基于专利的数智低碳产业创新生态系统演化研究

杨 曦，刘 鑫

（1.中南财经政法大学知识产权研究中心，湖北武汉 430073；2.西南交通大学公共管理学院，四川成都 610031）

国家“十四五”规划中明确提出在新能源、新材料、新一代信息技术、生物技术等领域谋划布局一批未来产业。在新一轮数字革命背景下，人工智能、大数据、移动互联网等数字技术与人工智能技术的发展塑造了全新的经济形态并为产业深度赋能［1］。数智技术与低碳产业所指向的智慧、高效、节能等目标高度一致，数智技术与低碳产业的深度融合能够推动低碳产业在生产、服务和消费等环节向绿色、节能、可持续方向发展［2］。产业创新生态系统是提升产业创新能力、推动产业发展的重要力量［3］。现有创新生态系统的研究多围绕概念特征、构成要素、系统结构和位置等展开，侧重于宏观层次上国家创新生态系统的建立与微观层次上企业创新生态系统特征与演化的探讨［4-6］，对于中观产业创新生态系统的研究，尤其是从数智化视角对产业创新生态系统展开的深入研究较为匮乏，更鲜见对数智低碳产业创新生态系统的研究。此外，现有研究主要采用案例分析、扎根理论等定性分析方法对产业创新生态系统的结构特征、演化机理等进行分析［7-8］，较少采用定量分析方法。专利信息作为一种蕴含丰富技术信息和经济信息的客观技术创新资源，是从定量视角研究产业创新生态系统的一种有效数据来源［9］。因此，低碳产业亟待建立一个基于专利的，并适应数智化时代的产业创新生态系统，这是我国在关键核心技术领域形成竞争优势，在未来产业弯道超车的关键。

鉴于此，探索建立数智低碳产业创新生态系统，基于技术生命周期，运用专利信息分析和社会网络分析等方法展现该系统的演化与发展，挖掘我国在该产业中的技术机会，旨在深化并拓展数智创新以及产业创新生态系统的理论研究，并为我国数智低碳产业攻克关键技术“卡脖子”问题、获取竞争优势并加快创新发展提供参考。

1 文献综述

1.1 产业创新生态系统

创新生态系统的概念最早在美国总统科技顾问委员会的研究报告《维护国家的创新生态系统、信息技术制造和竞争力》中出现，报告指出国家在技术和创新方面的领导地位取决于有活力、动态的创新生态系统［10］。Adner［11］在此基础上进一步完善了创新生态系统的概念，他认为创新无法依靠单一企业独立完成，需要通过创新生态系统建立企业与其他参与者之间的联系，并通过协作共创单一企业无法实现的价值。现有创新生态系统的研究侧重于宏观层次上国家创新生态系统的建立与微观层次上企业创新生态系统特征与演化的探讨，对于中观产业创新生态系统的研究较为匮乏。学者们对于产业创新生态系统的研究主要集中于以下三个方面：

一是关于产业创新生态系统的概念、特征与组织结构［12］。产业创新生态系统是产业采取类似生物种群“成群聚居”的创新发展策略，形成的一种互补共生的创新系统［6］。学者们主要关注产业创新生态系统的概念、特征、热点研究主题识别、要素结构、系统运行等方面［3，13］。部分学者聚焦于产业创新生态系统中创新主体，探讨核心企业在系统中所处的位置，有学者指出核心企业在系统中处于关键协调者位置［14］，并探索核心企业突破创新“盲点”的路径［15］。但上述研究多以静态分析为主，较少关注产业创新生态系统的动态演化。

二是新技术革命背景下产业创新生态系统研究。近年来，人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）、大数据、区块链等数智技术已成为主导新一轮技术革命和产业变革的中坚力量。AI 产业创新生态系统研究也受到学术界的广泛关注，学者们从AI赋能下产业创新生态系统转型、AI 产业创新生态系统的风险治理等方面进行研究［16］。数字经济的蓬勃发展使学者们开始关注数字产业中的创新问题，尤其是数字技术与产业创新生态系统的融合过程、数字产业创新生态系统的治理框架等［17-18］。但从数智化视角入手，对特定技术产业的创新生态系统的系统结构、创新主体等展开的研究仍处于起步阶段。

三是中国情境下的产业创新生态系统问题研究。产业创新生态系统是提升产业核心竞争力，推动产业可持续创新发展的重要力量［3］。近年来，我国在一些重要技术领域中面临关键技术“卡脖子”问题，基础性科学研究是实现关键核心技术重大突破、形成我国自立自强创新生态系统的根本环节［19］。虽然近年来有部分学者开始关注我国新能源公共交通、新能源汽车等产业的创新生态系统研究，并运用案例分析等定性分析方法展现了产业创新生态系统的形成与演化［7，20-21］。但在中国社会情境下，运用专利信息这一客观技术创新资源，对产业创新生态系统展开的定量研究仍然较为匮乏。并且现有产业创新生态系统研究多关注系统的单一层面，缺乏对于创新主体与技术、创新主体与市场之间交互联动的研究。

1.2 数智赋能的低碳产业创新生态系统

人工智能、大数据、移动互联网、区块链等数智信息技术的蓬勃兴起塑造了全新的经济形态并为产业创新深度赋能，使人类从传统工业社会迈入“数智社会（数字社会与智能社会）”［22］。以数字化与智能化驱动的新一轮技术变革重塑了传统行业的生产效率，主要表现为：第一，在互联网开放式创新背景下，数智信息技术为创新生态系统中各创新主体的融通创造了广泛契机，进一步重塑了产业组织与微观企业的创新和生产效率；第二，数智化驱动的新一轮技术变革使传统产业与数字信息产业的产业融合度增强，出现了数智企业等数智化时代的全新微观组织，从而形成了全新的经济运行形态［1，23］。但现有在数智化背景下对创新发展问题的深入研究仍处于起步阶段，现有研究以微观层面为主，着重探讨了企业的社会责任、创新绩效以及转型能力等［1，24-25］，部分学者开始关注数智化时代的生态系统，陈剑和刘运辉［35］围绕数智化使能运营管理变革，提出了供应链生态系统分析框架，但对于从中观层面出发的产业创新生态系统研究十分欠缺。

数智技术与低碳产业所指向的智慧、高效、节能等目标高度一致。数智技术围绕数据支持、分析、优化及预测等角度展开，为低碳产业创新生态系统深度赋能，其一大优势是有效促进能源供给侧和消费侧的协调，具体而言，在供给环节，数智技术能够广泛应用于能源生产、输送、交易、消费和监管等各个环节，有效提高能源采集效率与互联程度，实现供给环节的集约化、数据化和精细化；在消费环节，数智技术将颠覆传统的能源消费理念，催生新的低碳绿色消费方式，降低能源消耗量及消耗强度。因此，亟须对数智低碳产业创新生态系统展开深入研究。

综观现有文献可知，学者们对于数智低碳产业创新生态系统问题的研究仍处于起步阶段，其研究将面临以下挑战：一是现有产业创新生态系统研究较少从数智化视角切入，对特定技术创新生态系统中数智创新主体、系统结构与演化等方面的研究较为欠缺；二是现有研究主要采用案例分析、扎根理论等定性分析方法对产业创新生态系统的结构特征、演化机理等进行分析，运用专利信息展开的定量研究较为匮乏；三是现有产业创新生态系统的研究侧重于静态分析，欠缺从时间视角展开的动态演化研究，同时现有产业创新生态系统中各层次之间的链接不足，难以展现系统的交互。与现有研究相比，基于技术生命周期，探索构建一种展现数智低碳产业创新生态系统动态演化及交互联动的系统性研究框架，将专利引入到该框架中，探寻产业中的数智创新主体、挖掘各层次之间的链接、识别技术机会、从而提升产业竞争优势。

2 理论框架与研究方法

在现有研究的基础上，考虑到创新生态系统的生命周期规律，并结合多层视角模型理论（multilevel perspective theory，即 MLP 理论）和 Adner 提出的创新主体A（actor）-创新活动A（active）-位置P（position）-链接L（link）（AAPL）模型，将产业创新生态系统的构成要素划分为创新环境、创新活动和创新主体三个主要层次，并对各层次涉及的创新主体、活动位置、链接等展开深入探讨。同时，尝试将专利这一涵盖丰富技术、法律和经济信息的客观创新资源引入到产业创新生态系统研究中，不仅有助于弥补现有创新生态系统研究在定量分析方面的不足，也能够有效指导创新主体的专利活动［26］。

技术生命周期理论展现了某项特定技术从创意萌芽到成熟再到淘汰的动态演进过程［27］。现有研究在将专利申请数量与专利申请人数量相结合的基础上，运用 S 曲线展现出某项特定技术如何经过萌芽期、成长期、成熟期和衰退期的技术生命周期阶段［25］。Chesbrough［28］最早在专利管理研究中引入技术生命周期理论，其研究刻画了专利管理从技术产生期到实施期再到收获期最后到新技术产生期的动态变化过程。

多层视角模型理论由 Geels［29］在 2002 年率先提出，旨在以社会学视角分析技术创新问题，动态展现社会技术的转型与变迁［30］。从空间的视角可将多层视角模型划分为三个层次: 即微观社会技术利基层、中观社会技术系统层和宏观社会技术远景层。其中微观社会技术利基层是由创新主体构成的创新网络;中观社会技术系统包括技术、市场等创新活动;宏观社会技术远景层，即创新过程中的外部因素，如环境问题、经济问题、政治文化问题等［30］。目前，已有学者将多层视角模型理论应用于新兴技术产业的技术变迁［31-32］、技术路径转型［33］、创新生态系统［18］等创新问题研究。但上述研究缺乏对MLP 理论中宏观、中观和微观层次之间交互联动的探讨，并且应用于中国情境的研究十分欠缺。

AAPL 模型是Adner［34］在总结创新生态系统结构的基础上提出，旨在展现创新生态系统中为实现价值主张所需的活动和参与者的位置，并侧重于行动者与创新资源之间的链接。创新主体A(Actor）是指从事创新活动的微观创新组织；创新活动A(Active）是指创新主体为实现价值主张所采取的活动；位置P(Position）是指创新主体在创新生态系统中所处的位置；链接L(Link）是指创新主体与创新活动之间的联系［34］。AAPL 模型中的创新主体与MLP 理论中的微观社会技术利基层相对应，AAPL模型中的创新活动与MLP 理论中的中观社会技术系统层相对应，因此，将MLP 理论与AAPL 模型相结合具有可行性。鉴于AAPL 模型在层次链接分析上的优势，将MLP 理论与AAPL 模型相结合，形成一种新的多层网络模型，该模型不仅弥补了MLP 理论在社会技术系统层与社会技术利基层上交互联动的不足，同时也将AAPL 模型的研究视角扩展至宏观创新环境层，避免了AAPL 模型在研究创新生态系统时侧重于微观行动者，在研究视角上不够全面的缺陷。图1 展示了数智化视角下产业创新生态系统的要素与结构。

图1 数智化视角下产业创新生态系统建构模型

研究步骤如图2 所示：第一步是问题呈现，凝练出研究问题。第二步是数据收集，通过IncoPat 专利信息平台检索数智低碳技术专利数据，进行数据去噪、清洗和筛选，建立本地数据库。第三步是基于技术生命周期，构建数智低碳产业创新生态系统，首先展现数智低碳产业创新生态系统动态演变，分析创新主体层、创新活动层和创新环境层的现状与特征；其次，构建数智创新主体—技术关联网络以及数智创新主体—市场关联网络，展现创新主体层与创新活动层之间的交互，挖掘创新主体在技术和市场层面的创新机会。第四步是解决问题，针对第三步中识别到的问题给予相应对策建议。

3 数智低碳产业创新生态系统建构与演化过程

3.1 数据来源与分析工具

以数智低碳产业为例，基于EPO 和USPTO颁布的CPC-Y02 专利分类体系，在查阅相关文献、咨询专家意见并进行试检索的基础上［35-36］，确 定 专 利 检 索 式 TIABC=((＂artificial intelligen*＂or ＂expert system*＂ or ＂neural network*＂ or robotics or ＂ machine learning＂ or ＂ machine intelligen*＂ or＂machine translat*＂ or ＂deep learning＂ or ＂natural language processing＂ or ＂NPL＂ or ＂speech processing＂or ＂ ontolog* engineering＂ or ＂computer intelligen*＂or ＂face recognition＂ or ＂facial recognition＂ or ＂ fuzzy logic＂ or ＂particle swarm optimization＂ or ＂support vector machin*＂ or ＂pattern recognition＂ or ＂genetic algorithm*＂or ＂decision making＂ or ＂ reinforcement learning＂ or＂data mining＂ or ＂feature select*＂ or ＂feature extract*＂or ＂speaker recognition＂ or ＂computer vision＂ or ＂object recognition＂ or ＂action recognition＂ or ＂visual tracking＂or ＂evolutionary algorithm*＂ or ＂image segmentation＂)AND (CPC=(Y02)))，时间跨度为2001—2020 年，从IncoPat 专利数据库中共检索出21021 件全球数智低碳专利。因为专利存在滞后期，2021—2022 年专利族数量可能不够完整，为不影响对问题的分析，仅选取2001—2020 年的专利数据展开分析。

某项特定技术的技术生命周期主要包括萌芽期、成长期、成熟期和衰退期四个阶段。数智低碳产业的技术生命周期可划分为（1）萌芽期（2001—2012年），2001 年后，数智低碳产业的研究开始萌芽，但专利申请人数和专利申请量增长较为缓慢，2012年之前专利申请量未超过600 项；（2）成长期（2013—2020 年），随着2015 年《巴黎气候协定》的签订，世界各国对绿色低碳转型的关注度不断增加，近年来随着数智信息技术的快速发展，数智低碳技术的专利申请数量呈现出激增态势，2015 年首次超过1 000 项，2019 年超过3000 项，就专利申请人数量而言，由2013 年的642 人增长至2020 年的2632 人。随着专利技术发展速度的持续加快，全球数智低碳技术产业迎来了技术成长期，见图3。

图3 数智低碳产业技术生命周期图

3.2 我国数智低碳产业创新生态系统的动态演变

基于技术生命周期理论，MLP 理论和AAPL 模型的基础上，提出一种数智化时代展现产业创新生态系统动态演化的系统性研究框架，见图4。该框架首先从时间的研究角度出发，结合生命周期理论，将产业创新生态系统分为萌芽期、成长期、成熟期、衰退期四个阶段，然后将产业创新生态系统分为宏观、中观和微观三个层次，旨在动态展现产业宏观、中观和微观的创新生态系统变迁的全过程［37］。

图4 我国产业创新生态系统的动态演变

3.2.1 社会技术远景层

首先对宏观社会技术远景层（创新环境层）这一组织外部的环境层进行剖析，社会技术远景层是指数智化视角下与产业紧密联系的政策环境、法律制度环境等。以我国数智低碳技术为例，对其萌芽期和成长期的相关政策文件、法律法规等展开探讨（见表1）。

表1 萌芽期和成长期数智低碳技术相关的政策与法规

在全球气候变暖的背景下，低碳产业成为保护自然环境、促进经济社会发展的重要推动力。在萌芽期，我国低碳产业的相关政策聚焦于减少二氧化碳排放，环境保护与可持续发展，尚未将以数字化与智能化驱动的新一代技术引入到低碳产业中。2007 年中国政府制定并实施了《应对气候变化国家方案》，是中国第一部应对气候变化的全面的政策性文件。随后我国陆续制定了《中华人民共和国可再生能源法》和《中华人民共和国循环经济促进法》等一系列法律法规以促进低碳经济的发展。在成长期，我国政府开始关注互联网、大数据、人工智能、第五代移动通信（5G）等数智信息技术与低碳产业的深度融合，并在近年来相继出台《“十四五”工业绿色发展规划》《“十四五”数字经济发展规划》和《关于加强数字政府建设的指导意见》等数智低碳技术相关政策文件以推动该领域的发展。数智化与碳达峰、碳中和所指向的智慧、高效、高质量、低排放目标高度一致。数智信息技术与低碳产业深度融合将助力低碳产业生产和服务效率提升，推动生产方式和消费模式向绿色、节能、循环方向发展，是实现碳中和目标的助推器。

3.2.2 社会技术系统层

中观社会技术系统层（创新活动层）是指数智化时代产业创新生态系统中的技术维度和市场维度，旨在展现该产业中数智化专利技术竞争态势。以数智低碳技术为例，基于技术生命周期理论，展现其在社会技术系统层的动态变迁。

（1）数智市场

就市场维度而言，在“双循环”发展格局下，既要重视数智低碳技术的国内市场布局，同时也要关注海外市场布局。国际专利申请数量对于衡量海外市场布局具有重要意义［38］。萌芽期和成长期数智低碳技术在全球各重要市场的布局情况，见表2。就整体而言，萌芽期和成长期数智低碳技术的重要市场布局较为稳定，中国一直以来都是数智低碳技术专利数量最多的市场，从萌芽期的1 135 件专利增长至成长期的10 631 件专利，其他重要的数智低碳市场还包括美国、韩国、日本、世界知识产权组织等。与上述重要数智低碳市场相比，各国在欧洲各国的数智低碳市场布局仍有待提升。

表2 萌芽期和成长期数智低碳技术重要市场布局

（2）数智技术

就技术维度而言，创新主体的技术实力通常表现为对技术机会的识别与把握，通过社会网络分析对数智低碳技术萌芽期和成长期的专利文献中的技术领域中心度进行分析，可以识别出该产业中技术热点领域的动态演变［39］，进而帮助创新主体挖掘数智低碳产业竞争中的技术机会。表3 和表4 分别展现了萌芽期和成长期数智低碳技术的热点与前沿技术领域。

表3 萌芽期数智低碳技术热点与前沿技术领域

表4 成长期数智低碳技术热点与前沿技术领域

萌芽期数智低碳技术主要聚焦于Y02（缓解或适应气候变化的技术或应用）下的分支技术领域，Y02P（货物生产或加工过程中的气候变化减缓技术）、Y02E（减少温室气体排放，与能源发电、输电、配电有关）、Y02T（与运输有关的气候变化减缓技术）以及Y02A（适应技术变化的技术）同时具有较高的度数中心度、接近中心度和中介中心度，既是该领域中的热点技术领域也是前沿技术领域。相较于度数中心度，Y10T（前美国分类所涵盖的技术主题）和Y02W（与废水处理和废物管理有关的气候变化减缓技术）的中介中心度较高，未来有一定的技术机会。成长期数智低碳技术除了布局在Y02，也开始与G06（计算；核算；计数）、G05（控制或调节）等技术领域进行融合，尤其是与G06N（基于特定计算模型的计算方式）、G06Q（数据处理系统或方法）、G06F（电子数字数据处理）、G05B（一般控制或调节系统；此类系统的功能元件）的融合进一步加强。同时G06N、G06Q、Y02P、Y02E 具有较高的度数中心度、接近中心度和中介中心度，是该领域中的热点与前沿技术领域。相较于度数中心度，Y02B（与建筑有关的气候变化减缓技术）和G01N（借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料）的中介中心度较高，未来有一定的技术机会。总体而言，Y02P 和Y02E 是该领域一直以来最重要的热点与前沿技术领域。

3.2.3 社会技术利基层

微观社会技术利基层（创新主体层）是指数智化时代产业中的创新主体［40］，各创新主体通过专利合作形成专利权人网络，并随技术生命周期动态演化。数智化背景下，大数据、人工智能等数智信息技术迅速发展，对现有产业深度赋能，催生出数智创新主体这一基于数智信息技术驱动的全新微观组织。低碳产业中的数智创新主体是指既具备低碳技术创新能力，又致力于将数智化技术贯穿于能源生产、输送、交易、消费和监管等各个环节的微观组织。运用专利数据对数智创新主体进行衡量，将在低碳产业中具有较多数智信息技术专利申请的主体认为是重要的数智创新主体。

如表5 所示，萌芽期的数智创新主体主要来自于中国和日本，排名前三位的分别是国家电网公司、SIEMENS AG、TOSHIBA CORP，显示出上述数智创新主体在数智低碳技术领域的先发优势。成长期的数智创新主体主要来自于中国，显示出我国在数智低碳领域占据的重要竞争优势，排名前三的分别是国家电网公司、中国电力科学研究院以及华北电力大学，其中国家电网公司有818 件专利，数量远超其他数智创新主体。就数智创新主体的类型而言，国外的数智低碳创新主体多为大型企业，如美国的IBM、韩国的SAMSUNG、德国的SIEMENS AG 等，我国的数智低碳创新主体以大学及科研机构为主，仅有国家电网公司一家国有企业。

表5 萌芽期和成长期数智低碳技术领域重要数智创新主体

图5 和图6 分别展现了萌芽期和成长期数智低碳技术领域重要数智创新主体的专利合作网络，红色圆形节点表示数智创新主体，蓝色圆形节点表示其他专利权人，节点之间的连线表示数智创新主体与其他专利权人在数智低碳技术领域的专利合作情况，连线粗细表示专利合作数量，连线越粗，表明数智创新主体与某一专利权人的专利合作越多。萌芽期的专利合作网络较为稀疏，TOSHIBA CORP、浙江大学、湖南大学等重要数智创新主体处于孤立状态，各数智创新主体的专利合作有待进一步拓展。成长期的专利合作开始变得紧密，尤其是我国重要创新主体之间的专利合作愈加密切，国家电网公司与中国电力科学研究院之间的专利合作最多，其次是国家电网公司与江苏省电力公司、国家电网公司与国电南瑞科技股份有限公司、国家电网公司与华北电力大学等。

图5 萌芽期数智低碳技术领域重要数智创新主体专利合作网络

图6 成长期数智低碳技术领域重要数智创新主体专利合作网络

3.3 我国数智低碳产业创新生态系统的交互联动

产业创新生态系统主要涵盖宏观社会技术远景层、中观社会技术系统层和微观社会技术利基层三个层次，但现有研究多从单一的层次切入，侧重于展现各层次各自的竞争态势或动态演变。随着数智信息技术的蓬勃发展，产业创新生态系统中各层次之间的交互联动将愈加密切。将多层视角模型理论与AAPL 模型引入到产业创新生态系统研究中，对数智化背景下产业创新生态系统中各层次之间的链接展开深入探讨，进而展现系统的交互，见图7。

图7 我国产业创新生态系统的交互联动

就数智低碳产业而言，在创新环境与创新活动的链接中，一方面是热点数智低碳技术领域相关政策、法律法规的交互联动；另一方面是数智低碳市场维度中海外专利与上述创新环境的交互联动。同时，创新环境与创新活动之间也是协同共生的，不仅政策环境、法律制度环境对创新活动中数智低碳技术和数智低碳市场维度进行引导，并且当数智低碳技术、数智低碳市场随时间变化，对于数智低碳产业相关政策和法律制度也将产生影响与推动。在创新活动与创新主体的链接中，运用社会网络分析的方法分别构建数智创新主体—市场关联网络以及数智创新主体—技术关联网络［36］，旨在展现数智化时代低碳产业中创新活动与创新主体之间的交互链接。

3.3.1 数智创新主体-市场关联网络

数智创新主体-市场关联网络旨在展现数智创新主体在海外专利市场与区域专利市场的布局情况，有助于产业中的专利权人挖掘潜在的市场机会，完善专利布局，在激烈的市场竞争中占据重要位置。分别构建萌芽期和成长期数智低碳产业数智创新主体—市场关联网络，有助于产业中的数智创新主体在重要市场进行专利布局，进而提升竞争优势，如图8 和图9 所示。圆形节点表示数智创新主体，正方形节点表示热点技术领域，节点之间的连线表示数智创新主体在重要市场布局的专利，连线粗细表示专利数量。连线越粗，表明数智创新主体在某一市场的专利布局数量越多，是该数智创新主体的市场布局重点。

图8 萌芽期数智低碳产业数智创新主体-市场关联网络

图9 成长期数智低碳产业数智创新主体-市场关联网络

萌芽期和成长期的数智创新主体-市场关联网络均呈现出本土化布局的特征，如TOSHIBA CORP、HITACHI LTD 等在日本的专利布局，IBM 在美国的布局，SAMSUNG 在韩国的布局等。尤其是我国在数智低碳产业中的数智创新主体，仅在本国市场进行布局，专利的海外布局十分欠缺，未来亟待拓展在美国、韩国、日本、欧洲等国的专利布局。同时，各数智创新主体在欧洲各国、俄罗斯等重要市场的专利布局仍有一定不足，未来有一定的市场布局机会。

3.3.2 数智创新主体-技术关联网络

数智创新主体-技术关联网络旨在探究数智创新主体与技术共现演化特征，识别产业中各数智创新主体布局的热点技术领域。分别构建萌芽期和成长期数智低碳产业数智创新主体—技术关联网络，有助于产业中的数智创新主体挖掘技术机会，在热点技术领域进行专利布局，进而提升竞争优势，如图10 和图11 所示。圆形节点表示数智创新主体，红色三角形节点表示热点技术领域，黄色三角形节点表示前沿技术领域，节点之间的连线表示数智创新主体在热点技术领域拥有的专利，连线粗细表示专利数量。连线越粗，表明数智创新主体在某一技术领域的专利布局数量越多，是该数智创新主体的技术重点。

图10 萌芽期数智低碳产业数智创新主体—技术关联网络

如图10 所示，萌芽期除了国家电网公司、TOSHIBA CORP、SIEMENS AG、HITACHI LTD 之外，其他数智创新主体在热点技术领域的专利布局仍有较多空白。数智创新主体专利布局最多的热点技术领域仍集中于Y02 下的分支技术领域，例如Y02E（减少温室气体排放，与能源发电、输电、配电有关）和Y02P（货物生产或加工过程中的气候变化减缓技术）。G06Q（数据处理系统或方法）、Y02A（适应技术变化的技术）、Y02B（与建筑有关的气候变化减缓技术）和H02J（供电或配电的电路装置或系统；电能存储系统）作为萌芽期的热点技术领域，数智创新主体布局较少，Y10T（前美国分类所涵盖的技术主题）和Y02W（与废水处理和废物管理有关的气候变化减缓技术）作为前沿技术领域，尚未展开布局，故数智创新主体在上述技术领域具有一定的技术机会。国家电网公司与Y02E 之间的连线最粗，其他较粗的连线还包括SIEMENS AG 与Y02E,TOSHIBA CORP 与Y02P。

如图11 所示，与萌芽期相比，成长期各数智创新主体在热点技术领域的专利布局更加完善，与G06、G05 等技术领域的融合不断加强。Y02E 是数智创新主体专利布局最多的技术领域，其他布局较多的技术领域包括H02J、G06Q 以及G06N（基于特定计算模型的计算方式）。G06K（图形数据读取、数据的呈现、记录载体等）、G05B（一般控制或调节系统；此类系统的功能元件）和Y02T（与运输有关的气候变化减缓技术）作为成长期的热点技术领域，Y02B 和G01N（借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料）作为前沿技术领域，各数智创新主体的专利布局较少，具有一定的技术机会。国家电网公司与Y02E 之间的连线最粗，并且显著超过其他连线，其他较粗的连线还包括国家电网公司与H02J，中国电力科学研究院与Y02E。

4 结论与展望

数智信息技术的蓬勃发展为低碳产业深度赋能，并为其提供了新的发展机遇，但目前学术界对于数智化时代低碳产业创新生态系统问题缺乏深入研究。提出一种数智低碳产业创新生态系统建构的系统性研究框架，对数智低碳产业创新生态系统中的动态演化与交互联动进行探索性研究，并引入专利数据，验证了该框架的有效性。

与现有研究相比，具备以下优势：（1）现有在数智化背景下对产业创新生态系统展开的研究较为匮乏，聚焦于数智低碳产业创新生态系统，提出数智创新主体的概念，探讨该系统的演化与发展，一定程度上拓展了产业创新生态系统的理论研究体系。（2）现有研究主要采用案例分析、扎根理论等定性分析方法对产业创新生态系统的结构特征、演化机理等进行分析，将专利数据引入到产业创新生态系统研究中，弥补了现有研究在定量分析上的不足。（3）相较于现有产业创新生态系统的研究侧重于静态分析，且主要关注系统的单一层次，基于技术生命周期，探索数智低碳产业创新生态系统的动态演化，展现出系统在宏观、中观和微观层次之间的交互链接，丰富了产业创新生态系统的研究视角。

研究发现：（1）Y02P（货物生产或加工过程中的气候变化减缓技术）和Y02E（减少温室气体排放，与能源发电、输电、配电有关）一直是数智低碳产业的热点专利技术领域。萌芽期数智创新主体专利布局最多的热点技术领域仍集中于Y02 下的分支技术领域，成长期其在热点技术领域的专利布局更加完善，与G06、G05 等技术领域的融合不断加强，但上述数智创新主体在前沿技术领域的专利布局仍亟待提升；（2）中国一直以来都是数智低碳技术专利数量最多的市场，其他重要的数智低碳市场还包括美国、韩国、日本、世界知识产权组织等。各国数智创新主体的专利布局均呈现出本土化布局的特征，海外专利布局欠缺；（3）国外的数智低碳创新主体以大型企业为主，我国则以大学及科研机构为主，其中国家电网公司、中国电力科学研究院、浙江大学一直是该产业中重要的数智低碳创新主体。

根据上述研究发现，提出以下对策建议：从政府层面来看：针对数智低碳技术，出台相应的支持政策，尤其是产学研合作扶持政策，推动数智信息技术与低碳产业深度融合，并搭建校企平台促进交流合作，保证“双碳”目标顺利实现。从产业层面来看：我国现有的数智低碳产业中的创新主体以大学及科研机构为主，亟待加强核心企业培育，围绕核心企业组建面向市场需求的创新联合体，搭建产学研深度融合的应用基础研究平台，开展数智低碳关键技术的专利合作及技术协同攻关，全面提升产业基础研究能力及创新效率。从创新主体层面来看：一方面我国数智低碳创新主体的专利海外布局十分欠缺，亟待拓展在美国、韩国、日本、欧洲等国家或地区的专利布局，以帮助具有竞争优势的专利技术顺利“走出去”。另一方面，我国数智创新主体应加强在热点与前沿技术领域的专利布局。例如成长期我国数智创新主体在G06K（图形数据读取、数据的呈现、记录载体等）、G05B（一般控制或调节系统；此类系统的功能元件）、和Y02T（与运输有关的气候变化减缓技术）等热点技术领域，Y02B（与建筑有关的气候变化减缓技术）和G01N（借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料）等前沿技术领域的专利布局相对较少，具有一定的技术机会，在上述数智热点与前沿技术领域应加强专利布局。