基于改进密切值法的区域工业绿色技术创新能力评价

（中国矿业大学（北京）经管学院北京 0008） （河北工程大学土木工程学院邯郸 05608）（河北工程大学建筑与艺术学院邯郸 05608）

引 言

作为经济增长的主要动力源泉之一，工业是提高人民生活水平和国家综合实力的有力保障，世界各国高度重视工业经济的发展，美国自2012年相继出台了 《先进制造业国家战略计划》、 《重振美国制造业和创新法案》以及 《国家制造业创新网络计划》，德国提出了以智能制造为基础的“工业4.0”战略，日本为了保持本国工业在世界的领先地位，提出了 “再工业化”战略，我国政府出台的 《中国制造2025》为我国工业发展指明了方向。由于长期粗放式的经济增长方式，工业在我国经济高速增长中做出重要贡献的同时，也给环境带来了严重污染。绿色发展是新时代我国经济社会发展坚持的五大发展理念之一，工业绿色发展迫在眉睫，探究区域工业绿色创新发展潜力对推动我国经济高质量发展、建设现代化强国具有重要意义。

当前，国内外学者对工业绿色创新进行了大量的研究，主要包括以下几个方面：

（1）绿色技术创新影响因素。Chen等基于技术发展的角度指出提高企业的绿色创新有利于提升自然资源利用效率［1］；Hart基于市场视角提出绿色创新可促进企业能力提升，并进一步赋予企业竞争优势，即经济效益驱动企业市场竞争，主要涵盖财务、人力资源以及企业处理其与自然环境关系能力等层面，企业实施绿色创新战略是其获取竞争优势资源的关键途径［2］。刘红明对工业绿色化的内涵进行了定义，归纳总结了影响工业绿色化的宏观因素、中观因素和微观因素，分析了各影响因素之间相互作用机理［3］；毕克新等在进行绿色绩效评价时考虑了经济因素、社会因素和生态因素，以我国30个省份为例，开展了不同区域绿色创新的差异研究，从技术推动、市场拉动和环境约束的角度提出了缩小绿色创新绩效的对策和建议［4］；吴传清和黄磊以长江经济带为例对工业绿色发展影响因素的作用机理进行分析，认为产业升级水平、人力资本、能源利用结构以及对外开放水平是影响工业绿色发展的关键因素［5］；杨立成和田红娜基于技术生态的视角分析了制造业绿色技术创新的影响因素，指出企业保护和政府保护均对绿色技术创新有正向的作用［6］。

（2）绿色工艺创新能力评价。Wenbo从要素、环境、经济、社会和管理5个方面构建了生态工业园生态绩效评价指标体系［7］；Braun和Wield从对环境的影响和生产水平角度出发，指出绿色创新能力是减少环境污染、减少原材料和能源消耗所使用的技术和工艺［8］；田红娜等构建了绿色工艺创新能力的评价模型，以我国29个制造业为研究对象开展实证研究，并对我国制造业绿色创新能力进行分类评价［9］；杨浩昌等从经济发展、技术创新和资源保护的角度构建了绿色竞争力评价指标体系，利用灰色关联法对我国各区域的制造业绿色竞争力进行评价［10］；李琳和王足基于遗传算法和投影寻踪模型对我国区域制造业绿色竞争力进行评价研究，指出我国绿色竞争力虽然不断提升，但是整体水平仍然相对较低［11］；孙薇等从经济、科技、社会和环境的角度对江苏省的绿色竞争力进行了评价，并对绿色竞争力变化的原因进行剖析［12］。

（3）绿色技术创新效率研究。Yalabik和Fairchild运用计量方法验证了竞争压力、消费者因素、环境规制因素对企业绿色技术创新效率与决策具有较大影响［13］；丁显有等综合利用全局超效率模型和耦合协调度模型开展了长三角城市圈工业创新发展效率评价，指出江苏的创新整体效率低于上海和浙江，苏北的效率低于扬子江城市群［14］；杨立生等构建了企业绿色持续创新的效率测度模型，从投入和产出的角度提出了改进企业绿色持续创新的政策建议［15］；李晓阳等对我国省域的工业绿色创新效率进行了测度，分析了我国工业绿色创新效率发展现状，指出产业升级、软环境建设和市场化改革是提升我国工业绿色创新效率的关键［16］；罗良文和梁圣蓉测度了我国工业企业绿色创新效率，对绿色创新效率影响因素进行分解，指出我国各省区绿色创新效率的根源［17］。

通过对目前的文献进行梳理发现，对区域工业绿色技术创新评价的成果较为重视发展水平和影响因素分析，这些成果为本文的深入研究提供了有力支撑，而从创新活动全过程所涵盖的投入、产出与保障功能角度所开展的研究还不多，为本研究的开展提供了切入点。基于熵权法和密切值法对区域工业绿色创新能力进行评价，并对我国不同区域的工业绿色创新能力差异进行分析，探究不同区域绿色发展差异，对提高区域工业绿色创新水平、推动绿色发展和实现工业提质增效、支撑经济高质量发展具有重要的理论价值和现实意义。

1 区域工业绿色技术创新评价指标体系

工业绿色技术创新是指在一定的创新资源保障下，通过资本、劳动力和物质等创新要素的投入，开展绿色创新活动，获得一定的创新产出，实现经济社会可持续发展的过程。工业绿色技术创新能力是绿色技术创新水平的综合表现，因此将工业绿色创新能力概括为绿色技术创新保障能力、绿色技术创新投入能力和绿色技术创新产出能力3个方面。其中绿色技术创新保障能力是开展创新活动的前提保障，绿色技术创新投入能力是指绿色技术创新投入的实质性资源量，决定绿色技术创新产出的规模和质量。绿色技术创新产出能力是绿色技术创新活动的目标和最终体现。

工业绿色创新活动的有效开展涵盖了绿色技术保障、绿色技术投入和绿色技术创新产出的全过程，在具体指标选取上，按照科学性、全面性、数据可获得性和可比性的原则，确定了工业绿色技术创新能力评价二级指标体系，如表1所示。

表1 区域工业绿色技术创新能力评价指标体系

续 表

绿色技术保障能力指标。（1）经济水平。较高的经济水平能够为绿色技术创新顺利开展提供资金保障，采用人均GDP衡量；（2）技术支撑。高校、科研机构等创新主体能够为工业绿色技术创新提供基础研究平台，为绿色技术创新提供技术支持，采用高等学校数量衡量技术支撑能力；（3）技术水平。相对较高的技术水平能够使得企业对新技术时刻保持敏感度，抓住创新的机会概率相对较大，专利是创新的产物，体现区域的技术水平，发明专利的技术含量、受市场的认可度更高，因此采用万人专利申请数量衡量。

绿色技术投入能力指标。（1）创新资源投入。企业在绿色技术创新方面努力程度，参考国际上通用做法，利用研究与开发 （R＆D）经费投入强度衡量；（2）人才投入质量。工程技术人员是开展绿色技术创新的载体，创新人员素质越高，创新的能力越强，创新产出越多，采用科研人员硕士以上人员比例衡量；（3）非R＆D资金投入。作为绿色技术创新投入能力的补充指标，最大限度的反映了科技创新方面的投入，采用环境治污投资比例衡量。

绿色技术产出能力指标。（1）经济效益。绿色技术创新会产生一定的市场效益，通过技术创新成果转化和市场价值体现，采用新产品销售收入占工业增加值比例衡量；（2）环境效益。绿色技术创新效益体现在污染物排放上，一般采用三废的排放情况来反映，为了简化指标，采用单位利润的工业废水排放量衡量；（3）能源效益。综合能耗产出率是指单位综合能源消耗量的生产总值，体现能源消耗产出，该值越高，能源效益越好，采用万元GDP能耗消耗衡量。

2 基于改进密切值法的评价模型构建

目前的评价方法中主要包括主观评价和客观评价两种［18］，其中最典型的主观评价方法是层次分析法，该方法涉及较多的定性指标，主观因素较强［19］，客观评价包括聚类分析法、灰色关联度分析法、熵权法和模糊综合评价法等。其中聚类分析方法不适合于样本较大的情况，灰色关联方法目前发展尚不成熟，具有一定的局限性［20］。密切值法是一种系统工程评价方法，基本思想是先确定指标的理想点和负理想点，计算评价对象每个指标距离理想点及负理想点距离，结合各指标的权重将多指标综合成单指标评价，计算方法相对简便，广泛应用于比较和评价研究中。本文引入了熵权对密切值法进行改进，有效消除主观因素的影响，提高了评价结果的可靠性。

2.1 熵权法原理

在信息论中，熵值反映测量系统中的不确定性，不确定性越大，信息量越小，熵值就越大。熵值法根据各指标信息量的大小计算权重，权重计算值具有较强的客观性，能够克服主观法确定权重的缺陷。假设评价对象样本的数量为m，评价指标的数量为n，评价系统的样本数据用矩阵X＝｛xij｝m×n（i＝1，2，…，m，j＝1，2，…，n） 表示，其中矩阵的元素xij为第i样本点的第j项评价指标值。熵权法的计算步骤如下：

（1）归一化处理。由于各指标体系的量纲和相关性不同，为了便于评价，对评价系统的样本数据矩阵进行归一化处理，得到无量矩阵Vm×n。

对于正向指标：

对于负向指标：

（2）计算第j项指标的熵值，其表达式为：

式中：k＞0，是与m有关的常数，其数值为。

（3）利用熵值计算第j个指标的差异系数，当指标的差异性越大时，其熵值越小，对评价的结果影响越大，指标的权重系数相对较大。反之，当指标的差异性越小时，其熵值越大，对评价的结果影响越小，指标的权重系数相对较小。差异系数的数学表达式为：

（4）利用熵值法对指标的权重赋值，权值的表达式为：

2.2 改进密切值法的评价模型

根据样本点数据确定研究对象的理想点和负理想点，理想点C+和负理想点C-的表达式分别为：

在进行距离测度时，采用欧式范数的方法，则第i样本点与理想点、负理想点的距离表达式分别为：

计算各个样本的密切值zi，计算式为：

其中，zi值介于0～1之间，为无量纲值，反映评价对象与理想点、负理想点关系密切程度。若zi＝1，此时的方案为最优决策方案；若zi＝0，此时的方案为最劣决策方案。zi值越大，排序越靠前，说明被评价对象与理想点关系越密切，与负理想点关系越疏远。

在具体评价流程上，确定评价对象和指标体系，搜集样本点数据，利用式 （1）、（2）对原始数据进行标准化处理，得到各指标的权重，根据标准化处理数据确定理想点和负理想点，计算待评价对象与理想点、负理想点的距离，确定待评价对象的密切值，然后开展区域工业绿色技术创新能力评价。

3 实证研究

3.1 数据处理与结果测算

本文以我国各省市为研究对象进行区域工业绿色技术创新能力评价，选取我国30个省份 （考虑到数据的可获得性，西藏及港、澳、台地区除外）2018年数据为实证研究对象，研究数据来源于 《中国统计年鉴》、《中国环境统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》、中经网数据库以及各省市统计局公布的权威数据。对数据进行标准化处理，根据熵权法计算各指标的权重，得到各指标的熵值、差异性系数和权重的计算结果如表2所示。

表2 熵权法计算权值结果

由表2可以发现，万人发明专利拥有量、新产品销售收入占工业增加值比重、人均GDP和环境治污投入的权重较大，这些指标在区域工业绿色技术创新评价体系中的作用和重要性更大，影响程度也相对较大。

计算各指标的密切值对我国区域工业绿色技术创新能力以及绿色技术保障能力、绿色技术投入能力和绿色技术产出能力进行综合评价，评价结果如表3所示。

表3 我国区域工业绿色创新能力评价结果

3.2 实证结果分析

3.2.1 综合评价结果

从综合评价结果上看，2018年我国30个省份的绿色技术创新能力的密切值分布在0.24～0.62之间，地区差异较为明显，工业绿色创新能力最好的地区是北京，最差的地区是青海，密切值为0.24。根据区域绿色创新能力的密切值评价结果，本文将评价结果以每0.1为分界点划分区间，将我国30个省份的工业绿色技术创新能力划分为5类，如表4所示。

表4 区域工业绿色创新能力的区域分类

第Ⅰ类的省份密切值在0.60以上，有1个省份，为北京。北京的绿色技术保障能力位于第2位，绿色技术投入能力位列第1位，绿色技术产出能力位列第4位。这是由于北京作为我国政治、经济和文化中心，拥有雄厚的经济基础，聚集着大量科技创新资源和高端创新人才，在绿色科技保障能力和投入上具有较强的实力，同时随着京津冀协同发展战略的深入实施，京津冀地区绿色发展水平不断提升，也更加重视工业绿色技术创新应用和制造业的高端高质化发展，具有相对较强的基础产出能力。

第Ⅱ类的省份密切值在0.50～0.59之间，有2个省份，为江苏和广东。这两个省份特点基本相同，绿色技术保障能力分别位列第1位和第2位，而在绿色技术创新投入能力方面的排名较为靠后，治理污染投入占地区生产总值的比重有待进一步提升，绿色产出能力较强，说明这两个省份区域工业绿色技术创新绩效相对较高。

第Ⅲ类的省份密切值在0.40～0.49之间，有4个省份，为上海、山东、浙江和天津。其中上海和山东绿色技术保障能力和绿色技术投入能力较强，而绿色技术产出能力相对一般，浙江和天津绿色技术保障能力较强，而绿色技术投入能力和绿色技术产出能力相对一般。

第Ⅳ类的省份密切值在0.30～0.39之间，有15个省份，占全国一半的省市比例。这部分省份在工业绿色技术创新能力的3个一级指标当中有1个指标相对较好、2个指标排名相对靠后。其中湖北和福建的绿色技术保障能力和绿色技术产出能力位于前十，但绿色技术投入能力靠后；安徽、湖南、重庆、内蒙古、新疆和吉林6个省份绿色技术投入能力位于前十，但是绿色技术保障能力和绿色技术产出能力一般；陕西、河南、四川、江西4个省份的绿色技术产出能力位于前十，但是绿色技术保障能力和绿色技术投入能力一般；河北、辽宁和黑龙江3个省份的一级指标均处于中游。

第Ⅴ类的省份密切值在0.20～0.29之间，有8个省份，分别为贵州、山西、宁夏、广西、甘肃、云南、海南和青海，除了宁夏的绿色技术投入能力位于第7位外，这8个省份的其余指标均位于中游或偏下。3.2.2 区域差异

将我国区域工业绿色技术创新能力按照我国四大区域板块进行排序，结果见表5，可以发现区域工业绿色技术创新能力与区域经济发展关系密切，总体上呈现出东高西低、南高北低特征，东部地区相对中西部、东北地区具有明显领先优势。工业绿色技术创新能力排名前9的地区中有8个地区 （北京、江苏、广东、山东、上海、浙江、天津、福建）来自东部经济发达地区，1个地区 （湖北）来自中部地区，且前7名均为东部地区，这些地区对区域工业绿色技术创新的支撑作用较为显著，绿色技术创新投入强度、高层次技术人才集聚水平、区域经济发展水平和创新基础支持能力均位居全国前列，为工业绿色技术创新提供了有力支撑；绿色创新能力排名靠后的10位分别为黑龙江、吉林、贵州、山西、宁夏、广西、甘肃、云南、海南、青海，主要来自东北地区和西部地区，以及东部地区的海南和中部地区的山西，这些地区的绿色技术创新能力较弱。

表5 我国区域工业绿色创新能力的区域排序

从绿色技术保障能力看，地区差异与绿色技术创新能力的区域分布较为相似，也呈现出东部地区明显优于其他地区的特征，这说明工业绿色创新能力与区域技术保障水平关系最为密切，经济发展水平、技术支撑能力和创新水平是影响区域工业绿色发展的关键要素。

从绿色技术投入能力看，投入水平的地区差异与区域绿色创新能力的排名有较大差异，这与投入要素的周期性和各个地区所处的发展阶段、产业基础具有一定关系。绿色技术创新投入能力与产出能力形成具有一定的时间滞后性，由于各地区经济水平差异，即使研发投入强度相差不多，但投入总量的差异仍较大。不同地区的产业基础不同，所处的产业发展周期和工业化进程不同，创新投入的形式和载体也不尽相同，使得不同区域工业创新投入差异较为明显。

从绿色技术产出能力看，绿色技术创新产出能力与创新能力也有一定差异。工业绿色技术创新产出能力包括绿色技术创新的经济效益、环境效益与能源效益，不同地区的产业优势与资源环境约束不同，导致绿色产出效果呈现较大差异。如浙江、天津的绿色技术创新能力的综合排名分别为第6、7位，绿色技术产出能力排名分别为第18位和第23位，这主要由于浙江的单位利润废水排放量较高，天津的万元GDP能耗相对较高，使得这两个地区的绿色创新产出能力受到一定程度的影响。

4 结论与政策启示

区域绿色技术创新能力是区域经济绿色可持续发展的重要因素，本文利用改进的密切值法，从绿色技术保障能力、绿色技术投入能力和绿色技术产出能力3个方面对我国30个省份的工业绿色技术创新能力进行评价，结果显示：我国区域工业绿色技术创新水平发展不平衡的现象明显，与区域经济发展关系密切，总体上呈现出东高西低、南高北低特征，东部地区相对中西部、东北地区具有明显领先优势。据此提出提升我国区域工业绿色技术创新能力的3点政策和建议：

（1）优化配置绿色技术创新资源，保障绿色技术创新发展。受到多方面影响，我国经济和科技水平发展不平衡，绿色技术保障能力差异较大。为了改善这种不平衡的状态，应当加大在绿色技术创新能力相对落后区域的政策扶持力度，积极鼓励和引导绿色技术基础设施建设，利用市场和行政手段引导民间资本和科技要素进入绿色技术创新，确立企业在绿色技术创新中的主体地位，实现我国区域绿色创新技术能力的协调发展。

（2）建立绿色技术创新支持体系，鼓励企业增加绿色技术创新投入。建立完善的绿色创新技术支持的法律支持体系，明确各方的主体责任，促进工业企业区域技术创新的投入力度。目前我国工业绿色技术创新的效益相对滞后，阻碍了我国绿色技术创新的发展进程，因此，我国政府和产业协会应该加强引导，促进工业企业提升绿色技术意识，聚焦绿色技术创新的潜在效益，构建资金支持体系，拓宽企业信用融资渠道，提升企业开展绿色技术创新动力，为我国绿色技术创新的加速发展奠定基础。

（3）发挥先进绿色技术示范作用，提高绿色技术产出效率。江苏、广东等省份的绿色技术创新效率相对较高，具备带领落后区域提高绿色创新技术效率的能力，应积极引进国外先进的绿色创新技术和管理模式，通过不断吸收先进技术提高自身的再创能力，同时促进与绿色技术创新效率相对较低区域的交流，通过技术、人才、信息等要素的流动，加大对绿色技术人员的培训力度，不断提高人员绿色创新能力，建立绿色技术创新学习机制，促进绿色技术创新效率外溢。

与已有研究成果相比，本文率先从绿色技术保障能力、绿色技术投入能力和绿色技术产出能力3个方面构建了我国区域绿色技术创新能力指标体系，利用改进密切值法进行了评价，对开展区域绿色技术创新研究进行了有益尝试，下一步将聚焦我国各主要城市的绿色技术创新能力的动态演化过程，对我国不同城市工业绿色技术创新能力的时空演化过程与其动因和影响进行分析。