中国能源产业成长的技术投入效应

张凡勇 郭艳妮 赵嘉莹 巩前胜

（1.西安石油大学经济管理学院，陕西 西安 710065；2.中国石油长庆油田公司水电厂器材供应站，陕西 西安 710126；3.四川大学，四川 成都 610225）

0 引言

中国自改革开放以来，为了加速能源产业技术水平的提升，促进能源产业成长，保证国民经济的能源供给，国家出台了一系列能源产业技术政策，这些技术政策的主要表现形式就是通过各种途径和方式来加大对能源产业技术的经费与人员投入。不可否认的是，技术经费与人员的投入在提高能源产量、改善能源产业绩效、保障国民经济快速发展等方面起到了较好的促进作用。但回顾近30年来的能源产业发展，能源产业技术投入在促进能源产业发展的同时也存在着一些问题，如技术创新能力差、低水平重复建设严重、资源环保压力加大等根本性问题一直未能有效解决，能源化工产品的质量和技术含量与发达国家相比，依然还有较大的差距。能源产业的技术投入对能源产业发展的作业究竟如何，还有有待进一步的计量分析。

学术界围绕技术投入与产业发展关系的研究多从科技投入与经济增长的视角展开，最早从Solow（1957）［1］的新古典经济模型开始，经由Romer（1990）［2］将技术变量内生化，其后，Kondo（1999）［3］，Guellec（2001）［4］等都证实了R&D投入对经济增长的促进作用。此后，国内学术界围绕技术投入与经济增长的关系进行了大量的理论与实证研究，罗佳明（2004）［5］证实了中国科技投入与经济增长之间存在着十分明显的因果关系，并测度了科技投入对经济增长的贡献率；米传民（2004）［6］，杨志坚（2012）［7］，张杰（2009）［8］等则对省域的科技投入与经济增长的关系进行分析，结论都认为科技投入包括经费、人员、信息等的投入都对经济增长有正向的促进作用；荣梅（2011）［9］，刘敦虎等（2017）［10］则分别对农业、服务业等行业的科技投入与产业发展的关系进行研究，都认为产业的科技投入对产业发展有着较为重要的正向促进作用，吴林海等（2013）［11］的研究则认为单方面增加农业科技投入对农业发展的促进作用有限，如果能够优化资源配置则能够起到较好的效果。毫无疑问，针对科技投入与经济增长的国内外文献较为丰富，而关于科技投入与具体产业发展之间关系的研究尚不多见，特别是能源产业的科技投入与产业发展方面的研究还属于空白。基于此，将以中国能源产业为样本，利用1990-2016年能源产业的科技投入与产业成长方面的数据分析能源产业科技投入对能源产业成长的效应，为我国能源产业未来发展中技术投入的政策安排与规划制定提供一些经验借鉴。

1 研究方法选择

能源产业技术投入对产业成长的效应分析涉及多个方面，除可以观测到的技术经费与人员投入等因素，还有产业技术发展趋势、惯性等不可观测到的因素，为了更为准确的分析中国能源产业技术投入的效应，拟采用变参数的状态空间模型，利用卡尔曼滤波法对弹性系数进行估计分析。其优势在于：状态空间模型是在分析经济现象随时间变化的规律中，除了包含可观察的变量外，还考虑到了不可观测的变量，这些不可观测的时间变量统称为状态变量；其次，状态空间模型可以分析状态随时间变化的规律，还可以验证所选状态是否反映观测变量的真实情况，状态空间模型是在状态给定的情况下建立的模型，状态向量的选择通常需要建模前考虑，既要能描述系统变化过程的所有信息，又能包含尽可能少的元素；最后，如前所述，我国能源产业技术投入对能源产业发展的效应涉及到的因素很多，除了技术经费与人员投入等因素外，还会受到其他许多不可观测的变量的影响，例如产业发展趋势以及惯性和产业技术发展规律等，而普通的线性回归模型无法考虑这些不可观测的影响因素对我国能源产业发展的影响，因此，如用时间序列和面板数据等模型来分析我国能源产业政策对能源产业发展的影响恐怕难以得到准确的结果，采用状态空间模型能够避免线性模型在此方面的欠缺。

2 模型变量设定与指标数据选取

2.1 模型设定与变量选取

整体而言，我国能源产业技术投入的目标是提升能源产业技术水平、促进能源产业发展，带动区域经济的增长，并保障国民经济的持续稳定发展。为此，我们的模型检验基本内容是产业技术投入对产业发展的效应分析。

能源产业的技术投入一般而言主要包括两个方面：一是经费的投入，另一个是人员的投入。由此，模型中的变量主要考虑产业成长、技术经费投入、技术人员投入三个变量。根据状态空间模型的相关研究，我们的模型包含两个方程：一个为状态方程，另一个为测量方程。状态方程为输入变量作用后的系统转移状态，而测量方程则为系统的输入变量、状态与输出。具体的模型设定如下：

测量方程：

状态方程：

式（1）为测量方程，表示能源产业发展与能源产业技术投入之间的关系。α1t和α2t为状态变量，表示在不同年份能源产业成长对能源产业技术各项投入的弹性值。式（2）和（3）为状态方程，它表示状态变量的生成过程。方程中，α1t和α2t都是不可观测变量，但是可以用一阶马尔可夫过程来表示，我们采取递归形式对状态方程进行定义，φ为递归系数。利用卡尔曼滤波算法可以得到变参数α1t和α2t的估计值。为了消除异方差，我们对各变量取对数。

在式（1）中，cyfzt代表能源产业成长，为第t年煤炭开采和洗选业、石油和天然气开采业、石油加工及炼焦业三个产业产值之和；cyjst和jsryt代表技术投入变量，其中，cyjst表示相应产业技术的资金投入，用第t年三个产业的科技经费内部支出之和表示；js⁃ryt表示相应产业技术的人力投入，用第t年三个产业的科技活动人员之和表示。

2.2 指标与数据选取

由于2009年以来中国科技统计年鉴中的数据显示的是R&D人员的数量，我们通过2004年份R&D人员占科技活动人员的比例（因为2004年同时公布了R&D人员和科技活动人员的数量），来估算2009年以来的三个产业的科技活动人员数量。又因为相应的科技统计数据最早从1990年，这里的检验时间区间设定为1990年到2019年，所有数据均来源于历年中国统计年鉴、中国工业经济统计年鉴、中国科技统计年鉴，这也保证了数据来源的可靠性。

3 实证分析

3.1 单位根与协整检验

由于非平稳的变量可能会造成“伪回归”，因此，在进行实证分析前，需要对相关变量序列进行相应的单位根与协整检验。我们采用增项的ADF检验，对各序列进行平稳性检验（也就是单位根检验），检验结果如表1所示。单位根检验结果显示，LN（CYFZ）、LN（CYJS）、LN（JSRY）序列不能拒绝存在单位根的假设，但其一阶差分序列分别在5%和1%的显著性水平下拒绝了零假设，因此综合判断为一阶单整序列。由于两个变量是同阶单整序列，初步判断两个变量间有可能存在协整关系。利用Johansen检验法进行协整检验，结果如表2所示，能源产业发展与能源产业技术投入间存在着明显的协整关系，即在长期变化过程中，能源产业发展与能源产业技术投入之间存在稳定的均衡关系，所以以这2个变量为可观测变量的量测方程不会出现“伪回归”问题。

表1 变量平稳性检验结果表

表2 变量协整关系检验结果表

3.2 回归结果分析

根据上述方法，将相关数据分别代入式（1）、（2）、（3），利用eviews软件计算可以得到可变参数模型中的系数估计结果（表3），所有模型参数的P值均小于0.05，表明模型系数具有显著性，可变参数空间状态模型的估计值通过检验，模型形式选择正确。通过eviews软件计算，我们还可以进一步的观察各系数的变化表（表4）和相应的轨迹图，可以分析能源产业的技术投入在样本区间内对能源产业成长的效应。

表3 可变参数模型的估计值及检验

表4 可变参数α1t和α2t的变化趋势表

能源产业技术投入对能源产业成长的弹性系数变化趋势图，如图1所示（由于状态空间模型计算方法的特殊性，其第一次取值为随机的，准确的结果从1991年开始），从1991年到2019年，相关产业技术投入对能源产业成长的弹性系数的变化趋势可以分为两个阶段：第一阶段是从1991年到1999年，能源产业技术投入中，科技经费投入对能源产业成长的弹性系数从1.118下降到0.527 6，中间有着一定的起伏波动，说明这一时期的科技经费投入对能源产业的成长具有一定的促进作用，但这种作用逐步减弱；科技人员投入对能源产业成长的弹性系数从0.438 06上升到0.567 758，中间也有着一定的起伏波动，这说明这一时期科技人员投入对能源产业的成长也是有作用，并且这种作用在缓慢增强，但科技人员投入的作用要弱于科技经费投入的作用。

图1 能源产业技术投入对能源产业成长的弹性系数图

第二阶段是2000年至今，能源产业技术投入对能源产业成长的弹性系数呈现相对较为稳定的趋势，其中，科技经费投入对能源产业成长的弹性系数从0.589 443上升到0.876 258，说明这一时期的科技经费投入对于能源产业成长也是具有促进作用的，并且这种作用的影响在逐步稳定的加强；科技人员投入对能源产业成长的弹性系数基本从0.552 365下降到0.476 222，这说明尽管科技人员投入对能源产业成长具有促进作用，但这种作用的影响在逐步减弱。

3.3 回归结果讨论

回归结果显示，自1991年以来，中国能源产业的技术投入对能源产业的成长与发展是有着促进作用的，其作用大小却有着起伏波动。此外，科技人员投入的作用要明显弱于科技经费投入的作用。

20世纪90年代以来，中国政府初步意识到了科学技术和科技成果转化的重要性，逐步实施了相关的法律与政策，并加大了对科学技术和科技成果转化的投入。但由于能源的特殊性与重要性，能源产业内部科技管理体制改革的进展较为缓慢；在科技机构与院所的设置上，依然“大而全，小而全”；在技术经费的投入与技术人员的配置上，缺乏科学合理的规划；科技成果的转化效率较低，科技与产业的脱钩现象较为严重。如表5所示，从1991年到1999年，能源产业的技术经费支出从10.7增加到43.2亿元，年均递增19%，但科技经费内部支出的波动很大，科技活动经费内部支出总额的增长率逐年的差异变化很大；同样，根据中国科技统计年鉴的数据显示，1991年到1999年，技术开发人员数量从65 373人增加到137 878人，年均增速9.7%，总体上是递增的，但从历年的人员数量来看，依然存在着和经费投入一样的情况，每一年的变化很大，在增长率上也是波动起伏较大。这些都显示能源产业科技投入的连续性、规划性、科学性上还较为欠缺，再加上产业内部科技管理体制的滞后，使科技投入对能源产业的成长效应呈现下降的趋势。1993年，石油天然开采、煤炭开采和洗选以及石油加工和炼焦等三个行业的专利授权量总和为677件，而到了1999年，专利授权量总和仅为454件，这也进一步旁证了这一结果。

表5 1991-1999科技活动经费内部支出情况表

进入2000年之后，国家开始更多的关注创新体系的建设，并颁布了相应《国家产业技术政策》和《国家中长期科学和技术发展规划纲要》，对能源产业技术政策进行了专门的说明，对煤炭、石油和天然气等能源而言，重点在于加强能源企业技术创新与成果转化，改进能源利用技术。特别是陕北能源化工基地等能源化工基地的陆续建设，使得国家进一步重视国内能源化工技术，相应的投入也大幅增加。根据中国科技统计年鉴，从2000年到2019年，相应的能源产业技术经费支出从66亿元增加到387.7亿元，年均递增10.2%；技术开发人员数量从123 213人增加到3 598 746人，年均增速5.8%；虽然这种投入的年均增速放缓，但相应投入增长速度的起伏波动在逐渐变缓，这初步显示产业层面的科技政策以及相应科技管理体制正在逐步体现连续性、规划性、科学性。此外，产业政策层面对于科技成果转化和创新的重视，也使得这一时期能源产业的科技经费投入对产业成长的促进作用呈现稳定的增长趋势。根据中国科技统计年鉴的数据，2001年，石油天然开采、煤炭开采和洗选以及石油加工和炼焦等三个行业的有效发明专利综合为531件，2019年，则为12 344件。这也显示了技术投入通过带动产业技术水平从而促进产业发展的良好态势。

纵观能源产业成长弹性系数变化的两个阶段，第二阶段的科技经费投入效果比第一阶段的好，但在科技人员投入方面的效果却不是很好。我们认为，随着国家整体科技体制的不断完善，特别是国家以及能源产业层面对技术创新的重视，使得能源产业的科技投入不断增加，从而较好的促进了产业技术水平的提升，对产业成长也产生了较好的效果。但相关的结果显示，技术人员的投入并没有显示出较好的效果，这一方面是由于一直以来，国家虽然对人才和技术重视，但具体到能源产业领域来看，科技人员的培养与激励机制滞后；另一方面，是由于能源产业的技术研发人员配置缺乏效率，由于管理体制的原因，能源产业技术研发人员大多集中在总部直属的研究机构，而没有进入到基层生产单位，这在通常情况下不利于技术研发人员的实践，也不利于基层生产单位对于技术经费支出的充分利用［12］。

4 结论与启示

中国能源产业技术经费和人员的投入，对于能源产业的成长有着促进作用；由于产业科技管理体制的滞后，以及产业技术的战略研究不足，技术经费的投入与管理较为混乱，缺乏合理的规划，不够科学；对技术人员的培养与激励机制缺失，特别是配置效率较低，技术人员投入对能源产业成长的促进作用要弱于技术经费投入；对于技术创新特别是科技成果转化的重视有利于产业技术水平的提升，从而促进产业的成长。就目前而言，在能源产业技术投入方面需要注意以下几点：

①加强对能源产业技术的战略研究，强化技术投入的规划性。长期以来，对国家重大的能源发展战略、能源方针政策等问题缺乏系统研究，不能及时调整，造成我国能源发展的盲目性。因此，需要形成一个产业层次的科技管理部门（这一部门可以归属在能源局下），对涉及到能源产业的各类技术战略进行系统化、战略化的研究，并依托这种研究，形成各类的政策研究，从而有计划、有步骤、有目标的加大能源产业的技术投入，从而保障技术投入的规划性与连续性。

②改善能源产业科技管理体制，强化技术投入的科学性。经过多年的发展，能源产业的科技管理体制已经有了较大的改善，但科技管理体制依然滞后，科技投入的决策缺乏合理有效的科学支持与制度保障。可以考虑建立集中统一的科技管理体制，依托产业层面的科技管理部门，加强对产业内各企业科研机构的统一业务指导，形成统一规划、统一投入，分级、分类管理的机制；对现有的科研、开发机构和队伍进行必要的精简与调整，避免各科研机构的分散而重复的研发。以此，加强技术投入的科学性。

③改善科技人才的培养与激励机制，提升科技活动人员的创新积极性。随着国家创新体系建设的进一步深入，人才特别是技术人才的作用将越来越重要。能源产业要形成创新型的行业，必须要有高素质的科技与管理队伍。经过多年的发展，能源产业内的各企业、高校、科研院所有着众多的科技活动人员，但前面的分析却显示，技术人才投入对能源产业成长的促进作用还有待进一步提升。由此，一方面，应该完善各层次技术人才特别是高技术人才的激励机制，拓宽科技人才的晋升通道，允许科研机构或部门根据自身业务发展的需要设置科研岗位，提高各类技术人才的薪酬待遇；另一方面，应该加强对产业内现有科技人才的培养，在相应的进修与培训上给予相应的政策倾斜。

④完善科技成果的转化与推广机制，促进产业技术创新。本世纪以来，能源产业有效发明专利的数量增长迅速，科技成果的产出丰裕，但在科技成果的转化与推广上还有待进一步加强。首先，可以考虑构建专门的科技成果转化基金，并将这一基金纳入到产业层面的管理部门，主要用于新技术的自主研发，新产品的转化推广以及首次应用的风险补偿［13］。同时，借鉴西门子、Shell、Tech Works等跨产业合作促进技术商业化的模式，建立跨界转化基金。其次，打造产业层面的科技成果交流与推广平台，每年组织几次在高等院校、科研机构与能源企业之间的技术推广交流会。此外，可以利用现代信息技术建立实时、交互式的科技成果交流与推广平台。最后，要推进知识产权的运营管理，开展技术价值评估，构建和完善各类科技开发公司，促进技术成果的市场化与商业化。