标准化、科技创新与新能源发展的关系研究

郝素利，石芬芬

(中国矿业大学(北京)管理学院，北京 100083)

1 研究背景

随着能源问题日益严重以及传统能源在使用过程中引发的环境污染、环境破坏等一系列生态问题，节能减排已成为未来发展的趋势[1]。在巴黎联合国气候大会上，我国作出到2030 年碳排放将会达到峰值，同时碳排放强度将较2005年下降60%～65%的承诺。十九大报告指出我国经济进入高质量发展阶段，而能源工业的发展在经济高质量发展中有着重要的意义。同时还强调绿水青山就是金山银山，倡导节约资源和保护环境。这一系列行动均体现了我国对保护环境和节能减排的重视程度，并且将发展非化石能源列入到国家战略发展层面。新能源是非化石能源中的一类[2]，能够推动能源的高质量发展，并且帮助我国完成节能减排的目标和承诺。

科技创新是现代能源工业体系发展的核心动力，并且起到了战略支撑的作用，科技创新不仅能够促使传统能源被更清洁、低碳和高效化利用，而且对于非化石能源也可以实现其规模化达到降低成本的效果，所以科技创新在保障我国能源的充分供给、清洁低碳和高效利用的方面具有重要的作用。而标准化作为经济社会发展的 “助推器”，是各产业发展不可或缺推动工具[3]。在科技成果转化中，标准有桥梁和纽带的作用[4]，科技创新的过程又是标准水平提升的重要手段和动力。目前我国已经初步探索并形成了相关新能源标准体系及关键标准项目，标准作为行业准则及规范要求，成为行业发展的重要推力。本文对标准化、技术创新与新能源发展的关系进行分析，同时运用协整理论进行实证分析，并为我国标准化、科技创新在新能源高质量发展中的工作提出了相应的建议。

2 标准化、科技创新促进新能源发展机理分析

2.1 科技创新是新能源发展的源动力

科学技术的推动作用一直都是人类进步重要的革命力量。马克思曾明确指出：“在固定资本中，劳动的社会生产力表现为资本固有的属性；它既包括科学的力量，又包括生产过程中社会力量的结合，最后还包括从直接劳动转移到机器即死的生产力上的技巧”。就能源领域而言，发展的第一动力就是科技创新，通过科技创新可以采用新的能源模式，才能保证现代化能源系统在未来更加具有竞争力和可持续性。而新兴产业出现往往伴随着新技术的产生和应用[5]，各国将新能源和信息技术作为目前重点发展的领域，并将关注点集中在新能源的高端领域的技术研究上，并且在新能源领域内已经取得许多科技成就。进入21世纪以后，科技革命的新时代来临，一些技术革命性突破已经展现出来，在这场技术革命中，要有需求的拉动及创新的驱动。同时，我国《能源发展“十三五”规划》强调要建立一个清洁、低碳、高效的现代化系统来开展一场技术革命。由此可见，科技创新是能源行业发展的根本动力，是提高能源利用率、增强能源安全性的必要手段[6]，除此之外，许多学者对技术创新与新能源发展进行分析,且研究集中于促进论。莫神星[7]指出在建立现代化能源体系中应充分发挥科技创新的引领作用，为其提供动力基础。任海军等[8]从内生增长视角分析了技术创新、结构调整与能源消费的作用机理。李华晶等[9]研究了新能源上市企业的绿色技术创新绩效。李苑艳等[10]对生物质能源产业中的创新政策进行了理论与实证研究。陈庭翰[11]提出汽车产业整体发展的主要影响因素是技术创新能力和产业发展的不协同现象。张清辉等[12]对新能源汽车的创新程度进行分析，并为企业进入市场的时机提出相关建议。

2.2 标准化是科技创新与新能源发展的纽带

能源问题逐渐成为关注的焦点，能源领域的标准也随之被重视起来，解决能源问题的途径是“溯本”和“求源”，其中“溯本”就是节能降耗，提高利用效率。而“求源”则是指寻求新的能源[13]。在新能源发展过程中，标准化不仅可以帮助新能源企业加强能源管理、淘汰落后设备[14]，而且技术标准可以有助于减缓弃风、弃电现象，提高新能源的利用效率。标准化与新能源的关系不仅仅是单向关系，新能源高质量发展对标准的制定也会提出新的需求，促使标准制定的质量逐渐提升。此外，标准与技术创新的关系也一直都是学术和实践界探讨的重点问题。众多研究认为，标准是一把双刃剑，，一方面作为科技创新的平台，能够促进科技进步，另一方面次优标准阻碍了科技创新，比如键盘标准。李春田[15]在标准化概论中提出标准与技术创新是互相促进的；在2004年《标准化与创新——社会发展的动力之源》一文中，对创新、标准促进创新的作用机制进行了分析[16]；并在《标准化在市场经济发展中的作用——标准化与创新》系列讲座中进一步提出，创新是社会发展的动力之源，企业以技术创新为本，管理创新是技术创新的保障，标准化是创新的支持平台；2013年在创新竞争与企业标准化中，提出了标准化平台建设的相关建议，为企业创新提供支撑。李春田对标准化作用机理的分析，为标准化促进技术创新的研究提供了理论支持，潘海拨等[17]在技术标准与技术创新协同发展关系研究中提出了技术标准双刃剑作用下的创新规律；赵树宽等[18]对技术标准化与产业竞争优势关系进行了分析；高照军等[19]研究开放式创新与技术标准制定之间的关系；舒辉等[20]对技术创新、专利、标准的协同转化路径进行了研究。上述研究表明标准化与科技创新有促进关系，但技术标准对科技创新的抑制现象依然存在。

2.3 标准化、科技创新促进新能源发展的作用机理

根据上述对标准化、科技创新与新能源发展关系的理论研究可知，标准化、科技创新与新能源发展之间存在着互相促进、互相约束的关系，其作用机理如图1所示。

由图1可知，标准化过程就是标准“制定—实施—修订”过程，标准化通过统一产业中的技术标准来提高技术方面的兼容性；通过规范市场环境，形成有序的竞争环境；通过标准化生产，实现新能源产业的规模化发展，降低成本。而科技创新的过程是知识经验的“创新—推广应用—再创新”的过程，技术创新是通过促进技术进步、加快产业升级等方面促进新能源行业的发展并且通过成果转化降低生产成本。此外，标准化过程和科技创新的过程都是知识经验的形成、应用以及在提升的过程，在此期间，科技创新的成果为标准的研制和修订提供基础，反过来标准化为科技成果应用提供了平台。

图1 标准化、技术创新与新能源发展的作用机理

3 标准化、科技创新促进新能源高质量发展的案例分析

3.1 电池技术遇瓶颈

我国新能源汽车的整体排名在电动车发展指数中位居第一，其保有量接近200万辆，整体分布结构为“南高北低”，北京以南占80%，而在我国东北地区相对较少，尤其是寒冷地带。其中主要的原因是北方地区每年有一半的时间在0℃以下，而电池单体的整个性能在此期间会有明显衰减现象，所以这种长期的低温环境严重影响着新能源电动汽车在北方市场的发展。那么要想在北方地区发展新能源汽车，面临的第一大挑战就是突破低温环境的制约，在低温环境下应用需着重解决电动汽车的充电时长、续驶里程、空调采暖等问题，如果这些关键问题不解决，那么新能源电动汽车在北方地区的发展将会更加地困难。

3.2 “技术创新+标准”助力突破瓶颈

为了促进动力电池的技术创新和进步，吉林省电子协会打造了第三方平台，并在东北地区成立标准化组织，开展标准化工作。经多方努力，寻找到了电动汽车在低温环境运行的影响因素，并对高寒地区新能源汽车进行了定义，发布了4项团体标准。在2018年1月这四项高寒团体标准在黑河进行贯标活动，通过与电池厂共同开发，使单体性能从源头上得到较大的改进，并且经过多次测试和验证改善后的电池效果，其效果良好，且整车在环境舱转鼓上，经测试后未出现任何故障。这四项团体标准不仅填补了现有新能源汽车相关标准空白，而且打破了市场壁垒，促进关键技术产业化的发展，提高了在国际领域内的话语权。

3.3 标准“化”促进成果扩散

一汽集团通过建设标准体系，实现了电池低温性能的技术创新，开拓新能源汽车的北方市场。此外，一汽集团已经将这四项团体标准在企业内部进行落地且做了初步的验证试验，通过与电池厂的共同合作，可以从源头上面严格控制电池的性能，并将标准体系的建立和实验的研发作为以后发展的方向。此外，由于电池的性能不断得到提升，对电池的生产和制造也都会有新的要求，

通过上述案例研究发现标准化、技术创新与新能源发展之间的关系是紧密相连的，通过三者之间的相互作用，解决了关键性的技术问题，使新能源汽车在高寒气候下的发展也不受限制，从中也可以看出技术创新是新能源发展的源头，标准是技术创新的平台，通过两者之间的有机结合，促进新能源的高质量发展，通过标准化、科技创新与新能源发展的作用机理研究和新能源汽车的案例分析之后，可知标准化、技术创新对新能源的发展均有相互促进作用，为了进一步证实两者与新能源发展之间的关系，下面运用协整理论对标准化、科技创新等因素与新能源发展的关系进行实证研究。

4 标准化、科技创新与新能源发展关系的实证研究

4.1 数据来源及趋势分析

在新能源发展过程中，除技术创新、能源标准化之外，还包括新能源的政策支持、能源的价格、二氧化碳排放量、资金的投入等等[21]，其中能源领域的政策目标直接影响到中国工业绿色经济发展和规模发展[22]。经研究表明，能源的价格能够影响能源产业的发展[23]，二氧化碳排放量能衡量低碳能源在能源消费结构中利用情况，所以上述因素均是新能源发展过程中的关键影响因素。根据研究的目的和意义以及数据的可获得性和真实性，本文以新能源的生产量代表新能源发展并作为被解释变量,以新能源科技创新经费投入、国际石油的价格、二氧化碳排放量、新能源国家标准的存量作为解释变量进行实证研究。

(1)新能源发展的数据来源及趋势分析。新能源产业内容丰富，类型较多，有太阳能、水能、风能、核能、地热能、潮汐能等[24]。考虑到各类能源数据的可获得性，本文选取中国能源统计年鉴中1990—2017年的水电、风电、核电等一次能源的生产量代表新能源的发展状况，其趋势如图2所示。

图2 新能源的生产量

由图3、图4可知，国家标准存量从1990年1月1日的216项上升至2017年12月31日1 579项，现行有效的行业标准截至2017年12月31日达到522项。

图3 新能源国家标准的存量趋势

图4 新能源现行有效行业标准趋势

(3)新能源科技创新投入数据来源及趋势分析。在科技创新方面，本文选取1990—2017年《中国科技统计年鉴》中工业行业中电力、热力、燃气、水生产和供应企业的科研经费投入作为新能源企业的科技创新投入状况，其趋势如图5所示。

图5 新能源科技经费投入趋势图

除上述新能源生产量、新能源国家标准存量以及新能源科技创新投入数据外，选取国际石油的价格来代表能源的价格，其中能源价格的数据取自WTK、Brent两大原油市场价格年平均值，最后折算为人民币来表示。新能源科技创新的投入选自《中国科技统计年鉴》中的电力、热力、燃气及水生产供应企业的科技经费投入，1990—2014年二氧化碳的排放量取自世界银行，2015—2017年二氧化碳数据来自公开资料整理。

4.2 协整理论及误差修正模型的构建

(1)变量的选取和模型的构建。通过对各个变量进行对数化处理来消除时间序列中异方差现象，以新能源生产量(LNY)作为因变量，以科研经费投入(LNX1)、国际石油的价格(LNX2)、二氧化碳排放量(LNX3)、新能源国家标准存量(LNX4)作为自变量建立多元线性回归模型，则多元回归模型如下：

LNY=β0+β1×LNX1+β2×LNX2+β3×LNX3+β4×LNX4+μi

(1)

公式(1)其中β1,β2,β3,β4为科技创新投入(LNX1)、国际石油的价格(LNX2)、二氧化碳排放量(LNX3)、新能源国家标准存量(LNX4)回归系数，μi为误差项。

(2)误差修正模型。误差修正模型(ECM)将平稳时间序列和协整分析组合而成，是一个短期调节的过程，主要作用是为了使变量之间处于长期的均衡状态[25]。其中一阶单整的修正模型为：

(2)

4.3 实证结果分析

本文利用EViews8.0软件对新能源生产量(LNY)、研发经费投入(LNX1)、国际石油的价格(LNX2)、二氧化碳排放量(LNX3)、新能源国家标准存量(LNX4)进行ADF检验，其检验结果如表1所示。

表1 各变量的ADF检验

表1(续)

由表1可知，LNY、LNX1、LNX2都是一阶单整的，LNX3、LNX4与LNY不是同阶的，为了进一步确定二氧化碳和国家标准的存量与新能源生产量之间的关系，本文对X3、X4进行ADF检验，结果发现X4在一阶差分之后是平稳的，但X3在一阶差分之后不平稳，说明在统计学上，二氧化碳排放量(X3)与新能源发展(LNY)不具有长期协整关系，所以在此对LNY、LNX1、LNX2、X4进行协整分析，其初步回归结果为：

(3)

表2 多重共线性检验

由表2中可知，科研创新经费投入(LNX1)与国家标准存量(X4)的相关系数高达0.936，初步确定LNX1与X4之间存在严重多重共线，说明科技创新与国家标准存量具有明显的正相关作用。采用逐步回归的方法解决多重共线性问题，分别对LNY、LNX1、LNX2、X4做一元回归，其结果如表3所示。

表3 逐步回归结果分析

从表3可知，按R2大小排序为X4、LNX1、LNX2，其中拟合程度最好是X4， 其中R2=0.981，因此，以X4的回归方程为基础，依次加入LNX1、LNX2两个变量，首先加入LNX1，其回归结果为：

(4)

LNY=7.266+0.133×LNX2+0.002×X4

(5)

(30.672) (2.448) (19.825)

R2=0.985，DW=0.833，F=800.448

加入LNX2之后R2=0.985，与初步回归的结果相比，回归方程(5)的拟合效果更好，且变量满足显著性要求，此外，变量的经济意义及统计性质合理，所以应保留LNX2变量。在消除多重共线性之后，由于解释变量X4未进行对数化处理，应对其进行异方差的检验，其检验结果P(F(5,22))=0.744 9>0.05，说明该模型不存在异方差现象。

从回归方程(5)可知，虽然R2=0.985拟合效果较好，但DW=0.833，说明该模型存在序列自相关现象，加入AR(1)来消除序列自相关现象，其回归结果如表4所示。

表4 加入AR(1)的回归结果分析

表5 回归结果分析

由表5可知，R2=0.987可知模型的拟合效果较好，DW=1.868说明该模型已无自相关，其回归方程为 LNY=7.782+0.002×X4+[AR(1)=0.563]对残差进行检验，P=0.001 2说明残差稳定。为了保持这种长期稳定的状态，必有一种短期的调节机制存在，根据公式(2)误差修正模型，去除其中的不显著项ΔX4,标准存量与新能源发展的误差修正方程为：

由于共线性问题，在上述研究中将科技创新的影响因素剔除掉了，为研究科技创新与新能源发展的关系，将国家标准存量剔除，对科技创新、国际石油价格与新能源的发展关系进行实证研究，其回归结果为：

LNY=2.287+0.386×LNX1+0.487×LNX2

(6)

(4.234) (5.638) (3.880)

R2=0.887，DW=0.384，F=97.930

从回归方程(6)可以看出，LNX1与LNX2通过了显著性检验，且拟合效果较好，但是DW=0.384,存在显著的序列自相关序列，加入AR(1)消除自相关现象，去掉不显著的常数项，回归结果如表6所示。

表6 回归结果分析

LNY=0.614×LNX1+0.371×LNX2+[AR(1)=0.784]

对残差进行检验，P=0.001 1说明在5%的显著性水平下，说明科技创新投入经费(LNX1)、国际石油的价格(LNX2)与新能源生产量(LNY)具有长期协整的关系，代入误差修正模型中，其系数为0.001 8。

5 结论及建议

5.1 结论

本文通过分析标准化、科技创新与新能源发展的关系分析，以新能源科技创新经费投入、国际石油价格、二氧化碳排放量、国家标准存量作为自变量，以新能源发展作为因变量，进行了标准化、科技创新与新能源发展的实证研究，得到以下结论：

科技创新与新能源发展之间存在着长期协整的关系，且具有明显的促进作用，其协整方程为LNY=0.614×LNX1+0.371×LNX2+[AR(1)=0.784]，科技创新经费投入每增加1个单位，则新能发展增加0.614个单位，国际石油的价格每增加1个单位，新能源发展增加0.371个单位。当三者出现非均衡状态时，将以0.001 8的作用进行调节，使之回到长期均衡的状态。

标准化与新能源发展之间存在着长期协整关系，且具有明显的促进作用，回归方程为 LNY=7.782+0.002×X4+[AR(1)=0.563]，说明标准每增加1个单位，新能源发展的将增加0.002个单位。当这种长期稳定的状态出现不均衡状态时，修正模型将以0.307进行调整。此外，科技创新的投入与国家标准存量具有严重的共线性，其相关系数高达0.936，表示标准化对科技创新的投入有显著的促进作用。

5.2 建议

根据研究结论，国家标准存量、科技创新与国际石油价格对新能源的发展均具有促进作用，为了使新能源更快的进入高质量阶段，结合目前新能源领域内标准化、科技创新的发展现状，具体建议为：

在科技创新方面，首先，国家应建立适应时代发展的科技创新制度，营造融洽的科技创新氛围，减少科技创新资源封闭现象，实现资源的最优配置，新能源作为我国能源高质量发展进程中关键部分，国家应充分给予政策支持，推动技术进步。其次，应加大新能源技术的研究，促使高效发展。虽然目前弃风限电现象有所好转，但是仍然有大量的损失，2017年因弃风限电造成的损失量为419亿kW·h，弃光限电损失量约为73亿kW·h，其中甘肃、新疆、吉林、内蒙古、黑龙江等地区的弃风率达到10%以上。从上述数据表明目前我国的风电消纳的技术有待提高，应加强这方面技术的研究，减少弃风弃光现象，提高能源效率。最后，应加大新能源产业高科技人才的培养，发挥创新性人才的能动性，实现新能源产业的技术创新。

在标准化方面，首先，国家应制定适宜的标准化发展模式。结合新能源产业发展现状，有重点的推动和实施标准化活动，利用标准化促进技术进步，促使新能源向高质量方向发展。其次，加大技术标准的培训工作。加强对新能源产业利益相关方标准化教育的关注度，根据不同的使用对象，制定标准化教育模式，提升对标准的认知层次，加快技术标准与技术创新的转化过程。最后，加强标准化与新能源发展之间的协调性。一定的滞后期下，国家标准存量是新能源发展的格兰杰原因，反之则不是，所以尚未形成互动反馈机制，应加强两者之间的协调性，使其形成互动反馈机制。