煤炭企业科技创新与节能减排耦合协调研究

张梦圆，张 云，洪 帅

(1.河北经贸大学经济研究所，河北 石家庄 050061； 2.河北经贸大学京津冀一体化发展协同创新中心，河北 石家庄 050061)

0 引 言

2017年国务院印发了《“十三五”节能减排综合工作方案》，明确要求加强煤炭安全绿色开发和清洁高效利用。我国资源储备的情况是“煤多油贫气少”，在替代能源尚未出现的情况下，我国能源结构仍是以煤炭消费为主。在消费过程中，煤炭使用效率低、消耗量大、污染物排放严重等问题仍然存在。提高科技创新能力和节能减排效率是实现可持续发展，促进煤炭行业实现绿色转型升级的重要工作。2020年中共中央第十九届中央委员会第五次全体会议提出要加快推动绿色低碳发展，促进经济社会绿色转型，把科技创新作为全国发展战略支柱，提高企业的技术创新能力。探究煤炭企业科技创新与节能减排耦合协调发展规律，对协调两者之间的关系，提升企业的科技创新能力，进一步实现企业节能减排的目标，推进企业绿色转型发展意义重大。

国内外学者对科技创新与节能减排之间的相互影响、相互作用关系进行了诸多探索，研究成果主要集中在企业节能减排的有效途径[1-2]，研究方法以定性研究为主。煤炭行业是我国能源生产的主要行业，也是国家确定的重点耗能行业之一[3]，但煤炭上市企业技术创新能力整体不足[4]，多数研究集中于煤炭企业节能减排评价指标体系的构建[5]，或将两者割裂开来单独分析，从科技创新角度深入解析煤炭企业两系统耦合协调作用的研究尚不多见，且缺乏具有针对性的定量实证分析。因此，本文构建了煤炭企业科技创新与节能减排评价指标体系，从整体角度定量测度并深入解析两系统耦合协调关系，采用灰色关联度模型分析科技创新不同指标对节能减排的影响程度，在促进高耗能企业科技创新与节能减排方面具有重要的借鉴意义，同时在新常态背景下为煤炭企业科学持续发展提供决策依据。

1 煤炭企业科技创新与节能减排系统体系构建

1.1 煤炭企业科技创新与节能减排协调发展关系分析

当前我国处于经济发展新常态阶段，煤炭企业面临着各种问题，对于如何才能通过技术创新淘汰低利润高污染的过剩产能，加快产品绿色转型来说，厘清科技创新与节能减排之间的关系是企业能够顺利进行转型升级的关键。企业进行科技创新有助于提升企业的节能减排能力，实现资源节约化、产品绿色化、产业生态化、生态经济化等多种效益；反之，随着大众环保意识的增强，又要求企业不断提高其节能减排的水平、生产绿色产品，进而激发企业科技创新的动力，使其科技创新水平持续提高，增加市场竞争力，这种双向的互动关系称为耦合驱动。

耦合协调发展是指在多个子系统组成的复合体中，需要各子系统相互协调，从而实现共同发展。煤炭企业作为一个复合体，科技创新与节能减排是企业的两个子系统，两者相互影响，并且存在着非线性关系。分析煤炭企业科技创新和节能减排的耦合性，将科技创新系统分为科技创新支撑、研发、产出3个子系统；将节能减排系统划分为节能、污染物减排、综合利用3个子系统，如图1所示。

图1 煤炭企业两系统耦合性分析图Fig.1 Coupling analysis chart of two systemsin coal enterprises

1.2 指标体系构建

科技创新包括科学研发、技术创新和市场研究，即以科学研发和技术创新为手段，通过市场研究创造新的价值，可见科技创新系统包括从投入到产出再到市场运作的全过程，三者相互依存，相互影响。节能减排系统主要考虑企业的节能、污染物减排和资源的综合利用3个方面。本研究借鉴徐玉莲等[6]提出的部分指标，从科技创新支撑、科技创新研发和科技创新产出3个层面构建科技创新系统指标体系。借鉴郑季良等[7]研究中提出的部分指标，从节能、污染物减排和能源综合利用3个层面构建节能减排系统指标体系，设计出煤炭企业科技创新与节能减排系统指标体系见表1。

表1 煤炭企业科技创新与节能减排水平评价指标体系Table 1 Evaluation index system of scientific and technological innovation and energy saving andemission reduction level of coal enterprises

1.3 数据来源

本文以中国中煤能源集团有限公司(以下简称“中煤能源集团”)为例，实证研究煤炭企业科技创新与节能减排耦合协调规律和趋势，数据来源于2010—2019年《中煤能源集团社会责任报告》《中煤能源集团年度报告》和Wind数据库。

2 研究方法

为了准确测度煤炭企业科技创新与节能减排耦合协调程度，本文采用熵权法、综合发展指数、耦合协调度模型与灰色关联度模型，具体公式和指标解释见表2。

表2 研究方法及指标Table 2 Research methods and indicators

续表2

3 实证分析

以中煤能源集团为案例进行实证研究，该集团具有一定代表性，受限于以往年份资料的缺失，选取中煤能源集团2010—2019年发布的10年数据。

3.1 中煤能源集团科技创新与节能减排综合发展指数

利用熵值法与耦合度计算方法，分别计算出2010—2019年中煤能源集团科技创新综合发展指数、节能减排综合发展指数和两系统耦合度，具体见表3。

从表3中可以看出，中煤能源集团科技创新系统与节能减排系统的综合发展指数都经过了先上升后下降再上升的N型波动演变过程。低谷期分别为2015年和2016年，这两年国家出台了一系列针对煤炭行业改革的政策，2015年国家发展和改革委员会在全国范围内进行了对违法违规煤矿建设的核实工作，并对违法违规煤矿建设和生产进行控制与监管。一系列政策措施的出台对煤炭企业提出了更严格的要求，同时煤炭企业也面临着更严峻的挑战，对煤炭企业的科技创新和节能减排工作也产生了较大影响。随着企业技术进步与清洁生产的开展，中煤能源集团科技创新系统与节能减排系统的综合发展指数在近三年都处于逐渐上升态势。从两系统耦合程度(C)来看，2010年以来中煤能源集团的科技创新系统和节能减排系统耦合程度一直处于良性的耦合阶段，耦合程度都大于0.95，甚至2019年达到了1，即中煤能源集团的科技创新系统与节能减排系统处于高度有序的状态。

表3 2010—2019年中煤能源集团两系统综合发展指数和耦合度Table 3 Comprehensive development index andcoupling degree of two systems of China CoalEnergy Group from 2010 to 2019

3.2 中煤能源集团科技创新与节能减排系统耦合协调度与相对发展程度分析

依据中煤能源集团科技创新和节能减排系统的综合发展指数，进一步计算出两系统的耦合协调度和相对发展度系数，借鉴文献[16]确定本研究耦合协调发展特征和阶段(表4)，对应的演变图如图2所示。

表4 中煤能源集团两系统相对发展类型与阶段Table 4 Relative development types and stages oftwo systems in China Coal Energy Group

图2 中煤能源集团两系统的耦合协调度、相对发展度演变图Fig.2 Evolution of the coupling and coordination degreeand relative development degree of two systems ofChina Coal Energy Group

由表4和图2可知，中煤能源集团整体的科技创新与节能减排耦合协调度呈逐年稳步增长态势，从0.310上升至0.805，增幅超过150%，说明近十年中煤能源集团的科技创新与节能减排两个系统呈现出较好发展的协同趋势。从图3可以看出，中煤能源集团的耦合协调度除了2019年外一直处于较低的水平，说明其没有处理好科技创新与节能减排两系统之间的关系。2014年和2015年两系统之间的耦合协调度最低，说明两系统之间没有协同效应。可能的原因是2013年国务院明确指出要遏制煤炭产量无序增长，提升煤炭企业环保能力，导致煤炭企业的环保压力增加，配备新设配、引进新技术与创新型人才使企业的短期利润下滑，但长期来看，科技创新和人才的溢出效应又会给企业增加利润，进一步进行技术创新和引进人才，提高节能减排水平。根据相对发展度来看，除了2014—2017年以外，其相对发展度系数都处于0.8～1.2之间，说明两系统同步协调；2015年相对发展度为1.421，耦合协调度却仅为0.338，两系统之间较不协调。说明这一年中煤能源集团在科技创新上投入了大量的人力物力资源，减少了对节能减排和企业绿色发展的关注，使得科技创新系统超前于节能减排系统。

从表4耦合协调发展特征与发展阶段来看，2010年中煤能源集团两系统的耦合协调发展类型处于较不协调发展阶段，科技创新同步节能减排，但两系统无协同效应。2010—2014年中煤能源集团的耦合协调发展类型由科技创新同步节能减排，无协同效应，上升至科技创新滞后节能减排，协同效应较好。究其原因是国家进行煤炭工业“十二五”规划时突出强调了煤炭生产对环境的影响，说明这五年中煤能源集团注重企业技术创新，通过技术创新调整产业结构，提升节能减排水平。2017—2019年，中煤能源集团科技创新与节能减排两系统之间经历了滞后、同步到协调共生发展的良好上升趋势。从总体上看，整体科技创新系统与节能减排系统两者协调的稳定性不强，企业总会顾此失彼。

3.3 中煤能源集团科技创新对节能减排的灰色关联分析灰色关联度模型

为进一步分析中煤能源集团科技创新系统各指标对节能减排的影响程度，运用灰色关联分析模型计算得出科技创新指标对节能减排水平的关联度并进行排序，具体见表5。

从表5中可以看出，中煤能源集团科技创新三项指标均与节能减排的关联度均在0.600 0以上，有较强的相关关系。按照影响大小排序依次为获得专利授权数>研发投入总额占营业收入比例>科技投入>获得行业以上科技进步奖>企业研发投入>技术人员占从业人员的比重。①获得专利授权数指标与节能减排系统关联度最大，说明企业专利授权数的增加对节能减排效果的提高有显著影响。专利作为科技创新的中间产物，是企业参与市场竞争的有效手段。获得的专利数量在一定程度上反映了企业进行科技创新的产出能力和水平。②研发投入总额占营业收入比例和科技投入对节能减排系统影响的关联度分别排在第二位和第三位，表明企业营业收入中用在研发投入上资金所占比例越大，企业在科技创新投入越多，对节能减排水平提高的贡献最大。③获得行业以上科技进步奖贡献度排在第四位，说明企业进行创新获奖对企业起到正向激励作用，激励企业进一步研发新产品采用新的生产方法，提高节能减排水平。④企业研发投入贡献度排在第五位，与节能减排系统关联度较小，主要原因是科研投入资金消耗大、周期长，使得科技研发投入绩效不高，对促进企业节能减排水平的提高贡献度低。⑤技术人员占从业人员的比例对企业节能减排系统的贡献度最小，反映出中煤能源集团人力资源建设与企业节能减排工作联系不大，加大环保技术人员的引进是提升企业节能减排水平的关键。

表5 科技创新指标对节能减排系统灰色关联度及排序Table 5 Gray correlation degree and ranking of scientific and technological innovation indexto energy saving and emission reduction system

4 结论与建议

4.1 结论

1) 中煤能源集团科技创新与节能减排综合发展指数、耦合协调度在个别年份有所下降，整体呈逐年增长趋势。

2) 中煤能源集团两系统的耦合协调演变过程已经从较不协调上升至高度协调，虽然两系统已经具有较高互动水平，但两系统之间的互动程度不稳定不平衡。

3) 2010—2019年间科技创新与节能减排两系统有6年处于同步发展，但两者所处的耦合协调发展阶段不同，经历了从较不协调到高度协调的上升趋势。

4) 科技创新各指标对节能减排系统有明显的促进作用，不同科技创新指标对节能减排水平提高的贡献不同。其中，获得专利授权数>研发投入总额占营业收入比例>科技投入>获得行业以上科技进步奖>企业研发投入>技术人员占从业人员的比例。

4.2 建议

中煤能源集团作为我国煤炭行业的标杆企业，大力加强研发投入，以科技创新带动煤炭生产体质增效，向“安全、高效、绿色、智能”的方向发展。研究中反映出的问题具有一定的代表性，可以供其他企业进行借鉴。就上述结论提出几点建议。

1) 针对科技创新与节能减排两系统互动程度不稳定的问题，应建立以企业为主体的科技创新和节能减排评价体系，对资源进行合理分配与规划，推进企业科技创新与节能减排体系建设，对煤炭企业每年的科技创新能力和排放水平进行测评，把评价体系建设作为领导班子的考核内容，根据测评结果可以因地制宜的进行资源调配，使资源和资金配置到合理的方面，促进两者耦合作用的最大化。

2) 以循环经济为目标，建立煤炭企业循环经济新模式。煤炭企业要建立恰当的经济发展模式，不能以牺牲环境来换取企业的利润增长，促使企业的生产、运营、管理朝着更绿色更可持续的方向变化。在煤炭的开采和利用的过程中，对煤炭燃烧、加工、转化等各个环节进行控制。

3) 从耦合协调发展阶段的特征来看，科技创新系统滞后于可持续发展系统。 因此，以科技创新推动企业节能减排目标的实现，促进企业科技创新成果向环境领域转化、引入环境技术人才是煤炭企业适应绿色发展新征程的关键。 煤炭企业的节能减排目标关系到中国的绿色发展水平。在党的十九届五中全会提出加快推动绿色低碳发展，全面提高资源利用效率的号召下，每一个煤炭企业都应该树立社会责任意识，以科技创新倒逼企业转型升级。