基于专利视角的再生资源产业科技创新发展的量化分析

2018-07-04张菲菲王军锋李洪远

再生资源与循环经济 2018年6期

张菲菲，王军锋，李洪远

（南开大学环境科学与工程学院，天津300071）

1 科技创新对产业演进的贡献作用

产业演进是在产业发展过程中，产业结构和内容不断变化、产业不断自我更新的过程，具体表现为产业规模和总量的不断扩大，产业效益和效率的不断提高，以及产业结构的持续合理化和空间布局的持续优化。根据演化经济学等对产业演进规律的研究，持续的技术创新是产业演进的主要动力。通过技术创新来促进生产效率的提高，是技术创新促进产业演化的内在机理。产业演化的技术创新视角是由美国哈佛大学的阿伯纳西（N·Abernathy）和麻省理工大学的厄特巴克（J·M·Utterback）所开创。他们提出的 A—U 模型[1]指出，产业发展可以划分为3个阶段，即流动阶段、过渡阶段和稳定阶段。在不同的产业发展阶段，企业创新的类型和频率也不相同，而且对产品创新和工艺创新有所侧重。在产业发展早期，企业创新聚焦于产品创新；随着企业技术经验的积累和消费者成熟度的提高，主导设计逐渐出现，行业发展进入过渡阶段,创新焦点从产品创新转向工艺创新；主导设计的形成，使得行业的发展进入一个相对稳定的发展时期，创新以渐进性产品创新和工艺创新为主[2]。

产业演化一般要经历孕育期、成长期、成熟期和衰退期，整个过程呈S形曲线，可以用Logistic方程来描述：

式中：Q=Q（t）表示某产业在t时期的产出量，是描述产业演化过程的状态变量；α是该产业成长速度系数，QM是该产业产出增长的极限值。

模型假定产业的成长速度与其状态变量Q成正比，但当其接近于增长极限时，成长速度又会减弱而趋于0，表明产业系统的演化机制存在非线性的正负反馈机制；参数α反映产业技术进步状况，技术创新能够提高其生产效率，从而推动主导产业的增长和快速发展；参数QM受到需求收入弹性的影响，产业内部产品的改进会影响需求量，而技术创新是改进产品的主要手段，因此对QM产生影响。在整个产业系统中，由于创新的导入，α和QM比较大的产业逐渐取代原有主导产业，成为新的主导产业[3]。

从长周期来看，技术创新同样起着重要的推动作用。熊彼特在康氏长周期理论的基础上指出，社会成长过程并非简单由技术和组织创新所伴随，而是由这些创新直接推动的。根据康德拉基耶夫所观察到的经济周期，上升阶段都是建立在一个新的投资浪潮上，而这种浪潮又是一种或几种重要技术推广的结合。由于创新扩散在时间上和部门间的不平衡，那么相应地，可以将创新看作系统失衡及周期性波动的主要原因[4]。

2 再生资源产业科技创新的概况

再生资源产业一直以来以人工回收、分选和打包为主，技术装备发展迟缓。很多学者在研究中都指出，再生资源企业技术水平普遍较低，大部分停留在手工拆解、初级加工阶段，制约了再生资源产业的发展等。

进入21世纪以来，在政策的大力扶持下，再生资源产业向着规模化、现代化、产业发展方向演进，并且在分选、拆解、破碎、打包、压块、资源化利用、无害化处置等方面，技术装备水平快速提升，相关设备在再生资源行业的普及范围不断扩大，显著提升了再生资源产业的回收分选效率和加工利用水平。如江苏华宏科技股份有限公司是专业制造再生资源加工设备的大型企业，也是国家级火炬计划重点高新技术企业。2011年12月20日，在深交所成功挂牌上市（股票代码：华宏科技-002645）。公司所生产的设备包括各类金属打包、剪切系列设备，报废汽车拆解生产线装备，以及生活垃圾综合利用环保处理生产线等，具有很强的技术创新和产品研发能力。

武云亮等指出，再生资源开发利用技术体系应包括：（1）再生资源工程原理——研究废弃物资源化技术的原理和方法等共性问题；（2）再生资源质量鉴定的具体技术、方法和仪器；（3）收集储运的方法、技术和设备；（4）加工利用技术、工艺与设备，包括挑选、分选、拆解、剪切、破碎、打包、压块、浸出等产出原料级的预处理和初级加工，以及以产品为主的精深度加工；（5）开发利用的技术经济分析，重点是建立再生资源应用效果的度量指标体系，对再生资源应用项目从技术和经济上进行分析[5]。而根据上面所列出的技术分类，在资源综合利用技术、废旧物资加工利用技术等文献中的相关统计数据和标志性事件非常稀少。因此，文中利用《中国专利数据库》1985—2018年的专利数据，对再生资源产业的科技发展情况水平进行分析。

3 基于专利数据的再生资源产业技术创新现状分析

3.1 数据来源与检索方法

专利包括发明专利、外观设计专利和实用新型专利3类。以中国专利数据库为专利数据源，该数据检索平台拥有丰富的检索入口，检索功能完善。中国专利数据库收录了自1985年以来所有在中国公开的发明专利、实用新型和外观专利，以及近20年来海量专利数据库文摘信息。

本研究采用关键词检索方式，选取“再生资源”、“废”、“分类回收”等为关键词，检索出我国再生资源产业1992—2016年在我国申请的专利。为了准确反映再生资源产业专利申请量的变化趋势，又对筛选结果进行了人工筛选。最后得到我国再生资源产业专利申请6 992件，其中发明专利3 846件，占专利申请总数的55.00%；实用新型专利3 143件，占44.95%，外观设计2件。文中对数据进行汇总、分类和图表制作，主要从专利数量、申请人、专利区域分布、专利IPC等方面展开分析，从这些不同角度揭示再生资源产业相关技术的发展态势。

3.2 再生资源产业专利申请数量年度趋势分析

对检索所得的专利按时间进行统计整理，得到我国再生资源产业专利数量的年度变化趋势如图1。从专利申请量来看，1996年之前，我国再生资源产业专利的获批数量在10件以下，处于低水平的平缓增长状态，说明再生资源产业整体技术水平处于较低状态。1997年开始略有增长，但增长非常缓慢。从2005年开始，再生资源产业的专利年获批量开始大幅递增，可以观察到的是再生资源产业规模的同步快速增长。2012年之后，专利数量进入跨越式增长阶段。在最近5年当中，再生资源产业专利数量快速提升。专利数量的变化趋势与再生资源产业发展历程比较契合，随着再生资源产业规模扩大和技术装备水平的提升，技术研发成果的产生速度不断加快。

图1我国再生资源产业专利数量变化趋势（1992—2016年）

3.3 再生资源产业专利主要申请人分析

专利申请人在技术研发过程中发挥主导作用，在很大程度上影响着技术的发展方向。在2016年的1 541份专利中，158项由高校院所申请，占比10.25%，188由个人申请，占比12.20%，而1 195份专利由公司申请，占比为77.55%（图2）。因此说明，在再生资源产业技术和设备研发主体中，公司为主要的技术创新主体。

图2 专利申请人分布统计

3.4 再生资源产业专利重要区域分布分析

通过对我国再生资源专利申请数量排名靠前的省市进行统计发现，我国再生资源领域各省市之间的发展水平差距较大，沿海发达地区专利申请量普遍高于中部地区。江苏省、浙江省、广东省、山东省和湖南省的申请量位列我国再生资源专利的前5位，因此相对于国内其他省市，这5省具有较强的技术基础。其中，浙江省达到了833件，占全国总专利数量的11.90%，江苏省达到766件，占全国总专利数量的10.95%。江苏省和浙江省毗邻上海，拥有较为完整的再生资源产业链条，其五金设备加工基础也为其开展再生资源科技装备创新创造了条件。广东市、山东省和湖南省在专利总申请量中所占的比例分别达到8.7%，7.1%和6.5%，这3个省份经济发展基础较为雄厚，在再生资源产业集群方面具有良好的基础和发展潜力，并且当地丰富的人力资源和科技基础也加速了再生资源加工利用技术水平的提升。

3.5 再生资源产业热点技术领域分析

IPC分类能够体现再生资源产业领域的技术特点、技术研发领域等信息。图3是1992—2016年我国再生资源产业专利IPC部类分布图，从图3中可以看出，技术热点都集中在B（作业、运输）类、C（化学冶金）类。B类主要包括再生资源加工、分选、回收等装置，C类主要是再生资源加工、利用和资源化方法和工艺等，B类和C类专利的申请数量之和为6 727件，占总数的96.20%，说明我国再生资源产业在收运、作业和加工等装置方面，以及资源化方法方面具有较强的技术创新能力。G（物理）类专利申请数量分别为241件，约占总数的3.40%，主要包括再生资源回收系统、组织体系设计、信息化建设等，说明对于再生资源产业的系统规划和顶层设计方面的技术创新正在增加，但研究力度还不足。