黃河流域制造業(yè)綠色創(chuàng)新效率測(cè)度及分析

劉安然

（青島科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院， 山東 青島 266071）

0 引言

綠色創(chuàng)新是制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然需求，是將環(huán)境因素納入傳統(tǒng)創(chuàng)新的重要體現(xiàn)，是制造業(yè)新舊動(dòng)能迭代的重要路徑。由于長(zhǎng)期以來(lái)中國(guó)制造業(yè)的不斷發(fā)展，能源消耗量過(guò)高，導(dǎo)致自然生態(tài)環(huán)境不堪重負(fù)。為了積極響應(yīng)黨的十九大號(hào)召，在兼顧綠色發(fā)展和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的攻堅(jiān)時(shí)刻，綠色創(chuàng)新成為了制造業(yè)企業(yè)突破環(huán)境和資源約束的重要手段。黃河流域是我國(guó)原始經(jīng)濟(jì)體系的發(fā)源地，是西北地區(qū)賴(lài)以生存的經(jīng)濟(jì)帶。由于黃河流域環(huán)境的特殊性、生態(tài)的脆弱性和能源結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，使得制造業(yè)的綠色創(chuàng)新發(fā)展對(duì)于黃河流域的研究意義更為重大?，F(xiàn)如今，制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)作為制造業(yè)未來(lái)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路，加之黃河流域?qū)ψ匀毁Y源依賴(lài)程度高，煤炭、鋼鐵等能源豐富，大部分制造業(yè)企業(yè)偏重工業(yè)，污染物排放仍處于全國(guó)前列，制造企業(yè)多為勞動(dòng)密集型企業(yè)，制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)進(jìn)度緩慢。因此，研究黃河經(jīng)濟(jì)帶制造業(yè)綠色創(chuàng)新現(xiàn)狀具有十分重要的意義。

綠色創(chuàng)新不同于傳統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新，綠色創(chuàng)新將環(huán)境因素也考慮在內(nèi)，更加注重環(huán)境治理成果。由于黃河流域生態(tài)環(huán)境的脆弱性和能源結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，且煤炭、鋼鐵等資源消耗過(guò)剩，重工業(yè)企業(yè)密集，考慮經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)同時(shí)要注重與自然環(huán)境和諧共生，提高產(chǎn)能的同時(shí)節(jié)約資源、降低污染。從研究對(duì)象看，金鳳君等[1]按主要發(fā)展定位將黃河流域劃分為山東半島地區(qū)、寧夏沿黃經(jīng)濟(jì)區(qū)、蘭州- 西寧地區(qū)等七個(gè)重點(diǎn)發(fā)展地區(qū)進(jìn)行分析，忽視了黃河流域?qū)ζ浒l(fā)展的影響。黃萬(wàn)華等[2]以長(zhǎng)江流域沿岸的11 個(gè)省份作為研究對(duì)象進(jìn)行分析，而黃河流域不同于長(zhǎng)江流域，由于黃河流域生態(tài)環(huán)境的特殊性，導(dǎo)致黃河流經(jīng)的省份其內(nèi)部的城市之間也具有較大的環(huán)境差異，黃河沿線(xiàn)的城市與不沿線(xiàn)的城市之間具有較大的環(huán)境構(gòu)造差異，因此省份并不具有代表性。將以黃河流經(jīng)的城市作為研究對(duì)象，突出黃河流域?qū)ζ浒l(fā)展的影響。從效率的測(cè)算方法看，基于投入與產(chǎn)出視角測(cè)算創(chuàng)新效率，以往有部分學(xué)者采用以隨機(jī)前沿分析法（SFA）為代表的參數(shù)法，另一部分學(xué)者采用以數(shù)據(jù)包絡(luò)（DEA）為代表的非參數(shù)法，少數(shù)采用考慮非期望產(chǎn)出的NDDF 模型[3]。但由于SFA 需要提前假定估計(jì)模型，而NDDF 需要人為主觀對(duì)投入、產(chǎn)出要素賦予權(quán)重可能會(huì)導(dǎo)致效率測(cè)算的偏差。傳統(tǒng)的DEA 模型沒(méi)有考慮非期望產(chǎn)出，將非期望產(chǎn)出視為投入指標(biāo)進(jìn)行效率的測(cè)算。而在綠色創(chuàng)新效率的測(cè)算中，非期望產(chǎn)出作為一個(gè)重要指標(biāo)，能反映出“綠色創(chuàng)新”所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。運(yùn)用Super-SBM 模型測(cè)算黃河流域制造業(yè)綠色創(chuàng)新效率。

綜合上述文獻(xiàn)得出，以往眾多學(xué)者對(duì)綠色創(chuàng)新的研究提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。以往針對(duì)于黃河流域沿線(xiàn)地級(jí)市制造業(yè)綠色創(chuàng)新效率的研究較少。將運(yùn)用考慮非期望產(chǎn)出的Super-SBM 模型進(jìn)行綠色創(chuàng)新效率測(cè)度，分析黃河流域沿線(xiàn)城市制造業(yè)綠色創(chuàng)新水平的變化，分析影響綠色創(chuàng)新效率隨時(shí)間變化的影響因素，為黃河流域沿線(xiàn)地級(jí)市制造業(yè)企業(yè)的綠色創(chuàng)新提出科學(xué)的意見(jiàn)和建議，為黃河流域推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的同時(shí)保持高效率提供參考依據(jù)。

1 研究設(shè)計(jì)

1.1 研究對(duì)象

基于研究的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，除青海省外黃河沿線(xiàn)7 ?。ㄗ灾螀^(qū)）的24 個(gè)地級(jí)市作為研究對(duì)象，青海省由于地域差異及科技投入的落后性和國(guó)家政策扶持的特殊性，為了確保黃河流域綠色創(chuàng)新效率測(cè)算的準(zhǔn)確性，暫不列入研究對(duì)象。

黃河流域以上饒市和洛陽(yáng)市為分界點(diǎn)，劃分為上游、中游、下游三個(gè)流域。上游包括甘肅蘭州、白銀，寧夏銀川、吳忠、石嘴山，內(nèi)蒙古包頭、烏海。中游包括陜西渭南、榆林、延安，山西忻州、晉中，河南三門(mén)峽。下游包括河南和山東各市。

1.2 研究方法

DEA 是一種線(xiàn)性規(guī)劃模型，將非期望產(chǎn)出視為投入指標(biāo)進(jìn)行效率的測(cè)算。參考邱立新等[4]的模型構(gòu)建方法，基于考慮非期望產(chǎn)出的Super-SBM模型對(duì)黃河流域沿線(xiàn)24 城市制造業(yè)綠色創(chuàng)新效率進(jìn)行測(cè)算。模型構(gòu)建如下：

式中：n 為決策單元個(gè)數(shù)；w 為投入；O1為期望產(chǎn)出；O2為非期望產(chǎn)出；x 為投入矩陣；yd為期望產(chǎn)出矩陣；yu為非期望產(chǎn)出矩陣中的元素；ρ 為綠色創(chuàng)新效率值[4]。

1.3 指標(biāo)選取和數(shù)據(jù)來(lái)源

1.3.1 指標(biāo)選取

依據(jù)超效率SBM模型的評(píng)價(jià)要求，根據(jù)現(xiàn)有綠色創(chuàng)新方面文獻(xiàn)的指標(biāo)體系，結(jié)合可得數(shù)據(jù)的科學(xué)性和代表性，構(gòu)建綠色創(chuàng)新效率投入—產(chǎn)出指標(biāo)體系。在古典的增長(zhǎng)模型中，人力勞動(dòng)投入和資本投入作為創(chuàng)新系統(tǒng)的基本要素，由于本文的研究要素是綠色創(chuàng)新，加之黃河流域能源結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和生態(tài)環(huán)境的脆弱性，使得能源投入作為綠色創(chuàng)新效率測(cè)算的依據(jù)顯得尤為重要。黃河流域制造業(yè)主要以煤炭、鋼鐵等重工業(yè)能耗密集型企業(yè)為主，加之黃河流域生態(tài)環(huán)境又較為脆弱，所以對(duì)于能源投入方面的指標(biāo)選取，由于城市的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方面缺乏對(duì)于煤炭、石油等化石能源燃料等使用情況的數(shù)據(jù)，于是選取工業(yè)用電量作為能源投入的指標(biāo)。

在產(chǎn)出指標(biāo)的選取中，綠色創(chuàng)新的目的是要同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益，從期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出兩個(gè)方面進(jìn)行指標(biāo)的選取。期望產(chǎn)出指標(biāo)主要從專(zhuān)利角度衡量。非期望產(chǎn)出方面，參考黃萬(wàn)華[2]的方法，選取“三廢”排放量作為環(huán)境綜合指數(shù)的測(cè)算數(shù)據(jù)，運(yùn)用熵權(quán)法計(jì)算三廢綜合指數(shù)作為非期望產(chǎn)出的指標(biāo)，具體綠色創(chuàng)新效率指標(biāo)體系構(gòu)建如表1 所示。

表1 黃河流域綠色創(chuàng)新效率投入—產(chǎn)出指標(biāo)體系

1.3.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

選取黃河流域干流沿線(xiàn)的24 個(gè)地級(jí)市2010—2019 年的制造業(yè)相關(guān)面板數(shù)據(jù)作為測(cè)度集，投入、產(chǎn)出指標(biāo)所用到的數(shù)據(jù)均來(lái)源于《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》及各省市統(tǒng)計(jì)年鑒和統(tǒng)計(jì)公報(bào)，企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。三廢綜合指數(shù)參考黃萬(wàn)華等[2]的方法根據(jù)熵值法計(jì)算得出。對(duì)于部分缺失數(shù)據(jù)均采用插值法進(jìn)行填補(bǔ)。

2 結(jié)果分析

根據(jù)上文構(gòu)建的綠色創(chuàng)新效率投入—產(chǎn)出指標(biāo)體系，運(yùn)用MATLAB 軟件測(cè)算出黃河流域制造業(yè)2010—2019 年綠色創(chuàng)新效率值。根據(jù)上、中、下游劃分，測(cè)算得出黃河三段流域地級(jí)市的效率值，如表2所示。基于黃河流域整體、三段流域、兩大視角對(duì)綠色創(chuàng)新效率值進(jìn)行分析，以揭示黃河流域制造業(yè)綠色創(chuàng)新效率變化趨勢(shì)。

表2 黃河流域上、中、下游及整體的創(chuàng)新效率值

基于整體視角來(lái)看，黃河流域2010—2019 年綠色創(chuàng)新效率從0.470 1 上漲到0.509 6，整體呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢(shì)，側(cè)面反映出近些年黃河流域整體的綠色創(chuàng)新取得的成績(jī)不明顯，但也在緩慢的進(jìn)步。

從三大流域視角看，黃河流域下游地區(qū)綠色創(chuàng)新效率值最高，其次是上游地區(qū)、中游地區(qū)。黃河流域下游地區(qū)超過(guò)了黃河流域整體效率均值近30%，提高了黃河流域整體綠色創(chuàng)新效率均值。下游地區(qū)制造業(yè)綠色創(chuàng)新效率均值為0.781 3，從2010 年的0.559 3 上升到2019 年的0.892 2，上升幅度較大，整體效率值呈現(xiàn)“尖峰”分布。中游地區(qū)整體呈現(xiàn)緩慢的波動(dòng)下降趨勢(shì)，2010—2016 年為波動(dòng)上升階段，但漲幅不明顯。2017 年效率值出現(xiàn)斷崖式下跌，從0.415 6 下降到0.180 9，又在2019 年出現(xiàn)了緩慢的上升。中游地區(qū)制造業(yè)綠色創(chuàng)新整體發(fā)展緩慢，且出現(xiàn)倒退的趨勢(shì)。上游地區(qū)2010—2019 年效率值由0.457 7 下降到0.390 1，整體呈現(xiàn)“S 型”分布[5]。由2010 年的0.457 7下降到2012 年的0.320 5，又由2013 年的0.378 5 上升到2017 年的0.611 7，2018 年出現(xiàn)短暫性的下跌。側(cè)面反映出上游地區(qū)區(qū)域發(fā)展不穩(wěn)定，隨時(shí)間推移產(chǎn)生的波動(dòng)較大。

由此可見(jiàn)，制造業(yè)的綠色創(chuàng)新效率與人力、資本投入、科技發(fā)展水平成正比，與工業(yè)廢水排放量、工業(yè)二氧化硫排放量、工業(yè)煙塵排放量成反比[6]。中、上游地區(qū)制造業(yè)綠色創(chuàng)新效率值遠(yuǎn)低于黃河流域整體效率值，中、上游地區(qū)需進(jìn)一步提高技術(shù)創(chuàng)新水平，加大科學(xué)技術(shù)投入和當(dāng)?shù)氐娜瞬乓M(jìn)政策，后期中、上游地區(qū)有望出現(xiàn)綠色創(chuàng)新效率的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

3 結(jié)論及建議

3.1 結(jié)論

從投入、期望產(chǎn)出、非期望產(chǎn)出三個(gè)維度構(gòu)建了黃河流域制造業(yè)綠色創(chuàng)新效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用Super-SBM模型對(duì)綠色創(chuàng)新效率進(jìn)行測(cè)算，填補(bǔ)了以往文獻(xiàn)缺乏黃河流域制造業(yè)綠色創(chuàng)新效率的研究的空缺，根據(jù)測(cè)算結(jié)果對(duì)黃河流域整體、三段流域進(jìn)行分析，研究得出以下結(jié)論：

1）黃河流域沿線(xiàn)城市制造業(yè)2010—2019 年的綠色創(chuàng)新效率均值為0.509 6，整體呈現(xiàn)波動(dòng)上升的趨勢(shì)，但整體效率值仍然普遍較低，上升速度較慢，未來(lái)仍存在著較大的進(jìn)步空間[7]。

2）黃河流域沿線(xiàn)城市制造業(yè)綠色創(chuàng)新效率下游地區(qū)最佳，上游地區(qū)次之，效率值最低的是中游地區(qū)，空間分布存在不均衡的現(xiàn)象。下游地區(qū)在黃河流域整體起到了帶頭作用，整體呈現(xiàn)三段“尖峰”分布。下游地區(qū)較高的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，充足的人才、資本資源，較穩(wěn)定的自然生態(tài)環(huán)境，致使黃河流域在環(huán)境治理方面面臨的困難較小。中游地區(qū)呈現(xiàn)波動(dòng)下降趨勢(shì)，發(fā)展較為緩慢且存在后退趨勢(shì)，主要是由于中游地區(qū)黃河沿線(xiàn)的城市均為中低等級(jí)城市[6]，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平落后，人才、科技資源較下游地區(qū)短缺，且受黃河流域影響。上游地區(qū)效率值整體呈現(xiàn)“S 型”分布，2016—2017年上升幅度最大，2018 年出現(xiàn)幅度較小的回升。

3.2 建議

黃河流域是我國(guó)重要的生態(tài)屏障及制造業(yè)基地，提升黃河流域的綠色創(chuàng)新效率、推動(dòng)黃河流域制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，在提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)重視生態(tài)效益[7]，避免對(duì)黃河流域生態(tài)環(huán)境的破壞。

1）國(guó)家出臺(tái)扶持政策幫助西北地區(qū)企業(yè)發(fā)展，引進(jìn)資金促進(jìn)其經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高黃河流域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。黃河流域作為重工業(yè)聚集地區(qū)，煤炭、鋼鐵等資源消耗量大，加之中、上游西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后，制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)困難。為此國(guó)家層面可以提供各方面的扶持政策，引進(jìn)資金，減輕中、上游地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展壓力，促進(jìn)該區(qū)域制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

2）加快建設(shè)符合自身的制造業(yè)創(chuàng)新體系。下游地區(qū)提升綠色創(chuàng)新投入轉(zhuǎn)化率，引進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，加快勞動(dòng)密集型企業(yè)向技術(shù)密集型企業(yè)的轉(zhuǎn)移，加快智能制造發(fā)展，培育新興的數(shù)字化信息技術(shù)、高端設(shè)備制造業(yè)集群。中、上游地區(qū)加大科技研發(fā)投入。促進(jìn)綠色發(fā)展，走可持續(xù)發(fā)展路線(xiàn)，重視生態(tài)環(huán)境效益，防止對(duì)自然資源的破壞。

3）強(qiáng)化已形成的區(qū)域特色經(jīng)濟(jì)。因地制宜，合理利用資源，由于黃河流域生態(tài)環(huán)境的特殊性，杜絕盲目吸取其他地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。走“生態(tài)- 生產(chǎn)”路線(xiàn)，圍繞節(jié)能環(huán)保、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等綠色發(fā)展路線(xiàn)，優(yōu)化制造業(yè)能源結(jié)構(gòu)，提升資源利用率。