Applied Energy丨丁浚峰、杜德斌等:光伏技术全球竞争的网络分析——来自专利数据的证据

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摘要:技术因素对能源转型地缘政治和气候治理有着重要的影响,但国际技术竞争问题却很少受到学术界的关注。本文构建了1970-2018年基于专利的全球光伏技术竞争网络,以捕捉多尺度的国际竞争动态。研究结果表明,全球光伏技术竞争网络正在不断扩大。网络具有理想的核心-外围结构,而外围国家之间的竞争也在不断加剧。由于欧洲国家的高创新能力和外国专利率,区域层面的竞争与欧洲密切相关。自1990年以来,东亚和世界其他地区的地位上升反映了全球光伏生产格局的变化。美国和日本轮流主导全球光伏技术竞争,而德国的影响力正在下降。韩国和中国这两个正在迎头赶上的国家的地位已经显著提高。绝大多数发展中国家,特别是严重依赖化石燃料的发展中国家,远远落后,面临“碳锁定”的风险。

关键词:竞争模式;复杂网络;能源转型;地缘政治;专利;光伏

内容要点

本文基于相关文献,对国际技术竞争进行了明确定义,并以全球光伏技术专利数据为基础,定量测算了竞争强度。利用这一强度作为网络中边的权重,构建了全球光伏技术竞争网络,进而从全球、区域和国家三个层面,深入分析了过去五十年间国际光伏技术竞争的动态演变过程。主要得出以下结论:

首先,全球光伏技术竞争网络的规模持续扩大,推动了竞争的全球化趋势。网络中的节点数量、竞争关系以及总竞争强度均显著增长,使得国家间的竞争愈发激烈和复杂。这一竞争网络呈现出清晰的核心-边缘结构,竞争主要由少数核心国家所主导。然而,边缘国家间的竞争关系也在逐步增强,这体现了边缘国家的实力提升和地位升级。

其次,在区域层面,光伏技术竞争的分布呈现出地理不平衡性。其随时间的演变反映了光伏技术在宏观层面上的区域间转移趋势。竞争主要集中在欧洲内部、欧洲与东亚、欧洲与北美之间。值得注意的是,20世纪90年代以后,东亚与世界其他地区的竞争强度显著增强。这表明,全球光伏技术竞争长期以来一直由北美、欧洲和东亚国家所主导,产业和技术转移也遵循着从北美、欧洲到东亚,再到其他地区的顺序。

最后,在国家层面,美国、日本和德国长期占据全球光伏技术竞争的前沿地位。它们之间的竞争尤为激烈,交替主导着全球光伏技术的竞争格局。与此同时,韩国和中国作为全球光伏技术竞争中的两个主要追赶者,正在迅速崛起。相比之下,欧洲国家的地位则有所下降。大多数发展中国家在这场光伏技术竞争中仍远远落后。韩国和中国的快速崛起加剧了它们与其他主要竞争对手之间的竞争态势。如果它们的海外专利申请率持续保持增长态势,那么全球光伏技术竞争无疑将更加激烈。