创新双螺旋理论对我国战略性新兴产业开发的启示——以光伏产业为例

王维成，朱欣民

(四川大学 工商管理学院，成都 四川 610064)

发展战略性新兴产业是中国立足当前、着眼长远的重大战略选择，作为国家稳定发展的根基，战略性新兴产业亟需一种创新模式来改变目前被动尴尬的现状，近年来，信息通讯技术的融合和发展推动了创新模式的嬗变。以用户为中心，以社会实践为舞台，以共同创新、开放创新为特点的用户参与的创新双螺旋模式正在逐步显现。其显著特点，就是通过技术创新与应用创新的交互影响螺旋结构，对产业、行业、市场进行一个动态的、互补的综合研究，寻找其中的平衡点，其主张的技术进步与应用创新共同进步，对于我国的战略性新兴产业开发具有重大指导意义。

一、光伏产业现状

2010年全球太阳能光伏产业的市场规模达到340亿美元。该年全球太阳能光伏发电系统在德、美等西方发达国家的带动下新增装机容量大约为130%，达到17.5GW，2010年光伏行业的太阳能电池年产量增长118%，达到27.2GW①。

我国太阳能光伏产业在“十一五”期间得到了长足的发展，已成为我国战略性新兴产业中的代表产业，是国内少有的能够同步参与国际竞争、并有望达到国际领先水平的行业。加快我国太阳能光伏产业的发展，对于实现产业结构转型升级、调整能源结构、发展社会经济、推进节能减排工作都具有重要意义。国务院发布的《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，已将太阳能光伏产业列入我国未来战略性新兴产业发展的重要领域。

“十一五”期间，我国太阳能光伏产业规模迅速提高，市场占有率稳居世界前列。太阳能电池产量每年以超过100%的增长率迅速发展。2007年至2010年连续四年产量世界第一，2010年的太阳能光伏电池产量达到8GW，占全球总产量的34%，这进一步巩固了我国太阳能电池第一生产大国的地位。与此同时，我国90%的太阳能电池产品用于出口，2010年出口额达到202亿美元②。

尽管光伏产业发展迅速，但不能掩盖发电成本居高不下，市场需求不足的问题。以敦煌10兆瓦光伏发电项目为基准可以测算出并网光伏发电系统发电成本:当年有效利用小时数 (年有效利用小时数=年可利用光照小时数×发电系统的综合效率)为1500小时，可以测算出并网光伏发电系统上网电价为2.0元/千瓦时;有效利用小时数达到1800小时的情况下上网电价可降至1.68元/千瓦时。光伏发电的电价远高于常规能源发电电价。高电价直接导致了光伏发电系统的低装机量。

二、光伏发电市场需求分析

中国光伏产业近几年发展迅速，是世界上光伏产业发展最快的国家。但同时，我国国内光伏市场的发展依然缓慢，光伏市场和产业之间的发展极不平衡。2007年光伏系统安装了2万千瓦(20MWp)，只是我国太阳电池生产量的1.84%; 2010年全年也只安装了380MWp，占总产量的4.75%①周卫红，蒋荣华:《具有全球竞争力的中国光伏产业》，《新材料产业》2011第1期。。如图1所示。

虽然近几年我国太阳电池生产的年增长率远远超过世界水平，然而我国光伏市场却大大落后于世界光伏市场的发展。例如2007年我国光伏电池产量占世界的27.2%，而光伏系统安装量仅占世界的0.71%;截至2010年年底我国光伏系统累计安装量为0.649GW，不足世界累计安装量(38.4GW)的1.69%②吴成达，刘鑫:《我国光伏产业发展现状及分析》，《新材料产业》2011年第3期。。见表1所示。

通过需求分析可知，新兴产品的高价格与市场的低需求存在很大矛盾。正是这对矛盾导致国内市场需求不足，这通常是新技术商业化和产业化的初期特征。这对矛盾可以尝试利用双螺旋理论来解决。技术进步可以提高技术质量，带来新的更高层次的用途，从而绕过高成本的限制。由于技术周期长、投入大，难以预期，因此可以借助应用创新来缓解难题。应用创新包括应用方向创新与应用方式创新，前者是利用现有技术去开发崭新用途，以便开辟新产品和新市场;后者是创新商业模式，降低客户面临的高成本，两者都能绕过目前的成本与需求矛盾，取得新兴产业在其他发展方向的突破性发展。

图1 中国太阳电池年产量和年装机容量

表1 2004－2010年中国及世界太阳电池的年生产量及市场份额

三、双螺旋理论分析

所谓“创新双螺旋”就是基于生物DNA螺旋链的结构衍生而来，它把创新体系中的两个关键因素:技术进步与应用创新看做既分立又统一、相互促进的一对“双螺旋”。技术进步为应用创新创造了新的技术，提供了新的应用方向的可能。而应用创新往往在于新需求的寻找和发现，会很快触及到技术的极限，这对现有的技术提出了新的发展要求，进而有目的地促进技术的进一步演进和发展。只有当技术和应用的激烈碰撞达到某种程度的融合，能够被广大潜在的对新技术、新应用有着强烈需求的用户所接受，才会由此诞生出独特的创新产品，产生行业发展的新热点，并很快推向市场。

图2 双螺旋理论概念模型

我们提出双螺旋模型的假设前提在于，任何产品背后的核心技术都不可避免地会经历根本性和革命性的变化，而且这种变化会重复出现在各代技术成果上。一般而言，技术变化与市场变化是相对独立的。但是任何新技术一旦找到一个巨大的主流市场，就会与其结合起来形成蓬勃发展的产业，并将这种技术与应用模式配对的格局保持下去，直至下一代技术出现并带来新的巨大变化为止。

图3 技术周期与应用周期相互缠绕形成的双螺旋结构

四、双螺旋创新理论对光伏产业发展的启示

1.加强以新材料和新工艺为目标的技术进步以降低光伏发电成本

当前，太阳能发电系统的成本颇为高昂，太阳能光伏发电成本约为2元/千瓦时，而火力发电成本仅为0.2元/千瓦时，水力发电的运营成本仅为0.03～0.05元/千瓦时①马胜红，李斌，陈东兵:《中国光伏发电成本、价格及技术进步作用的分析》，《太阳能》2010年第4期。，如此昂贵的价格使得中国的太阳能光伏市场难以快速发展，进而整个产业在中国的发展也举步维艰。因此，加强技术创新，努力降低成本成了中国太阳能光伏产业发展的首要目标。加强同学校、科研机构合作，建立“产－学－研”合作开发平台，共同投入资金开发更经济，电能转换率更高，发电成本更低的光伏产品生产技术，走集成创新和原始创新之路。这是降低光伏产业成本的一个重要措施，也是中国光伏产业发展的必由之路。

2.加强应用创新，在新产业或新领域中寻找产品的新用途，从而提高效用

(1)在被替代的传统平均成本 (ACp)较高的空间领域开发高端用途。在传统电力产业中，如边远地区特定用户 (边防哨所等)必须要求稳定可靠的电力供应，该类用户对功能F有一定的要求。但实际情况下，他们的电力要么来自高成本的远距离传输方案，成本C太高，使得价值V降低，失去了经济性;要么来自效率极低且不稳定的当地小水电站，该类方案的功能F达不到使用要求，而这些都不能完全满足他们对电力供应的要求。我们可以开发小型太阳能发电系统来解决这个问题，既能达到功能的F要求，成本C又是在可接受的范围内。就目前而言，很多光伏产品企业也开始研究生产家庭小型太阳能发电系统来代替高额的远距离传输，这也是未来太阳能发电行业应用创新的一个重要方面。

(2)在特殊产业领域开发高端用户。传统空调能耗高，能源利用效率低且不环保。开发应用太阳能空调是大势所趋②国际新能源网，http://www.in－en.com/newenergy/html/newenergy－1411141181553304.html。在太阳最猛烈的时候人们最需要制冷，而太阳光能越多，该设备就更容易搜集到大量能量，并加以利用。相辅相成的关系能够更好的满足消费者的需求。随着科技的进步，成本的降低，消费者节能环保意识的增强，太阳能空调市场前景广阔。过去主要是在屋顶安装大面积电池板用以采集太阳能，但是这种方法价格高昂而且效率相对低下。麻省理工学院的科学家按特殊比例混合至少两种涂料制成一种能吸收各种波长的光线，以达到供能的特殊太阳能玻璃③Massachusetts Institute of Technology，“Towards Very High－Performance Thin Film Photovoltaic Cells:Designs and Implementations，”http://web.mit.edu/mit－tdp/www/ad－research－technology－5.html.。这也是未来建筑发展的大势所趋。新能源产业作为战略性新兴产业的代表，要注重应用创新，不断寻求新的领域，开发新的市场。

3.转变商业模式，寻找新的利润增长点

众所周知，光伏发电产业链上各个环节的成本都很高。从发电设备生产商方面来说，原材料的多晶硅、太阳能电池、光伏发电系统的制造成本高昂。对于电力生产终端太阳能发电厂或是独立的个体光伏发电系统用户来说，高昂的设备采购、安装、维护费用让很多客户望而却步。产品没有销路，大量积压，上游设备生产厂商也是举步维艰。利用变售为租的新商业模式有望解决双方的困境。利用出租的方式解决下游企业的初次设备采购的成本，减弱电厂或系统使用客户的压力，先保证开工生产或使用，分期付款。同时形成配套的安装维护系统，费用依然可以分期付款，以此达到双赢的目的。

4.政策及法规支持

为了促进太阳能光伏发电投资，世界各国纷纷颁布法律，同时普遍实行补贴政策，以增强对传统能源的竞争力。德国曾经先后实施了“一千屋顶”计划和“十万屋顶”计划，随后在2000年1月颁布实施了《可再生能源上网电价法》来与“全网平摊”相配套，对光伏发电实施0.99马克/(kW·h)的上网电价①时璟丽:《光伏发电大国近期经济政策的调整及分析》，《中国建设动态:阳光能源》2009年第4期。。2004年修改了《可再生能源法》，施行购电补偿，根据不同的太阳能发电形式，政府给予为期20年，0.45～0.62欧元/千瓦时的补贴，每年递减5%～6.5%。德国在2008年6月再次修订《可再生能源法》，从而保障该产业的健康持续发展。在我国，2006年1月1日《可再生能源法》的通过和施行对新能源和可再生能源的发展在法律上提供了支持和保证，大大促进了我国新能源的发展进程。紧接在2007年8月31日发布《中国可再生能源中长期发展规划》，2008年4月1日正式实施《节约能源法》，2008年10月1日开始实施《建筑节能条例》。一系列条例的出台和实施，明确了国家对新能源产业的重视，也为新能源产业的发展提供了法律支持和保障。目前，尽管已经出台《可再生能源法》及相关实施细则，但是国家对光伏产业发电费用补贴的具体实施办法仍未形成，因此无法形成实际意义上的政策支持和产业利益保护，光伏发电产业缺乏国家的切实补贴政策。

五、结 论

从熊彼特提出创新概念开始，学术界就没有停止过对创新的研究，但更多都把注意力放在技术创新方面。在实践中，以光伏产业为代表的战略性新兴产业在快速发展过程中遇到了瓶颈——新兴产品的高价格与市场的低需求。笔者尝试性利用创新双螺旋理论，指出技术进步应与应用创新并举，以技术进步推动应用创新，同时利用应用创新拉动技术进步，实现双螺旋式的协调创新，最终化解战略性新兴产业开发的发展瓶颈。