中國能源產業成長的技術投入效應

張凡勇 郭艷妮 趙嘉瑩 鞏前勝

（1.西安石油大學經濟管理學院，陜西 西安 710065；2.中國石油長慶油田公司水電廠器材供應站，陜西 西安 710126；3.四川大學，四川 成都 610225）

0 引言

中國自改革開放以來，為了加速能源產業技術水平的提升，促進能源產業成長，保證國民經濟的能源供給，國家出臺了一系列能源產業技術政策，這些技術政策的主要表現形式就是通過各種途徑和方式來加大對能源產業技術的經費與人員投入。不可否認的是，技術經費與人員的投入在提高能源產量、改善能源產業績效、保障國民經濟快速發展等方面起到了較好的促進作用。但回顧近30年來的能源產業發展，能源產業技術投入在促進能源產業發展的同時也存在著一些問題，如技術創新能力差、低水平重復建設嚴重、資源環保壓力加大等根本性問題一直未能有效解決，能源化工產品的質量和技術含量與發達國家相比，依然還有較大的差距。能源產業的技術投入對能源產業發展的作業究竟如何，還有有待進一步的計量分析。

學術界圍繞技術投入與產業發展關系的研究多從科技投入與經濟增長的視角展開，最早從Solow（1957）［1］的新古典經濟模型開始，經由Romer（1990）［2］將技術變量內生化，其后，Kondo（1999）［3］，Guellec（2001）［4］等都證實了R&D投入對經濟增長的促進作用。此后，國內學術界圍繞技術投入與經濟增長的關系進行了大量的理論與實證研究，羅佳明（2004）［5］證實了中國科技投入與經濟增長之間存在著十分明顯的因果關系，并測度了科技投入對經濟增長的貢獻率；米傳民（2004）［6］，楊志堅（2012）［7］，張杰（2009）［8］等則對省域的科技投入與經濟增長的關系進行分析，結論都認為科技投入包括經費、人員、信息等的投入都對經濟增長有正向的促進作用；榮梅（2011）［9］，劉敦虎等（2017）［10］則分別對農業、服務業等行業的科技投入與產業發展的關系進行研究，都認為產業的科技投入對產業發展有著較為重要的正向促進作用，吳林海等（2013）［11］的研究則認為單方面增加農業科技投入對農業發展的促進作用有限，如果能夠優化資源配置則能夠起到較好的效果。毫無疑問，針對科技投入與經濟增長的國內外文獻較為豐富，而關于科技投入與具體產業發展之間關系的研究尚不多見，特別是能源產業的科技投入與產業發展方面的研究還屬于空白。基于此，將以中國能源產業為樣本，利用1990-2016年能源產業的科技投入與產業成長方面的數據分析能源產業科技投入對能源產業成長的效應，為我國能源產業未來發展中技術投入的政策安排與規劃制定提供一些經驗借鑒。

1 研究方法選擇

能源產業技術投入對產業成長的效應分析涉及多個方面，除可以觀測到的技術經費與人員投入等因素，還有產業技術發展趨勢、慣性等不可觀測到的因素，為了更為準確的分析中國能源產業技術投入的效應，擬采用變參數的狀態空間模型，利用卡爾曼濾波法對彈性系數進行估計分析。其優勢在于：狀態空間模型是在分析經濟現象隨時間變化的規律中，除了包含可觀察的變量外，還考慮到了不可觀測的變量，這些不可觀測的時間變量統稱為狀態變量；其次，狀態空間模型可以分析狀態隨時間變化的規律，還可以驗證所選狀態是否反映觀測變量的真實情況，狀態空間模型是在狀態給定的情況下建立的模型，狀態向量的選擇通常需要建模前考慮，既要能描述系統變化過程的所有信息，又能包含盡可能少的元素；最后，如前所述，我國能源產業技術投入對能源產業發展的效應涉及到的因素很多，除了技術經費與人員投入等因素外，還會受到其他許多不可觀測的變量的影響，例如產業發展趨勢以及慣性和產業技術發展規律等，而普通的線性回歸模型無法考慮這些不可觀測的影響因素對我國能源產業發展的影響，因此，如用時間序列和面板數據等模型來分析我國能源產業政策對能源產業發展的影響恐怕難以得到準確的結果，采用狀態空間模型能夠避免線性模型在此方面的欠缺。

2 模型變量設定與指標數據選取

2.1 模型設定與變量選取

整體而言，我國能源產業技術投入的目標是提升能源產業技術水平、促進能源產業發展，帶動區域經濟的增長，并保障國民經濟的持續穩定發展。為此，我們的模型檢驗基本內容是產業技術投入對產業發展的效應分析。

能源產業的技術投入一般而言主要包括兩個方面：一是經費的投入，另一個是人員的投入。由此，模型中的變量主要考慮產業成長、技術經費投入、技術人員投入三個變量。根據狀態空間模型的相關研究，我們的模型包含兩個方程：一個為狀態方程，另一個為測量方程。狀態方程為輸入變量作用后的系統轉移狀態，而測量方程則為系統的輸入變量、狀態與輸出。具體的模型設定如下：

測量方程：

狀態方程：

式（1）為測量方程，表示能源產業發展與能源產業技術投入之間的關系。α1t和α2t為狀態變量，表示在不同年份能源產業成長對能源產業技術各項投入的彈性值。式（2）和（3）為狀態方程，它表示狀態變量的生成過程。方程中，α1t和α2t都是不可觀測變量，但是可以用一階馬爾可夫過程來表示，我們采取遞歸形式對狀態方程進行定義，φ為遞歸系數。利用卡爾曼濾波算法可以得到變參數α1t和α2t的估計值。為了消除異方差，我們對各變量取對數。

在式（1）中，cyfzt代表能源產業成長，為第t年煤炭開采和洗選業、石油和天然氣開采業、石油加工及煉焦業三個產業產值之和；cyjst和jsryt代表技術投入變量，其中，cyjst表示相應產業技術的資金投入，用第t年三個產業的科技經費內部支出之和表示；js?ryt表示相應產業技術的人力投入，用第t年三個產業的科技活動人員之和表示。

2.2 指標與數據選取

由于2009年以來中國科技統計年鑒中的數據顯示的是R&D人員的數量，我們通過2004年份R&D人員占科技活動人員的比例（因為2004年同時公布了R&D人員和科技活動人員的數量），來估算2009年以來的三個產業的科技活動人員數量。又因為相應的科技統計數據最早從1990年，這里的檢驗時間區間設定為1990年到2019年，所有數據均來源于歷年中國統計年鑒、中國工業經濟統計年鑒、中國科技統計年鑒，這也保證了數據來源的可靠性。

3 實證分析

3.1 單位根與協整檢驗

由于非平穩的變量可能會造成“偽回歸”，因此，在進行實證分析前，需要對相關變量序列進行相應的單位根與協整檢驗。我們采用增項的ADF檢驗，對各序列進行平穩性檢驗（也就是單位根檢驗），檢驗結果如表1所示。單位根檢驗結果顯示，LN（CYFZ）、LN（CYJS）、LN（JSRY）序列不能拒絕存在單位根的假設，但其一階差分序列分別在5%和1%的顯著性水平下拒絕了零假設，因此綜合判斷為一階單整序列。由于兩個變量是同階單整序列，初步判斷兩個變量間有可能存在協整關系。利用Johansen檢驗法進行協整檢驗，結果如表2所示，能源產業發展與能源產業技術投入間存在著明顯的協整關系，即在長期變化過程中，能源產業發展與能源產業技術投入之間存在穩定的均衡關系，所以以這2個變量為可觀測變量的量測方程不會出現“偽回歸”問題。

表1 變量平穩性檢驗結果表

表2 變量協整關系檢驗結果表

3.2 回歸結果分析

根據上述方法，將相關數據分別代入式（1）、（2）、（3），利用eviews軟件計算可以得到可變參數模型中的系數估計結果（表3），所有模型參數的P值均小于0.05，表明模型系數具有顯著性，可變參數空間狀態模型的估計值通過檢驗，模型形式選擇正確。通過eviews軟件計算，我們還可以進一步的觀察各系數的變化表（表4）和相應的軌跡圖，可以分析能源產業的技術投入在樣本區間內對能源產業成長的效應。

表3 可變參數模型的估計值及檢驗

表4 可變參數α1t和α2t的變化趨勢表

能源產業技術投入對能源產業成長的彈性系數變化趨勢圖，如圖1所示（由于狀態空間模型計算方法的特殊性，其第一次取值為隨機的，準確的結果從1991年開始），從1991年到2019年，相關產業技術投入對能源產業成長的彈性系數的變化趨勢可以分為兩個階段：第一階段是從1991年到1999年，能源產業技術投入中，科技經費投入對能源產業成長的彈性系數從1.118下降到0.527 6，中間有著一定的起伏波動，說明這一時期的科技經費投入對能源產業的成長具有一定的促進作用，但這種作用逐步減弱；科技人員投入對能源產業成長的彈性系數從0.438 06上升到0.567 758，中間也有著一定的起伏波動，這說明這一時期科技人員投入對能源產業的成長也是有作用，并且這種作用在緩慢增強，但科技人員投入的作用要弱于科技經費投入的作用。

圖1 能源產業技術投入對能源產業成長的彈性系數圖

第二階段是2000年至今，能源產業技術投入對能源產業成長的彈性系數呈現相對較為穩定的趨勢，其中，科技經費投入對能源產業成長的彈性系數從0.589 443上升到0.876 258，說明這一時期的科技經費投入對于能源產業成長也是具有促進作用的，并且這種作用的影響在逐步穩定的加強；科技人員投入對能源產業成長的彈性系數基本從0.552 365下降到0.476 222，這說明盡管科技人員投入對能源產業成長具有促進作用，但這種作用的影響在逐步減弱。

3.3 回歸結果討論

回歸結果顯示，自1991年以來，中國能源產業的技術投入對能源產業的成長與發展是有著促進作用的，其作用大小卻有著起伏波動。此外，科技人員投入的作用要明顯弱于科技經費投入的作用。

20世紀90年代以來，中國政府初步意識到了科學技術和科技成果轉化的重要性，逐步實施了相關的法律與政策，并加大了對科學技術和科技成果轉化的投入。但由于能源的特殊性與重要性，能源產業內部科技管理體制改革的進展較為緩慢；在科技機構與院所的設置上，依然“大而全，小而全”；在技術經費的投入與技術人員的配置上，缺乏科學合理的規劃；科技成果的轉化效率較低，科技與產業的脫鉤現象較為嚴重。如表5所示，從1991年到1999年，能源產業的技術經費支出從10.7增加到43.2億元，年均遞增19%，但科技經費內部支出的波動很大，科技活動經費內部支出總額的增長率逐年的差異變化很大；同樣，根據中國科技統計年鑒的數據顯示，1991年到1999年，技術開發人員數量從65 373人增加到137 878人，年均增速9.7%，總體上是遞增的，但從歷年的人員數量來看，依然存在著和經費投入一樣的情況，每一年的變化很大，在增長率上也是波動起伏較大。這些都顯示能源產業科技投入的連續性、規劃性、科學性上還較為欠缺，再加上產業內部科技管理體制的滯后，使科技投入對能源產業的成長效應呈現下降的趨勢。1993年，石油天然開采、煤炭開采和洗選以及石油加工和煉焦等三個行業的專利授權量總和為677件，而到了1999年，專利授權量總和僅為454件，這也進一步旁證了這一結果。

表5 1991-1999科技活動經費內部支出情況表

進入2000年之后，國家開始更多的關注創新體系的建設，并頒布了相應《國家產業技術政策》和《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》，對能源產業技術政策進行了專門的說明，對煤炭、石油和天然氣等能源而言，重點在于加強能源企業技術創新與成果轉化，改進能源利用技術。特別是陜北能源化工基地等能源化工基地的陸續建設，使得國家進一步重視國內能源化工技術，相應的投入也大幅增加。根據中國科技統計年鑒，從2000年到2019年，相應的能源產業技術經費支出從66億元增加到387.7億元，年均遞增10.2%；技術開發人員數量從123 213人增加到3 598 746人，年均增速5.8%；雖然這種投入的年均增速放緩，但相應投入增長速度的起伏波動在逐漸變緩，這初步顯示產業層面的科技政策以及相應科技管理體制正在逐步體現連續性、規劃性、科學性。此外，產業政策層面對于科技成果轉化和創新的重視，也使得這一時期能源產業的科技經費投入對產業成長的促進作用呈現穩定的增長趨勢。根據中國科技統計年鑒的數據，2001年，石油天然開采、煤炭開采和洗選以及石油加工和煉焦等三個行業的有效發明專利綜合為531件，2019年，則為12 344件。這也顯示了技術投入通過帶動產業技術水平從而促進產業發展的良好態勢。

縱觀能源產業成長彈性系數變化的兩個階段，第二階段的科技經費投入效果比第一階段的好，但在科技人員投入方面的效果卻不是很好。我們認為，隨著國家整體科技體制的不斷完善，特別是國家以及能源產業層面對技術創新的重視，使得能源產業的科技投入不斷增加，從而較好的促進了產業技術水平的提升，對產業成長也產生了較好的效果。但相關的結果顯示，技術人員的投入并沒有顯示出較好的效果，這一方面是由于一直以來，國家雖然對人才和技術重視，但具體到能源產業領域來看，科技人員的培養與激勵機制滯后；另一方面，是由于能源產業的技術研發人員配置缺乏效率，由于管理體制的原因，能源產業技術研發人員大多集中在總部直屬的研究機構，而沒有進入到基層生產單位，這在通常情況下不利于技術研發人員的實踐，也不利于基層生產單位對于技術經費支出的充分利用［12］。

4 結論與啟示

中國能源產業技術經費和人員的投入，對于能源產業的成長有著促進作用；由于產業科技管理體制的滯后，以及產業技術的戰略研究不足，技術經費的投入與管理較為混亂，缺乏合理的規劃，不夠科學；對技術人員的培養與激勵機制缺失，特別是配置效率較低，技術人員投入對能源產業成長的促進作用要弱于技術經費投入；對于技術創新特別是科技成果轉化的重視有利于產業技術水平的提升，從而促進產業的成長。就目前而言，在能源產業技術投入方面需要注意以下幾點：

①加強對能源產業技術的戰略研究，強化技術投入的規劃性。長期以來，對國家重大的能源發展戰略、能源方針政策等問題缺乏系統研究，不能及時調整，造成我國能源發展的盲目性。因此，需要形成一個產業層次的科技管理部門（這一部門可以歸屬在能源局下），對涉及到能源產業的各類技術戰略進行系統化、戰略化的研究，并依托這種研究，形成各類的政策研究，從而有計劃、有步驟、有目標的加大能源產業的技術投入，從而保障技術投入的規劃性與連續性。

②改善能源產業科技管理體制，強化技術投入的科學性。經過多年的發展，能源產業的科技管理體制已經有了較大的改善，但科技管理體制依然滯后，科技投入的決策缺乏合理有效的科學支持與制度保障。可以考慮建立集中統一的科技管理體制，依托產業層面的科技管理部門，加強對產業內各企業科研機構的統一業務指導，形成統一規劃、統一投入，分級、分類管理的機制；對現有的科研、開發機構和隊伍進行必要的精簡與調整，避免各科研機構的分散而重復的研發。以此，加強技術投入的科學性。

③改善科技人才的培養與激勵機制，提升科技活動人員的創新積極性。隨著國家創新體系建設的進一步深入，人才特別是技術人才的作用將越來越重要。能源產業要形成創新型的行業，必須要有高素質的科技與管理隊伍。經過多年的發展，能源產業內的各企業、高校、科研院所有著眾多的科技活動人員，但前面的分析卻顯示，技術人才投入對能源產業成長的促進作用還有待進一步提升。由此，一方面，應該完善各層次技術人才特別是高技術人才的激勵機制，拓寬科技人才的晉升通道，允許科研機構或部門根據自身業務發展的需要設置科研崗位，提高各類技術人才的薪酬待遇；另一方面，應該加強對產業內現有科技人才的培養，在相應的進修與培訓上給予相應的政策傾斜。

④完善科技成果的轉化與推廣機制，促進產業技術創新。本世紀以來，能源產業有效發明專利的數量增長迅速，科技成果的產出豐裕，但在科技成果的轉化與推廣上還有待進一步加強。首先，可以考慮構建專門的科技成果轉化基金，并將這一基金納入到產業層面的管理部門，主要用于新技術的自主研發，新產品的轉化推廣以及首次應用的風險補償［13］。同時，借鑒西門子、Shell、Tech Works等跨產業合作促進技術商業化的模式，建立跨界轉化基金。其次，打造產業層面的科技成果交流與推廣平臺，每年組織幾次在高等院校、科研機構與能源企業之間的技術推廣交流會。此外，可以利用現代信息技術建立實時、交互式的科技成果交流與推廣平臺。最后，要推進知識產權的運營管理，開展技術價值評估，構建和完善各類科技開發公司，促進技術成果的市場化與商業化。