光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)競爭力比較研究

陳斯琴+劉旭東+長青

摘要：以2005—2015年年度國家光伏產(chǎn)業(yè)相關(guān)專利公布數(shù)量作為衡量產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)能力的指標(biāo)，分析了國家間技術(shù)研發(fā)能力與光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新成長能力，選取中美徳韓日五國光伏產(chǎn)業(yè)研發(fā)中14個(gè)相關(guān)領(lǐng)域公布的專利數(shù)據(jù)，實(shí)證分析了五國光伏領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢，結(jié)果顯示：光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力主要來源于國家政策性投資，企業(yè)技術(shù)研發(fā)投入受市場環(huán)境變化程度明顯，對(duì)于我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而言，首先應(yīng)提高技術(shù)含量和綜合管理水平，進(jìn)行經(jīng)營模式的提升和更新，由政府牽頭出臺(tái)相應(yīng)的貸款政策，處理好由傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)向新能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變過程中的問題。

關(guān)鍵詞：光伏產(chǎn)業(yè)；技術(shù)創(chuàng)新；產(chǎn)業(yè)競爭力；技術(shù)研發(fā)能力；技術(shù)創(chuàng)新成長能力

中圖分類號(hào)：F423.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-2101（2016）06-0097-04

由于傳統(tǒng)化石能源的稀缺性、不可再生性和地域性限制，能源的競爭日益成為未來各國競爭的主要方面，新能源競爭的激烈程度必然成為各國未來競爭的重要方向；同時(shí)，由于溫室效應(yīng)和化石燃料儲(chǔ)量的減少，世界各國政府更加重視可再生能源的戰(zhàn)略利用。能源產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展關(guān)系到一國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。光伏作為能源有其無與倫比的優(yōu)勢：免費(fèi)并且沒有消耗、替代和交換問題，可以迅速安裝在任何地方，在生產(chǎn)過程中沒有噪音、有害排放物和有害氣體產(chǎn)生。因此，光伏產(chǎn)業(yè)作為新興能源產(chǎn)業(yè)日益受到各國政府重視。根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律可知，新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開技術(shù)創(chuàng)新能力的提高，光伏產(chǎn)業(yè)同樣將技術(shù)創(chuàng)新作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)力，從各個(gè)國家大力投入相關(guān)人才的培養(yǎng)和研發(fā)資金的支持力度可看出，技術(shù)創(chuàng)新在提高自主研發(fā)能力以及贏得競爭中的主動(dòng)權(quán)方面起著重要的作用。

一、技術(shù)創(chuàng)新能力與產(chǎn)業(yè)競爭力的關(guān)系

技術(shù)創(chuàng)新對(duì)產(chǎn)業(yè)競爭力的促進(jìn)作用可追溯到18世紀(jì)60年代的英國工業(yè)革命，又被稱為產(chǎn)業(yè)革命，原因就在于科學(xué)技術(shù)成為產(chǎn)業(yè)演進(jìn)中至關(guān)重要的突破點(diǎn)，在全球化競爭的背景下，技術(shù)創(chuàng)新更加體現(xiàn)出競爭實(shí)力。

1912年美籍奧地利經(jīng)濟(jì)學(xué)家熊彼特（J.A.Schumpeter）在《經(jīng)濟(jì)發(fā)展理論》一書中首次正式提出“創(chuàng)新”一詞，由于技術(shù)創(chuàng)新有助于塑造有競爭力的核心產(chǎn)品、提高資源使用效率、降低交易成本以及為客戶創(chuàng)造更大價(jià)值，對(duì)進(jìn)一步提升產(chǎn)業(yè)國際競爭力起到了巨大作用，因此提升產(chǎn)業(yè)自主技術(shù)創(chuàng)新能力得到了政府和各界人士的廣泛關(guān)注，尤其是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。Georg Friedrich List于1841年指出，科學(xué)方面的任何發(fā)展或新發(fā)現(xiàn)、新發(fā)明都必然會(huì)使許許多多的工業(yè)操作獲得改進(jìn)或革新。[1]2007年王章豹等人通過采用灰色關(guān)聯(lián)分析方法對(duì)我國29個(gè)制造業(yè)行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力與產(chǎn)業(yè)競爭力指標(biāo)的面板數(shù)據(jù)分析，測算了10個(gè)技術(shù)創(chuàng)新能力指標(biāo)與產(chǎn)業(yè)競爭力綜合指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度并進(jìn)行排序，從實(shí)證角度出發(fā)說明了技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)競爭力的相關(guān)關(guān)系。[2]2009年，白玲在《技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)競爭力研究》一書中提出，沒有技術(shù)創(chuàng)新，一個(gè)國家的產(chǎn)業(yè)競爭力也就無從提高。通過對(duì)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)競爭力關(guān)系的研究，提出通過技術(shù)創(chuàng)新來提升產(chǎn)業(yè)競爭力水平具有十分重要的意義。[3]2011年唐恒等人選取1991—2010年國內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)明專利數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將專利按照單晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜、多元化合物、并網(wǎng)發(fā)電和光伏相關(guān)設(shè)備六大技術(shù)主題進(jìn)行分類，發(fā)現(xiàn)國外關(guān)于光伏技術(shù)研發(fā)主要集中在太陽能電池組件材料與技術(shù)、太陽能發(fā)電系統(tǒng)、P-N結(jié)、光伏屋頂以及光伏發(fā)電檢測技術(shù)等關(guān)鍵核心技術(shù)方面，尤其以有機(jī)薄膜電池技術(shù)和新一代聚光發(fā)電技術(shù)為研究熱點(diǎn)，中國則集中在晶硅材料、聚光系統(tǒng)、電極和光敏元器件等模塊和組件方面研究，尤其以光伏應(yīng)用裝置領(lǐng)域和以太陽能電池制造過程為基礎(chǔ)的實(shí)用新型專利技術(shù)研究領(lǐng)域?yàn)橹?，而在關(guān)鍵核心技術(shù)方面研發(fā)專利產(chǎn)出較少，與歐美許多國家相比核心技術(shù)與基礎(chǔ)研發(fā)方面仍有欠缺。[4]

二、技術(shù)創(chuàng)新能力的衡量指標(biāo)

技術(shù)創(chuàng)新能力包括技術(shù)研發(fā)能力與技術(shù)應(yīng)用能力兩個(gè)部分。技術(shù)研發(fā)的主體主要是高校和科研機(jī)構(gòu)，技術(shù)應(yīng)用的主體主要集中于各相關(guān)企業(yè)。國際上一般評(píng)價(jià)技術(shù)創(chuàng)新能力的指標(biāo)主要有研發(fā)支出和專利權(quán)兩個(gè)指標(biāo)。其中，研發(fā)支出通常被視為技術(shù)能力的投入指標(biāo)，既可以用絕對(duì)指標(biāo)來表示，如總R&D支出或平均R&D支出，也可以用相對(duì)指標(biāo)來衡量，如R&D支出占銷售額的百分比或平均每人的R&D費(fèi)用；專利權(quán)是衡量創(chuàng)新能力的常用指標(biāo)，一個(gè)國家或組織所獲得的專利權(quán)的多寡，可以從一個(gè)側(cè)面顯示出該國或該組織技術(shù)創(chuàng)新的規(guī)模和能力。[5]從我國技術(shù)創(chuàng)新能力的衡量指標(biāo)發(fā)展來看，2005年11月國家統(tǒng)計(jì)局國家經(jīng)濟(jì)景氣監(jiān)測中心發(fā)布的《中國企業(yè)自主創(chuàng)新能力分析報(bào)告》中，從潛在技術(shù)創(chuàng)新資源指標(biāo)、技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)評(píng)價(jià)指標(biāo)、技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出能力指標(biāo)和技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境指標(biāo)四個(gè)方面對(duì)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，將企業(yè)工程技術(shù)人員數(shù)量、R&D投入占產(chǎn)品銷售收入比重、申請(qǐng)專利數(shù)量占全國專利申請(qǐng)量比例、財(cái)政資金在科技活動(dòng)經(jīng)費(fèi)籌集額中的比重等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)作定性分析。[6]

鑒于以上研究基礎(chǔ)和評(píng)價(jià)指標(biāo)選取標(biāo)準(zhǔn)，本文以2005—2015年年度國家光伏產(chǎn)業(yè)相關(guān)專利公布數(shù)量作為衡量產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)能力的指標(biāo)，從14個(gè)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)成果出發(fā)，進(jìn)而對(duì)國家間技術(shù)研發(fā)能力及光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新成長能力進(jìn)行了分析。

三、實(shí)證分析

由于統(tǒng)計(jì)時(shí)間與數(shù)據(jù)同步等問題的存在，導(dǎo)致檢索中中國2014與2015年數(shù)據(jù)為0，但從2013年之前的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)變化趨勢分析可知：對(duì)中美日韓徳五國光伏產(chǎn)業(yè)公布專利數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，2005年美日兩國占據(jù)80%左右新專利所有權(quán)，到2013年日韓美三國擁有85%以上新專利數(shù)量，中國不足12%。從2007年開始，各國加大光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新力度，2011年至今，雖然各國公布專利數(shù)量均有下降，但相比較而言，韓國上升趨勢明顯，美國仍然強(qiáng)勢，日本保持每年30%的專利貢獻(xiàn)，而中國作為光伏大國研發(fā)技術(shù)專利數(shù)量下滑幅度最大。

從圖1中可見，與2005年相比，各國光伏研發(fā)方面產(chǎn)出均上升，其中2008—2011年為高速增長期，2011—2015年均出現(xiàn)不同程度的下降。中國研發(fā)在2011年最先下滑，幅度最大，其次是韓國，于2012年下降趨勢顯現(xiàn)，日本雖然在2011年出現(xiàn)下降趨勢，但2013年上升勢頭明顯，美國受到的沖擊最小，除2005、2006年出現(xiàn)波動(dòng)外，2007年以來一直保持上升態(tài)勢。

表1為光伏產(chǎn)業(yè)研發(fā)相關(guān)領(lǐng)域分類，參考唐恒等人2011年在國內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)專利情報(bào)分析中提出的單晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜、多元化合物、光伏相關(guān)設(shè)備和并網(wǎng)發(fā)電六個(gè)技術(shù)主題，對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)研發(fā)相關(guān)領(lǐng)域的檢索專利進(jìn)行分類，本文選取14個(gè)大類為專利領(lǐng)域研究方向。其中，按技術(shù)對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要程度，將編號(hào)為A-1、A-2、A-3、B-1四個(gè)領(lǐng)域作為光伏產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)與關(guān)鍵技術(shù)；D-1關(guān)系到光伏發(fā)電的市場化應(yīng)用，屬于光伏產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)；C-4與C-5屬于中游光伏產(chǎn)品制備的關(guān)鍵技術(shù)，E-1與E-2是上游晶硅原材料的關(guān)鍵技術(shù)。通過中美日韓徳五國14個(gè)領(lǐng)域公布的專利數(shù)據(jù)，可得出2005—2015年五國光伏產(chǎn)業(yè)研發(fā)各相關(guān)領(lǐng)域公布專利數(shù)據(jù)趨勢，進(jìn)而分析五國光伏產(chǎn)業(yè)研發(fā)方面具備的優(yōu)劣勢。

1. 美國：光伏產(chǎn)業(yè)研發(fā)方面，通過相關(guān)領(lǐng)域公布專利數(shù)量比較，與其他四國相比最為突出的領(lǐng)域?yàn)榻泳€盒、吸光發(fā)電系統(tǒng)、充電供電裝置、光電轉(zhuǎn)換器件、光伏電池的電極和制造或處理光伏半導(dǎo)體器件或其部件的方法或設(shè)備；專利產(chǎn)出較多的領(lǐng)域?yàn)楣夥D(zhuǎn)換器、太陽電池板或陣列、并網(wǎng)發(fā)電裝置、光伏屋頂、晶硅加工制備技術(shù)；研發(fā)較弱的領(lǐng)域?yàn)樘柲苁袌鰬?yīng)用產(chǎn)品、光伏發(fā)電機(jī)和單晶硅或多晶硅材料研究方面。近三年，研發(fā)專利產(chǎn)出變化中，上升最為明顯的領(lǐng)域是接線盒、吸光發(fā)電系統(tǒng)、充電供電裝置、光伏電池的電極和制造或處理光伏半導(dǎo)體器件或其部件的方法或設(shè)備、單晶硅或多晶硅材料研究方面，下降最為明顯的是光伏屋頂研究方面。

2. 日本：與其他四國相比最為突出的領(lǐng)域?yàn)楣夥D(zhuǎn)換器、充電供電裝置，并網(wǎng)發(fā)電裝置和光伏屋頂；專利產(chǎn)出較多的領(lǐng)域?yàn)樘栯姵匕寤蜿嚵?、光電轉(zhuǎn)換器件、單晶硅或多晶硅材料研究和晶硅加工制備技術(shù)；研發(fā)較弱的領(lǐng)域?yàn)榻泳€盒、吸光發(fā)電系統(tǒng)、太陽能市場應(yīng)用產(chǎn)品、光伏發(fā)電機(jī)、光伏電池的電極和制造或處理光伏半導(dǎo)體器件或其部件的方法或設(shè)備。近幾年上升明顯的領(lǐng)域?yàn)榻泳€盒、光伏電池的電極、并網(wǎng)發(fā)電裝置和光伏屋頂，下降最為明顯的是光伏轉(zhuǎn)換器、單晶硅或多晶硅材料研究和晶硅加工制備技術(shù)。

3. 中國：與其他四國相比最為突出的領(lǐng)域?yàn)楣夥l(fā)電機(jī)和太陽能市場應(yīng)用產(chǎn)品，除中國外，其他四國在光伏發(fā)電機(jī)領(lǐng)域的研究都較少；研發(fā)較弱的領(lǐng)域?yàn)楣夥D(zhuǎn)換器、太陽電池板或陣列、光電轉(zhuǎn)換器件。中國光伏產(chǎn)業(yè)專利數(shù)據(jù)趨勢變化中，以2011年為“拐點(diǎn)”變動(dòng)最為顯著，各研究領(lǐng)域均在2010—2012年期間達(dá)到峰值，此后除太陽能市場應(yīng)用產(chǎn)品研發(fā)外，均出現(xiàn)下滑，其中下降最為明顯的是接線盒、吸光發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電機(jī)、制造或處理光伏半導(dǎo)體器件或其部件的方法或設(shè)備和并網(wǎng)發(fā)電裝置。

4. 韓國：與其他四國相比最為突出的領(lǐng)域?yàn)樘栯姵匕寤蜿嚵?、太陽能市場?yīng)用產(chǎn)品、單晶硅或多晶硅材料研究和晶硅加工制備技術(shù)，其中太陽能市場應(yīng)用產(chǎn)品僅韓國與中國在該領(lǐng)域的涉獵最多；研發(fā)較弱的領(lǐng)域?yàn)榻泳€盒、光伏發(fā)電機(jī)、并網(wǎng)發(fā)電裝置和光伏屋頂。自2008年以來，韓國光伏產(chǎn)業(yè)專利數(shù)據(jù)均表現(xiàn)為上升趨勢，其中，上升效應(yīng)明顯的領(lǐng)域?yàn)楣夥D(zhuǎn)換器、太陽電池板或陣列、吸光發(fā)電系統(tǒng)、太陽能市場應(yīng)用產(chǎn)品、光伏轉(zhuǎn)換器、光伏電池的電極和制造或處理光伏半導(dǎo)體器件或其部件的方法或設(shè)備，同時(shí)也表現(xiàn)出以2011年作為“拐點(diǎn)”的下降趨勢較為明顯。

5. 德國：在光伏產(chǎn)業(yè)研發(fā)方面表現(xiàn)不明顯，相對(duì)來說，研發(fā)產(chǎn)出較集中的專利領(lǐng)域?yàn)椴⒕W(wǎng)發(fā)電、光伏屋頂、吸光發(fā)電系統(tǒng)和充電供電裝置。

四、光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新成長能力綜合評(píng)價(jià)

2013年中美日韓徳五國光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新成長能力綜合比較結(jié)果見表2。從核心技術(shù)實(shí)力來看，美國最強(qiáng)，掌握了光伏產(chǎn)業(yè)4項(xiàng)核心技術(shù)，表示美國在A-1、A-2、A-3、B-1四個(gè)核心技術(shù)領(lǐng)域中2項(xiàng)領(lǐng)先，2項(xiàng)較強(qiáng)；其次是韓國，再次是日本與中國，德國排在最后；從上升趨勢來看，韓國最為努力，核心與關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)先和上升數(shù)量達(dá)到7項(xiàng)，其次是美國和日本，中國在該項(xiàng)數(shù)量得分為0。綜合得分中，韓國最高為14分，其次是美國、日本、中國與德國。中國在核心技術(shù)與關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)先和上升數(shù)量均為0，表示中國既不掌握核心和關(guān)鍵技術(shù)，而且在這兩方面的關(guān)注趨勢也不顯現(xiàn)，與韓國表現(xiàn)對(duì)比非常明顯。另外值得一提的是，除去實(shí)用新型、外觀設(shè)計(jì)，中國發(fā)明專利所占比例如表3所示，雖然從2005年開始這一比重連年上升，但是直到2015年仍然只有23.81%，也就是說，中國大部分的專利申請(qǐng)集中在實(shí)用新型和外觀設(shè)計(jì)方面，創(chuàng)新的核心發(fā)明專利仍只在少數(shù)。

圖2為2007—2014年中美日韓企業(yè)的研發(fā)費(fèi)用率比較趨勢圖，將圖1與圖2對(duì)比可看出，各國光伏企業(yè)研發(fā)費(fèi)用與產(chǎn)業(yè)光伏專利申請(qǐng)量沒有表現(xiàn)出顯著的相關(guān)關(guān)系。2012年，四國企業(yè)研發(fā)費(fèi)用率都有明顯下降和增速放緩趨勢，從全球光伏市場來看，2014年成為各國光伏產(chǎn)業(yè)的調(diào)整時(shí)期，由于各國補(bǔ)貼和激勵(lì)政策調(diào)整，企業(yè)利潤率和市場預(yù)期也相應(yīng)降低，光伏企業(yè)研發(fā)費(fèi)用率也隨之下降?？梢?，企業(yè)技術(shù)研發(fā)投入受市場環(huán)境變化效應(yīng)相比國家技術(shù)研發(fā)力度來說，影響程度更加明顯。

五、結(jié)語

（1）光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力主要來源于國家政策性投資。企業(yè)為避免技術(shù)通過市場等渠道無成本地外溢至其他聯(lián)盟外的光伏企業(yè)，導(dǎo)致集體收益的沖突，因此不愿意通過擴(kuò)大研發(fā)費(fèi)用比率來積極開展投資和研發(fā)活動(dòng)。此外，光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新成長能力與專項(xiàng)政策性撥款具有較為明顯的相關(guān)關(guān)系。從中韓兩國政策對(duì)比中可以看出，韓國于2008年加大國家研發(fā)支持，對(duì)新能源與可再生能源技術(shù)開發(fā)的扶持資金總額達(dá)1 994億韓元，其中對(duì)太陽能部門每年給每個(gè)戰(zhàn)略性技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目撥款100億韓元，最長扶持期長達(dá)5年，攻克關(guān)鍵技術(shù)，圍繞電池研發(fā)以及延續(xù)基礎(chǔ)研究、裝置研究與開發(fā)等產(chǎn)業(yè)化階段，促使核心技術(shù)開發(fā)盡早突破和投入使用，因此專利技術(shù)產(chǎn)出效果明顯。[7]

（2）企業(yè)技術(shù)研發(fā)投入受市場環(huán)境變化程度明顯。近年來，一些學(xué)者開始關(guān)注技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)競爭力的關(guān)系，但是僅從宏觀或微觀一個(gè)方面來看，研究中都沒有考慮產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的特點(diǎn)和各自的創(chuàng)新成本利益關(guān)系。本文在企業(yè)效率與產(chǎn)業(yè)競爭力方面將企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)系在一起，由于光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)更新速度快，技術(shù)研發(fā)資金要求較高，企業(yè)為提高效率避免新技術(shù)外泄導(dǎo)致的損失，經(jīng)常以降低技術(shù)研發(fā)資金的方式降低風(fēng)險(xiǎn)和損失，尤其是在經(jīng)濟(jì)和市場下滑的時(shí)期。

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A Comparative Study on the Technological Innovation and Industrial

Competitiveness of Photovoltaic Industry

Chen Siqin1，2，Liu Xudong2，Chang Qing2

（1.School of International Trade and Economics， University of International Business and Economics， Beijing， 100029；

2.Management college of Inner Mongolia University of Technology， Hohhot， Inner Mongolia 010051）

Abstract： Based on the relating patents numbers published from 2005 to 2015， regard annual national photovoltaic industry as a measure of industrial technology research and development（R&D）capabilities.Then compare the technology R & D capability between countries and analyze the technological innovation growth capability of photovoltaic industry. Further， we select the patent data of 14 related areas in China，USA，Germany，Japan and South Korea，the five countries' photovoltaic industry development as the basis， and empirically analyze the technological innovation advantages in the five countries' field. Finally， make a comprehensive evaluation on the technological innovation growth capability of the photovoltaic industry. The results indicates that the technological innovation capability of photovoltaic industry mainly comes from the national policy investment and the enterprise technology R&D investment significantly affected by the market environment. Therefore， for the development of photovoltaic industry in our country， we should firstly improve the technological content and comprehensive management level， enhance and update the business mode， introduce the corresponding loan policy led by the government and settle the problems in the process of traditional energy changing to the new energy structure.

Key words： Photovoltaic Industry； Technological Innovation； Industrial Competitiveness； Technology Research and Development Capability； Technological Innovation Growth Capability