兩階段視角下我國綠色建筑創(chuàng)新績效研究

摘要：從全生命周期來看，我國建筑碳排放量占全國碳排放總量的50%以上，因此，為實現(xiàn)“碳中和”的既定目標，綠色建筑創(chuàng)新減排刻不容緩。鑒于綠色建筑創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特征，將該產(chǎn)業(yè)劃分為具有緊密邏輯的綠色建筑知識創(chuàng)造階段和綠色建筑知識轉(zhuǎn)移與實踐階段兩大階段，借助兩階段DEA模型，對全國30個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）在“十二五”和“十三五”期間的綠色建筑創(chuàng)新成果進行分析，根據(jù)對各地區(qū)的演化特征及兩階段偏好提出相關(guān)對策與建議。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新績效；建筑碳排放；綠色建筑；兩階段DEA模型

0 引言

隨著城鎮(zhèn)化進程的不斷推進，建筑業(yè)規(guī)模不斷擴大，與此同時，其與環(huán)境保護之間的矛盾日趨凸顯。在國家推行“雙碳”戰(zhàn)略目標的背景下，建筑業(yè)的碳減排任務(wù)十分艱巨。為此，各地政府和企業(yè)積極響應(yīng)，一方面，各地高校、研究所、設(shè)計院積極研究新型綠色節(jié)能材料與施工工藝；另一方面，建筑企業(yè)積極推進工藝改善，選取節(jié)能創(chuàng)新材料，推動國家要求的綠色建筑標準落地實踐。

我國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部數(shù)據(jù)顯示，截至2022年上半年，全國新增建筑中獲得綠色建筑標識的項目超過90%[1]。毋庸置疑，科研與創(chuàng)新是推進綠色建筑發(fā)展的中堅力量。然而，我國幅員遼闊，各地區(qū)根據(jù)自身實際情況對綠色建筑創(chuàng)新研發(fā)投入情況各不相同，部分地區(qū)更愿意引入先進技術(shù)或?qū)⒁延谐晒M行轉(zhuǎn)化，因此，綠色建筑創(chuàng)新呈現(xiàn)區(qū)域傾向性。雖然現(xiàn)階段各地區(qū)的綠色建筑創(chuàng)新均取得了一定成果，但對于資源投入、成果產(chǎn)出及減碳效率尚缺乏較為有效的研究。因此，深度分析我國綠色建筑創(chuàng)新績效區(qū)域差異，根據(jù)區(qū)域不同發(fā)展現(xiàn)狀分類并提出相應(yīng)建議，對我國區(qū)域減碳、綠色建筑發(fā)展和實現(xiàn)“碳中和”目標具有重要意義。

1 文獻回顧與模型構(gòu)建

1.1 創(chuàng)新績效方法選取

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（Data Envelopment Analysis，DEA）方法是目前創(chuàng)新績效研究的主流方法。其相對于層次分析法、隨機前沿法，具有無須確定指標內(nèi)部生產(chǎn)函數(shù)關(guān)系、指標不受單位和決策單元的規(guī)模影響等優(yōu)勢，并且在創(chuàng)新效率研究上應(yīng)用相對廣泛。例如，葛世帥等[2]應(yīng)用DEA-Malmquist方法對長三角城市群綠色創(chuàng)新績效進行分析，得出技術(shù)進步仍然是區(qū)域綠色創(chuàng)新績效提升的主要手段；李華晶等[3]借助DEA方法證明我國新能源綠色技術(shù)發(fā)展的主要障礙在于企業(yè)純技術(shù)效率低下，需要政府政策性引導(dǎo)以提升科研投入。但是，傳統(tǒng)的DEA模型只單純考慮總效率為最終產(chǎn)出和初始投入的關(guān)系，系統(tǒng)內(nèi)部的“黑箱”被忽略[4]，容易忽視區(qū)域綠色建筑內(nèi)部創(chuàng)新系統(tǒng)的作用。

近年來，Kao等[5]提出了串聯(lián)兩階段網(wǎng)絡(luò)DEA模型，Yao等[6]提出了兩階段加性DEA模型，Li等[7]提出了具有額外投入的兩階段模型，“黑箱”正逐步被打開。王彩明等[8]借助DEA-SBM模型對我國區(qū)域綠色創(chuàng)新績效進行評價及時空差異分析；鄭燁等[9]從“創(chuàng)新效益”和“創(chuàng)新產(chǎn)出”兩階段對省會城市生態(tài)創(chuàng)新績效進行評價，得出時間上整體績效水平較低、空間上分化嚴重的特點；Yang等[10]運用多階段DEA和Malmquist指數(shù)模型測度我國制造業(yè)綠色創(chuàng)新績效中的綠色技術(shù)進步是關(guān)鍵驅(qū)動因素，而綠色技術(shù)效率未明顯呈現(xiàn)“追趕效應(yīng)”。可見，多階段DEA方法在綠色創(chuàng)新績效的研究上已經(jīng)取得了一定成果并成為主流的研究方法。

1.2 模型構(gòu)建

借鑒陳凱華等[11]、李寧等[12]對高新技術(shù)創(chuàng)新效率的兩階段研究，將綠色建筑創(chuàng)新分為知識創(chuàng)造和知識轉(zhuǎn)移與實踐兩階段。在初始投入、中間產(chǎn)出、最終產(chǎn)出三個步驟的基礎(chǔ)上，根據(jù)研究案例的實際情況，增設(shè)了第二階段的額外投入，并把最終產(chǎn)出分為期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出兩個部分進行研究。兩階段模型概念圖如圖1所示。

根據(jù)圖1所示，令第一階段即知識創(chuàng)造階段為S1，第二階段即知識轉(zhuǎn)移與實踐階段為S2，設(shè)置n個決策單元[這里指本文研究的30個省（自治區(qū)、直轄市）數(shù)據(jù)]，記為DMUj（j=1，2，…，n），第一階段為m1個初始投入Xi1j（i1=1，2，…，m1），中間產(chǎn)出為q個Zpj（p=1，2，…，q），第二階段額外投入為m2個Xi2j（i2=1，2，…，m2），最終產(chǎn)出為s個期望產(chǎn)出Yrj（r=1，2，…，s）和a個非期望產(chǎn)出Ubj（b=1，2，3，…，a）。因非期望產(chǎn)出與投入變量一樣對績效有相同的效果，即非期望產(chǎn)出越少，對應(yīng)的決策單元效率越高，本文將非期望產(chǎn)出當作投入變量進行處理[13]。

相對于專利、科學技術(shù)等中間產(chǎn)出，最終目標即綠色建筑降低CO2排放更為重要，所以優(yōu)先計算第二階段的效率，公式如下

2 研究設(shè)計

2.1 樣本選取

本文研究重點為區(qū)域創(chuàng)新，樣本選取全國30個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的面板數(shù)據(jù)（由于西藏數(shù)據(jù)缺失嚴重，不進行研究）。從我國國情出發(fā)，國家和地方的“五年計劃”是相關(guān)部門制定節(jié)能減排目標和建筑業(yè)政策的重要依據(jù)，指明地區(qū)階段性的科研重點與發(fā)力方向。據(jù)此，本文研究時間選取“十二五”至“十三五”期間?？紤]到從第一階段綠色建筑知識創(chuàng)造到第二階段綠色建筑知識轉(zhuǎn)移與實踐并非可以立即轉(zhuǎn)化，具有一定的滯后性，本文選取滯后期為1年[14]。

本文數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》《中國科技統(tǒng)計年鑒》《中國建筑業(yè)統(tǒng)計年鑒》《中國能源統(tǒng)計年鑒》、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、美國綠色建筑委員會、中國知網(wǎng)專利數(shù)據(jù)庫、各省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳等。

2.2 指標選取

綠色建筑兩階段研究模型如圖2所示。由于綠色建筑創(chuàng)新屬于國家節(jié)能減排科技創(chuàng)新的重要一環(huán)，是國家高新科技研究的重要發(fā)力點，在第一階段選取?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）高新技術(shù)投入中的資金投入、人員投入作為指標[8]；在表達省（自治區(qū)、直轄市）綠色建筑知識創(chuàng)造能力的指標中，專利仍然具有數(shù)據(jù)完整、易獲取等不可替代的優(yōu)勢[15]，因此，選取研究期內(nèi)與綠色、低碳、節(jié)能建筑（建材、施工）相關(guān)的專利數(shù)量表示綠色建筑知識產(chǎn)出，即中間產(chǎn)出，第一階段效率可以表現(xiàn)該?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）在綠色建筑領(lǐng)域的科研創(chuàng)新投入水平和綠色建筑知識創(chuàng)造效率。

第二階段的額外投入中，建筑投入選取建筑規(guī)模、建筑設(shè)備和建筑人員投入，表示當?shù)氐慕ㄖI(yè)規(guī)模并加以控制；吸納投入選取?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）技術(shù)引進與改造費用，表明該區(qū)域?qū)^(qū)域外高新技術(shù)的引入和應(yīng)用規(guī)模[12]。最終產(chǎn)出分為期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出，其中，期望產(chǎn)出選取我國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部和美國綠色建筑協(xié)會兩大權(quán)威體系評定的綠色建筑數(shù)量；由于我國建筑全生命周期的碳排放量占全國碳排放總量的50%以上，將?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）CO2排放量作為非期望產(chǎn)出進行研究，表現(xiàn)區(qū)域的建筑減碳效率，這是對綠色建筑創(chuàng)新的重要衡量指標。在碳排放數(shù)據(jù)中，碳排放量的估算借鑒齊紹洲等[18]的研究，主要依據(jù)化石能源的消費量，包括煤炭、焦炭、原

3 實證分析

3.1 數(shù)據(jù)處理

由于數(shù)據(jù)變異系數(shù)過大且有“0”的出現(xiàn)，對所有數(shù)據(jù)進行標準化處理。將處理后的數(shù)據(jù)帶入兩階段DEA模型中進行計算，得出兩階段整體效率、第一階段效率及第二階段效率?；趦呻A段DEA模型的處理結(jié)果見表2。

整體效率越高，說明地方綠色建筑創(chuàng)新總體績效越好。在“十二五”至“十三五”期間，絕大多數(shù)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的整體效率都存在顯著提升，沒有出現(xiàn)績效下降的情況，說明在此期間國家和當?shù)卣鶎ㄖp排加強了重視，大力推進綠色建筑創(chuàng)新實施，尤其北京、天津、江蘇、江西、海南、陜西的整體效率提升較大。

3.2 演化分析

將第一階段效率作為橫坐標，第二階段效率作為縱坐標，分別繪制出“十二五”和“十三五”時期兩階段效率圖，如圖3和圖4所示，從而把各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）兩階段創(chuàng)新效率與差異直觀地呈現(xiàn)出來。

從圖3來看，多數(shù)省（自治區(qū)、直轄市）位置集中，表現(xiàn)出創(chuàng)新模式與創(chuàng)新效率相似，普遍呈現(xiàn)出綠色建筑知識轉(zhuǎn)移與實踐階段效率相對較高（0.5～0.8），而知識創(chuàng)造階段效率普遍表現(xiàn)不高（0.2～0.6）的特點。這說明在此期間，各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）積極響應(yīng)國家號召，主動開展綠色建筑建設(shè)，但僅為已有技術(shù)或引進技術(shù)的投入使用，快速完成指標，忽略了綠色技術(shù)的自主創(chuàng)新、突破創(chuàng)新，知識成果產(chǎn)出普遍較少。其中，廣東、江蘇、浙江等省市的第一階段效率過低，這是因為整體的高新技術(shù)投入過高導(dǎo)致綠色建筑的產(chǎn)出占比相對較低，并非綠色產(chǎn)出絕對值較低；廣東、江蘇、上海、北京的第二階段效率均接近或等于1，是我國綠色建筑發(fā)展的中堅力量。

從圖4可知，相較于“十二五”時期，“十三五”時期各省（自治區(qū)、直轄市）更多將科研精力投入到綠色低碳建筑新技術(shù)研發(fā)上，第一階段的效率明顯提高，尤其是江西、河南、四川、天津等省市將資金大量投入到研發(fā)階段，產(chǎn)出研發(fā)成果，堅持以科技為主導(dǎo)，為未來建筑減排奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。部分省份如安徽、浙江等出現(xiàn)了第二階段效率較低的情況，原因可能是2015年我國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布了新版《綠色建筑評價標準》，美國綠色建筑協(xié)會也于2014年推出了LEED 4認證標準并于2018年結(jié)束了LEED 2009評價標準，綠色建筑評價標準的提高使得部分省份的第二階段成果轉(zhuǎn)化效率降低。

3.3 兩階段分析

結(jié)合圖3和圖4的兩階段散點圖分布特征，并借鑒李寧等[12]的研究，以中位數(shù)為界線，將兩階段效率圖分為成熟發(fā)展區(qū)、吸納與實踐主導(dǎo)區(qū)、起步區(qū)、研發(fā)主導(dǎo)區(qū)4個區(qū)域，兩階段分布圖如圖5所示。以“十三五”期間為例，結(jié)合圖4和圖5可以看出，處于左上角第一象限的區(qū)域，如上海、江蘇，表示它們的綠色建筑實施和減排取得了一定的成果，但是綠色建筑高新技術(shù)研發(fā)投入比例不高，因此為“優(yōu)先實踐”的吸納與實踐主導(dǎo)區(qū)；處于右下角第四象限的區(qū)域，如河南、四川，表示它們在綠色建筑實踐上的效率不是很高，但是將科研經(jīng)費用于新技術(shù)的研發(fā)中，致力于彌補自身短板，爭取在未來有所突破，因此為“注重科研”研發(fā)主導(dǎo)區(qū)；處于右上角第一象限的區(qū)域，如北京、天津，表示它們在綠色建筑知識創(chuàng)造及知識轉(zhuǎn)移與實踐兩階段都具有較好的效率，因此為“雙高”成熟發(fā)展區(qū)，對綠色建筑的發(fā)展具有一定的引領(lǐng)作用；處于右下角第三象限的區(qū)域，目前它們對于綠色建筑的創(chuàng)新研究和實踐效率都不高，處于“雙低”起步區(qū)，未來仍有很大的發(fā)展空間。

4 結(jié)語

本文借助兩階段DEA方法，對收集到的綠色建筑數(shù)據(jù)、科研創(chuàng)新數(shù)據(jù)、碳排放數(shù)據(jù)進行分析，得出如下結(jié)論：

（1）我國被認證的綠色建筑數(shù)量快速增長。

（2）高新技術(shù)科研對綠色建筑創(chuàng)新的投入不斷加強，不過整體水平不高。

（3）在“十二五”至“十三五”期間，各省（自治區(qū)、直轄市）的綠色建筑創(chuàng)新整體效率都有一定的提高，但是區(qū)域間的差距顯著，區(qū)域發(fā)展模式不同。

為此，提出如下建議：

（1）北京、天津等省市目前處于“雙高”成熟發(fā)展區(qū)，應(yīng)繼續(xù)提高綠色技術(shù)使用率和科研效率，保持效率雙優(yōu)狀態(tài)。

（2）對于上海、江蘇等偏好吸納和實踐的省市來說，在保持高效率的技術(shù)引進及吸收轉(zhuǎn)化的同時，應(yīng)積極填補自主研發(fā)的“短板”，為未來建筑業(yè)“碳中和”事業(yè)奠定基礎(chǔ)。

（3）對于四川、河南、福建等偏好研發(fā)主導(dǎo)的區(qū)域，一方面，要繼續(xù)堅持和推動自主研發(fā)；另一方面，應(yīng)加強科學技術(shù)交流，廣泛吸收外部先進的綠色技術(shù)及資源，提高區(qū)域消化吸收能力，通過跨區(qū)域合作，打造與優(yōu)勢省份技術(shù)共享的良好技術(shù)轉(zhuǎn)化環(huán)境。

（4）應(yīng)發(fā)力提升我國“雙低”起步區(qū)的創(chuàng)新效率，推動我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)向自主化、高效益的方向轉(zhuǎn)型。這些地區(qū)數(shù)量眾多，需要國家制定宏觀指導(dǎo)政策的同時，給予當?shù)仄髽I(yè)、高校及科研機構(gòu)更大的支持力度，如資金支持和人才引進等，加強區(qū)域間的技術(shù)交流和技術(shù)共享，實現(xiàn)優(yōu)缺互補。

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收稿日期：2023-11-23

作者簡介：

張兵（1983—），男，博士，副教授，副院長，碩士研究生導(dǎo)師，研究方向：綠色建筑、創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)、工程治理。

孫易凡（通信作者）（1999—），男，研究方向：創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)、綠色建筑。

*基金項目：國家自然科學基金青年項目“基于情景耕耘的招投標腐敗網(wǎng)絡(luò)形成機制與阻斷治理研究”（71701179）；中國博士后科學基金會“基于復(fù)雜視角的重大工程開放式效能涌現(xiàn)研究”（2019M661534）。