金融部門的支持等。將以上文獻的指標體系為基礎，遵循指標選取的基本原則，本文將高耗能行業技術創新能力評價指標體系分為5個二級指標和20個三級指標，具體如表1所示。

技術創新保障能力是創新的前提和基礎，主要用企業個數、企業辦研發機構個數、從業人數、主營業務收入來衡量。

技術創新投入能力決定著創新的規模和質量，主要用RD人數、RD經費內部支出、RD經費外部支出、RD項目數、新產品開發項目數、新產品開發經費支出六個指標來衡量。

技術創新轉化吸收能力是將科技資源轉化為現實生產力的能力，本文用引進國外技術支出、引進技術消化吸收經費支出、購買國內技術經費支出、技術改造經費支出四個指標衡量。

技術創新產出能力在很大程度上體現為技術創新的成果產出，包括科研產出和產品產出，其中科研產出由專利申請數表示，產品產出由新產品產值和新產品銷售收入表示。

技術創新環境主要是指創新的政策環境，即政府和社會金融機構對行業技術創新活動的支持力度，出于數據原因，本文采用來自政府部門的科技活動經費、研究開發費用加計扣除減免稅、高新技術企業減免稅三個指標。

三、高耗能行業技術創新能力實證分析

綜合評價方法有很多種，如熵值法、層次分析法、多屬性效用決策法、模糊評價法、主成分分析、因子分析等，其中因子分析得到最為廣泛的應用。

因子分析是主成分分析的推廣和發展，也是多元統計分析中降維的一種方法，它不僅可以簡化數據，還可探討變量間的基本結構，使得多維變量在降維之后更易得到解釋。同時，因子分析法也克服了指標權重賦值的主觀性，有助于客觀反映樣本間的現實關系。

因子分析的基本步驟為：①計算相關矩陣以估計共同度，若某個變量的共同度過低，可考慮刪掉該變量；②從相關矩陣中萃取共同因子；③決定因子的數目一般根據特征根大小確定因子數目；④旋轉因子以增加變量與因子間關系的解釋能力；⑤進行因子命名與結果解釋；⑥對各因子采用貢獻率進行加權，得到技術創新能力綜合評價模型。

本文所有數據均來自于《2009第二次全國RD資源清查資料匯編—工業企業卷》。將六大高耗能行業數據匯總可得各省區高耗能行業數據，本文樣本范圍為中國大陸31個省（直轄市、自治區）。

（一）區域高耗能行業技術創新能力評價

對中國大陸31個省（市、自治區）技術創新能力的20個指標進行因子分析。當根據相關矩陣進行計算時，SPSS軟件本身已經對數據進行了標準化處理。表2為因子分析適當性的KMO及Bartlett’s檢驗。

KMO是取樣適當性測量統計量。當KMO值愈大時，表明變量間的共同因素愈多，愈適合進行因子分析。當KMO大于0.7時可以進行因子分析，當KMO大于0.5時進行因子分析比較粗劣，而當KMO小于0.5時，則不宜進行因子分析。本文KMO值為0.785，說明很適合進行因子分析。

Bartlett球形檢驗用來判斷數據是否為多變量正態分布，也可用來判斷相關系數矩陣是否適合進行因子分析。本文卡方值為1，166，達到0.05和0.01的顯著性水平，適合進行因子分析。

表3為特征值與解釋變異量。從表中可以看出，左邊20個成分因子的特征值總和等于20。解釋變異量為特征值除以變量個數，如第一個特征值的解釋變異量為14.486/20=0.7243，第二個特征值的解釋變異量為1.467/20=0.073，前三個特征值累積的解釋變異量為86.133%。一般根據特征值大于1確定公因子個數，或根據碎石圖選擇公因子個數，二者的選擇結果是一致的。本文根據特征值大于1確定因子個數，由于只有三個大于1的特征值，且它們的累積方差貢獻率高達86.133%，損失的信息僅占13.867%，因此提取三個因子是適合的。

表4為旋轉后的因子載荷矩陣。公因子是否易于解釋，很大程度上取決于因子載荷的結構，如果載荷矩陣的所有元素都接近0或±1，則模型的公因子就易于解釋；如果載荷矩陣中的元素多數居中，不大不小，應考慮進行因子旋轉，使得旋轉后的載荷矩陣在每一列上元素的絕對值盡量地拉開大小距離。因子旋轉方法有多種，從統計上所有的轉軸法皆是相等的，本文采用方差最大化旋轉，即使因子載荷表中每一列的變異最大。

因子應以其載荷較大的變量共同現象作為命名，最好載荷能達到0.6以上。從表4可以看出，主因子F1在X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X17、X18、X19、X20上有較大的載荷，基本包括了除技術創新產出能力外的所有指標，可定義為廣義的技術創新投入能力，包括潛在的投入能力（技術創新保障能力指標）、現實的投入能力（技術創新投入能力指標）、投入轉換能力（技術創新轉化吸收能力指標）、政府支持投入能力（投入環境指標）；主因子F2在X16等上有較大載荷，主要反映了新產品銷售收入，某種程度上代表了已被社會認可的產出；主因子F3在X15及X17上有較大載荷，反映了科研產出和產品產出。

根據因子得分系數矩陣，可以得到三個因子得分函數：

F1=0.955X1+0.952X2+0.861X3+0.914X4+0.975X5

+0.961X6+0.863X7+0.977X8+0.971X9+0.96X10+0.965X11

+0.967X12+0.929X13+0.583X14+0.828X15+0.463X16

+0.724X17+0.864X18+0.607X19+0.839X20

F2=-0.099X1-0.257X2+0.082X3+0.08X4-0.067X5

-0.039X6+0.224X7-0.093X8-0.055X9-0.04X10-0.038X11

-0.032X12-0.081X13+0.727X14+0.391X15+0.706X16

-0.047X17-0.175X18-0.008X19-0.294X20

F3=0.06X1-0.085X2+0.352X3+0.245X4+0.108X5

+0.096X6-0.155X7-0.09X8-0.172X9+0.012X10+0.066X11

+0.068X12-0.155X13-0.158X14+0.722X15-0.397X16

+0.321X17-0.123X18-0.313X19-0.207X20

將每個地區各指標標準化值分別代入三個因子得分函數，便可以得到各地區在各因子上的得分，然后按各公因子的方差貢獻率進行加權，即可得到各地區高耗能行業技術創新能力的總得分。各公因子得分及總得分見表5：

從表5可以看出，按公因子1排序，排在前10位的省市中，東部地區占到5位（前4位與第10位），依次為江蘇、山東、浙江、廣東與北京；中部地區占4位（第5、6、7、8位），依次為河南、湖南、湖北與安徽，西部地區僅四川位于第9位。說明我國東部地區廣義技術創新投入能力較強，中部地區次之，西部地區最弱。按公因子2排序，排名前10位的省市中，東部地區占5位，其中前4名均是東部省份，西部省份占4位，中部省份僅1位，表明東部地區在技術創新產出的推廣和認可程度上最強，而中部則最弱。按公因子3排序，排名前10位的省市中，東部省份占5位，中部省份占3位，西部省份占2位，表明東部省份在科研產出和新產品產出方面仍是最強的。

從各省市高耗能行業技術創新能力綜合得分排名來看，排在前10位的分別為江蘇、山東、浙江、廣東、河南、湖南、湖北、遼寧、四川、安徽。其中東部省分占1/2，且傳統經濟強省江蘇、山東、浙江、廣東排在前四位。從總體排名來看，以河南、湖南、湖北、安徽為代表的中部省份正成為我國高耗能行業技術創新的另一重要陣地。西部省份，尤其是新疆、寧夏、青海、海南、西藏、甘肅技術創新能力較弱，排在全國的第26位～31位，國家應進一步加強對西部省份技術創新方面的政策支持力度，通過優惠政策和融資支持等刺激西部高耗能企業技術創新活動。

（二）區域高耗能行業技術創新能力聚類分析

根據技術創新評價指標體系，進一步對區域高耗能行業技術創新能力進行聚類分析。聚類分析包括多種方法，由于類平均法較好地利用了所有樣品之間的信息，在很多情況下它被認為是一種比較好的系統聚類法。類平均法又包括組間連接法和組內連接法，大多數情況下二者的聚類結果相同，本文采用組間連接法，聚類分析圖見圖1。

根據圖1，可將我國31個地區高耗能行業技術創新能力劃分為三類或四類。若分為三類，江蘇、山東為一類，廣東、四川、遼寧、浙江、河南、河北為一類，其它省份為一類；若分為四類，上述第三類又可分為兩類，其中海南、青海、寧夏、西藏、貴州、新疆、重慶、黑龍江、廣西、吉林、云南、陜西為一類，上海、湖北、甘肅、北京、福建、內蒙古、江西、山西、安徽、天津、湖南為一類。結合中國的實際情況，分為四類更為合適，第一類主要包括西部省份和東北地區（除遼寧外），這些地區高耗能行業技術創新能力較弱；第二類主要包括中部省份及三大直轄市（北京、上海、天津），這些地區高耗能行業技術創新能力處于中間位置；江蘇、山東作為一類，這兩個省份高耗能行業的技術創新能力最強；其它東部省份及中部的河南、四川為一類。

四、結 論

本文利用因子分析法，對我國大陸31省、直轄市、自治區的高耗能行業技術創新能力進行了綜合評價，得出技術創新能力排名前10位的省市依次為江蘇、山東、浙江、廣東、河南、湖南、湖北、遼寧、四川、安徽。由此可以看出，東部高耗能行業技術創新能力優勢明顯，與其經濟地位基本一致。聚類分析結果表明，西部地區和東北地區的吉林、黑龍江劃為一類，該類地區高耗能行業技術創新能力最弱；大部分中部地區劃為一類，技術創新能力稍強。值得注意的是，中西部地區的河南、湖北、湖南、四川高耗能行業的技術創新能力已超過部分東部地區。總體上看，高耗能行業較強的技術創新能力促進了該地區經濟的發展，同時，強勁的經濟實力又為高耗能行業的技術創新提供了保障。高耗能行業同時也是高污染行業，是國家限制發展行業，提高技術創新能力是高耗能行業發展的重要途徑。因此，首先要加大高耗能行業的創新投入力度，強化節約資源和保護環境意識，提高資源投入產出效率；其次，注重人才培養，提高企業辦研發機構的數量和質量，為高耗能行業技術創新提供保障；再次，積極采用國際標準和國外先進標準，

重點圍繞“對標、達標、超標、制標”四個關鍵環節，深化和拓展對標行動；最后，加強國家政策和金融對高耗能行業技術創新的支持，營造積極的創新環境。

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A Study on the Evaluation of Technology Innovation Ability

of High Energy-Consuming Industries in China

Li Guozhu1， Li Congxin1，2

（1. Shijiazhuang University of Economics，Shijiazhuang 050031， China；2.School of Management，Tianjin University， Tianjin 300072，China）

Abstract：This paper， based on defining the high energy-consuming industry， constructs an evaluating indicator system for technological innovation ability of high energy-consuming industries in terms of technological innovation support capability， technological innovation investment ability， technological innovation transformation and absorbency， technological innovation output capacity and technological innovation environment. By using factor analysis， this paper has a comprehensive evaluation on and empirical analysis of the technological innovation ability of high energy-consuming industries in China's 31 provinces.

Key words：high energy-consuming Industries； technological innovation ability； factor analysis； cluster analysis

（責任編輯：張改蘭）