在过去的几十年中,新能源汽车产业已经通过汽车企业间的合作在全球创新系统中形成了庞大的综合知识库。中国作为新能源汽车产业创新研究的典型地区,其新能源汽车产业的创新发展处于何种发展阶段?是否形成了复杂的创新网络,并通过创新网络的溢出效应推动了整体的创新发展?目前,关于以上问题的研究相对较少,本文尝试重点对以上问题进行分析探讨。
创新活动在不同尺度下产生的知识共享、匹配和溢出的现象是目前创新研究的核心内容;并且,随着流空间和网络等概念的提出,网络外部性——即知识在网络结构中的溢出效应与集聚外部性共同成为刻画空间溢出效应的核心概念。但受新能源汽车发展较晚的影响,国内对于新能源汽车产业创新网络的相关研究相对较少,仅有少量研究对其网络结构进行了相关分析,其发展中的溢出效应更鲜有涉及。同时,在中国近10年的新能源汽车产业快速发展中,以比亚迪、蔚来、小鹏等为代表的自主新能源汽车品牌企业逐渐占据了新能源汽车市场,冲击了传统以国有汽车企业为主导的汽车市场;并且,作为具有高技术门槛的产业,新能源汽车产业可能具有不同于传统汽车制造业的创新发展模式。
据此,本研究选取中国新能源汽车产业的创新活动作为研究对象,主要对两个方面展开分析: 基于新能源汽车专利数据,利用社会网络分析方法,构建2011—2020年这?10?年来中国新能源汽车产业的城市合作矩阵,识别其创新网络结构及演化过程; 基于创新网络中的城市合作关系,通过空间杜宾模型计算其网络溢出效应,并与基于城市的邻接关系和距离关系的溢出效应对比,以期为中国新能源汽车产业的发展模式提供更丰富的实证证据与发展建议。
新能源汽车产业创新网络空间结构分析
新能源汽车产业创新网络数据及方法
本研究数据源自“专利汇”专利情报服务平台。新能源汽车是指采用非常规动力来源的汽车,因此基于已有研究,本研究以“纯电动”“新能源”“混合动力”“氢动力”和“燃料汽车”为检索字段进行专利检索;同时,考虑到我国新能源汽车产业的快速发展主要集中于近10年内,且用于计算溢出效应的相关统计数据仅更新至?2020?年,本研究筛选了专利公布日位于2011—2020年的国内有效专利数据,并剔除完全由个人提出申请的专利数据,共计获得24957条新能源汽车有效专利数据,其中完全由企业、高校和科研机构完成的合作专利数据共计2328条。在此基础上,利用“爱企查”企业信息垂直搜索引擎与展示平台逐条获取各专利申请单位的地理位置——当该专利的申请企业、高校和科研机构的地理位置位于两个不同城市时,则记这两个城市间存在1次合作关系,如果存在三个或三个以上城市,则两两之间记1次合作关系,进而构建中国新能源汽车产业创新网络。
本研究基于社会网络分析方法,利用多项相关指标计算了中国新能源汽车产业创新网络的整体和节点特征。在对创新网络的整体特征计算中,结网比例指合作专利占全部专利的比例;平均度指创新网络中各节点的合作节点数量的平均值;网络密度指创新网络中各节点直接的合作密切程度;平均距离指创新网络中任意两节点之间产生合作联系的平均距离;平均聚类系数则是在平均距离的基础上,测算了网络中与同一节点相连的两个节点间建立联系的平均概率。在对创新网络的具体节点特征的计算中,节点中心度指与某一结点有合作关系的节点数量;接近中心度指某一结点到其他所有与之有合作关系的节点平均距离的倒数;中介中心度指某一结点到与之有合作关系的节点的最短路径的数量。
新能源汽车产业创新网络总体特征
中国新能源汽车产业创新能力不断提升,但合作创新相对较少。由表1可知,自2011年以来,中国新能源汽车产业相关获批专利数量逐年递增;尤其在2015年后,中国新能源汽车产业进入快速发展时期,每年获批专利数较前一年均增长在600件以上,可见中国新能源汽车产业创新能力在逐年提升。相反,结网比例虽然于2014年达到最大值22.57%,相较往年有所提升,但整体上仍呈现逐年下降的趋势,至2020年,结网比例仅为10.98%。这反映出自2011年以来,尽管中国新能源汽车产业获批的合作专利数量同专利总数同样呈增长趋势,但更多的专利由企业独立完成申请,合作专利数量的增速远低于专利总数的增速。

参与到中国新能源汽车产业创新网络中的城市逐年增多,但城市之间的合作主要集中在部分城市。平均度自2011年以来逐年上升,至2018年到最大值后开始降低。这反映出随着中国新能源汽车产业的发展,以及参与其生产创新的企业和城市逐渐增多,城市之间的合作对象也逐渐丰富。但受国内新能源汽车补贴政策进一步退坡影响,2019年中国新能源汽车产销量首次出现下降的情况,新能源汽车企业相应地减少了企业间的专利合作,同时2020年受疫情的影响,城市间合作成本提升,因此2019年后平均度出现显著下降。而网络密度则表现出逐年下降的趋势,虽然更多的城市参与到中国新能源汽车产业创新网络中,但新参与的城市与其他城市的合作并不密切,仅和少数特定的城市开展了新能源汽车的专利合作。
平均距离和平均聚类系数的变化趋势进一步解释了自2011年以来网络密度逐年下降的现象。随着中国新能源汽车产业创新网络中参与城市逐渐增多,其平均距离在2014年后稳定在2.2—2.4,而平均聚类系数虽然2017年仅有5.089,但整体呈上升趋势。这反映出中国新能源汽车创新网络中小世界网络特征逐渐凸显,即新能源汽车专利合作往往集中于特定的两个或几个城市间,而不是随机出现。
新能源汽车产业创新网络节点特征
中国新能源汽车产业的创新活动主要集中在三大城市群与其他直辖市、省会城市和首府城市。由图1可知,中国新能源汽车产业有效专利的申请企业主要集中分布在北京市和长江三角洲城市群地区,此外粤港澳大湾区、重庆市、成都市、武汉市、郑州市等地区也有少量分布。这反映了中国新能源汽车研发企业和科研机构集中的地理位置。例如,北京市拥有清华大学、北京理工大学、中国科学院下属各类研究所,以及北汽集团和国家电网有限公司;长江三角洲城市群拥有(上海)上海交通大学、上汽集团,(浙江)浙江大学、吉利汽车集团,(江苏)东南大学、南京理工大学、国电南瑞科技有限公司,以及(安徽)合肥工业大学、江淮汽车集团、奇瑞汽车集团等新能源汽车研发单位。

北京市、上海市和其他省会城市、首府城市是中国新能源汽车产业创新网络中的核心节点,并具有引导其他城市共同开展新能源汽车专利合作的能力。由表2可知,北京市节点中心度自2011年以来始终是中国新能源汽车产业创新网络中各城市的最高值,并且远高于其他城市。这反映出北京市不仅在数量上拥有最多的新能源汽车产业专利,同时相对于其他城市,还与创新网络中更多其他的节点城市开展了新能源汽车的创新合作。北京市在中介中心度上自2011年以来也保持着远高于其他节点城市的数值。这反映了在新能源汽车产业创新网络中,北京市拥有远高于其他城市的在联合其他两个及两个以上城市共同开展研发活动的能力。上海市的节点中心度和中介中心度自2011年以来上升显著。同时,杭州市和南京市等其他长江三角洲城市群地区的城市也具有较高的节点中心度和中介中心度。结合图1可知,在长江三角洲城市群地区,上海市同其他城市已经形成了复杂的新能源汽车产业创新网络,同样具有联合其他两个及两个以上城市共同开展研发活动的能力。此外,相较于2011—2015年,2016—2020年的节点中心度和中介中心度排名前10名的城市中省会城市和首府城市显著增多,这是由于省会城市和首府城市在省内和自治区内通常拥有更多的政策倾斜和更为丰富的企业、科研资源。随着参与到中国新能源汽车产业创新网络中的城市逐渐增多,省会城市和首府城市更有能力与率先开展新能源汽车研发的城市开展合作,或者自主开展并引导其他邻近城市参与新能源汽车的研发活动。