創(chuàng)新價值鏈視角下鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率研究

柏明國，張 云，付應(yīng)露，劉 翀，盧 鍇

(1.安徽工業(yè)大學(xué) 商學(xué)院，安徽 馬鞍山 243032；2.山東大學(xué)(威海) 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院，山東 威海 264209)

鋼鐵產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟支柱之一，2017年鋼鐵行業(yè)總產(chǎn)值達4萬億，占中國工業(yè)增加值總量的14.3%。鋼鐵行業(yè)巨大的產(chǎn)值得益于強大的產(chǎn)能基礎(chǔ)，產(chǎn)能過剩也是我國鋼鐵行業(yè)的歷史性問題。解決這一問題的關(guān)鍵是要把鋼鐵行業(yè)工作的著力點和落腳點放在技術(shù)創(chuàng)新上。高耗資、高排放、高污染是我國鋼鐵企業(yè)的三個重要特征，我國鋼鐵工業(yè)能耗和二氧化硫、氮氧化物、顆粒物排放量都居于工業(yè)行業(yè)的前列。因此，技術(shù)創(chuàng)新和綠色生產(chǎn)已成為實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵所在，綠色技術(shù)創(chuàng)新與進步是鋼鐵企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路[1]。為此，將環(huán)境因素引入鋼鐵企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率的研究框架，探討我國鋼鐵企業(yè)的綠色技術(shù)創(chuàng)新效率，對于緩解鋼鐵行業(yè)高產(chǎn)能、低技術(shù)、高污染的現(xiàn)狀，實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級和綠色生產(chǎn)，具有重要的理論及現(xiàn)實意義。

一、文獻回顧

鋼鐵行業(yè)是資源密集型產(chǎn)業(yè)，以往的研究多從技術(shù)效率角度對鋼鐵行業(yè)進行評價[2-3]，隨著非期望產(chǎn)出對環(huán)境的影響日益加劇，眾多學(xué)者運用DEA分析方法，分別從循環(huán)利用率、環(huán)境產(chǎn)出強度、資源利用效率等方面進行研究。何楓等把廢渣和廢氣當(dāng)成環(huán)境指標(biāo)，運用網(wǎng)絡(luò)SBM-DEA模型對我國鋼鐵企業(yè)的綠色技術(shù)效率進行了研究[4]。提升技術(shù)效率的源頭在于科技的創(chuàng)新，技術(shù)創(chuàng)新是鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的基礎(chǔ)。王新東等[5]對鋼鐵企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新模式進行了探索，王國棟[6]和趙沛[7]等討論了鋼鐵工業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展方向。馮梅等[8]從投產(chǎn)角度，選取技術(shù)創(chuàng)新績效的有關(guān)指標(biāo)，實證分析了中國鋼鐵企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新績效水平，研究不足是忽視了環(huán)境污染因素的影響。

經(jīng)梳理相關(guān)文獻可知，以往研究對象大多針對整個鋼鐵行業(yè)，且技術(shù)創(chuàng)新效率評價主要基于傳統(tǒng)的DEA模型[9]，把決策單元視為“黑箱”，忽略了鋼鐵企業(yè)創(chuàng)新過程的階段性運作機制，而考慮環(huán)境因素，從創(chuàng)新價值鏈的角度對鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率進行動態(tài)評價的研究非常匱乏。因此，本文根據(jù)創(chuàng)新價值鏈理論，考慮到鋼鐵企業(yè)創(chuàng)新過程的階段性聯(lián)結(jié)運作特征，將鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中的污染物排放納入評價模型，采用網(wǎng)絡(luò)SBM-DEA模型和Malmquist指數(shù)方法對鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率和綠色全要素生產(chǎn)率進行探析，在構(gòu)建鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率評價體系的基礎(chǔ)上，對所選擇的中國樣本鋼鐵企業(yè)的綠色技術(shù)創(chuàng)新效率進行實證分析。

二、研究方法與數(shù)據(jù)來源

(一)網(wǎng)絡(luò)SBM-DEA模型

傳統(tǒng)的DEA模型未能考慮到中間階段過程及其輸入輸出項[10]，不符合鋼鐵企業(yè)實際的生產(chǎn)和決策過程。兩階段創(chuàng)新價值鏈理論突破了這個缺陷[11]，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)DEA評價模型則從方法上實現(xiàn)了評價決策單元整體效率的同時還可以評估其各組成部分的效率。因此，我們選擇網(wǎng)絡(luò)SBM-DEA模型測算鋼鐵企業(yè)的綠色技術(shù)創(chuàng)新效率。在規(guī)模報酬可變的假設(shè)條件下，考慮非期望產(chǎn)出的網(wǎng)絡(luò)SBM-DEA模型[12-13]為：

(1)

(二)Malmquist指數(shù)模型

DEA方法屬于靜態(tài)效率評價方法，評價技術(shù)創(chuàng)新效率的變動情況則可以選擇Malmquist指數(shù)模型[14]。Malmquist指數(shù)不但可以計算全要素生產(chǎn)率(TFP)，還可以將其分解為效率變化指數(shù)EC和技術(shù)變化指數(shù)TC[15]。為了更加充分了解鋼鐵企業(yè)綠色全要素生產(chǎn)率的構(gòu)成及其動態(tài)變化趨勢，本文采用式(2)進行計算分析[16]。

TFP=TC×EC

(2)

(三)指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)來源

1.指標(biāo)選取?；趧?chuàng)新價值鏈理論，把鋼企綠色技術(shù)創(chuàng)新過程分為科技研發(fā)階段和創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化階段。

(1)科技研發(fā)投入指標(biāo)。對于鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新過程而言，資金是確保其正常運行的重要條件[17]；而人員則是最能動和最重要的因素[18]。本研究選用企業(yè)研發(fā)經(jīng)費和營業(yè)收入之比反映投入資金，人員指標(biāo)則用企業(yè)技術(shù)人員和員工總數(shù)之比來衡量。

(2)中間產(chǎn)出指標(biāo)。中間產(chǎn)出是科技研發(fā)階段的創(chuàng)新成果產(chǎn)出，本研究選用常見的專利申請數(shù)和新產(chǎn)品開發(fā)項目數(shù)作為研發(fā)階段的產(chǎn)出[19-20]。

(3)第二階段非研發(fā)投入指標(biāo)。在成果轉(zhuǎn)化階段，企業(yè)需將技術(shù)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化為企業(yè)實際效益，故不可避免地需要生產(chǎn)、營銷等非研發(fā)人員的投入，與經(jīng)營相關(guān)的設(shè)備、工具等也發(fā)揮了重要作用。因此，本研究選取鋼鐵企業(yè)的從業(yè)人員數(shù)和固定資產(chǎn)凈額作為非研發(fā)投入。

(4)成果轉(zhuǎn)化產(chǎn)出指標(biāo)。企業(yè)在取得經(jīng)濟效益的同時產(chǎn)生了大量的污染物。本文用新產(chǎn)品銷售收入來衡量技術(shù)創(chuàng)新給鋼鐵企業(yè)帶來的經(jīng)濟效益；考慮到鋼鐵企業(yè)對固體廢棄物和廢水回收利用率高，因此，以廢氣污染作為鋼企生產(chǎn)對環(huán)境的主要影響因素，選取噸鋼COD排放量、噸鋼SO2排放量以及噸鋼煙粉塵排放量等指標(biāo)，并運用熵值法處理得到企業(yè)的環(huán)境污染指數(shù)[21-22]，作為鋼鐵企業(yè)的非期望產(chǎn)出指標(biāo)。由于污染物屬于非期望產(chǎn)出，本研究將其作為投入進行測算分析[23]。

2.樣本及數(shù)據(jù)來源。基于數(shù)據(jù)的可獲得性和完整性，我們選取2009～2017年我國12家鋼鐵企業(yè)進行實證研究。由于技術(shù)創(chuàng)新過程從創(chuàng)新資源的投入到最終成果的產(chǎn)出通常存在一定的延遲性，因此，將創(chuàng)新過程兩個階段的時期各設(shè)置一年的滯后期。數(shù)據(jù)來源于聚潮資訊網(wǎng)各鋼鐵企業(yè)2009～2017年年度報告和社會責(zé)任報告，以及相應(yīng)年份的《中國鋼鐵工業(yè)年鑒》。由于部分上市公司的環(huán)境產(chǎn)出等數(shù)據(jù)披露不全面，因此通過行業(yè)數(shù)據(jù)、規(guī)模與業(yè)務(wù)相近的企業(yè)數(shù)據(jù)以及其余年份的數(shù)據(jù)狀況進行計算補充。

三、實證分析

借助DEA-SOLVER-PRO14.0軟件，對截面數(shù)據(jù)進行分析，測算鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率，然后用2011～2017年面板數(shù)據(jù)計算我國鋼鐵企業(yè)的綠色全要素生產(chǎn)率及其分解指數(shù)。

(一)樣本鋼企綠色技術(shù)創(chuàng)新效率測度與分析

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)SBM-DEA模型，設(shè)置k=2，ω1=ω2=0.5，測算所選樣本鋼鐵企業(yè)2011～2017年的綠色技術(shù)創(chuàng)新整體效率、科技研發(fā)階段和創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化階段效率，整體效率值如表1所示，子階段效率值見表2(限于篇幅，表2中僅列示了鋼鐵企業(yè)部分年度的子階段綠色技術(shù)創(chuàng)新效率測算結(jié)果)。

表1 2011～2017年鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新整體效率評價結(jié)果

表2 2011～2017年鋼鐵企業(yè)科技研發(fā)及成果轉(zhuǎn)化效率

1. 鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新整體效率分析。由表1知，樣本企業(yè)的綠色技術(shù)創(chuàng)新效率整體效率均值為0.711，處于適中水平。評價期間內(nèi)，整體效率均值排名前七的鋼鐵企業(yè)分別是寶鋼、柳鋼、山鋼、太鋼不銹、鞍鋼、八一鋼鐵、三鋼閩光，其值均在0.7以上。其余鋼企的綠色技術(shù)創(chuàng)新整體效率值均在0.5以下。

2.鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新子階段效率分析。由表2可知，2011～2017年樣本鋼鐵企業(yè)的科技研發(fā)階段和創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化階段效率均值分別為0.608和0.814，超過各階段平均水平的鋼鐵企業(yè)占樣本總數(shù)的41.67%和50%。可以發(fā)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的科技創(chuàng)新階段效率與成果轉(zhuǎn)化階段效率同步性較強，效率值都呈波動上升趨勢，且絕大多數(shù)鋼鐵企業(yè)的創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化階段效率要高于科技研發(fā)階段效率；科技研發(fā)階段效率值偏低是導(dǎo)致整體效率下降的主要原因。

3.鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新模式分析。2011～2017年我國12個樣本鋼鐵企業(yè)的科技研發(fā)效率和成果轉(zhuǎn)化效率均值分別為0.608和0.814。以此為界點，將各鋼鐵企業(yè)的綠色技術(shù)創(chuàng)新子階段效率分為高低兩種效率，因此鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新模式分為四種類型：高-高型(第一象限)；低-高型(第二象限)；低-低型(第三象限)；高-低型(第四象限)。鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新模式分布情況見圖1。

圖1 2011-2017年樣本鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新模式分布圖

由圖1知：位于第一象限的鋼鐵企業(yè)有6家，這類企業(yè)在創(chuàng)新的各環(huán)節(jié)都是高效率的，處于該象限的企業(yè)數(shù)量占樣本企業(yè)的41.67%。其中寶鋼、柳鋼、太鋼不銹憑借其充足的人才、資金方面充裕的資源投入以及合理的制度安排和完善的市場環(huán)境等優(yōu)勢，在第一階段的科技研發(fā)和第二階段的創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化階段方面均處于領(lǐng)先地位。鞍鋼和山鋼雖然在創(chuàng)新資源投入上能力有限，但其憑借著穩(wěn)定的成果產(chǎn)出，也使得企業(yè)的兩階段創(chuàng)新效率處于較高水平；第二象限鋼鐵企業(yè)創(chuàng)新模式屬于低—高型。處于該象限的樣本企業(yè)有三鋼閩光、八一鋼鐵，占樣本企業(yè)數(shù)量的16.66%。其中三鋼閩光憑借福建省優(yōu)越的地理位置、擁有近70%福建鋼鐵市場占有率的市場優(yōu)勢和一貫注重環(huán)境保護的生產(chǎn)理念，在科技成果轉(zhuǎn)化為鋼鐵企業(yè)經(jīng)濟效益這一環(huán)節(jié)實現(xiàn)了高效率；新疆八一鋼鐵則憑借區(qū)域供需格局的優(yōu)越性，也在該環(huán)節(jié)取得較高效率，但兩企業(yè)在成果轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)效率偏低。因此兩企業(yè)需從相對薄弱的環(huán)節(jié)入手，在保持自身獨有優(yōu)勢的同時，重點關(guān)注研發(fā)效率的提高，最終實現(xiàn)企業(yè)的整體綠色技術(shù)創(chuàng)新效率水平的提升；第三象限鋼鐵企業(yè)的創(chuàng)新模式為低—低型，處于該象限的樣本企業(yè)為韶鋼松山、安陽鋼鐵、河鋼、南鋼、馬鋼等，占樣本鋼鐵企業(yè)數(shù)量的41.67%。這種類型的企業(yè)在創(chuàng)新活動的兩階段過程中，都處于較低的效率狀態(tài)，故而要想提高效率，這類企業(yè)應(yīng)當(dāng)從創(chuàng)新資源利用的有效性和科技成果轉(zhuǎn)化有效性等多個環(huán)節(jié)尋找問題，從根本上解決鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新兩階段過程雙重低效的問題；第四象限鋼鐵企業(yè)的創(chuàng)新模式為高—低型，樣本企業(yè)中無落入該象限的鋼鐵企業(yè)，說明在中國的鋼鐵企業(yè)中普遍存在重經(jīng)濟效益而輕科技研發(fā)的狀況。

(二)基于Malmquist指數(shù)的鋼鐵企業(yè)綠色全要素生產(chǎn)率測算與分析

表3反映了樣本鋼鐵企業(yè)2011～2017年間綠色TFP指數(shù)及分解情況，表4為樣本鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新各階段TFP的逐年變動情況。其中，效率變化指數(shù)反映效率值的各年變動情況，技術(shù)變化指數(shù)反映技術(shù)前沿面的各年變動情況。

表3 樣本鋼鐵企業(yè)綠色全要素生產(chǎn)率及分解

表4 2011-2017年樣本鋼鐵企業(yè)動態(tài)效率

1.創(chuàng)新整體效率變動分析。

(1)不同企業(yè)綠色全要素生產(chǎn)率的差別。由表3可知，2011～2017年期間，樣本鋼鐵企業(yè)整體綠色TFP指數(shù)值的個體差異不大。其中寶鋼、南鋼、三鋼閩光、安陽鋼鐵、河鋼、山鋼、八一鋼鐵的綠色TPF指數(shù)均大于1，表明在此期間，該7家鋼鐵企業(yè)整體綠色技術(shù)創(chuàng)新效率呈上升趨勢，而其余5家鋼鐵企業(yè)則呈現(xiàn)不同的下降趨勢。

(2)從整體綠色TFP指數(shù)的分解角度看，由表4可知，評價期間內(nèi)，鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的EC指數(shù)實現(xiàn)了27%的增長，TC指數(shù)只實現(xiàn)了8%的增長，遠低于EC指數(shù)的增長速度。技術(shù)進步是驅(qū)動鋼鐵產(chǎn)業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率提升的主導(dǎo)力量，因此，中國鋼鐵企業(yè)只有在科技創(chuàng)新階段再下功夫，推動技術(shù)前沿面的移動，才能長久、有效地提升鋼鐵業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率并實現(xiàn)其綠色轉(zhuǎn)型。

(3)從動態(tài)效率變化角度分析，2011～2017年期間，鋼鐵企業(yè)整體綠色TFP指數(shù)年度均值為1.18，呈逐年上升趨勢，僅2012～2013年間有略微下降。

2.創(chuàng)新子階段效率變動分析。

(1)子階段效率變化情況。由表4知，鋼鐵企業(yè)兩個子階段2011～2017年期間的TFP、EC和TC指數(shù)均值均大于1，表明評價期間內(nèi)總體呈上升趨勢。其中科技研發(fā)階段的TC指數(shù)和TPF指數(shù)變化區(qū)間差異較大，TC指數(shù)在2011～2013年呈連續(xù)下降趨勢，TFP指數(shù)變化趨勢與TC指數(shù)一致；創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化階段的TC指數(shù)和TFP指數(shù)差異相對較小，TC指數(shù)在2012年和2014年有所下降，TPF指數(shù)均大于1。由此可知創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化階段的效率比科技研發(fā)階段的效率更具穩(wěn)定性。

(2)創(chuàng)新整體TC指數(shù)負(fù)增長的原因分析。表3給出了評價期間樣本企業(yè)科技創(chuàng)新階段和創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化階段的效率變化情況。效率大于1表示子階段效率處于增長狀態(tài)，反之則為下降狀態(tài)?？芍麂撹F企業(yè)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化階段的TC有5.2%的正向增長，而科技研發(fā)階段技術(shù)進步指數(shù)則出現(xiàn)了6.2%的負(fù)增長，這也是導(dǎo)致鋼企創(chuàng)新整體TC指數(shù)負(fù)增長的主要原因。

四、結(jié)論及建議

(一)研究結(jié)論

第一，樣本鋼鐵企業(yè)的綠色技術(shù)創(chuàng)新整體效率處于適中水平，考察期內(nèi)樣本企業(yè)的整體效率呈波動上升趨勢。鋼鐵企業(yè)的綠色技術(shù)創(chuàng)新效率介于科技研發(fā)效率和成果轉(zhuǎn)化效率之間，并且創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化階段效率始終要高于技術(shù)研發(fā)階段效率，說明科技研發(fā)階段效率值偏低是導(dǎo)致鋼鐵企業(yè)整體效率下降的主要原因。

第二，樣本鋼鐵企業(yè)的創(chuàng)新模式主要呈高-高型以及低-低型兩種模式,說明鋼鐵企業(yè)的創(chuàng)新模式兩極分化嚴(yán)重，企業(yè)之間創(chuàng)新能力和技術(shù)水平參差不齊。

第三，基于Malmquist指數(shù)方法的效率動態(tài)分析顯示評價期間樣本鋼鐵企業(yè)整體綠色TFP指數(shù)、EC指數(shù)和TC指數(shù)基本處于上升趨勢，創(chuàng)新子階段的各項效率變動有所差異，從增長速度和穩(wěn)定性方面進行比較，科技研發(fā)效率明顯落后于創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化效率。

(二)對策建議

根據(jù)上述研究結(jié)論，結(jié)合中國鋼鐵業(yè)現(xiàn)狀，給出如下建議：

一是要營造鋼鐵企業(yè)良好的創(chuàng)新氛圍。企業(yè)內(nèi)部良好的創(chuàng)新氛圍不僅可以激發(fā)科技工作人員的創(chuàng)造興趣，使其積極地參與到創(chuàng)新活動當(dāng)中去，從而提升研發(fā)人員的技能水平。因此，鋼鐵企業(yè)必須有意識地創(chuàng)造良好的創(chuàng)新氛圍，引導(dǎo)科研工作人員培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力，支持和鼓勵創(chuàng)新。

二是要科學(xué)配置鋼鐵企業(yè)的創(chuàng)新資源。從創(chuàng)新資源投入情況來看，中國鋼鐵企業(yè)對于科技研發(fā)的投入不足、創(chuàng)新資源分散、難以集中力量攻堅克難，而解決這些問題，是中國鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)長效健康發(fā)展的關(guān)鍵。因此鋼鐵企業(yè)應(yīng)加大人才培養(yǎng)力度，合理科學(xué)地配置創(chuàng)新資源，優(yōu)化投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)，減少創(chuàng)新資源浪費，以實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展。

三是要促進鋼鐵企業(yè)科技創(chuàng)新成果市場化。雖然鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化效率顯著高于研發(fā)階段效率，但從研究中可以看出，部分鋼鐵企業(yè)仍不容樂觀，成果轉(zhuǎn)化階段作為鋼鐵企業(yè)創(chuàng)新過程中極其重要的一環(huán),對企業(yè)整體綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的提升起著不可替代的作用。因此，鋼鐵市場要完善科技成果信息共享機制，打通研發(fā)端和需求端的對接渠道，鋼鐵企業(yè)作為鋼鐵市場構(gòu)成的主體，要積極參與市場需求項目的申報，要積極投入宣傳推廣自身創(chuàng)新成果，加速創(chuàng)新成果的市場化。

四是要環(huán)保減排促進鋼鐵企業(yè)的綠色發(fā)展。首先，鋼鐵企業(yè)自身是環(huán)保和減排的主力，企業(yè)應(yīng)當(dāng)認(rèn)真對照國家環(huán)保法規(guī)和行業(yè)要求，自我反省、自我檢查、自我梳理環(huán)保工作上的不足之處，積極響應(yīng)節(jié)能減排、綠色發(fā)展的政策要求。其次，鋼鐵企業(yè)的綠色發(fā)展離不開國家政策的支持，政府應(yīng)當(dāng)加強資金補助和稅收優(yōu)惠等經(jīng)濟政策，以加大鋼鐵企業(yè)的環(huán)保技術(shù)升級力度，同時還應(yīng)當(dāng)完善法律監(jiān)管制度，強化鋼企對污染物排放的控制力，早日實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的清潔生產(chǎn)和綠色制造。