绿色技术创新模式、环境规制与产学研协同绿色创新.pdf
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1、管理工程学报Vol.37,No.4Journal of Industrial Engineering/Engineering Management2023 年 第 4 期绿色技术创新模式、环境规制与产学研协同绿色创新 肖振红,李 炎(哈尔滨工程大学 经济管理学院,黑龙江 哈尔滨 150001)摘摘要要:为促进产学研协同绿色创新发展,本文基于有限理性与利益相关者理论,引入绿色创新综合技术度概念,从市场机制与政府调控两方面构建了产学研协同绿色创新利益关系,采用演化博弈方法求得系统稳定条件与均衡点,并通过案例与仿真分析探讨了不同绿色技术创新模式下、不同环境规制强度下产学研协同绿色创新行为的演化稳定性
2、。结果表明:绿色创新综合技术度越高,产学研协同绿色创新意向越强;市场机制下利益分配比例与市场违约惩罚力度是影响产学研协同创新的重要因素;政府调控下环境税率、绿色补贴额度、协同创新奖励以及协同创新违约金额是影响产学研协同创新的重要因素。关关键键词词:绿色技术创新模式;绿色创新综合技术度;环境规制;产学研协同绿色创新 中中图图分分类类号号:F204 文文献献标标识识码码:A 文文章章编编号号:1004-6062(2023)04-0016-014 D DO OI I:10.13587/ki.jieem.2023.04.0020 0 引引言言 创新驱动发展战略下,技术创新、绿色发展和协同发展已经成为经
3、济发展的核心。十九大报告明确提出积极推进绿色发展,构建绿色技术创新体系;同时为实现成为创新型国家前列的目标,要建立以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的技术创新体系。但当前我国自主创新能力较弱,企业核心技术缺乏,单个创新主体难以在绿色技术创新上取得重大突破,因此作为具有异质性知识共同体的产学研联盟是提升我国绿色技术创新能力的重要形式1,也是解决我国创新与应用“两张皮”的关键。但由于产学研协同创新过程中存在企业与科研院所诉求不一致、信息不对称、利益分配不均衡、缺乏引导监管等现象,我国产学研联盟短期化行为明显2-4。影响产学研协同绿色创新的因素较为复杂,探究主要影响因素与作用机制对提升产学研协
4、同绿色创新有重要意义。随着经济的快速增长,我国科技实力与综合国力进入新的发展阶段,与此同时环境污染、资源紧张以及过量的碳排放等问题逐渐显现5。2018 年全球环境绩效指数报告显示中国环境绩效指数为 50.74 分,排名第 120 位,尤其在空气质量、重金属排放等环境健康项中与发达国家存在较大差距。以快速增长与环境变革为特征的我国经济发展对生态环境造成巨大影响,打破传统以大量资源投入、高环境负荷为主的规模扩张发展模式尤为重要,主要途径有提升创新生产效率与绿色低碳生产,其中提升创新效率影响因素较多,本文主要从产学研协同创新角度进行分析。绿色创新是指遵循生态规律,实现节约资源、环境改善,同时具备创新
5、新颖性,价值性特征的技术创新行为6,是摆脱资源约束、缓解环境污染,提升企业竞争力的必由之路。产学研协同创新是指在政府、金融、中介服务机构等主体的支持下,企业、大学、科研院所进行合作,传递异质性资源、实现要素互补、利益共享、价值转化的过程7-8。绿色创新与产学研协同创新其本质仍是一种知识生产活动,可置于同一框架下探究。知识生产过程中外溢性现象无法避免,会产生创新的“市场失灵”现象9,因此由政府营造良好的绿色协同创新制度环境尤为重要。本文将绿色技术创新、产学研协同创新置于同一框架下分析,以探究不同绿色技术创新模式与环境规制条件下产学研合作绿色创新意愿。1 1 文文献献综综述述 国内外学者对绿色创新
6、与产学研协同创新进行了较为深入的研究,分别从创新的测量与评估、影响因素以及作用机制等方面进行了分析。绿色创新是遵循生态规律的技术创新行为,是可持续发展的核心动力10。学者们对绿色创新的研究可归为三类:第一类从微观企业层面着手,对企业绿色创新进行了测量与评估11,对影响企业绿色创新过程的因素进行了探究12-13,并基于此对企业的绿色创新战略选择与管理方法进行了拓展14-15;第二类从中观产业层面研究绿色创新,主要研究了绿色技术扩散与对环境影响的评估16-17和绿色创新系统的形成与演进,创新主体的合作、规制等18-19;第三类从宏观层面入手,评估了区域、国家绿色创新生态系统的发展20,并基于环境经
7、济学、生态现代化理论与系统工程学等对宏观绿色创新政策进行评估与设计21-22。技术创新模式是反应技术创新规律性的创新形式。双元创新理论从结构视角、行为视角、矛盾思维等视角将创新划分为相互冲突的创新活动,依据创新新颖程度与创新过程的量变与质变将创新划分为渐进式创新与突破式创新23。61收收稿稿日日期期:2020-11-22 基基金金项项目目:黑龙江省自然科学基金资助项目(G2018004);黑龙江省哲学社会科学规划基金资助项目(20JYC156)。通通讯讯作作者者:李炎(1993),男,山西长治人;哈尔滨工程大学经济管理学院博士生;研究方向:区域创新与创新管理。Vol.37,No.4管理工程学报
8、 2023 年 第 4 期渐进式创新是对现有知识、技术的提升,对已有产品与服务等的改善,具有成本低、收益快的优势;突破式创新是对现有技术的颠覆与重构,包含了新产品、新服务、新市场的产生,具有风险高、收益高等特点24-25。本文借鉴学者李先江的成果将低碳理念引入创新构念,将绿色创新划分为渐进式绿色创新和突破式绿色创新两种26。学者对技术创新模式的研究主要集中在两方面:一是企业选择技术创新模式的影响因素探究,主要有组织风格27、市场主体参与28、企业竞争29、企业生命周期30等;二是不同技术创新模式对产业的不同影响,包括了对创新绩效的作用31、对经济发展的促进32、对全球价值链分工的影响33等。但
9、是对于两种技术创新模式的边界并未给出明确界定,本文借鉴盛永祥34等学者对技术创新的二维衡量体系,从技术成熟度与技术创新度两方面定义渐进式绿色创新与突破式绿色创新的区别,同时为便于后续研究,本文认为绿色技术创新模式由渐进式绿色创新到突破式绿色创新是一个连续过程。绿色创新是解决环境问题实现可持续发展的重要手段。但由于企业绿色创新具有明显的正外部效应35,企业进行绿色创新会节约资源,降低环境污染,其社会效益高于企业自身效益,但是绿色创新成本较高,其自身成本高于社会成本。因此政府需要采用环境规制手段影响企业绿色创新行为。环境规制对绿色创新效率36、区域环境质量37、区域经济增长38以及企业发展39等都
10、有一定的正向影响。一般认为环境规制主要有三种方式:命令手段、市场手段以及相互沟通手段40。学者对政产学研协同创新进行了较为深入的研究。产学研协同创新是在政府等服务机构支持下,企业、大学、科研院所以知识价值为核心的集成创新组织模式7-8,41。关于创新主体是否参与协同创新主要有两个理论,成本最小化理论与资源基础理论42。成本最小化理论认为内部研发与外部协作间存在替代关系,主体会选成本最小的方式进行创新,当外部协作产生的相对净收益更高时,创新主体会选择与外部协作7,43;资源基础理论认为协同是各主体充分利用自身资源进行创新,各主体资源间存在互补关系。产学研协同是具有异质性资源的联盟,主体间通过建立
11、合作网络共享各自的特殊异质资源实现高效创新。现有关于协同创新的研究主要从协同创新的评价、影响因素以及作用机制等方面进行了分析。学者们对协同创新的研究可归为三类:第一类是对产学研协同创新的评价,包括了对协同创新绩效的评价44、协同创新效率的评价45以及支撑体系的评价46;第二类是影响产学研协同创新因素的研究,有创新模式对协同创新的影响47,创新网络对协同创新影响48,协同创新动力机制49、激励机制50、风险分担机制51等对协同创新的影响,以及协同创新主体支撑、政策支撑等对协同创新的影响52;第三类是产学研协同创新产生的影响,包括了对创新主体创新能力的提升53,对区域知识技术存量、扩散的作用54,
12、对创新绩效的影响55等。综上所述,学者对产学研协同绿色创新的影响多为理论分析,实证探究较少;其次,关于绿色技术创新模式对产学研协同绿色创新的影响研究较少,尤其是对于技术创新模式突变点的量化分析较少;再次,当前关于协同绿色创新研究情境单一,并未综合考虑技术因素与规制因素综合作用下的产学研协同创新意愿。鉴于此,本文将产学研协同绿色创新置于绿色技术创新模式与环境规制混合情境下进行探讨,基于有限理性假设,引入利益相关者理论构建产学研机构的利益关系,剖析创新主体的协同绿色创新行为,在此基础上构建产学研双方演化博弈模型,利用数值仿真技术分析不同绿色技术创新模式下、不同环境规制强度下,产学研协同绿色创新行为
13、的演化稳定性,为激励产学研协同绿色创新提供决策依据。2 2 基基本本模模型型与与假假设设2.1 基本模型 在当前跨学科研究与复杂技术背景下,绿色技术创新需要不同知识、技术背景的参与者进行合作,参与协同创新的主体都是利益相关者。在协同绿色创新决策时,创新主体会考虑其他主体的决策影响以及进行协同绿色创新的成本与收益56。产学研协同绿色创新过程就是创新主体间博弈过程,协同创新中的共赢与信息不完全符合博弈的合作性与不确定性,创新主体的行为策略会相互影响,同时合作具有动态重复的特征57。产学研主体在协同绿色创新时根据长期成本与收益做出判断。2.2 市场机制下的基本假设:假设 1 参与主体。在市场机制下的
14、产学研协同绿色创新博弈中,参与主体企业和学研机构。其中,企业主要负责为产学研协同创新提供必要的创新资源以及创新成果的转化与上市;学研机构负责为产学研协同创新提供人才、知识、技术等的输出。在博弈过程中反复随机地从两类群体中抽取样本进行有限理性博弈。假设 2 合作策略。在市场机制下企业与学研方可按照自身利益需求选择是否进行协同绿色创新,其策略集为“协同,不协同”。用 x,y 分别代表产学研在博弈初始阶段选择“合作”的概率,同时产学研选择“不合作”的概率为 1-x,1-y,其中 x,y 0,1。假设 3 绿色技术创新模式。绿色创新模式按照技术跨越度划分为渐进式绿色创新和突破式绿色创新。本文借鉴盛永祥
15、34等学者研究成果,选用绿色创新综合技术度衡量绿色技术创新模式,绿色创新综合技术度由绿色技术成熟度与绿色技术创新度两个维度进行衡量。其中技术成熟度是衡量技术当前研发的成熟程度,可以用使用此技术的企业数占同类企业比例来表示;技术成熟度越高在此基础上的创新难度越大,用 M 表示当前技术成熟度;技术创新度是衡量技术研发的创新程度,可以用此技术专利数占企业总专利数的比重衡量,用 表示技术创新度,技术创新度越高 值越小。因此创新技术的综合技术度为 M,且 M,0,1,记 =M。由于渐进式绿色创新是连续的、技术使用率较高,因此渐进式绿色创新的成熟度较高,创新难度相对较低;由于突破式绿色创新是跨越的、技术使
16、用率较低,因此突破式绿色创新的成熟度较低,创新度较高。记渐进式绿色创新的成熟度为 M1,创新度为 1,突破式绿色创新的成熟度为 M2,创新度为 2,则有,M1M2,12。假设 4 合作成本。企业与学研机构作为创新活动的直接参与者会投入大量的人力物力,根据 A-J 模型的经典假设,其总成本为 C=12g2,g 为创新资本投入参数;当产学71肖振红等:绿色技术创新模式、环境规制与产学研协同绿色创新研机构选择协同创新时,其总成本减小,成本减少比例为 S(S0,1),此时产学研创新的总成本为 CS,用 b 代表企业创新成本的分摊比例,企业的成本为 bC 或 b(CS),学研机构的成本为(1-b)C 或
17、(1-b)(CS)。假设 5 合作收益。企业与学研机构合作前收益分别为Re 与 Rs,当产学研选择协同创新时,合作获得了额外收益R,此部分收益分摊比例为 a,即企业额外收益为 aR,学研机构额外收益为(1-a)R。当企业选择协同绿色创新而学研机构单独研发时,学研机构获得的额外收益为 Ls;当学研机构选择协同绿色创新而企业单独研发时,企业获得的额外收益为 Le。2.3 政府监管下的基本假设 假设 6 参与主体与合作策略。在政府主导的政产学研协同绿色创新博弈中,参与主体有政府、企业、学研机构。其中,政府主要承担两部分责任,一是对绿色创新行为的监督与激励,二是从制度角度对产学研协同创新稳定性的维护。
18、政府可以建立激励、监督机制为企业与学研机构协同绿色创新提供政策保障。企业与学研机构承担责任与市场机制下一致,同时根据政府的监督与激励条件结合自身利益诉求选择是否进行协同绿色创新。假设 7 产学研机构绿色收益。产学研绿色创新具有明显的正外部效应35,绿色创新会节约资源、降低环境污染,其社会效益高于产学研机构自身效益,但是绿色创新主体会为此付出较高的创新成本;同时非绿色创新的创新成本低,产生了环境污染与资源浪费,其自身收益高于社会收益。因此政府需要采用环境规制手段影响产学研机构绿色创新行为,其主要途径有两种,收取环境税(environmental taxation)与对产学研机构的绿色创新投入进行
19、补贴(environmental subsidy)。不同创新模式对环境影响不同,产学研机构绿色技术创新致使产学研实现污染减排,因此减少的环境税总额为 et,其中企业减少环境税为 bet,学研机构减少环境税为(1-b)et,减少的环境税 et 与绿色创新综合技术度相关,综合技术度越高减少的环境税 et 越大,可假设 et=m。同时,政府对绿色创新产品的补贴为 es,其中企业享受的绿色创新补贴为 aes,学研机构享受的绿色创新补贴为(1-a)es,享受的绿色创新补贴 es 与绿色创新综合技术度相关,综合技术度越高政府补贴越高,可假设 es=n。假设 8 协同绿色创新惩罚与激励。产学研间签订合作协议
20、,以此为依据规范双方协同创新行为,用 P 表示违约方向另一方支付的违约罚金。同时政府会通过资金支持鼓励产学研协同绿色创新,用 G 表示政府对产学研协同创新的奖励。3 3 市市场场机机制制下下的的产产学学研研决决策策机机制制3.1 模型构建 市场机制下没有政府的激励与监管,由于绿色创新资本投入大、周期长、风险高,同时存在绿色知识、技术溢出效应,其绿色创新收益小于社会绿色创新收益,因此产学研机构会选择非绿色创新活动。表1 为产学研双方选择不同策略的支付矩阵。表表 1 1 市市场场机机制制下下产产学学研研协协同同绿绿色色创创新新博博弈弈支支付付矩矩阵阵T Ta ab bl le e 1 1 P Pa
21、 ay ymme en nt t mma at tr ri ix x f fo or r i in nd du us st tr ry y-u un ni iv ve er rs si it ty y-r re es se ea ar rc ch h c co ol ll la ab bo or ra at ti iv ve e g gr re ee en n i in nn no ov va at ti io on n g ga amme e u un nd de er r mma ar rk ke et t mme ec ch ha an ni is smm学研机构协同(y)不协同(1-y
22、)企业协同(x)不协同(1-x)企业Re+aR-12bsg2Re+aR-12bsg2学研Rs+(1-a)R-12(1-b)sg2Rs+Ls-12(1-b)g2企业Re+Le-12bg2Re+Le-12bg2学研Rs+(1-a)R-12(1-b)sg2Rs+Ls-12(1-b)g2 根据表 1 可得,企业在博弈中选择“合作”策略的期望收益为 Ue1,选择“不合作”策略的期望收益为 Ue2,其平均收益为Ue。Ue1=Re+aR-12bsg2Ue2=Re+Le-12bg2Ue=xUe1+(1-x)Ue2 学研机构在博弈中选择“合作”策略的期望收益为 Us1,选择“不合作”策略的期望收益为 Us2,其
23、平均收益为Us。Us1=Rs+(1-a)R-12(1-b)sg2Us2=Rs+Ls-12(1-b)g2Us=yUs1+(1-y)Us23.2 演化稳定策略求解 根据上述期望收益模型,可求得企业选择“合作”策略的动态复制方程为:F(x)=dxdt=x(1-x)(aR-Le)+12(1-s)bg2 学研方选择“合作”策略的动态复制方程为:F(y)=dydt=y(1-y)(R-aR-Ls)+12(1-b)(1-s)g2 将上式联立,可得企业、学研机构的复制动力系统:F(x)=dxdt=x(1-x)(aR-Le)+12(1-s)bg2F(y)=dydt=y(1-y)(R-aR-Ls)+12(1-b)(
24、1-s)g281Vol.37,No.4管理工程学报 2023 年 第 4 期 令 F(x)=F(y)=0,可以解得,在区域(x,y)0 x1,0y1中,有四个演化平衡点:(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)。依据演化博弈理论,满足雅克比矩阵的所有特征值都为非正时的均衡点为系统的演化稳定点。3.3 均衡点的稳定性分析 根据 Friedman 提出的判别方法,可以得到演化系统的雅克比矩阵(记作 J):J=dF(x)dxdF(x)dydF(y)dxdF(y)dy=(1-2x)(aR-Le)+12(1-s)bg200(1-2y)(R-aR-Ls)+12(1-b)(1-s)g2 计算雅克比矩阵
25、 J 在(0,0)(0,1)(1,0)(1,1)演化平衡点的行列式与迹,如表 2 所示。根据雅克比矩阵局部稳定性判别方法,当 det(J)0 且 tr(J)aR,Ls(1-a)R,R Ls,R Le时,即产学研协同创新带来的总额外收益高于不协同创新收益,且主体不协同创新收益高于协同创新后分配的收益。根据上述模型,可分为三种情形对产学研协同绿色创 表表 2 2 系系统统平平衡衡点点雅雅克克比比矩矩阵阵的的特特征征值值T Ta ab bl le e 2 2 E Ei ig ge en nv va al lu ue es s o of f t th he e J Ja ac co ob bi i m
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