煤炭企業(yè)科技創(chuàng)新與節(jié)能減排耦合協(xié)調(diào)研究

張夢圓，張 云，洪 帥

(1.河北經(jīng)貿(mào)大學經(jīng)濟研究所，河北 石家莊 050061； 2.河北經(jīng)貿(mào)大學京津冀一體化發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新中心，河北 石家莊 050061)

0 引 言

2017年國務(wù)院印發(fā)了《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》，明確要求加強煤炭安全綠色開發(fā)和清潔高效利用。我國資源儲備的情況是“煤多油貧氣少”，在替代能源尚未出現(xiàn)的情況下，我國能源結(jié)構(gòu)仍是以煤炭消費為主。在消費過程中，煤炭使用效率低、消耗量大、污染物排放嚴重等問題仍然存在。提高科技創(chuàng)新能力和節(jié)能減排效率是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，促進煤炭行業(yè)實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型升級的重要工作。2020年中共中央第十九屆中央委員會第五次全體會議提出要加快推動綠色低碳發(fā)展，促進經(jīng)濟社會綠色轉(zhuǎn)型，把科技創(chuàng)新作為全國發(fā)展戰(zhàn)略支柱，提高企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力。探究煤炭企業(yè)科技創(chuàng)新與節(jié)能減排耦合協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)律，對協(xié)調(diào)兩者之間的關(guān)系，提升企業(yè)的科技創(chuàng)新能力，進一步實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能減排的目標，推進企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展意義重大。

國內(nèi)外學者對科技創(chuàng)新與節(jié)能減排之間的相互影響、相互作用關(guān)系進行了諸多探索，研究成果主要集中在企業(yè)節(jié)能減排的有效途徑[1-2]，研究方法以定性研究為主。煤炭行業(yè)是我國能源生產(chǎn)的主要行業(yè)，也是國家確定的重點耗能行業(yè)之一[3]，但煤炭上市企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力整體不足[4]，多數(shù)研究集中于煤炭企業(yè)節(jié)能減排評價指標體系的構(gòu)建[5]，或?qū)烧吒盍验_來單獨分析，從科技創(chuàng)新角度深入解析煤炭企業(yè)兩系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)作用的研究尚不多見，且缺乏具有針對性的定量實證分析。因此，本文構(gòu)建了煤炭企業(yè)科技創(chuàng)新與節(jié)能減排評價指標體系，從整體角度定量測度并深入解析兩系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，采用灰色關(guān)聯(lián)度模型分析科技創(chuàng)新不同指標對節(jié)能減排的影響程度，在促進高耗能企業(yè)科技創(chuàng)新與節(jié)能減排方面具有重要的借鑒意義，同時在新常態(tài)背景下為煤炭企業(yè)科學持續(xù)發(fā)展提供決策依據(jù)。

1 煤炭企業(yè)科技創(chuàng)新與節(jié)能減排系統(tǒng)體系構(gòu)建

1.1 煤炭企業(yè)科技創(chuàng)新與節(jié)能減排協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系分析

當前我國處于經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)階段，煤炭企業(yè)面臨著各種問題，對于如何才能通過技術(shù)創(chuàng)新淘汰低利潤高污染的過剩產(chǎn)能，加快產(chǎn)品綠色轉(zhuǎn)型來說，厘清科技創(chuàng)新與節(jié)能減排之間的關(guān)系是企業(yè)能夠順利進行轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵。企業(yè)進行科技創(chuàng)新有助于提升企業(yè)的節(jié)能減排能力，實現(xiàn)資源節(jié)約化、產(chǎn)品綠色化、產(chǎn)業(yè)生態(tài)化、生態(tài)經(jīng)濟化等多種效益；反之，隨著大眾環(huán)保意識的增強，又要求企業(yè)不斷提高其節(jié)能減排的水平、生產(chǎn)綠色產(chǎn)品，進而激發(fā)企業(yè)科技創(chuàng)新的動力，使其科技創(chuàng)新水平持續(xù)提高，增加市場競爭力，這種雙向的互動關(guān)系稱為耦合驅(qū)動。

耦合協(xié)調(diào)發(fā)展是指在多個子系統(tǒng)組成的復合體中，需要各子系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，從而實現(xiàn)共同發(fā)展。煤炭企業(yè)作為一個復合體，科技創(chuàng)新與節(jié)能減排是企業(yè)的兩個子系統(tǒng)，兩者相互影響，并且存在著非線性關(guān)系。分析煤炭企業(yè)科技創(chuàng)新和節(jié)能減排的耦合性，將科技創(chuàng)新系統(tǒng)分為科技創(chuàng)新支撐、研發(fā)、產(chǎn)出3個子系統(tǒng)；將節(jié)能減排系統(tǒng)劃分為節(jié)能、污染物減排、綜合利用3個子系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 煤炭企業(yè)兩系統(tǒng)耦合性分析圖Fig.1 Coupling analysis chart of two systemsin coal enterprises

1.2 指標體系構(gòu)建

科技創(chuàng)新包括科學研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新和市場研究，即以科學研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新為手段，通過市場研究創(chuàng)造新的價值，可見科技創(chuàng)新系統(tǒng)包括從投入到產(chǎn)出再到市場運作的全過程，三者相互依存，相互影響。節(jié)能減排系統(tǒng)主要考慮企業(yè)的節(jié)能、污染物減排和資源的綜合利用3個方面。本研究借鑒徐玉蓮等[6]提出的部分指標，從科技創(chuàng)新支撐、科技創(chuàng)新研發(fā)和科技創(chuàng)新產(chǎn)出3個層面構(gòu)建科技創(chuàng)新系統(tǒng)指標體系。借鑒鄭季良等[7]研究中提出的部分指標，從節(jié)能、污染物減排和能源綜合利用3個層面構(gòu)建節(jié)能減排系統(tǒng)指標體系，設(shè)計出煤炭企業(yè)科技創(chuàng)新與節(jié)能減排系統(tǒng)指標體系見表1。

表1 煤炭企業(yè)科技創(chuàng)新與節(jié)能減排水平評價指標體系Table 1 Evaluation index system of scientific and technological innovation and energy saving andemission reduction level of coal enterprises

1.3 數(shù)據(jù)來源

本文以中國中煤能源集團有限公司(以下簡稱“中煤能源集團”)為例，實證研究煤炭企業(yè)科技創(chuàng)新與節(jié)能減排耦合協(xié)調(diào)規(guī)律和趨勢，數(shù)據(jù)來源于2010—2019年《中煤能源集團社會責任報告》《中煤能源集團年度報告》和Wind數(shù)據(jù)庫。

2 研究方法

為了準確測度煤炭企業(yè)科技創(chuàng)新與節(jié)能減排耦合協(xié)調(diào)程度，本文采用熵權(quán)法、綜合發(fā)展指數(shù)、耦合協(xié)調(diào)度模型與灰色關(guān)聯(lián)度模型，具體公式和指標解釋見表2。

表2 研究方法及指標Table 2 Research methods and indicators

續(xù)表2

3 實證分析

以中煤能源集團為案例進行實證研究，該集團具有一定代表性，受限于以往年份資料的缺失，選取中煤能源集團2010—2019年發(fā)布的10年數(shù)據(jù)。

3.1 中煤能源集團科技創(chuàng)新與節(jié)能減排綜合發(fā)展指數(shù)

利用熵值法與耦合度計算方法，分別計算出2010—2019年中煤能源集團科技創(chuàng)新綜合發(fā)展指數(shù)、節(jié)能減排綜合發(fā)展指數(shù)和兩系統(tǒng)耦合度，具體見表3。

從表3中可以看出，中煤能源集團科技創(chuàng)新系統(tǒng)與節(jié)能減排系統(tǒng)的綜合發(fā)展指數(shù)都經(jīng)過了先上升后下降再上升的N型波動演變過程。低谷期分別為2015年和2016年，這兩年國家出臺了一系列針對煤炭行業(yè)改革的政策，2015年國家發(fā)展和改革委員會在全國范圍內(nèi)進行了對違法違規(guī)煤礦建設(shè)的核實工作，并對違法違規(guī)煤礦建設(shè)和生產(chǎn)進行控制與監(jiān)管。一系列政策措施的出臺對煤炭企業(yè)提出了更嚴格的要求，同時煤炭企業(yè)也面臨著更嚴峻的挑戰(zhàn)，對煤炭企業(yè)的科技創(chuàng)新和節(jié)能減排工作也產(chǎn)生了較大影響。隨著企業(yè)技術(shù)進步與清潔生產(chǎn)的開展，中煤能源集團科技創(chuàng)新系統(tǒng)與節(jié)能減排系統(tǒng)的綜合發(fā)展指數(shù)在近三年都處于逐漸上升態(tài)勢。從兩系統(tǒng)耦合程度(C)來看，2010年以來中煤能源集團的科技創(chuàng)新系統(tǒng)和節(jié)能減排系統(tǒng)耦合程度一直處于良性的耦合階段，耦合程度都大于0.95，甚至2019年達到了1，即中煤能源集團的科技創(chuàng)新系統(tǒng)與節(jié)能減排系統(tǒng)處于高度有序的狀態(tài)。

表3 2010—2019年中煤能源集團兩系統(tǒng)綜合發(fā)展指數(shù)和耦合度Table 3 Comprehensive development index andcoupling degree of two systems of China CoalEnergy Group from 2010 to 2019

3.2 中煤能源集團科技創(chuàng)新與節(jié)能減排系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度與相對發(fā)展程度分析

依據(jù)中煤能源集團科技創(chuàng)新和節(jié)能減排系統(tǒng)的綜合發(fā)展指數(shù)，進一步計算出兩系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度和相對發(fā)展度系數(shù)，借鑒文獻[16]確定本研究耦合協(xié)調(diào)發(fā)展特征和階段(表4)，對應的演變圖如圖2所示。

表4 中煤能源集團兩系統(tǒng)相對發(fā)展類型與階段Table 4 Relative development types and stages oftwo systems in China Coal Energy Group

圖2 中煤能源集團兩系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度、相對發(fā)展度演變圖Fig.2 Evolution of the coupling and coordination degreeand relative development degree of two systems ofChina Coal Energy Group

由表4和圖2可知，中煤能源集團整體的科技創(chuàng)新與節(jié)能減排耦合協(xié)調(diào)度呈逐年穩(wěn)步增長態(tài)勢，從0.310上升至0.805，增幅超過150%，說明近十年中煤能源集團的科技創(chuàng)新與節(jié)能減排兩個系統(tǒng)呈現(xiàn)出較好發(fā)展的協(xié)同趨勢。從圖3可以看出，中煤能源集團的耦合協(xié)調(diào)度除了2019年外一直處于較低的水平，說明其沒有處理好科技創(chuàng)新與節(jié)能減排兩系統(tǒng)之間的關(guān)系。2014年和2015年兩系統(tǒng)之間的耦合協(xié)調(diào)度最低，說明兩系統(tǒng)之間沒有協(xié)同效應?？赡艿脑蚴?013年國務(wù)院明確指出要遏制煤炭產(chǎn)量無序增長，提升煤炭企業(yè)環(huán)保能力，導致煤炭企業(yè)的環(huán)保壓力增加，配備新設(shè)配、引進新技術(shù)與創(chuàng)新型人才使企業(yè)的短期利潤下滑，但長期來看，科技創(chuàng)新和人才的溢出效應又會給企業(yè)增加利潤，進一步進行技術(shù)創(chuàng)新和引進人才，提高節(jié)能減排水平。根據(jù)相對發(fā)展度來看，除了2014—2017年以外，其相對發(fā)展度系數(shù)都處于0.8～1.2之間，說明兩系統(tǒng)同步協(xié)調(diào)；2015年相對發(fā)展度為1.421，耦合協(xié)調(diào)度卻僅為0.338，兩系統(tǒng)之間較不協(xié)調(diào)。說明這一年中煤能源集團在科技創(chuàng)新上投入了大量的人力物力資源，減少了對節(jié)能減排和企業(yè)綠色發(fā)展的關(guān)注，使得科技創(chuàng)新系統(tǒng)超前于節(jié)能減排系統(tǒng)。

從表4耦合協(xié)調(diào)發(fā)展特征與發(fā)展階段來看，2010年中煤能源集團兩系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展類型處于較不協(xié)調(diào)發(fā)展階段，科技創(chuàng)新同步節(jié)能減排，但兩系統(tǒng)無協(xié)同效應。2010—2014年中煤能源集團的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展類型由科技創(chuàng)新同步節(jié)能減排，無協(xié)同效應，上升至科技創(chuàng)新滯后節(jié)能減排，協(xié)同效應較好。究其原因是國家進行煤炭工業(yè)“十二五”規(guī)劃時突出強調(diào)了煤炭生產(chǎn)對環(huán)境的影響，說明這五年中煤能源集團注重企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，通過技術(shù)創(chuàng)新調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提升節(jié)能減排水平。2017—2019年，中煤能源集團科技創(chuàng)新與節(jié)能減排兩系統(tǒng)之間經(jīng)歷了滯后、同步到協(xié)調(diào)共生發(fā)展的良好上升趨勢。從總體上看，整體科技創(chuàng)新系統(tǒng)與節(jié)能減排系統(tǒng)兩者協(xié)調(diào)的穩(wěn)定性不強，企業(yè)總會顧此失彼。

3.3 中煤能源集團科技創(chuàng)新對節(jié)能減排的灰色關(guān)聯(lián)分析灰色關(guān)聯(lián)度模型

為進一步分析中煤能源集團科技創(chuàng)新系統(tǒng)各指標對節(jié)能減排的影響程度，運用灰色關(guān)聯(lián)分析模型計算得出科技創(chuàng)新指標對節(jié)能減排水平的關(guān)聯(lián)度并進行排序，具體見表5。

從表5中可以看出，中煤能源集團科技創(chuàng)新三項指標均與節(jié)能減排的關(guān)聯(lián)度均在0.600 0以上，有較強的相關(guān)關(guān)系。按照影響大小排序依次為獲得專利授權(quán)數(shù)>研發(fā)投入總額占營業(yè)收入比例>科技投入>獲得行業(yè)以上科技進步獎>企業(yè)研發(fā)投入>技術(shù)人員占從業(yè)人員的比重。①獲得專利授權(quán)數(shù)指標與節(jié)能減排系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度最大，說明企業(yè)專利授權(quán)數(shù)的增加對節(jié)能減排效果的提高有顯著影響。專利作為科技創(chuàng)新的中間產(chǎn)物，是企業(yè)參與市場競爭的有效手段。獲得的專利數(shù)量在一定程度上反映了企業(yè)進行科技創(chuàng)新的產(chǎn)出能力和水平。②研發(fā)投入總額占營業(yè)收入比例和科技投入對節(jié)能減排系統(tǒng)影響的關(guān)聯(lián)度分別排在第二位和第三位，表明企業(yè)營業(yè)收入中用在研發(fā)投入上資金所占比例越大，企業(yè)在科技創(chuàng)新投入越多，對節(jié)能減排水平提高的貢獻最大。③獲得行業(yè)以上科技進步獎貢獻度排在第四位，說明企業(yè)進行創(chuàng)新獲獎對企業(yè)起到正向激勵作用，激勵企業(yè)進一步研發(fā)新產(chǎn)品采用新的生產(chǎn)方法，提高節(jié)能減排水平。④企業(yè)研發(fā)投入貢獻度排在第五位，與節(jié)能減排系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度較小，主要原因是科研投入資金消耗大、周期長，使得科技研發(fā)投入績效不高，對促進企業(yè)節(jié)能減排水平的提高貢獻度低。⑤技術(shù)人員占從業(yè)人員的比例對企業(yè)節(jié)能減排系統(tǒng)的貢獻度最小，反映出中煤能源集團人力資源建設(shè)與企業(yè)節(jié)能減排工作聯(lián)系不大，加大環(huán)保技術(shù)人員的引進是提升企業(yè)節(jié)能減排水平的關(guān)鍵。

表5 科技創(chuàng)新指標對節(jié)能減排系統(tǒng)灰色關(guān)聯(lián)度及排序Table 5 Gray correlation degree and ranking of scientific and technological innovation indexto energy saving and emission reduction system

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

1) 中煤能源集團科技創(chuàng)新與節(jié)能減排綜合發(fā)展指數(shù)、耦合協(xié)調(diào)度在個別年份有所下降，整體呈逐年增長趨勢。

2) 中煤能源集團兩系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)演變過程已經(jīng)從較不協(xié)調(diào)上升至高度協(xié)調(diào)，雖然兩系統(tǒng)已經(jīng)具有較高互動水平，但兩系統(tǒng)之間的互動程度不穩(wěn)定不平衡。

3) 2010—2019年間科技創(chuàng)新與節(jié)能減排兩系統(tǒng)有6年處于同步發(fā)展，但兩者所處的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展階段不同，經(jīng)歷了從較不協(xié)調(diào)到高度協(xié)調(diào)的上升趨勢。

4) 科技創(chuàng)新各指標對節(jié)能減排系統(tǒng)有明顯的促進作用，不同科技創(chuàng)新指標對節(jié)能減排水平提高的貢獻不同。其中，獲得專利授權(quán)數(shù)>研發(fā)投入總額占營業(yè)收入比例>科技投入>獲得行業(yè)以上科技進步獎>企業(yè)研發(fā)投入>技術(shù)人員占從業(yè)人員的比例。

4.2 建議

中煤能源集團作為我國煤炭行業(yè)的標桿企業(yè)，大力加強研發(fā)投入，以科技創(chuàng)新帶動煤炭生產(chǎn)體質(zhì)增效，向“安全、高效、綠色、智能”的方向發(fā)展。研究中反映出的問題具有一定的代表性，可以供其他企業(yè)進行借鑒。就上述結(jié)論提出幾點建議。

1) 針對科技創(chuàng)新與節(jié)能減排兩系統(tǒng)互動程度不穩(wěn)定的問題，應建立以企業(yè)為主體的科技創(chuàng)新和節(jié)能減排評價體系，對資源進行合理分配與規(guī)劃，推進企業(yè)科技創(chuàng)新與節(jié)能減排體系建設(shè)，對煤炭企業(yè)每年的科技創(chuàng)新能力和排放水平進行測評，把評價體系建設(shè)作為領(lǐng)導班子的考核內(nèi)容，根據(jù)測評結(jié)果可以因地制宜的進行資源調(diào)配，使資源和資金配置到合理的方面，促進兩者耦合作用的最大化。

2) 以循環(huán)經(jīng)濟為目標，建立煤炭企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟新模式。煤炭企業(yè)要建立恰當?shù)慕?jīng)濟發(fā)展模式，不能以犧牲環(huán)境來換取企業(yè)的利潤增長，促使企業(yè)的生產(chǎn)、運營、管理朝著更綠色更可持續(xù)的方向變化。在煤炭的開采和利用的過程中，對煤炭燃燒、加工、轉(zhuǎn)化等各個環(huán)節(jié)進行控制。

3) 從耦合協(xié)調(diào)發(fā)展階段的特征來看，科技創(chuàng)新系統(tǒng)滯后于可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)。 因此，以科技創(chuàng)新推動企業(yè)節(jié)能減排目標的實現(xiàn)，促進企業(yè)科技創(chuàng)新成果向環(huán)境領(lǐng)域轉(zhuǎn)化、引入環(huán)境技術(shù)人才是煤炭企業(yè)適應綠色發(fā)展新征程的關(guān)鍵。 煤炭企業(yè)的節(jié)能減排目標關(guān)系到中國的綠色發(fā)展水平。在黨的十九屆五中全會提出加快推動綠色低碳發(fā)展，全面提高資源利用效率的號召下，每一個煤炭企業(yè)都應該樹立社會責任意識，以科技創(chuàng)新倒逼企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。