科技创新与海水利用产业发展互动机制研究

赵玉杰

(山东社会科学院海洋经济研究所，山东青岛266071)

如今在全球范围内，科学技术在各个领域中的巨大作用已被证实，科技创新成为一切文明、进步的源泉，科技创新也是经济发展的核心动力，它决定着经济发展的质量与速度。但历史上也不乏许多创新成果都是以牺牲生态环境和过度消耗自然资源为代价的事例，因而科技创新及其成果应用，必须以不损害人类和自然的可持续发展为原则。

海水资源是基础性自然资源和战略性经济资源，它的合理开发利用是关系到国家经济社会发展的重大战略问题。无论海水淡化，还是海水直接利用，或是海水制盐，海水提取钾、溴、锂、铀等化学物质，都较之农业和一般的加工业对科技的要求为高，都离不开现代海洋科技创新的支撑。

一、世界性“水荒”需要快速发展海水利用业

随着经济的发展、社会的进步，人口的急剧膨胀，水的用量与日俱增，但是供水量却有减无增，而且水体污染日趋严重。水荒目前已成为世界性的问题，是制约社会进步和经济发展的瓶颈。

尽管地球上水域面积占地球总面积的70%，但其中98%是海水、卤水等含盐水，淡水仅占2%，2%的淡水中有90%以冰川的形式存在，很难被利用①。许多国家都把水资源短缺看做发展国家社会经济的首要挑战，20世纪以来，人类用水量的增速是人口增速的两倍多②③。从1990年到1995年，约有80个国家和地区严重缺水，占地球陆地面积的60%，有15亿人口缺少饮用水，20亿人得不到安全的用水。其中29个国家的4.5亿多人口完全生活在缺水状态中。由于饮用不符合卫生要求的水源而导致的疾病有50多种，平均每天发生与水相关的疾病65万例，夺去2.5万人的生命。估计到2025年，全世界将有近1/3的人口(23亿)缺水。随着世界经济的快速发展与人口的迅猛增长，饮用水需求量正在以每年2%的速度增长，预测到2030年需求量将达到6900万亿立方米，远远高于地球现在的饮用水需求量4200万亿立方米，两者之间的巨大缺口将通过不同能源驱动的海水淡化项目或工厂来解决④。

我国是一个水资源不足的国家。河川地面迳流量平均每年为2.81万亿立方米，居世界第六位。但按人口平均，每人每年仅2400立方米，仅为世界人口平均占有量的四分之一。中国人口占世界22%，而淡水占有量仅为8%，世界排序名列第109位，是世界12个严重贫水国之一。径流的地区和时空分布很不均衡，包括北京、上海、广州、沈阳、长春、大连等我国40多个城市也被列入世界性严重缺水的黑名单上。据资料表明，由于水资源短缺、生态退化、水污染加剧等原因。全国600多个城市中，400多个供水不足，其中110个严重缺水。全国城市正常年份缺水60亿立方米，日缺水量达1600万立方米。沿海城市和地区人均水资源量大部分低于500立方米，处于严重缺水境况。据预测，2030年我国人口总量将达16亿，城市化水平将达到40%，届时用水总量将达7000—8000亿立方米。

加强对海水资源的开发利用，大力发展以海水淡化、海水冷却、海水冲厕为代表的海水利用技术，是解决沿海和苦咸水地区淡水危机和水资源短缺问题的重要措施。

二、海水利用产业发展对科技创新的战略需求

科技创新与产业发展相互作用，一个产业的发展离不开科技的有力支撑;同时产业的发展又是科技创新的主要动力和源泉。许多经济学家都深入研究科技创新与产业发展的互动机制，并提出了相关理论。下面依托现有相关理论，分析科技创新与海水利用业发展之间的关系。

西方产业组织理论的“需求拉动(demand－pull)假说”(Schmookler，1966)，认为市场需求是决定创新活动速率和方向的主要因素，市场经济中产业间需求条件的差异直接影响创新活动的激励强度，特别是在新经济条件下，表现更加明显，技术创新和产品的更新换代很大程度上是由市场需求导向的⑤。可见，海水利用业的市场需求直接影响科技创新活动效率。而产业的市场需求差异主要取决于市场规模大小和需求的价格弹性。下面以海水淡化为例，研究海水利用业市场需求对技术创新活动的影响。

(一)海水淡化需求的价格弹性

产业需求的价格弹性影响科技研发投入的边际回报率，需求弹性越大，从减少生产成本中所获的收益就越大;反之获得的收益越小。假定需求量也就是销售量，不同商品的需求弹性不同，价格变动引起的销售量(需求量)的变动不同，从而影响总收益发生变动。下面我们首先分析需求富有弹性的与需求缺乏弹性的两种极端商品需求价格弹性与总收益之间的关系。

1、需求富有弹性的商品需求价格弹性与总收益之间的关系。由图1可以看出，当商品价格由A点的2下降到点的1时，图中阴影矩形B的面积大于阴影矩形A的面积，说明需求量(销售量)增加的比率大于价格下降的比率，销售者的边际收益增加。这种商品的的需求价格弹性Ed＜－1，需求富有弹性。

2、需求缺乏弹性的商品需求价格弹性与总收益的关系。图2中，当商品的价格由A点的2上升至B点的1时，图中阴影矩形B的面积小于阴影矩形A的面积，说明需求量增加的比率小于价格下降的比率，销售者边际收益减少。这种商品的需求价格弹性－1＜Ed＜0，需求缺乏弹性。

依据上述理论，海水淡化产品需求富有弹性。当前制约淡化水需求的关键因素是价格偏高。海水淡化后的海水一般用于满足水质要求高的工业锅炉补给水，食品、生物、医药和电子行业等高纯度用水及大生活用水市场需求⑥。我国火电工业用水量占到总用水量的60%—70%。但据目前的使用情况来看，大型的火电厂及饮料、医药、电子等行业的企业很少消费海水淡化产品;甚至有的海水淡化企业经营艰难，面临倒闭。消费疲软的海水淡化市场与目前水业市场的价格政策以及海水淡化前期阶段高成本密切相关。以青岛市为例，水库自来水制水成本价为3.8元/立方米，南水北调制水成本价为5.5元/立方米;水电联产海水淡化成本为4.3～5.1元/立方米，独立海水淡化厂为6.0元～6.7元/立方米。淡化水成本偏高很难形成需求规模。随着科技进步，淡化后的浓盐水用来制盐和提取化学物质等，淡化成本可以大大降低。海水综合利用科技创新的边际回报率较高，加强关键技术和生产设备的自主研发、二次创新，能够大大降低生产成本，增加产业收益。

图1 需求富有弹性示意图

图2 需求缺乏弹性示意图

(二)海水淡化市场规模

由于水资源问题日益突出，自20世纪70年代以来，全球已有120多个国家利用海水淡化技术作为生活用水的重要来源，已建成海水淡化厂1.3万多座。中东和地中海沿岸是海水淡化最发达的地区，这里70%的淡水资源来自海水淡化。中东地区的国家虽然石油资源丰富，但水资源非常短缺;地中海国家虽然经济发达，但地中海式气候导致降雨量非常稀少，需要通过海水淡化来解决地下、地表水源不足问题。为了保护本国淡水资源，美国、日本、西班牙等发达国家也建设有相当规模的海水淡化产业。亚洲国家因经济发展快速，对水资源的需求日益增涨，也竞相发展海水淡化产业⑦。2008年全球海水淡化总产量达6348万吨/日，海水淡化工程投资总额达248亿美元，且以每年20% －30%的速度增长。

海水淡化产业市场的巨大需求，国际市场规模庞大，年增长速度10%—30%;海水淡化产业市场除了淡化水供应外，还主要包括工程设计、设备制造、工程安装、技术服务等相关支持行业。全球海水淡化设备年均市场容量约40亿美元。海水淡化是新兴的战略性产业，正处于成长阶段初期，竞争较少、需求巨大，平均利润率高于其他行业的。

三、海水利用业的持续发展离不开科技创新有力支撑

(一)科技创新推动产业成长的生命周期

产品生命周期理论由美国哈佛大学教授雷蒙德·弗农(Raymond Vernon)于1966年在其《产品周期中的国际投资与国际贸易》一文中提出。该理论把产品生命周期分为三个阶段:新产品的初始期、成长期和成熟期，揭示了产品在生命周期各阶段所表现出的劳动、资本等要素密集特点各不相同，同时扩展了技术、研发等科技进步要素的含义，突出了科技创新对产品生命发展的重要性。

海水利用产业生命周期来源于海水利用产品生产周期，是指海水利用产业从产生到成长再到衰落的发展过程。海水利用业作为新兴产业，处于产业的导入阶段，产品属于知识密集型，技术尚处于发明创新阶段。这一阶段由于技术不成熟，产品生产规模小，制造成本高，产品销售价格偏高，造成销售缓慢，企业利润较低甚至为负值。依据产品生命周期理论，这一阶段所需资源主要是发达的科学知识、大量的研究经费和高素质的劳动力，因此，科技创新直接影响海水利用产业成长的生命周期，只有加强科技创新，才能增强产业的竞争力，实现产业的快速成长。科技创新是海水利用业产品升级、产业发展的关键要素。

(二)科技创新是产业结构优化升级的根本推动力

产业经济理论认为，产业结构的升级源于高新技术开发、引进、应用和扩散所带动的新兴产业的发展和传统产业的改造。在产业结构的主要影响因素中，技术因素是最具有能动性的要素。同时，从世界经济发展实践看，科技创新是世界各国经济快速健康发展、产业结构优化升级的主要推动力。据相关资料显示，20世纪初，发达国家的经济增长只有5% －6%是靠技术进步取得的，到了20世纪70年代，经济增长已有60% －80%是靠技术进步取得的，80年代以后，产品的科技含量比以往提高了许多倍，技术更新的速度越来越快⑧。理论和实践都说明只有科技不断创新和进步，才能实现产业良性成长，经济快速持续健康发展。

科技创新主要从供给和需求两个方面，通过影响海水利用业的投入产出状况、生产要素的配置及转换效率，推动海水利用业的发展，实现产业结构变革。从供给方面看，科技创新通过提高劳动者素质，改善海水利用业的物质技术基础，扩大劳动对象范围，提高管理水平等途径，对产业结构产生直接影响;从需求方面看，科技创新通过影响海水利用生产需求、消费需求以及出口，对产业结构产生间接影响。

四、科技创新与海水利用产业发展互动机制设计

有效的科技创新与产业发展的互动机制是海水利用产业健康快速发展、科技持续进步的根本动力。海水利用产业发展战略、产品结构调整优化，已经与科技发展紧密结合，形成一个产业创新发展的复杂系统，即科技创新与海水利用产业发展互动机制。

结合国内外学者关于科技创新体制的相关研究⑨，将这一复杂机制设计为六大有机模块:(1)政府管理，(2)产业战略，(3)科学研究与创新，(4)企业对新技术的应用，(5)市场需求，(6)服务平台(主要包括中介机构、金融机构、法律服务机构等相关支撑机构)。这六大模块相互衔接、相互作用、相互影响，构成科技创新与产业发展互动作用机制的基本模型(见图3)。

图3 科技创新与产业发展互动作用机制模型

(一)政府管理

政府管理在科技创新与产业发展互动作用中发挥重要宏观协调作用，同时具有方向指引作用。完善创新机制，优化创新环境是政府管理模块的主要功能。为此，政府要加快职能转变，以过去直接组织科技创新活动为主，转向以宏观调控、创造良好环境和条件、提供政策指导和服务、促进各组成部门间和国际间的交流与合作为主，建立基于市场经济的创新资源分配激励机制，确保创新资源和要素流动与互动的公平竞争，不断优化创新环境，有效发挥宏观引导作用。

同时，由于海水利用产业是新兴产业，政府管理要加强宣传力度，提高海水利用重要性认识;加强公众的水资源忧患意识、从战略的高度充分认识海水利用的重要性和紧迫性;加强技术培训和交流，因地制宜地引导地方海水利用产业发展。

(二)产业战略

产业战略明确产业发展重点和方向。基于当前海水利用领域科技水平，国家及各级地方政府按照科学统筹、因地制宜的基本原则，全面分析沿海省市海水利用面临的形势、任务，明确海水利用的发展目标、发展重点、区域布局，规划一批重点海水利用项目，确定促进各沿海省市海水利用持续发展的政策与措施。同时这些发展重点、发展方向、重点项目又成为该领域科技工作者创新突破的方向。只有当某一领域科技取得新突破、新进展时，产业战略目标才能实现。因此，科学合理的产业战略是科技创新与产业发展良性互动的前提。

(三)科技创新

科技创新是互动机制的核心，尤其对于海水利用产业。海水利用产业是高新技术产业，高新技术是产业发展的引擎和加速器。这一模块的主要发展方向是:促进产学研结合，加快海水利用创新与成果转化;充分发挥政府组织协调作用，采用以资产为纽带、利益共享、风险共担、政府政策扶持的市场化运作方式，引导和促进产学研结合的健康发展;进一步强化海水利用政产学研的协同作用，建立有效的合作机制，通过政策环境优化、加大科技投入、科技成果转化、联合攻关及合作研发等方式，实现海水利用自主技术创新各环节的有机对接和融合，加快推进海水利用产业化发展;建立海水利用科技创新协调推进组为产学研结合工作的组织领导核心，促进政府、涉海企业、涉海科教机构和社会中介组织间的协同合作，形成上下左右联动，共同推动海水利用科技创新。

(四)企业应用

新技术的产生并不等于新产业的形成，要使科技成果转变为现实生产力，形成经济和社会效益，就需要科技成果转化这一重要环节。企业对新技术的应用就是科技成果产业化，是连接科技与产业的桥梁纽带。科技成果能否有效转化是科技创新与产业发展良性互动能否实现的关键。

企业对新技术的应用是一项复杂的、涉及面广泛的系统工程，需要政府及其部门、科研院所、企业和投资者的集体参与才能成功实施。概括起来，科技成果产业化模式大致可以分为四种:(1)科技界主导型模式，是指大学和科研院所自办生产企业，使大学和科研院所在自己的直接组织和调控下实现科技成果的产品化、商品化和产业化。其本质是大学和科研院所既是科研的主体，同时又也是生产的主体。(2)“企业界”主导型产学研结合模式，是指在科学技术转化为生产力过程中，由企业来实现科技活动与经济活动的有机结合。企业自己主持基础研究、应用研究、开发研究、产业创新和新产品市场营销等全部流程。(3)“科技界—企业界”联合型模式，是指在保持大学、科研院所和企业各自原有体制及各自利益的前提下，为实现科技成果转化，利用各自的要素占有优势，分工协作、共同实现一项科学技术创新过程的行为。这种模式更突出体现功能互补的优势，目前已成为技术创新，尤其是高新技术领域创新的主要模式。(4)政府主导型:在该模式中，政府起到的作用至关重要。在前期准备阶段，政府负责组织协调，为学研机构提供需求信息，为企业提供技术咨询、项目对接服务，帮助开展项目申报，确定责权利等;合作结束后，政府负责技术推广、项目包装，召开合作研讨会等。

(五)市场需求

市场需求是科技成果能否有效转化的晴雨表，也是科技创新与产业发展互动机制的又一重要协调机制。科技创新与海水利用产业发展良性互动机制要求互动主体在遵照政府引导的同时，要充分依靠市场机制，以产业技术创新需求为导向，围绕形成海水利用产业竞争力的根本目标，以企业为主体，以战略性新兴领域为重点，建设一批产业技术创新战略联盟，联合开展产业关键共性技术攻关及工程化开发，促进产业技术创新链的形成，提升产业核心竞争力。

(六)服务平台

服务平台主要指各类科技孵化平台、科技中介服务组织、金融服务机构、法律服务平台等，是科技创新与产业发展互动机制的支撑平台。为了加强平台的支撑作用，推动互动机制的良性运转，必需整合现有科技孵化资源建设孵化器信息网络，提升科技孵化平台的服务功能，鼓励各类服务机构和投资者建立股权激励机制，拓展服务内容和层次。

科技创新与新兴产业发展的良性互动具有技术和资本双重依赖性，除了大量知识创新外，资本高度密集。加大投入的途径主要有:实施有效的财税政策，积极制定优惠政策，鼓励沿海企业开发利用海水资源的。如对海水淡化生产企业购置生产设备和技术改造适当降低营业税，并给予贴息贷款;对海水利用企业、海水利用技术开发及专业设备生产厂家，给予一定期限的免征所得税的优惠政策⑩，实际发生额扣除的同时，允许再按实际发生额50%在税前加计扣除，允许实行加速折旧⑪;拓宽融资渠道，支持证券公司、期货公司通过增资扩股、收购兼并等方式，优化整合资源，建立国家、地方、企业多元化、多渠道稳定可靠的海水开发利用投入保障体系。

［注释］

①R.Sheikholeslami，Strategies for future research and development in desalination－challenges ahead，Desalination 248(2009)218–224.

②UN Water，Coping with water scarcity，A Strategic Issue and Priority for System －Wide Action，2006.

③2030Water Resources Groups，Charting OurWater Future－Economic Frameworksto Inform Decision－Making，2009.

④Kim Choon Ng，Kyaw Thu，Youngdeuk Kim，Anutosh Chakraborty，Gary Amy，Adsorption desalination:An emerging low－cost thermal desalination method，Desalination308，(2013)161–179.

⑤产业组织理论中技术创新思想的演进与发展，http://www.chinavalue.net/Management/Article/2007－3－6/58316_2.html.

⑥高小玲，王春晓，高健:《基于“钻石模型”的上海海水淡化产业模块化发展研究》，《华东经济管理》，2009年第4期。

⑦惠绍棠，阮国岭，于开录等:《海水淡化与循环经济》，天津人民出版社，2005年。

⑧山西科技创新与高新技术产业发展研究，山西统计信息网。

⑨王革:《科技与经济社会发展互动机制及其模型设计》，《现代财经》，2010年第1期。

⑩李爱春:《加快我国海水利用产业化发展之我见》，《技术与市场》，2008年第6期。

⑪杨尚宝:《关于我国海水淡化产业发展的政策思考》，《水处理技术》，2008年第1期。