技术创新与能源转型：一个文献综述

温 馨 ，陈佳静

(1. 西南石油大学 经济管理学院,四川 成都 610500；2. 四川石油天然气发展研究中心，四川 成都 641405)

0 引言

21世纪以来，作为最大的发展中国家，中国经济飞速发展的同时伴随着“能源三角”问题,即经济发展、能源安全、环境保护[1]。近些年，国家先后提出诸多生态环保战略，目的是推动经济社会可持续发展，促进人与自然和谐共生。就是要加大生态环境保护力度，提高资源利用效率，推动经济社会向绿色低碳发展转型，以实现可持续发展战略。同时中国在联合国大会上提出“双碳”目标，对经济转型与能源转型提出了新的要求。能源系统是社会经济发展的基础，也是影响碳排放的重要途径。在“双碳”目标的制约下，中国需要进一步加快能源转型，以实现低碳绿色发展。

能源转型的驱动因素大致分为四大类: 经济因素、社会因素、制度因素以及技术因素。而其中最基础、最核心的动力因素是技术创新[2]。长期以来，欧盟各国先进的转型经验使得越来越多的学者投入到能源转型的研究中，能源转型的内涵及范围也在不断拓展，而技术创新对能源转型的研究也颇为丰富。技术创新作为能源转型的核心动力，研究其对能源转型的影响将为中国经济绿色低碳发展提供参考，为政府制定政策提供依据。

1 能源转型与技术创新的内涵

1.1 能源转型内涵的多维阐述

作为推动社会发展进步的物质基础和动力源泉，能源在人类历史进程中的重要作用和意义不言而喻。1980年出版的《能源转型》可能是最早提出 “能源转型”的，起初只是呼吁放弃石油和核能，不久便将能源转型描述为从化石能源转向可再生能源。之后，大量学者开始从各个角度对能源转型进行更深层次的研究，能源转型的内涵及意义变得更加丰富。

从转型的动因来看，能源转型表现为人类利用能源的过程在经济、社会、技术、制度的影响下发生综合性演变。Verbong等[3]认为能源转型的成功与其说归因于环境因素，不如归因于社会因素和经济因素。Turnheim等[4]的研究表明，英国现有机制和工业行业会阻碍能源转型的进程，并提出当前能源转型的建议。Rosenbloom等[5]分析认为，未来的能源转型动力是碳减排。

从转型路径来看，“清洁低碳、安全高效”的能源是未来能源转型的主流方向。Robert Hefner III在《The Grand Energy Tansition》中提出，能源按照形态可分为固态、液态和气态，而未来的能源转型方向是天然气、风能、太阳能和氢能等诸多气态能源。Foxon等[6]认为电力系统低碳发展是能源转型的未来方向。Mcdowall[7]认为氢能是未来能源转型的重要支撑，并探讨了3种可能的过渡路径。Shafiei等[8]的研究表明可再生能源在未来能源转型中扮演极其重要的角色。

从转型的表现来看，能源转型是各类能源主导地位的更迭，并对整个经济社会施加重大影响。Podobnik[9]对能源转型的描述为利用新兴能源科技技术发现并获取新型能源，然后让这种新型能源能够大量运用于人类社会消费的过程。Smil[10]认为能源转型是不同具体能源形态之间发生的不可逆的转变。Kumar等[11]的观点是能源转型表现为可再生能源替代不可再生能源。史丹[12]认为能源转型是能源生产与消费结构的转变，并对一国或地区经济社会施加重大影响。

从转型的结构来看，能源转型是能源结构体系和供需体系升级及优化。能源转型被认为是能源系统的长期结构性演变，这种演变呈现多维性、非线性、不可逆性等特征[13]。根据邹才能等[14]的观点，能源转型是能源轨道、能源结构、能源系统、能源安全及能源效率等发生根本性转变的过程。

从转型的轨迹来看，2条主要的轨迹是降低碳密度和提高能源热量值：第一条轨迹是逐渐降低碳密度，即分子结构中C、H比例从农耕木材时代的10∶1，过渡到蒸汽煤炭时代的2∶1，再到工业油气时代石油的1∶2与天然气的1∶4；第二条轨迹则是提高能源热量值，相同质量的薪材、煤炭、石油、天然气、核能、氢能等释放的能源热量逐渐提高[15]。

到目前为止，国际社会已经经历了2次重大的能源大转型，从木材时代到煤炭时代，从煤炭时代到油气时代。而今，国际社会迎来第三次能源转型，第三次能源转型的特点是淘汰煤炭、石油及天然气等化石能源，向太阳能、风能、氢能等可再生能源的转变。前两次国际能源大转型主要依赖于能源开发及利用技术的进步，在市场需求和经济刺激下，高热量值能源实现对低热量值能源的自然替代。而最新一轮的能源大转型则是日益加剧的环境气候变化、能源安全革命等外部压力以及世界各国民众对美好生活的向往而做出的主观抉择，这也决定了本次能源大转型的方向和未来能源系统的基本特点。

事实上，由于能源资源禀赋的区域不均匀性，各地区的学者对能源转型的核心内涵及其理解都有差异，狭义上的能源转型是一次能源结构的系统性演化，集中表现为主导能源地位的更替，或者说是从能源贫乏到能源丰裕的转变。而广义上的能源转型还意味着能源结构、效率、消费及新型能源的变化。在综合现有文献的基础上，越来越多的学者从更广义的范畴去定义能源转型，认为能源转型是能源生产、运行、消费全面发生根本性改变的系统工程，是能源消费模式、能源生产模式和能源系统结构的全面优化。

1.2 基于能源转型的技术创新内涵

“创新”理论最早是由J.A.Schumpeter提出，他在1912年出版的《The Theory of Economic Development》中提到 “创新”就是“一种新的生产函数的建立”，即实现生产要素和生产条件的一种从未有过的新结合，并将其引入生产体系。随着学者们的深入研究，“创新”理论的内涵及范围也开始拓展到经济社会的各个领域。

自20世纪中叶开始，科学技术的迅猛发展使得众多经济学家将创新理论融入到其他领域中。从宏观经济领域的探索到微观的企业及市场的研究，从经济学视角研究技术变革到管理学视角研究技术变革与市场环境，从产业组织创新到产品技术开发，再到国家创新系统及制度经济[16]。21世纪以来，Chesbrough[17]开创了开放创新的理念，此理念不断通过全球化发展及信息化技术扩散渗透到其他领域及地域，尤其是那些本身具有高度复杂性及创新意愿强烈的领域。例如OECD考虑环境方面的技术创新[18]。

对照组发生乏力12例（60.00%），便秘3例（15.00%），头晕3例（15.00%）；观察组发生周围神经病变3例（14.28%），乏力7例（33.33%），腹泻2例（9.52%）），带状疱疹2例（9.52%），血小板减少3例（14.28%）。各不良反应发生率之间无统计学差异，且上述不良反应通过停药或给予相应对症处理后均可得到缓解。

为了应对日益加剧的环境挑战及能源安全的严峻形势，越来越多的学者开始研究能源转型方面的技术创新，其中诞生出诸如低碳技术创新、绿色技术创新、新能源技术创新等能源领域内的技术创新。

低碳技术是与构建生态经济、绿色革命建设一起诞生的新技术概念。现有文献一般认为低碳技术、绿色技术这些对环境友好技术是一种可替换的概念[19]。低碳技术创新的目的就是改变现有能源的生产与利用方式，并对当前碳基技术运行的技术经济系统进行碳解锁[20]。目前的研究主要从以下几个方面展开：一是低碳技术转移与扩散[21-22]；二是低碳技术的减排效果[19]；三是特定行业的低碳技术影响[23]；四是低碳创新系统的概念与发展[24]。当然，也有学者从创新动态去研究低碳技术发展，例如Albino等[25]从专利数据视角去分析低碳能源技术的创新状态，Lindman等[26]重点研究了风能领域创新的影响因素及风力发电技术的发展方向。

伴随着能源转型过程中新能源的节能减排效应逐渐凸显[27]，研究人员也开始单独研究新能源技术创新的相关课题。新能源行业的能源技术创新是研究者们的重点，学者们以新能源行业为研究对象去探究新能源技术创新的专利质量[28]、发展现状[29]、绩效评估[30]等方面。此后，能源企业的技术创新成为学者们的研究重点，Wang等[31]重点探讨了新能源企业在研发及营销两个阶段的创新绩效。有别于普通的技术创新，新能源技术创新能够同时实现企业的经济效益[32]、环境效益[33]。

终上所述，“创新”理论从起源到发展，再到延伸、拓展仅用一百年时间。在这一过程中，技术创新理论已渗透到经济社会的各行各业。技术创新理论的概念形成是一个循序渐进的过程，呈现明显的阶段特征。随着学者们研究的深入，未来的技术创新理论研究也将趋向多元化。

2 技术创新对能源转型的影响机制与效应

演化经济学的兴起，使得众多学者开始探究在产业演化的进程中技术创新扮演的角色。Nelson & Winter[34]认为技术创新在产业演进的过程中具有关键作用。而Pavitt[35]的观点则是技术创新与不同行业演进之间存在差异。依据上述理论，技术创新是产业演进的动力源泉，而能源产业也符合这一特征。国内外学者从技术创新对能源消费、能源效率、碳排放效应等方面进行了研究。

2.1 技术创新与能源消费

能源消费是碳排放的重要来源。国内外学者在技术创新对能源消费的影响方面具有不同的观点。

一是技术创新能够降低能源消费。依据“Hicks理论”，Abramovay[36]研究表明技术创新能够有效降低能源消费。Zhou等[37]则认为不存在“Jevons”悖论，即技术创新带动的能源使用效率提高会节省能源消耗。

三是技术创新对能源消费的效应具有区域异质性及不确定性。王班班等[41]的研究发现不同类型的技术创新对能源消费的影响不同，而张兵兵等[42]则支持能源消费的区域异质性，即不同地区的技术创新对能源消费有不同的作用。

2.2 技术创新与能源效率

近来年，国内外研究者们更多地去研究技术创新与能源效率之间的关系。分析发现技术创新是技术进步的主要来源，而这种技术进步是推动能源效率提高的主要推动力[43]。国内外学者们对两者之间的研究主要分为2类；一类是从国家及区域等宏观层面分析，另一类则是从企业、行业等微观角度去分析。Garbaccio等[44]认为企业技术变化是能源效率提升的主要因素。技术创新能够使能源经济更清洁、更有效[45]，降低能源强度[46]，并提高全要素能源效率[47]。

张志雯等[48]基于非期望产出的SBM模型测算中国省际的能源效率，发现各省能源效率具有明显的空间差异性，并且能源技术创新会显著提高能源效率。而韩智勇等[49]也得出类似的观点。宣烨等[50]的研究则更多的是关注技术创新的原始创新活动对于能源效率的影响。

2.3 技术创新与碳排放效应

随着日益加剧的环境气候，更多的学者将注意力转移到节能减排上，而关于技术创新与碳排放之间的研究也逐渐丰富。由于无法直接从宏观层面去测定技术进步，一些文献尝试使用分解的方法来研究技术进步对碳排放的影响。一般而言，最常见的方法是指数分解法 (Index Decomposition Analysis, IDA)，同样的，还有其他分解方法。Zhou等[51]提出一种生产理论的分解方法(Production-theoretical Decomposition analysis ,PDA)，研究技术创新对CO2总量的影响。Wang等[52]则改进Zhou的方法，发现技术进步会显著抑制CO2的排放。Vaninsky[53]则使用广义迪氏指数分解法(Generalized Divisia Index Method，GDIM)方法用于探究不同因素对碳排放的影响。

与分解法不同的是，很多文献则通过实证数据验证技术创新对碳排放的抑制作用。Yin等[54]使用研发投资作为技术进步的代理变量，研究发现技术进步有助于二氧化碳减排。史安娜等[55]的研究结论表明，长江经济带的各个省份的低碳技术创新能够有效降低碳排放强度。Cheng等[56]的研究表明，技术创新能够显著降低碳排放，但存在一定的地域差异。

3 环境政策、技术创新与能源转型

演化经济学理论的快速发展，使得不少学者将制度因素纳入到经济发展进行研究。以Nelson为代表的制度经济学派兴起，他们将“创新”理论与“制度”理论结合。Nelson[57]视制度为“社会技术”，并将其纳入到经济增长的演化理论中，社会技术与物理技术的进步是产业大规模兴起的前提，体现了技术与制度协同演化的思想。Pelikan[58]将制度定义为“规则约束”，认为技术的演化与制度的演化会共同促进产业的演化，二者之间的交替演化是产业演化的本质。目前，众多学者已经将演化经济学的理论融入到能源领域中，认为环境规制政策是影响能源转型的一个重大影响因素。因此，以碳税、环境税、碳排放交易权等为主的环境规制政策成为影响能源转型的重要方面。

3.1 环境政策对技术创新的作用

一方面，遵循“波特假说”[59]，环境政策的提高会引发企业降低生产成本而提高竞争力，产生相应的激励效应促进企业进行绿色技术创新，从而获得更高的收益[60]。Jaffe等[61]的研究表明，环境污染治理成本的增加会带来R&D支出增加，即R&D支出与环境污染治理成本之间存在正相关关系。Wang等[62]的研究也支持“波特假说”。另一方面是不支持“波特假说”而遵循“成本效应”，认为环境政策的强度对技术创新有抑制作用，即环境政策导致对污染排放的治理成本增大，使企业缺乏足够用于研发创新的资金，从而抑制绿色技术创新。Gary等[63]研究表明环境政策给企业带来高额成本导致企业无法从事绿色技术创新，Wagner[64]的观点也与之相似。此外，还有观点是“不确定论”，即环境政策与技术创新之间存在非线性关系。例如Domazlicky等[65]的研究则表明两者之间不存在线性关系。

3.2 环境规制、技术创新与能源转型

尽管上述研究都探究了环境规制政策对技术创新的影响, 但环境规制政策所带来的企业技术创新并不一定会促进能源转型效率。相反，如果这种环境规制政策仅仅是提高了环境治理技术的创新水平，而这种创新只会降低企业治污成本，并不会促进能源效率，由于挤占效应反而不利于能源转型。鉴于此，众多学者开始将技术创新与环境规制结合去探究能源转型的效应。Liu等[66]的研究表明环境规制有利于缓解能源压力。Pan等[67]发现环境规制的激励作用促进技术创新，进而降低能源强度，提高能源效率。而Zhou等[68]的研究则表明这种影响具有倒“U”型特征，即合理的环境规制激发的技术创新会加速能源转型，一旦超过这个限制则会产生负面效应。

4 评述与展望

本文梳理总结了国内外不同学者针对技术创新对能源转型影响这一议题的不同研究观点，取得了诸多有价值、有意义的研究结论。虽然目前在该领域已经形成了较为丰富的成果，但仍存在一定的不足：第一，从研究视角看，能源转型内涵已经从狭义走向广义，但是现有文献大多仅探究技术创新对能源转型的某一方面的影响，而忽略了能源转型的多维度性内涵特征。第二，从研究对象的影响机制看，在不同经济发展阶段，技术创新在经济、社会和环境等系统中的相对重要性存在差异，具体的转型效果可能并不完全一致，即技术创新对能源转型的作用可能随经济发展水平的变化而变化，进而使得得出的结论具有争议。第三，从研究范围来看，在纳入环境规制政策之后，有关环境规制政策与企业低碳技术创新之间的相互关系需要对更多的样本进一步检验，以得出更具有说服力的结论。

因此，本文认为，在现有文献的基础上，还可围绕以下几个方面进行创新与发展。

4.1 技术创新对能源系统转型的影响机制研究

目前研究技术创新对能源转型的效应主要体现在以下两个方面：一是提高能源生产及使用效率，从而减少能源消耗；二是改善能源结构，促进新兴能源产业发展。能源转型是一个系统工程，涉及能源体制、能源消费、能源输配、能源供给方式的重大变革。目前的研究多是从狭义角度分析技术创新对能源转型某一方面的影响，忽略了能源的系统性特征。因此，未来的研究需要进一步去研究能源系统内部各因子之间的互动关系，并探究技术创新对能源转型的作用机理。

4.2 突破性低碳技术创新能力评价研究

突破性技术创新被认为是显著的技术创新，是一种以毁灭原有的价值链结构、产生新的价值网络为基点, 并带动整个技术竞争节点、市场格局和产业结构的再造与重塑。未来的研究方向可以对突破性低碳技术创新对能源转型的效应进行模拟识别，有的放矢地对某些技术进行重点攻关，提高能源转型的能级效应。

4.3 技术创新对能源转型的差异性效应

技术创新将渗透到城市建设的诸多方面，不同的能源技术对能源转型的影响有所不同，如工业能源技术、交通能源技术、建筑能源技术、农业能源技术、分布式能源技术等对能源的不同影响。同样，在不同的经济发展阶段和不同的区域，技术创新对能源转型的影响也需要应用更多的样本进行观测。

4.4 技术-制度协同演化对能源转型的影响

从诸多外部因素考虑，能源的系统转型是技术与制度的双重结果，技术创新和产业结构方面对能源转型的影响主要取决于技术层面, 而能源政策、能源意愿及能源治理方式则从制度层面对能源转型产生影响。依据演化经济学理论，技术和制度的协同演化是经济增长和产业演化的核心动力源泉，目前的研究多集中在技术创新层面，对制度层面关注不足，未来的研究方向可从技术与制度互动演化层面分析能源转型的驱动机制。