中国风能科学研究国际合作特征分析

2014-12-02张忠华

技术经济 2014年9期

刘云，张忠华

（北京理工大学管理与经济学院，北京 100081）

1 研究背景

风能作为重要的可再生清洁能源，在保障能源安全、改善能源结构、减少温室气体排放等方面具有重要作用，大力发展风能已成为国际上的共识。2007年12月，国家科学技术部、发展和改革委员会联合发布了《可再生能源与新能源国际科技合作计划》，明确了“以风能作为重点支持领域，大力发展基础科学与应用技术研究”的战略要求，提出将加强国际科技合作作为重要的保障措施。随着经济、科技全球化的发展，人类社会步入大科学时代，科学研究国际化趋势日益加强［1］，科学研究国际合作已成为国家科技发展战略的一个重要组成部分［2］，合理配置科技资源、积极开展科技合作是保障风能发展的重要举措。

科学研究的主要产出成果是论文，国际合著论文信息可以反映科学研究国际合作的特征。刘云和朱东华对SCI所收录的基础学科领域的国际科学合著论文和国内科学合著论文的数据进行了计量分析，探讨了基础学科领域中科学研究国际合作的特征［3］。姜春林和丁堃分析了管理科学期刊载文的合著情况，据此解释中国管理科学合作研究的特点［4］。华薇娜和羌丽运用科学计量方法和指标，利用WOS（Web of Science）数据库中的社会科学专题子数据库，检索了1900—1949年中国大陆地区作者在世界核心刊物上发表的论文，探究了20世纪上半叶中国社会科学研究的历史实况、研究水平和科研布局等［5］。韩涛和谭晓基于SCI所收录的国际合著论文，使用科学计量方法和社会网络分析方法，从国际合作整体发展特征、学科领域国际合作倾向、优势和弱势学科国际合作地位差异、高质量成果国际合作依存性等方面分析了2000—2010年中国的科学研究国际合作特征［2］。

国内文献多基于国家、机构或学科的视角分析科学研究国际合作［2-3］，对某一具体研究主题的科学研究国际合作特征分析得较少。关于风能的研究文献通常以政策分析、战略研究、研究综述为主，较少从合作研究的视角展开［6-8］。本文以风能作为研究对象，对风能研究国际合著论文进行检索、统计和分析，使用科学计量学方法和指标，探究中国在该领域开展科学研究国际合作的特征，以期对中国风能科学研究工作的开展提供参考。

2 数据来源

WOS数据库是世界最著名的论文数据库之一，包含SCIE/SSCI收录的12000多种世界权威的、高影响力的学术期刊，内容涵盖自然科学、工程技术、生物医学、社会科学、艺术与人文等领域［9］。本文基于WOS数据库，以SCIE/SSCI收录的风能科学研究国际合著论文作为分析中国风能科学研究国际合作特征的样本数据。其中，检索的时间范围为2003—2012年，数据库更新时间为2014 年4 月6日。检索方式为高级检索。为了保证数据的相关性，仅检索核心关键词，检索策略为“TS=（wind AND energy）”。下载检索到的论文建立风能研究论文数据库，将数据导入论文分析软件Vantange-Point，对数据进行清洗、去除“噪声”；以清理后的数据为基础，定义作者国别≥2的论文为风能科学研究国际合著论文，得到风能科学研究国际合著论文总量为5181篇，其中中国参与的风能科学研究国际合著论文563篇，占比10.87%。

3 风能科学研究国际合作的发展趋势

2003—2012年中国和世界的风能科学研究国际合作情况如表1所示。随着中国风能科学研究的快速发展，中国风能科学研究国际合作的规模在不断扩大。从合作国家数和论文总数看：中国风能科学研究国际合作网络中的合作国家数不断增长——由2003年的11个增长到2012年的34个，增长了1.26倍；中国风能科学研究国际合著论文量由2003年的20 篇增长到2012 年的148 篇，增长了8.41倍。合作国家数和合著论文数的增长体现了中国风能科学研究国际合作的不断发展。与世界平均水平相比，中国风能科学研究国际合著论文的合作率①合作率指合著论文数占论文总数的比率。明显更高，中国风能科学研究国际合作程度明显高于世界平均水平。

平均被引频次是指一组论文在某一时间段内被引用的平均次数，是表征论文质量的主要指标。从表1来看，中国和世界的风能科学研究国际合著论文的平均被引频次均明显高于整体论文的水平，说明风能科学研究国际合作是提高风能科学研究质量的有效途径。

使用合作度指标表征论文的合作特征［10］。作者合作度本义是指某一时间段内一组论文的平均作者数量，合作度越大说明论文合作越有深度。本文从作者合作度引申出机构合作度。从表1可看出：中国风能科学研究国际合著论文的作者合作度和机构合作度均小于世界平均水平，说明中国风能科学研究国际合作的深度有待提高；从时间趋势看，世界范围内风能科学研究国际合著论文的作者合作度和机构合作度均有较显著的提高，而中国的这两个指标值的提升并不明显。

表1 2003—2012年中国及世界风能科学研究国际合作的发展趋势

4 风能科学研究国际合作的国家特征

按中国风能科学研究国际合著论文数量从多到少对中国的合作国进行排序，排名前10位的国家依次是美国、英国、德国、法国、加拿大、日本、澳大利亚、荷兰、意大利和韩国。

图1显示了2003—2012年中国风能科学研究国际合著论文的top10国家排名。从变化趋势看，美国一直高居首位，英国长期保持在第2 位，2012年被德国超越而位列第3位，德国在2012年后上升到第2位，可见美国、英国和德国是与中国开展风能科学研究国际合作的主要国家。加拿大在2009年之后的排名呈较明显的上升趋势，逐渐成为重要的参与国。日本和韩国两个亚洲国家稳居top10 行列，说明文化、地理等地缘因素对中国风能科学研究国际合作有一定影响。

图1 2003—2012年中国风能科学研究国际合著论文的top10国家排名

表2 列示了2003—2012 年期间中国与上述top10国家的风能科学研究国际合作指标值。从论文数量看：中国与美国的风能科学研究国际合著论文有307篇，占比接近50%，因此美国是中国名副其实的、最主要的风能科学研究合作国；中国与top10中其他国家的风能科学研究国际合著论文数比较均衡。从平均被引频次看：2003—2012年期间英国、澳大利亚和荷兰的合著论文平均被引频次高于20，明显领先于其他top10国家，表明这3个国家与中国开展风能科学研究国际合作的水平较高；韩国的合著论文平均被引频次较低，表明中国与韩国的风能科学研究国际合作水平有待提高。从作者合作度和机构合作度看：中国与德国、法国和日本的合著论文的作者合作度和机构合作度高于其他top10国家，说明这4国与中国开展的风能科学研究国际合作更有深度。

表2中的中心度是指与某国直接合作的论文的数量。中心度值较大，表明该国在合作网络中可能拥有较大的影响力。如果是多国合作，那么一篇论文的中心度会被统计多次，因此某些国家的中心度值大于论文数量。美国和德国的中心度大于200，明显高于其他top10国家，表明美国和德国是中国风能科学研究国际合作网络中的中心国家。

分别绘制2004年、2008年和2012年的风能科学研究国际合作网络（见图2），分析中国及主要国家在合作网络中位置的变化情况。通过比较这3年的合作网络可以看出：美国和德国是合作网络中的骨干，其中美国是世界风能科学研究国际合作网络中的“核心”，且中美之间的合作程度在不断增强；美国还是合作网络中连接中国与第三国的“桥梁”，沟通了中国与第三国的合作。中国逐渐从合作网络的边缘位置向核心位置移动，成为合作的重要参与者。值得注意的是，日本、韩国等亚洲国家多位于合作网络的边缘。亚洲作为世界学术界的重要一极，应加强区域内国家间的科学研究合作，积极吸收科技强国的先进技术，共同推动区域风能科学研究水平的提高。

表2 2003—2012年top10国家的风能科学研究国际合作指标值

图2 中国风能科学研究国际合作网络

5 风能科学研究国际合作的学科倾向

学科的自身特点决定了科学研究国际合作的学科倾向特征［3］。中国风能科学研究国际合作涉及的主要学科有天文学/天体物理、气象/大气科学、能源/燃料、电子工程、地球化学/地球物理。表3列示了基于风能科学研究国际合著论文数的中国和世界的风能科学研究国际合作学科排名（前10位）。比较分析中国与世界的风能科学研究国际合著论文涉及的学科，两者在论文数量最多的3个学科上是完全相同的，分别是天文学/天体物理、气象/大气科学、能源/燃料。从总体学科排名的整体趋势看，中国与世界基本一致。与世界整体情况不同的是，中国的top10学科包括材料科学这一传统优势学科，表明传统优势学科的研究成果促进了中国风能科学研究国际合作。

中国风能科学研究国际合作学科排名前10位的学科中，与中国的合著论文数量排名前10位的国家(地区)见表4。从表4可以看出：美国是在10个学科中都是中国风能科学研究的第一合作国家（地区）；中国台湾地区在天文学/天体物理、气象/大气科学、海洋学、材料科学等学科中与中国大陆地区有紧密合作；日本和韩国在排名前10位的学科中也是中国的主要合作国家（地区），表明中国与亚洲国家（地区）在多学科中开展了风能国际合作研究。从排名前10位的学科中中国主要合作国家（地区）的整体排名看，美国、英国、加拿大、德国等欧美科技强国的排名大多靠前，因此中国应继续加强与其在不同学科内的合作研究，引进先进科技资源，推动风能科学研究发展。

表3 基于风能科学研究国际合著论文数的中国和世界风能科学研究国际合作学科排名（前10位）

表4 排名前10位学科的中国风能科学研究国际合作top10国家（地区）

6 风能科学研究国际合作的机构分布

参与风能科学研究国际合作的中国机构主要有中国科学院、北京大学和清华大学。这3家机构产出的论文数量均超过30篇。其中，中国科学院的论文数量为181篇，占比32.15%，排名第一，可见中国科学院推动了中国该领域研究国际合作的发展。2004年、2008年和2012年世界风能科学研究核心机构合作网络见图3。本文据此分析合作网络中中国和世界主要机构的位置变化。

比较这3年的合作网络图，可以看出：参与合作的机构数量逐渐增多，美国的大学和科研院所一直位于合作网络中的重要位置，是世界风能科学研究核心机构合作网络的主体。中国的科研机构以中国科学院为代表，它逐渐进入核心机构合作网络中，并且其在合作网络中的地位越来越重要。从核心机构合作网络的整体情况看，以中国科学院、俄罗斯科学院、澳大利亚科学院为代表的国家科研院所逐渐成为重要的参与机构，表明风能科学研究越来越受到各个国家的重视，该领域研究的国家意愿逐渐增强。值得一提的是，除东京大学、中国科学院外，其他亚洲机构未出现在核心机构合作网络中，表明亚洲各国的在该领域的研究水平有待提高。

图3 风能科学研究核心机构合作网络

表5列示了美国、英国、日本、韩国和中国台湾地区的合作机构及其合著论文数量。在与美国和英国的风能科学研究国际合作中，合作者为中国机构的合著论文数占比较大，中国科学院和北京大学是与美国和英国机构开展风能科学研究国际合作的主要中国机构。在与日本、韩国、中国台湾地区的合作中，合作者为中国机构的合著论文数占比较大。可以看出，中国机构在与欧美科技强国的风能科学研究国际合作中具有较强的主动性，即会积极地获取自身所需的科技资源，而其与亚洲国家（地区）进行风能科学研究国际合作的主动性则较弱，中国科学院是与亚洲国家（地区）开展风能科学研究国际合作的主要中国机构。美国和英国机构的论文数量占比低，也可能反映出中国的研究成果对这些科技强国机构的吸引力不足，研究水平有待提高。

7 高质量成果的特点

本文将被引频次大于10的论文定义为高质量成果。比较表6所示的2003—2012年高质量成果的合作指标值与表1所示的论文整体指标值，可以明显看出：高质量成果的作者合作度、机构合作度均明显高于论文整体水平，表明参与风能科学研究国际合作的科学家、机构和国家越多，产出成果的质量越好。因此，加强多边合作、增加合作深度，是快速提高中国风能研究水平的有效途径。比较高质量成果比例，可以看出，中国高质量成果比例基本保持在一半以上，明显高于世界平均水平，说明中国在该领域的研究成果水平较高。

表5 中国与主要国家（地区）合著论文的机构分布

表6 2003—2012年高质量成果合作指标值

表7显示了中国风能科学研究国际合作的高质量成果的合作国家及其合著论文数。由图7可知，中国风能科学研究国际合作的高质量成果中的合作国家主要是美国、英国、德国和日本等传统科技强国。其中，合作国家为美国的论文数量占比接近6成。因此，从风能科学研究国际合著论文数量来看，美国是中国的第一合作国。中国机构为合作者之一的风能科学研究国际合著论文中的其他合作机构以国内机构为主。其中，风能科学研究国际合著论文中中国科学院作为合作机构的论文数量占比排名第一。高质量成果涉及的学科主要是天文学/天体物理、能源/燃料、电子工程、环境科学等。值得一提的是，能源/燃料、环境科学等具有较开放研究特点的学科的合著论文占比较高。开放学科的产出成果多，表明中国风能科学研究国际合作的开展越有效。

表7 中国风能科学研究国际合作高质量成果的国家、机构和学科分布

8 总结

2003—2012年期间中国有效开展了风能科学研究国际合作，合著论文总量快速增长、合作国家数不断增多、合作质量逐渐提高、合作深度不断加强。从合著论文来看，与中国进行风能科学研究国际合作的国家主要是科技发达的欧美国家，以及文化、地理等地缘因素相近的亚洲国家。其中，美国是中国风能科学研究国际合著论文中的第一合作国。美国和德国是风能科学研究国际合作网络中的中心国家；中国逐渐从合作网络的边缘位置向核心位置移动、进步较为明显。日本和韩国等亚洲国家多位于合作网络的边缘。风能科学研究国际合作涉及的主要学科有天文学/天体物理、气象/大气科学、能源/燃料、电子工程、地球化学/地球物理，而传统优势学科的研究成果促进了中国的风能研究。参与风能科学研究国际合作的中国机构主要是中国科学院、北京大学和清华大学。其中，按合著机构的论文数排名，中国科学院位居国内第一，推动了中国该领域国际合作研究的发展。中国国内机构在与欧美国家机构的合作中具有较强的主动性，在与亚洲国家机构的合作中具有较弱的主动性。中国风能科学研究国际合作的高质量成果的占比超过50%，明显高于世界平均水平。合作深度越深，则产出的论文质量越好，中国的高质量成果主要集中在化学、材料科学、物理等中国传统优势学科领域。

为促进中国风能科学研究事业的进步，本文提出如下建议：

第一，加强多边合作，加深合作深度。中国宜进一步深入参与风能科学研究国际合作，加强与世界各国在相关国际研究热点问题上的交流与沟通，积极参与国际重大研究计划的制定、运行和管理，增强中国在该领域的国际话语权。

第二，加大对风能科学研究国际合作的资助力度。在科研项目申请、科研资助等方面鼓励合作研究尤其是国际合作研究。应加强相关政策制定部门与科技部门的合作，建立相应的沟通与协调机制，推动国内外科学家和科研机构进行交流、沟通，加快制定与美德等国联合开展风能研究的长效政策。

第三，保持在传统优势学科领域的科技资源投入。积极引导传统优势学科领域中风能研究成果的发表，充实中国在该领域的科技论文资源。

第四，加大对国内重点机构的支持。依托国内若干重点研究机构，沟通国内外风能合作研究，尽快联合构建权威的风能科学研究国际合作交流平台，进一步加强风能技术的研究、推广和应用。

［1］倪健.论大科学时代的国际科技合作［J］.技术经济，2006（6）：8-10.

［2］韩涛，谭晓.中国科学研究国际合作的测度和分析［J］.科学学研究，2013（8）：1136-1140.

［3］刘云，朱东华.基础学科国际合作特征的科学计量分析［J］.科学学研究，1997，15（1）：34-38.

［4］姜春林，丁堃.关于我国高水平管理科学研究合作现象的统计分析——兼看第一作者年龄分布特征［J］.研究与发展管理，2004（1）：72-78.

［5］华薇娜，羌丽.20世纪上半叶走向世界的中国社会科学研究［J］.科学学研究，2011（5）：670-677.

［6］陈达，张玮.风能利用和研究综述［J］.节能技术，2007（4）：339-343.

［7］黄萃，苏竣，施丽萍，等.政策工具视角的中国风能政策文本量化研究［J］.科学学研究，2011（6）：876-882.