基于面板數(shù)據(jù)的廣東省海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力實證分析

陳愛慧，劉淑靜，王 靜，徐 顯

(國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所，天津 300192)

海水利用是解決我國沿海地區(qū)水資源短缺的重要途徑，是發(fā)展綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟、保障國家水安全、推進生態(tài)文明和海洋強國建設的重要組成部分，對于解決沿海地區(qū)淡水資源短缺、優(yōu)化水資源結構、保障沿海地區(qū)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，具有重大意義。

本文根據(jù)中國統(tǒng)計年鑒、中國海洋統(tǒng)計年鑒、全國海水利用報告等數(shù)據(jù)資料以及各沿海省、區(qū)、市統(tǒng)計部門網(wǎng)站等相關數(shù)據(jù)，在綜合評價我國沿海11個省、區(qū)、市2011—2015年海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力的基礎上，探索制約廣東省海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力發(fā)展的主要因素，并提出相關建議。

1 廣東省海水利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

廣東省多年平均降雨量1 771 mm，水資源總量 1 830億m3，過境客水2 361億m3，水資源相對充沛。廣東省人口總量和經(jīng)濟總量均較大，人口總量約占全國總人口的8%，經(jīng)濟總量約占全國經(jīng)濟總量的11%；而人均水資源量相對不足，多年平均為 1 675 m3，低于全國人均水平的2 200 m3，不到世界人均的1/4。近年來，廣東省隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的加快，分階段出現(xiàn)的水資源與水環(huán)境問題目前已集中凸顯，水資源與水環(huán)境問題對全省經(jīng)濟發(fā)展布局的制約越來越大。此外，廣東省水資源時空分布不均，夏秋易洪澇，冬春常干旱，沿海臺地、低丘陵區(qū)及海島地區(qū)不利蓄水，缺水現(xiàn)象突出，尤以粵西的雷州半島最為典型。不少河流中下游河段由于城市排污造成水污染，存在水質性缺水問題[1]。

廣東省海岸線長為全國之首，海水水質優(yōu)良，具有發(fā)展海水利用的自然條件。廣東省是我國較早開展海水綜合利用的地區(qū)，尤其在海水冷卻應用方面。1978年，廣東粵華發(fā)電有限公司建成了廣東省首套海水冷卻系統(tǒng)，為廣東地區(qū)電力、鋼鐵、化工等高耗水行業(yè)利用海水開了先河。

改革開放以后，廣東省作為我國首批對外開放的省，經(jīng)濟得到了快速的發(fā)展，電力、鋼鐵等沿海高耗水行業(yè)紛紛采用海水作為冷卻水。隨著廣東省核電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，大亞灣核電站、嶺澳核電站、嶺澳核電B站及陽江核電站相繼建成并投入運行，廣東地區(qū)海水冷卻利用量逐年增長，年均增長率達8.12%，截至2016年底，廣東省年海水冷卻量達386.06億m3(圖1)，占全國總量的32.14%，是我國海水直接利用的第一大省。

圖1 廣東省年海水冷卻利用量變化

在海水淡化應用方面，1990年，深圳大亞灣電廠安裝了一套200 m3/d的海水淡化裝置，用于解決廠區(qū)供水不足問題。隨后，廣東惠州華德石化有限公司、廣東揭陽惠來電廠、廣東惠州平海電廠、寶鋼湛江鋼鐵基地、汕尾華潤海豐電廠等紛紛采用海水淡化作為廠區(qū)的重要補給水源，緩解了地區(qū)的用水壓力。

廣東省海島眾多，數(shù)量約占全國海島總數(shù)的16%，僅次于浙江和福建兩省，海島淡水資源短缺。目前，廣東省在南澎島、放雞島、桂山島、東澳島等海島安裝了海水淡化設備，為海島的旅游、經(jīng)濟社會發(fā)展提供保障。截至2016年底，廣東省海水淡化裝機總規(guī)模為8.12萬m3/d(圖2)，占全國總量的6.83%，全國排名第6。

圖2 廣東省海水淡化裝機規(guī)模變化

2 實證分析

構建海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力評價指標體系，并基于我國沿海11個省、區(qū)、市(本文參考的公開出版物未涉及港澳臺數(shù)據(jù)，故未將臺灣列入對比分析中)的面板數(shù)據(jù)，對2011—2015年廣東省海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力進行分析。

2.1 評價指標體系構建

根據(jù)海水利用產(chǎn)業(yè)特點及區(qū)域發(fā)展現(xiàn)狀，遵循指標數(shù)據(jù)的科學性、系統(tǒng)性和可獲得性等原則，構建海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力評價指標體系。在參考相關產(chǎn)業(yè)競爭力評價指標體系構建的基礎上[2-4]，充分考慮海水利用可以有效替代淡水資源、保障地區(qū)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的特性，從產(chǎn)業(yè)需求、市場表現(xiàn)和產(chǎn)業(yè)投入3個方面選擇了8項指標(見表1)，對11個沿海省、區(qū)、市的海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力進行比較分析。

表1 海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力評價指標體系

2.2 評價方法選擇

因子分析法是從研究相關矩陣內部的依賴關系出發(fā)，將一些具有復雜關系的變量高度概括為少數(shù)幾個綜合因子的一種多元變量統(tǒng)計方法。利用該方法既可以減少變量的分析維度，又能減少信息的損失[5-7]。所以為了避免應用截面數(shù)據(jù)進行評價的片面性，運用多維面板數(shù)據(jù)，選擇因子分析法，具體計算方法如下[8]。

a. 原始數(shù)據(jù)標準化，消除數(shù)量級和量綱不同帶來的影響，計算各個時間截面上的樣本相關系數(shù)矩陣、特征值、特征向量、貢獻率、累計貢獻率和主成分的線性表達式。

b. 由主成分的貢獻率加權得到各個時間截面的樣本綜合評價函數(shù)Fi(tn)：

Fi(tn)=a1(tn)X1+a2(tn)X2+…+am(tn)Xm

(1)

式中：(tn)表示第i個樣本在tn時刻的綜合評價函數(shù)，為對應主成分的貢獻率權重；am為各指標的成分得分系數(shù)；Xm為標準化后各個指標數(shù)據(jù)。

c. 對綜合評價F矩陣進行因子分析，得出因子得分，按照因子得分值排名對其進行評價。因子分析的有關計算，由SPSS19.0軟件完成。

2.3 評價過程

2.3.1 KMO檢驗和Barlett檢驗

KMO檢驗主要是為了檢驗影響海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力評價的8個評價指標之間的偏相關性，如果評價指標之間的偏相關性過小，則不能進行因子分析[9]。一般來說，KMO的統(tǒng)計量取值在0～1之間，如果KMO值>0.9表示非常適合，0.7

Barlett檢驗是用來檢驗相關系數(shù)矩陣是否是單位矩陣，如果Barlett的檢驗結果接受相關系數(shù)矩陣為單位矩陣，則說明海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力評價的8個指標之間是相互獨立的，不能進行因子分析；如果Barlett的檢驗結果不是單位矩陣，則說明選擇的8個指標之間是相關的，適合進行因子分析。利用采集的樣本數(shù)據(jù)進行KMO檢驗和Barlett檢驗，得到的KMO值和Barlett檢驗結果如表2所示。

表2 KMO和Bartlett的檢驗

表2中的KMO值顯示，除了2012年為0.585，其余年份均高于0.6，檢驗結果表明這些指標比較適合進行因子分析。Bartlett檢驗的概率值均為0.000，則海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力評價指標之間是相互獨立性假設不成立，說明所選擇的指標之間存在比較高的相關性。因此，這些指標適合進行因子分析。

2.3.2 提取公共因子

以主成分分析法作為提取公共因子的方法，按照特征值大于1的提取原則進行公共因子提取，提取的公共因子的特征值及方差貢獻率見表3。

表3 特征根及方差貢獻率

由表3可知，2011—2015年均提取了2個公共因子，累計方差貢獻率分別為79.383%、80.425%、80.096%、81.111%、81.406%，5年的公共因子累計方差貢獻率均大于或接近80%。當累計方差貢獻率的取值在80%以上時，原有變量的信息丟失較少。因此，提取2個公共因子，能夠比較全面地反映實際情況，可以將其作為評價海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力的公共因子。

2.3.3 因子命名

通過計算得出成分矩陣表，用于說明各個變量是由哪些因子進行解釋的。但是由于各變量分解后的結果區(qū)分度不大，因此，運用Kaiser標準化的正交旋轉法對其進行因子旋轉，經(jīng)過旋轉，可將每個公共因子進行命名解釋。表4是經(jīng)過旋轉的因子載荷矩陣，可以看出主因子P1在產(chǎn)業(yè)增加值、從業(yè)人員數(shù)、年替代淡水量和區(qū)位商上載荷較大，因此，因子P1被稱為市場表現(xiàn)因子。因子P2在發(fā)明專利數(shù)、R&D經(jīng)費投入和從業(yè)人員數(shù)上載荷較大，因此，因子P2被稱為創(chuàng)新投入因子。

2.3.4 因子得分計算

表5是運用Kaiser標準化的正交旋轉法，利用主成分分析得出因子得分函數(shù)的系數(shù)矩陣。根據(jù)因子得分系數(shù)矩陣，利用式(2)可直接得出各個公共因子的得分：

Pj=a1X1+a2X2+…+a8X8

(2)

表6和表7為計算出的各個公共因子得分及排名。

根據(jù)得到的各個公共因子得分，再利用式(3)計算各個地區(qū)的海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力綜合得分：

(3)

式中：Pi為第i地區(qū)的綜合得分；λj為第j個主因子的貢獻率；λ為所提出公共因子的累計貢獻率；Pij為第i地區(qū)在第j個主因子上的得分。由式(3)計算出的沿海11個省、區(qū)、市海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力的綜合得分及排名[4]見表8。

表4 旋轉成分矩陣

表5 成分得分系數(shù)矩陣

表6 2011—2015年海水利用產(chǎn)業(yè)市場表現(xiàn)因子得分及排名

表7 2011—2015年海水利用產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新投入因子得分及排名

表8 2011—2015年海水利用產(chǎn)業(yè)綜合競爭力得分及排名

3 競爭力分析

從表6～8的各項得分和排名可以看出，我國沿海各省、區(qū)、市在各個因子方面的競爭力差異較大。在綜合競爭力方面，從縱向比較看，2011—2015年，各個省份的排名較為穩(wěn)定，沒有大起大落的現(xiàn)象。廣東省海水利用產(chǎn)業(yè)綜合競爭力在5年內均排名第4，說明廣東省海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力在全國沿海11個省、區(qū)、市中處于中等偏上水平，與排名靠前的浙江省、天津市等地區(qū)相比還有很大距離，需要進一步借鑒其他優(yōu)勢省、市、區(qū)的經(jīng)驗，彌補自己的劣勢。從橫向比較看，各個省、市、區(qū)的海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力有不同程度的增減，其中，浙江省、廣東省和福建省呈上升趨勢，其余地區(qū)競爭力上升趨勢不明顯。

在市場表現(xiàn)因子方面，廣東省5年平均得分為0.824，高于沿海11個省、區(qū)、市的平均水平，位居第2?？梢?，廣東省海水利用產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)業(yè)增加值、年替代淡水量、區(qū)位商和從業(yè)人員數(shù)等方面與多數(shù)沿海地區(qū)相比具有一定的優(yōu)勢。廣東省是我國海水利用大省，尤其在海水冷卻方面，2016年，廣東省年海水冷卻利用量占全國總量的32.15%，位列全國首位，但海水淡化裝機規(guī)模僅占全國總量的6.83%，與海水冷卻相比，廣東省海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展較緩慢，海水淡化為水資源可持續(xù)發(fā)展的貢獻率較低。因此廣東省還需進一步加強海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加大海水淡化應用率，提高海水淡化技術、裝備等的市場競爭力。

在創(chuàng)新投入因子方面，廣東省5年平均得分為-0.628，排名從第8名下滑到第9名，整體呈下降趨勢。廣東省海水利用發(fā)明專利總數(shù)雖不斷增長，年平均值為158件，但與天津、山東、浙江、江蘇和上海等地區(qū)相比還有一定差距；R&D經(jīng)費投入和從業(yè)人員數(shù)也與上述地區(qū)存在較大差距。由此可見，廣東省需進一步加大海水利用科技創(chuàng)新投入，積極培養(yǎng)海水利用科技人才，加速科技成果轉化，提高海水利用產(chǎn)業(yè)的綜合競爭力。

4 對策建議

a. 發(fā)揮優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)作用，提升綜合競爭力。廣東省海水冷卻應用量居于全國首位，針對當前國家生態(tài)文明建設、最嚴格水資源管理制度等政策的要求及市場的需求，應積極開展“高效、節(jié)能、綠色、低成本”的海水循環(huán)冷卻關鍵技術研發(fā)，鼓勵沿海電力、鋼鐵、石化等行業(yè)進行海水直流冷卻技術的升級和改造，建成高效、環(huán)保的海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)；制定產(chǎn)業(yè)優(yōu)惠政策，對海水淡化工程給予農(nóng)業(yè)電價、以電補水等優(yōu)惠政策，進一步提高沿海高耗水行業(yè)及海島地區(qū)海水淡化的應用比例；加快培育海水利用龍頭企業(yè)，打造海水利用產(chǎn)業(yè)集群，形成規(guī)模優(yōu)勢，提升海水利用產(chǎn)業(yè)綜合競爭力。

b. 加大資金支持，提高創(chuàng)新能力。廣東省政府要在科技創(chuàng)新方面加大資金投入，如設立海水利用專項資金，開展自主海水循環(huán)冷卻、自主海水淡化核心技術、關鍵裝備系列產(chǎn)品的研究及開發(fā)，支持海水利用新技術、相關檢驗檢測技術的研發(fā)，提高海水利用產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力和配套能力。同時，進一步推進科技創(chuàng)新成果轉化，將科技成果充分應用于海水、苦咸水、污水、廢水等水資源可持續(xù)發(fā)展領域，增強海水利用對地區(qū)水安全、生態(tài)文明建設的保障能力。

c. 加強人才培養(yǎng)，集聚海水利用高端人才。建議廣東省進一步整合現(xiàn)有人才、智力資源，完善人才培養(yǎng)和激勵機制，激發(fā)海水利用科研人員的積極性和主動性；鼓勵省內高校聯(lián)合相關科研院所、企業(yè)，開展海水利用職業(yè)教育培訓，加強專業(yè)隊伍培養(yǎng)；鼓勵有條件的高校、科研院所和相關企業(yè)建立合作研究中心和聯(lián)合實驗室，吸引國外高端人才、團隊、機構、企業(yè)落戶廣東，依托人才引進優(yōu)惠政策，引進高端人才，培育創(chuàng)新人才隊伍。