煤炭企業科技創新與節能減排耦合協調研究

張夢圓，張 云，洪 帥

(1.河北經貿大學經濟研究所，河北 石家莊 050061； 2.河北經貿大學京津冀一體化發展協同創新中心，河北 石家莊 050061)

0 引 言

2017年國務院印發了《“十三五”節能減排綜合工作方案》，明確要求加強煤炭安全綠色開發和清潔高效利用。我國資源儲備的情況是“煤多油貧氣少”，在替代能源尚未出現的情況下，我國能源結構仍是以煤炭消費為主。在消費過程中，煤炭使用效率低、消耗量大、污染物排放嚴重等問題仍然存在。提高科技創新能力和節能減排效率是實現可持續發展，促進煤炭行業實現綠色轉型升級的重要工作。2020年中共中央第十九屆中央委員會第五次全體會議提出要加快推動綠色低碳發展，促進經濟社會綠色轉型，把科技創新作為全國發展戰略支柱，提高企業的技術創新能力。探究煤炭企業科技創新與節能減排耦合協調發展規律，對協調兩者之間的關系，提升企業的科技創新能力，進一步實現企業節能減排的目標，推進企業綠色轉型發展意義重大。

國內外學者對科技創新與節能減排之間的相互影響、相互作用關系進行了諸多探索，研究成果主要集中在企業節能減排的有效途徑[1-2]，研究方法以定性研究為主。煤炭行業是我國能源生產的主要行業，也是國家確定的重點耗能行業之一[3]，但煤炭上市企業技術創新能力整體不足[4]，多數研究集中于煤炭企業節能減排評價指標體系的構建[5]，或將兩者割裂開來單獨分析，從科技創新角度深入解析煤炭企業兩系統耦合協調作用的研究尚不多見，且缺乏具有針對性的定量實證分析。因此，本文構建了煤炭企業科技創新與節能減排評價指標體系，從整體角度定量測度并深入解析兩系統耦合協調關系，采用灰色關聯度模型分析科技創新不同指標對節能減排的影響程度，在促進高耗能企業科技創新與節能減排方面具有重要的借鑒意義，同時在新常態背景下為煤炭企業科學持續發展提供決策依據。

1 煤炭企業科技創新與節能減排系統體系構建

1.1 煤炭企業科技創新與節能減排協調發展關系分析

當前我國處于經濟發展新常態階段，煤炭企業面臨著各種問題，對于如何才能通過技術創新淘汰低利潤高污染的過剩產能，加快產品綠色轉型來說，厘清科技創新與節能減排之間的關系是企業能夠順利進行轉型升級的關鍵。企業進行科技創新有助于提升企業的節能減排能力，實現資源節約化、產品綠色化、產業生態化、生態經濟化等多種效益；反之，隨著大眾環保意識的增強，又要求企業不斷提高其節能減排的水平、生產綠色產品，進而激發企業科技創新的動力，使其科技創新水平持續提高，增加市場競爭力，這種雙向的互動關系稱為耦合驅動。

耦合協調發展是指在多個子系統組成的復合體中，需要各子系統相互協調，從而實現共同發展。煤炭企業作為一個復合體，科技創新與節能減排是企業的兩個子系統，兩者相互影響，并且存在著非線性關系。分析煤炭企業科技創新和節能減排的耦合性，將科技創新系統分為科技創新支撐、研發、產出3個子系統；將節能減排系統劃分為節能、污染物減排、綜合利用3個子系統，如圖1所示。

圖1 煤炭企業兩系統耦合性分析圖Fig.1 Coupling analysis chart of two systemsin coal enterprises

1.2 指標體系構建

科技創新包括科學研發、技術創新和市場研究，即以科學研發和技術創新為手段，通過市場研究創造新的價值，可見科技創新系統包括從投入到產出再到市場運作的全過程，三者相互依存，相互影響。節能減排系統主要考慮企業的節能、污染物減排和資源的綜合利用3個方面。本研究借鑒徐玉蓮等[6]提出的部分指標，從科技創新支撐、科技創新研發和科技創新產出3個層面構建科技創新系統指標體系。借鑒鄭季良等[7]研究中提出的部分指標，從節能、污染物減排和能源綜合利用3個層面構建節能減排系統指標體系，設計出煤炭企業科技創新與節能減排系統指標體系見表1。

表1 煤炭企業科技創新與節能減排水平評價指標體系Table 1 Evaluation index system of scientific and technological innovation and energy saving andemission reduction level of coal enterprises

1.3 數據來源

本文以中國中煤能源集團有限公司(以下簡稱“中煤能源集團”)為例，實證研究煤炭企業科技創新與節能減排耦合協調規律和趨勢，數據來源于2010—2019年《中煤能源集團社會責任報告》《中煤能源集團年度報告》和Wind數據庫。

2 研究方法

為了準確測度煤炭企業科技創新與節能減排耦合協調程度，本文采用熵權法、綜合發展指數、耦合協調度模型與灰色關聯度模型，具體公式和指標解釋見表2。

表2 研究方法及指標Table 2 Research methods and indicators

續表2

3 實證分析

以中煤能源集團為案例進行實證研究，該集團具有一定代表性，受限于以往年份資料的缺失，選取中煤能源集團2010—2019年發布的10年數據。

3.1 中煤能源集團科技創新與節能減排綜合發展指數

利用熵值法與耦合度計算方法，分別計算出2010—2019年中煤能源集團科技創新綜合發展指數、節能減排綜合發展指數和兩系統耦合度，具體見表3。

從表3中可以看出，中煤能源集團科技創新系統與節能減排系統的綜合發展指數都經過了先上升后下降再上升的N型波動演變過程。低谷期分別為2015年和2016年，這兩年國家出臺了一系列針對煤炭行業改革的政策，2015年國家發展和改革委員會在全國范圍內進行了對違法違規煤礦建設的核實工作，并對違法違規煤礦建設和生產進行控制與監管。一系列政策措施的出臺對煤炭企業提出了更嚴格的要求，同時煤炭企業也面臨著更嚴峻的挑戰，對煤炭企業的科技創新和節能減排工作也產生了較大影響。隨著企業技術進步與清潔生產的開展，中煤能源集團科技創新系統與節能減排系統的綜合發展指數在近三年都處于逐漸上升態勢。從兩系統耦合程度(C)來看，2010年以來中煤能源集團的科技創新系統和節能減排系統耦合程度一直處于良性的耦合階段，耦合程度都大于0.95，甚至2019年達到了1，即中煤能源集團的科技創新系統與節能減排系統處于高度有序的狀態。

表3 2010—2019年中煤能源集團兩系統綜合發展指數和耦合度Table 3 Comprehensive development index andcoupling degree of two systems of China CoalEnergy Group from 2010 to 2019

3.2 中煤能源集團科技創新與節能減排系統耦合協調度與相對發展程度分析

依據中煤能源集團科技創新和節能減排系統的綜合發展指數，進一步計算出兩系統的耦合協調度和相對發展度系數，借鑒文獻[16]確定本研究耦合協調發展特征和階段(表4)，對應的演變圖如圖2所示。

表4 中煤能源集團兩系統相對發展類型與階段Table 4 Relative development types and stages oftwo systems in China Coal Energy Group

圖2 中煤能源集團兩系統的耦合協調度、相對發展度演變圖Fig.2 Evolution of the coupling and coordination degreeand relative development degree of two systems ofChina Coal Energy Group

由表4和圖2可知，中煤能源集團整體的科技創新與節能減排耦合協調度呈逐年穩步增長態勢，從0.310上升至0.805，增幅超過150%，說明近十年中煤能源集團的科技創新與節能減排兩個系統呈現出較好發展的協同趨勢。從圖3可以看出，中煤能源集團的耦合協調度除了2019年外一直處于較低的水平，說明其沒有處理好科技創新與節能減排兩系統之間的關系。2014年和2015年兩系統之間的耦合協調度最低，說明兩系統之間沒有協同效應。可能的原因是2013年國務院明確指出要遏制煤炭產量無序增長，提升煤炭企業環保能力，導致煤炭企業的環保壓力增加，配備新設配、引進新技術與創新型人才使企業的短期利潤下滑，但長期來看，科技創新和人才的溢出效應又會給企業增加利潤，進一步進行技術創新和引進人才，提高節能減排水平。根據相對發展度來看，除了2014—2017年以外，其相對發展度系數都處于0.8～1.2之間，說明兩系統同步協調；2015年相對發展度為1.421，耦合協調度卻僅為0.338，兩系統之間較不協調。說明這一年中煤能源集團在科技創新上投入了大量的人力物力資源，減少了對節能減排和企業綠色發展的關注，使得科技創新系統超前于節能減排系統。

從表4耦合協調發展特征與發展階段來看，2010年中煤能源集團兩系統的耦合協調發展類型處于較不協調發展階段，科技創新同步節能減排，但兩系統無協同效應。2010—2014年中煤能源集團的耦合協調發展類型由科技創新同步節能減排，無協同效應，上升至科技創新滯后節能減排，協同效應較好。究其原因是國家進行煤炭工業“十二五”規劃時突出強調了煤炭生產對環境的影響，說明這五年中煤能源集團注重企業技術創新，通過技術創新調整產業結構，提升節能減排水平。2017—2019年，中煤能源集團科技創新與節能減排兩系統之間經歷了滯后、同步到協調共生發展的良好上升趨勢。從總體上看，整體科技創新系統與節能減排系統兩者協調的穩定性不強，企業總會顧此失彼。

3.3 中煤能源集團科技創新對節能減排的灰色關聯分析灰色關聯度模型

為進一步分析中煤能源集團科技創新系統各指標對節能減排的影響程度，運用灰色關聯分析模型計算得出科技創新指標對節能減排水平的關聯度并進行排序，具體見表5。

從表5中可以看出，中煤能源集團科技創新三項指標均與節能減排的關聯度均在0.600 0以上，有較強的相關關系。按照影響大小排序依次為獲得專利授權數>研發投入總額占營業收入比例>科技投入>獲得行業以上科技進步獎>企業研發投入>技術人員占從業人員的比重。①獲得專利授權數指標與節能減排系統關聯度最大，說明企業專利授權數的增加對節能減排效果的提高有顯著影響。專利作為科技創新的中間產物，是企業參與市場競爭的有效手段。獲得的專利數量在一定程度上反映了企業進行科技創新的產出能力和水平。②研發投入總額占營業收入比例和科技投入對節能減排系統影響的關聯度分別排在第二位和第三位，表明企業營業收入中用在研發投入上資金所占比例越大，企業在科技創新投入越多，對節能減排水平提高的貢獻最大。③獲得行業以上科技進步獎貢獻度排在第四位，說明企業進行創新獲獎對企業起到正向激勵作用，激勵企業進一步研發新產品采用新的生產方法，提高節能減排水平。④企業研發投入貢獻度排在第五位，與節能減排系統關聯度較小，主要原因是科研投入資金消耗大、周期長，使得科技研發投入績效不高，對促進企業節能減排水平的提高貢獻度低。⑤技術人員占從業人員的比例對企業節能減排系統的貢獻度最小，反映出中煤能源集團人力資源建設與企業節能減排工作聯系不大，加大環保技術人員的引進是提升企業節能減排水平的關鍵。

表5 科技創新指標對節能減排系統灰色關聯度及排序Table 5 Gray correlation degree and ranking of scientific and technological innovation indexto energy saving and emission reduction system

4 結論與建議

4.1 結論

1) 中煤能源集團科技創新與節能減排綜合發展指數、耦合協調度在個別年份有所下降，整體呈逐年增長趨勢。

2) 中煤能源集團兩系統的耦合協調演變過程已經從較不協調上升至高度協調，雖然兩系統已經具有較高互動水平，但兩系統之間的互動程度不穩定不平衡。

3) 2010—2019年間科技創新與節能減排兩系統有6年處于同步發展，但兩者所處的耦合協調發展階段不同，經歷了從較不協調到高度協調的上升趨勢。

4) 科技創新各指標對節能減排系統有明顯的促進作用，不同科技創新指標對節能減排水平提高的貢獻不同。其中，獲得專利授權數>研發投入總額占營業收入比例>科技投入>獲得行業以上科技進步獎>企業研發投入>技術人員占從業人員的比例。

4.2 建議

中煤能源集團作為我國煤炭行業的標桿企業，大力加強研發投入，以科技創新帶動煤炭生產體質增效，向“安全、高效、綠色、智能”的方向發展。研究中反映出的問題具有一定的代表性，可以供其他企業進行借鑒。就上述結論提出幾點建議。

1) 針對科技創新與節能減排兩系統互動程度不穩定的問題，應建立以企業為主體的科技創新和節能減排評價體系，對資源進行合理分配與規劃，推進企業科技創新與節能減排體系建設，對煤炭企業每年的科技創新能力和排放水平進行測評，把評價體系建設作為領導班子的考核內容，根據測評結果可以因地制宜的進行資源調配，使資源和資金配置到合理的方面，促進兩者耦合作用的最大化。

2) 以循環經濟為目標，建立煤炭企業循環經濟新模式。煤炭企業要建立恰當的經濟發展模式，不能以犧牲環境來換取企業的利潤增長，促使企業的生產、運營、管理朝著更綠色更可持續的方向變化。在煤炭的開采和利用的過程中，對煤炭燃燒、加工、轉化等各個環節進行控制。

3) 從耦合協調發展階段的特征來看，科技創新系統滯后于可持續發展系統。 因此，以科技創新推動企業節能減排目標的實現，促進企業科技創新成果向環境領域轉化、引入環境技術人才是煤炭企業適應綠色發展新征程的關鍵。 煤炭企業的節能減排目標關系到中國的綠色發展水平。在黨的十九屆五中全會提出加快推動綠色低碳發展，全面提高資源利用效率的號召下，每一個煤炭企業都應該樹立社會責任意識，以科技創新倒逼企業轉型升級。