基于專(zhuān)利視角的再生資源產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展的量化分析

張菲菲，王軍鋒，李洪遠(yuǎn)

（南開(kāi)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津300071）

1 科技創(chuàng)新對(duì)產(chǎn)業(yè)演進(jìn)的貢獻(xiàn)作用

產(chǎn)業(yè)演進(jìn)是在產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容不斷變化、產(chǎn)業(yè)不斷自我更新的過(guò)程，具體表現(xiàn)為產(chǎn)業(yè)規(guī)模和總量的不斷擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)效益和效率的不斷提高，以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的持續(xù)合理化和空間布局的持續(xù)優(yōu)化。根據(jù)演化經(jīng)濟(jì)學(xué)等對(duì)產(chǎn)業(yè)演進(jìn)規(guī)律的研究，持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新是產(chǎn)業(yè)演進(jìn)的主要?jiǎng)恿?。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新來(lái)促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高，是技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)產(chǎn)業(yè)演化的內(nèi)在機(jī)理。產(chǎn)業(yè)演化的技術(shù)創(chuàng)新視角是由美國(guó)哈佛大學(xué)的阿伯納西（N·Abernathy）和麻省理工大學(xué)的厄特巴克（J·M·Utterback）所開(kāi)創(chuàng)。他們提出的 A—U 模型[1]指出，產(chǎn)業(yè)發(fā)展可以劃分為3個(gè)階段，即流動(dòng)階段、過(guò)渡階段和穩(wěn)定階段。在不同的產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段，企業(yè)創(chuàng)新的類(lèi)型和頻率也不相同，而且對(duì)產(chǎn)品創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新有所側(cè)重。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期，企業(yè)創(chuàng)新聚焦于產(chǎn)品創(chuàng)新；隨著企業(yè)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累和消費(fèi)者成熟度的提高，主導(dǎo)設(shè)計(jì)逐漸出現(xiàn)，行業(yè)發(fā)展進(jìn)入過(guò)渡階段,創(chuàng)新焦點(diǎn)從產(chǎn)品創(chuàng)新轉(zhuǎn)向工藝創(chuàng)新；主導(dǎo)設(shè)計(jì)的形成，使得行業(yè)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的發(fā)展時(shí)期，創(chuàng)新以漸進(jìn)性產(chǎn)品創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新為主[2]。

產(chǎn)業(yè)演化一般要經(jīng)歷孕育期、成長(zhǎng)期、成熟期和衰退期，整個(gè)過(guò)程呈S形曲線，可以用Logistic方程來(lái)描述：

式中：Q=Q（t）表示某產(chǎn)業(yè)在t時(shí)期的產(chǎn)出量，是描述產(chǎn)業(yè)演化過(guò)程的狀態(tài)變量；α是該產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)速度系數(shù)，QM是該產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出增長(zhǎng)的極限值。

模型假定產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)速度與其狀態(tài)變量Q成正比，但當(dāng)其接近于增長(zhǎng)極限時(shí)，成長(zhǎng)速度又會(huì)減弱而趨于0，表明產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的演化機(jī)制存在非線性的正負(fù)反饋機(jī)制；參數(shù)α反映產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步狀況，技術(shù)創(chuàng)新能夠提高其生產(chǎn)效率，從而推動(dòng)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)和快速發(fā)展；參數(shù)QM受到需求收入彈性的影響，產(chǎn)業(yè)內(nèi)部產(chǎn)品的改進(jìn)會(huì)影響需求量，而技術(shù)創(chuàng)新是改進(jìn)產(chǎn)品的主要手段，因此對(duì)QM產(chǎn)生影響。在整個(gè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中，由于創(chuàng)新的導(dǎo)入，α和QM比較大的產(chǎn)業(yè)逐漸取代原有主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，成為新的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)[3]。

從長(zhǎng)周期來(lái)看，技術(shù)創(chuàng)新同樣起著重要的推動(dòng)作用。熊彼特在康氏長(zhǎng)周期理論的基礎(chǔ)上指出，社會(huì)成長(zhǎng)過(guò)程并非簡(jiǎn)單由技術(shù)和組織創(chuàng)新所伴隨，而是由這些創(chuàng)新直接推動(dòng)的。根據(jù)康德拉基耶夫所觀察到的經(jīng)濟(jì)周期，上升階段都是建立在一個(gè)新的投資浪潮上，而這種浪潮又是一種或幾種重要技術(shù)推廣的結(jié)合。由于創(chuàng)新擴(kuò)散在時(shí)間上和部門(mén)間的不平衡，那么相應(yīng)地，可以將創(chuàng)新看作系統(tǒng)失衡及周期性波動(dòng)的主要原因[4]。

2 再生資源產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新的概況

再生資源產(chǎn)業(yè)一直以來(lái)以人工回收、分選和打包為主，技術(shù)裝備發(fā)展遲緩。很多學(xué)者在研究中都指出，再生資源企業(yè)技術(shù)水平普遍較低，大部分停留在手工拆解、初級(jí)加工階段，制約了再生資源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展等。

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，在政策的大力扶持下，再生資源產(chǎn)業(yè)向著規(guī)?；F(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向演進(jìn)，并且在分選、拆解、破碎、打包、壓塊、資源化利用、無(wú)害化處置等方面，技術(shù)裝備水平快速提升，相關(guān)設(shè)備在再生資源行業(yè)的普及范圍不斷擴(kuò)大，顯著提升了再生資源產(chǎn)業(yè)的回收分選效率和加工利用水平。如江蘇華宏科技股份有限公司是專(zhuān)業(yè)制造再生資源加工設(shè)備的大型企業(yè)，也是國(guó)家級(jí)火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)。2011年12月20日，在深交所成功掛牌上市（股票代碼：華宏科技-002645）。公司所生產(chǎn)的設(shè)備包括各類(lèi)金屬打包、剪切系列設(shè)備，報(bào)廢汽車(chē)拆解生產(chǎn)線裝備，以及生活垃圾綜合利用環(huán)保處理生產(chǎn)線等，具有很強(qiáng)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)能力。

武云亮等指出，再生資源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)體系應(yīng)包括：（1）再生資源工程原理——研究廢棄物資源化技術(shù)的原理和方法等共性問(wèn)題；（2）再生資源質(zhì)量鑒定的具體技術(shù)、方法和儀器；（3）收集儲(chǔ)運(yùn)的方法、技術(shù)和設(shè)備；（4）加工利用技術(shù)、工藝與設(shè)備，包括挑選、分選、拆解、剪切、破碎、打包、壓塊、浸出等產(chǎn)出原料級(jí)的預(yù)處理和初級(jí)加工，以及以產(chǎn)品為主的精深度加工；（5）開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，重點(diǎn)是建立再生資源應(yīng)用效果的度量指標(biāo)體系，對(duì)再生資源應(yīng)用項(xiàng)目從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行分析[5]。而根據(jù)上面所列出的技術(shù)分類(lèi)，在資源綜合利用技術(shù)、廢舊物資加工利用技術(shù)等文獻(xiàn)中的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和標(biāo)志性事件非常稀少。因此，文中利用《中國(guó)專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)》1985—2018年的專(zhuān)利數(shù)據(jù)，對(duì)再生資源產(chǎn)業(yè)的科技發(fā)展情況水平進(jìn)行分析。

3 基于專(zhuān)利數(shù)據(jù)的再生資源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)狀分析

3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與檢索方法

專(zhuān)利包括發(fā)明專(zhuān)利、外觀設(shè)計(jì)專(zhuān)利和實(shí)用新型專(zhuān)利3類(lèi)。以中國(guó)專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)為專(zhuān)利數(shù)據(jù)源，該數(shù)據(jù)檢索平臺(tái)擁有豐富的檢索入口，檢索功能完善。中國(guó)專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)收錄了自1985年以來(lái)所有在中國(guó)公開(kāi)的發(fā)明專(zhuān)利、實(shí)用新型和外觀專(zhuān)利，以及近20年來(lái)海量專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)文摘信息。

本研究采用關(guān)鍵詞檢索方式，選取“再生資源”、“廢”、“分類(lèi)回收”等為關(guān)鍵詞，檢索出我國(guó)再生資源產(chǎn)業(yè)1992—2016年在我國(guó)申請(qǐng)的專(zhuān)利。為了準(zhǔn)確反映再生資源產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利申請(qǐng)量的變化趨勢(shì)，又對(duì)篩選結(jié)果進(jìn)行了人工篩選。最后得到我國(guó)再生資源產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利申請(qǐng)6 992件，其中發(fā)明專(zhuān)利3 846件，占專(zhuān)利申請(qǐng)總數(shù)的55.00%；實(shí)用新型專(zhuān)利3 143件，占44.95%，外觀設(shè)計(jì)2件。文中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、分類(lèi)和圖表制作，主要從專(zhuān)利數(shù)量、申請(qǐng)人、專(zhuān)利區(qū)域分布、專(zhuān)利IPC等方面展開(kāi)分析，從這些不同角度揭示再生資源產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

3.2 再生資源產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量年度趨勢(shì)分析

對(duì)檢索所得的專(zhuān)利按時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理，得到我國(guó)再生資源產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利數(shù)量的年度變化趨勢(shì)如圖1。從專(zhuān)利申請(qǐng)量來(lái)看，1996年之前，我國(guó)再生資源產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利的獲批數(shù)量在10件以下，處于低水平的平緩增長(zhǎng)狀態(tài)，說(shuō)明再生資源產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平處于較低狀態(tài)。1997年開(kāi)始略有增長(zhǎng)，但增長(zhǎng)非常緩慢。從2005年開(kāi)始，再生資源產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)利年獲批量開(kāi)始大幅遞增，可以觀察到的是再生資源產(chǎn)業(yè)規(guī)模的同步快速增長(zhǎng)。2012年之后，專(zhuān)利數(shù)量進(jìn)入跨越式增長(zhǎng)階段。在最近5年當(dāng)中，再生資源產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利數(shù)量快速提升。專(zhuān)利數(shù)量的變化趨勢(shì)與再生資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程比較契合，隨著再生資源產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大和技術(shù)裝備水平的提升，技術(shù)研發(fā)成果的產(chǎn)生速度不斷加快。

圖1我國(guó)再生資源產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利數(shù)量變化趨勢(shì)（1992—2016年）

3.3 再生資源產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利主要申請(qǐng)人分析

專(zhuān)利申請(qǐng)人在技術(shù)研發(fā)過(guò)程中發(fā)揮主導(dǎo)作用，在很大程度上影響著技術(shù)的發(fā)展方向。在2016年的1 541份專(zhuān)利中，158項(xiàng)由高校院所申請(qǐng)，占比10.25%，188由個(gè)人申請(qǐng)，占比12.20%，而1 195份專(zhuān)利由公司申請(qǐng)，占比為77.55%（圖2）。因此說(shuō)明，在再生資源產(chǎn)業(yè)技術(shù)和設(shè)備研發(fā)主體中，公司為主要的技術(shù)創(chuàng)新主體。

圖2 專(zhuān)利申請(qǐng)人分布統(tǒng)計(jì)

3.4 再生資源產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利重要區(qū)域分布分析

通過(guò)對(duì)我國(guó)再生資源專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量排名靠前的省市進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，我國(guó)再生資源領(lǐng)域各省市之間的發(fā)展水平差距較大，沿海發(fā)達(dá)地區(qū)專(zhuān)利申請(qǐng)量普遍高于中部地區(qū)。江蘇省、浙江省、廣東省、山東省和湖南省的申請(qǐng)量位列我國(guó)再生資源專(zhuān)利的前5位，因此相對(duì)于國(guó)內(nèi)其他省市，這5省具有較強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)。其中，浙江省達(dá)到了833件，占全國(guó)總專(zhuān)利數(shù)量的11.90%，江蘇省達(dá)到766件，占全國(guó)總專(zhuān)利數(shù)量的10.95%。江蘇省和浙江省毗鄰上海，擁有較為完整的再生資源產(chǎn)業(yè)鏈條，其五金設(shè)備加工基礎(chǔ)也為其開(kāi)展再生資源科技裝備創(chuàng)新創(chuàng)造了條件。廣東市、山東省和湖南省在專(zhuān)利總申請(qǐng)量中所占的比例分別達(dá)到8.7%，7.1%和6.5%，這3個(gè)省份經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)較為雄厚，在再生資源產(chǎn)業(yè)集群方面具有良好的基礎(chǔ)和發(fā)展?jié)摿?，并且?dāng)?shù)刎S富的人力資源和科技基礎(chǔ)也加速了再生資源加工利用技術(shù)水平的提升。

3.5 再生資源產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域分析

IPC分類(lèi)能夠體現(xiàn)再生資源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)特點(diǎn)、技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域等信息。圖3是1992—2016年我國(guó)再生資源產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利IPC部類(lèi)分布圖，從圖3中可以看出，技術(shù)熱點(diǎn)都集中在B（作業(yè)、運(yùn)輸）類(lèi)、C（化學(xué)冶金）類(lèi)。B類(lèi)主要包括再生資源加工、分選、回收等裝置，C類(lèi)主要是再生資源加工、利用和資源化方法和工藝等，B類(lèi)和C類(lèi)專(zhuān)利的申請(qǐng)數(shù)量之和為6 727件，占總數(shù)的96.20%，說(shuō)明我國(guó)再生資源產(chǎn)業(yè)在收運(yùn)、作業(yè)和加工等裝置方面，以及資源化方法方面具有較強(qiáng)的技術(shù)創(chuàng)新能力。G（物理）類(lèi)專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量分別為241件，約占總數(shù)的3.40%，主要包括再生資源回收系統(tǒng)、組織體系設(shè)計(jì)、信息化建設(shè)等，說(shuō)明對(duì)于再生資源產(chǎn)業(yè)的系統(tǒng)規(guī)劃和頂層設(shè)計(jì)方面的技術(shù)創(chuàng)新正在增加，但研究力度還不足。

4 結(jié)論與對(duì)策

技術(shù)發(fā)展，尤其是重大技術(shù)突破和創(chuàng)新能夠顯著改變一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。通過(guò)對(duì)再生資源產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)利進(jìn)行定量和定性分析，可以較為深入地認(rèn)識(shí)科技創(chuàng)新對(duì)于再生資源產(chǎn)業(yè)提升發(fā)展的貢獻(xiàn)作用，并且能夠根據(jù)技術(shù)創(chuàng)新的重點(diǎn)領(lǐng)域和方向進(jìn)行有針對(duì)性的引導(dǎo)和扶持。從專(zhuān)利角度對(duì)再生資源產(chǎn)業(yè)的科技創(chuàng)新情況進(jìn)行分析，初步得出以下結(jié)論。

圖3 1992—2016年再生資源產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利IPC部類(lèi)分布圖

第一，再生資源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程與科技創(chuàng)新速度相契合，說(shuō)明再生資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展與科技創(chuàng)新呈現(xiàn)良性互動(dòng)關(guān)系，并且在近幾年科技創(chuàng)新速度迅速提升，表明再生資源產(chǎn)業(yè)對(duì)于科技創(chuàng)新的重視程度也越來(lái)越高。

第二，再生資源產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新主體主要在企業(yè)，高校和科研機(jī)構(gòu)在再生資源產(chǎn)業(yè)研發(fā)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)較弱。對(duì)于再生資源產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新的扶持重點(diǎn)應(yīng)該更多地放在企業(yè)當(dāng)中。

第三，再生資源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)所在區(qū)域的原有的工業(yè)基礎(chǔ)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境，同樣，這些區(qū)域優(yōu)勢(shì)條件也會(huì)激發(fā)更多的科技創(chuàng)新。

第四，再生資源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新仍然集中在加工裝置和資源化方法方面，而再生資源產(chǎn)業(yè)要向現(xiàn)代化方向發(fā)展，還需要更廣泛領(lǐng)域的科技創(chuàng)新。

針對(duì)以上結(jié)論，對(duì)再生資源產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新提出以下建議：一是提高對(duì)科技型再生資源企業(yè)的扶持力度，特別是在裝備和技術(shù)重大創(chuàng)新方面給予有力支持。二是加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)建設(shè)，充分發(fā)揮高校院所的科研優(yōu)勢(shì)，與企業(yè)加強(qiáng)溝通合作，加強(qiáng)人才流動(dòng)和共用，提高再生資源產(chǎn)業(yè)整體的科技創(chuàng)新能力。

[1] Abernathy W J，JM Utterback.Pattern of industrial innovation[J].Technology Review，1978：6-7.

[2] 程源，高建，楊湘玉.產(chǎn)業(yè)演化創(chuàng)新分布模式的一種理論解釋[J].科學(xué)學(xué)研究，2003，21(4)：438-441.

[3] 張春勛，賴景生.技術(shù)創(chuàng)新、路徑依賴與主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)演替的障礙及突破研究[J].生產(chǎn)力研究，2008(3)：104-106.

[4]劉輝峰.長(zhǎng)周期變動(dòng)中的技術(shù)革命與產(chǎn)業(yè)演進(jìn)——基于歷史與統(tǒng)計(jì)的分析[J].中國(guó)科技論壇，2009(4)：8-12.

[5] 武云亮，黃少鵬.論再生資源科學(xué)[C]//金丹陽(yáng).再生資源產(chǎn)業(yè)的實(shí)踐與探索.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2001：142.