我国煤炭产业升级中的协同创新保障研究

郭菊娥　钱冬　王俭

1引言

煤炭在我国一次能源消费结构中处于绝对重要地位。但我国煤炭产业发展程度低，存在产业链短、产业集中度低、技术与管理水平落后等问题[1]。我国大气污染物排放中85%的SO2和CO2、60%的氮氧化物及70%的烟尘来自煤炭[2]，其排放污染物对环境造成严重破坏。中共十八大首次将生态文明建设与经济建设、政治建设、文化建设、社会建设一起纳入“五位一体”总布局，更加凸显出加快煤炭产业升级实现可持续发展对建设“美丽中国”的紧迫性。根据《煤炭工业“十二五”发展规划》，“十二五”期间将大力发展14个大型煤炭基地，并力争“十二五”末基地煤炭产量占全国总产量的90%，大型煤炭基地成为我国煤炭产业升级的主要阵地，集群化成为我国煤炭产业的整体发展方式。从产业集群概念[3，4]来看，大型煤炭基地及其支撑机构是典型的煤炭产业集群，本文将以大型煤炭基地及其支撑机构为研究对象，从产业集群角度研究如何加快解决我国煤炭产业升级问题。

2协同创新在我国煤炭产业升级中的调节作用分析

产业升级是产业从低技术低附加值向高技术高附加值演进的过程[5，6]，有4种不同类型：引入高新技术提高投入产出效率的流程升级；生产高附加值产品的产品升级；以高附加值为目标重组产业链环节的功能升级；将原有产业链扩展进入新领域的链条升级[7]。这4类升级形式也能反映全球价值链下各类产业集群的具体发展轨迹[8]，因此产业集群视角下的产业升级也可分为这4类。我国大型煤炭基地实际建设远慢于规划速度，需要加大政策力度推进集约化开采与生产，提高煤炭产业的信息化与机械化[1]；我国煤化工基地正在规模化建设，要实现规模化发展必须延伸其产业链[9]。可见我国煤炭产业在价值链中处于生产初级产品的低端位置，其升级主要表现为产品和链条升级。煤炭生产与火电是煤炭产业链的基本构成。根据对宁东能源化工基地的实地调研发现，煤炭不仅可用于煤化工，还可以深加工制备煤基炭产品，从而延伸出两条产业链，并达到产品升级。此外，煤炭产业生态制约性强[2]，发展低碳经济与循环经济[10，11]形成废弃物回收利用产业链，也是其产业升级的重要组成部分。由此得到产业集群视角下煤炭产业产品与链条升级图，如图1所示。

Abernathy等提出著名的AU模型，证实企业创新活动推动产业格局的形成和演进[12]；Anderson等构造了一个技术变革循环模型，指出技术间断和主导设计的出现推动了产业的跃升[13]；周伟龙等指出作为技术后发国家，我国实现产业升级的最有效和最根本的途径是技术创新[14]。可见要达到升级目标关键是技术创新，因此煤炭产业升级主要途径是煤化工、煤炭深加工及循环经济技术创新。技术创新的快慢受创新模式影响，徐康宁等指出长期引进技术对整个产业最有害，独立创新的沉没成本巨大，合作创新是我国企业成功率最高的创新模式[15]。产业集群的发展不仅依赖于其构成企业各自的资源与能力，更依赖于集群共同分享的资源与能力，统一的管理和协调方法是关键[16]。协同创新就是一种基于系统协调思想的合作创新模式。协同是指系统各个部分协同工作[17]。协同创新是指不同创新主体为实现共同利益，通过要素、子系统、系统与环境间有机合作，实现1+1>2的协同效应[18]。协同创新可以为产业集群带来外部经济、降低创新成本、促进创新知识溢出及降低单个企业创新风险[19]，因此可对煤炭产业技术创新产生正向调节作用。

综上，若能在煤炭产业升级中有效运用协同创新的调节作用，最大化协同效应，就能加快煤炭产业升级。本文先从产业集群角度分析我国煤炭产业升级中协同创新面临的问题，再基于协同创新理论与实地调研分析给出我国煤炭产业升级中协同创新的有效保障，最后总结并给出政策启示。

3我国煤炭产业升级中实施协同创新面临的问题

结合宁东能源化工基地实地调研，基于我国煤炭产业升级现状，本文凝练出煤炭产业升级中协同创新存在的问题。

3.1煤化工与深加工关键技术自主研发问题

2010年14个大型煤炭基地产量为28亿吨，占全国的87%，2011年这一比例为88%。但煤炭产业链短，2010年我国煤炭消费中热力电力生产供应业煤炭消费占煤炭消费总量的48.4%，化学原料及化学品制造业消费仅占总量约5%，其余消费量排在前列的产业也是将其作为燃料动力数据来源于《中国能源统计年鉴2011》。2012年我国出现了前所未有的煤炭产能过剩局面，煤炭市场供求平衡指数在2012年9月达到2009年以来的最低水平-39，11月为-24数据来源于中国能源局：《全国煤炭市场景气指数发布》，http：//www.nea.gov.cn/2012-07/20/c_131727311.htm；中国煤炭资源网《11月全国煤炭市场景气指数为-21》，http：//www.sxcoal.com/coal/2961344/articlenew.html。 。国土资源部规定2013年底前暂停受理新的煤炭探矿权申请以防止产能进一步过剩。从煤炭产业集群来看，大型煤炭基地应对煤炭价格下降及产能过剩风险，必须发展煤化工与煤炭深加工，提高煤炭就地转化率，抢占煤炭价值链高端，创造新的赢利点。但我国目前采用的先进煤化工技术和以煤基新材料为代表的煤炭深加工技术多处于大型工业示范阶段，在应用过程中暴露出工艺设计不合理、联锁控制繁冗、系统协同效应差、产品质量控制难等问题；同时多项关键技术被国外垄断，价格昂贵。为此，必须通过关键技术的自主研发，突破制约装置平稳高效运行的瓶颈问题，实现大型煤化工与煤炭深加工技术系统化、集成化应用。

3.2大型煤炭基地建设发展中的废弃物回收问题

国家能源局方君实指出，我国煤炭资源主要分布在水资源短缺、植被覆盖率低和生态环境脆弱的西部地区，11个大型煤炭基地处于大陆性干旱、半干旱气候带，煤化工对水资源需求量大，粗放型发展将给水资源带来极大破坏。2009年底，我国煤炭开采累计排放地下水1000亿吨、矸石52亿吨，且矸石每年以1亿吨的速度增加[18]；我国煤炭资源以地下为主，2011年煤炭产量中92%来自地下开采，截至2011年底，全国矿井采煤沉陷损毁土地达100万公顷，且每年以7万公顷的速度增加数据来源于《21世纪经济报道》：《两淮和鲁西两煤炭基地移民数超三峡》，http：//www.21caiso.com/HTML/21cbhnews/2012/12-10-219436.html，2012-12-10。 ，由此带来的土地生态破坏与大气污染十分严重。我国碳排放量中85%来自煤炭[2]，大型煤炭基地是我国主要煤炭生产源，降低碳排放也是其要解决的重要课题。目前各大型煤炭基地都在建设，其产业布局若忽视废弃物回收利用问题，将造成更难解决的生态环境破坏问题。

3.3产业整合过程中多主体协同问题

煤炭产业链延伸带来一系列产业整合问题。通过对宁东能源基地调研发现，煤化工和煤炭深加工项目种类多、利益协同方复杂，项目建设过程具有很强的外溢效应和系统性，项目建设要素庞杂，要素关系具有很强的潜在属性以及突发涌现特征，运行机理具有以点带面的网络状交互影响作用，不确定性大增。另一方面，煤炭基地各个产业链环节的废弃物回收也是多个主体必须相互协调解决的问题，需要集群内多个企业与支撑机构的相互配合进行相关技术研发与物资流通，由于废弃物回收利用项目多是短时间内微利或者亏损的，企业主体普遍缺乏积极性，更给如何有效协同达到煤炭产业生态化升级提出了巨大挑战。

4我国煤炭产业升级中的协同创新保障分析

协同的关键是既要发挥各重要组成因素的单独作用，又能认清系统内部各要素间及系统与环境间的耦合关系，实现各要素和职能的最优配置。针对我国煤炭产业升级中协同创新存在的问题，必须打破协同创新障碍，实施协同创新模式，加快解决关键技术自主研发与生态环境保护问题。

4.1协同主体保障：构建分层协同体系，形成协同创新网络

大型煤炭基地涉及多个主体，涵盖价值链、供应链和社会关系网络，需要构建协同创新网络[19]（Collaborative Innovation Network）。协同创新网络中心是煤炭产业链上的大型企业，应当以大型煤炭基地为核心，根据主体提供要素与基地利益相关度做出层级划分，然后通过有序协同，实现协同效应。如图2所示，对于直接提供人、财、物等多种非技术要素以及技术、市场、组织、战略等多种职能的主体，将其作为一级利益相关者，通过政府扶持、企业联盟等形式，获得政策、资金、知识、技术、信息等社会资源，发挥资源共享和规模经济效应，降低创新风险。大型煤炭基地还受到外部的行业协会、各种中介组织、媒体和当地居民等社会关系网络成员以及更庞大的文化、社会体制、制度规范以及整体宏观环境变化的影响，将这些作为二级利益相关者，从中获取声誉和文化资源。

在分层协同体系基础上，煤炭产业链上企业根据所占份额承担协调、决策、筹划角色，就基础设施建设、产业链延伸及生态保护等项目与各个利益相关者签订契约，组成弹性互动、互补匹配的社会关系网络，形成利益共同体，最终实现煤炭产业升级目标。

4.2协同系统保障：融合循环经济园区，构建生态型煤炭基地

在产业链延伸同时解决废弃物回收问题，就要将其纳入产业布局。产业布局是确定煤炭基地的各个子系统及其资源配置，为有效协同奠定系统基础，与协同体系构建同步进行。循环经济园区是循环经济的具体应用，通过对废物进行正确处理和资源回收利用，实现废物减量化、无害化、资源化[20]，其建立将推进基地产业合理布局，实现经济与生态双重效益。针对煤炭产业废弃物治理过度依赖政府、企业缺乏积极性的问题，政府可通过对污染排放合理定价并收费来有效促进循环经济与产业链延伸技术创新协同发展[21]。

建立循环经济园区的思路是应用工业生态学原理使某一企业的废物成为另一企业的原料。大型煤炭基地循环经济园区构建需要挖掘产业之间的耦合关系，通过循环处理技术，形成产品和副产品流动达到产业链网络闭合，从而产生协同效应：第一，打通产业链上游（下游）行业废弃物、副产品用于下游（上游）行业的综合利用新渠道；第二，创新传统产业内部废弃物循环利用技术集成应用新方式。在确定链上物质联系的基础上，要构建一体化支撑平台，为大型煤炭基地创造物质与信息流通渠道，实现各协同主体有效关联，进而协同构建生态型煤炭基地，实现煤炭价值最大化与污染物排放最小化的协同效应。本文在循环经济园区基础上考虑支撑机构，并结合协同创新中子系统协同[17]的思想，给出生态型煤炭基地产业的合理布局思路，如图3所示。

4.3协同运用保障：创建协同创新平台，破解技术自主研发难题

将技术创新看作协同系统，其成功要素包括基础设施、创新组织、技术现代化组织、基于企业的技术孵化器、产业集群与价值链系统、科技园以及产业政策体系[22]。如图4所示，大型煤炭基地通过协同主体和系统保障具备以上要素，借助充实的资金实力，引进人才，设立研发中心，利用各类社会资本，采用技术合作模式，可成为煤炭深加工、煤化工、循环经济技术创新高地。

本文通过实地调研总结了宁东能源化工基地技术协同创新成功经验：与大学和科研院所合作创建技术创新平台，参与国际科技合作计划项目，2011年首次实现MTP技术工业化应用，打破了国外在此项技术上的垄断；参与宁夏重大科技专项项目，通过合作研发将传统产业链上升为“资源—煤炭—原料（超低灰煤）—富勒烯和锂离子储电材料等高端煤基炭材料”深加工产业链；创建“宁东基地煤化工资源循环利用国家地方联合工程实验室”，依靠政府部门扶持开发废弃物回收利用技术。这些技术创新手段虽然都在示范阶段，但给我国煤炭产业集群技术创新探索了一条成功道路。结合成功经验与最新提出的《高等学校创新能力提升计划》（简称“2011计划”），若能以高校为中心建立煤炭产业协同创新中心，通过产学研协同完成煤炭产业关键技术的自主研发，将对我国煤炭产业升级产生极大地促进作用。

5结论与政策启示

综上，我国煤炭产业升级协同创新保障包括：构建分层协同体系，形成协同创新网络；融合循环经济园区构建生态型煤炭基地；创建协同创新平台突破煤化工、煤炭深加工和循环经济技术难题。本文的研究不仅可为促进煤炭产业升级提供解决思路，更推进了协同创新的应用研究，给更多产业升级问题提供途径参考。

我国煤炭产业整合尚未完成，政府部门在煤炭产业升级中还将发挥主要作用，本文研究可为政府部门带来如下启示：第一，政府直接参与煤炭基地配置，结合各地资源环境禀赋引导合理投资，防止盲目发展。第二，制定严格的循环经济指标，考核基地循环经济园区的建设。第三，通过“2011计划”建立解决煤炭产业技术问题的协同创新中心，促进煤炭基地技术创新。第四，给予大型煤炭基地的煤炭清洁化、煤炭深加工和废弃物综合利用产业一定的税收优惠和价格补贴，对高能耗高污染的产业加重税收，利用于循环经济园区建设，促进煤炭产业生态化升级。

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（责任编辑：赵毅峰）