以2000-2018年申请的风电技术相关专利为主要数据，分析了我国风电产业创新集聚区的空间分布，并以江苏为例探讨了发展特征和驱动因素。结果显示，我国风电创新集群是在产业集聚和创新要素流动的共同驱动下形成的，要重视创新集群的培育和发展，风电装备类企业应优先选择在创新集聚区内进行选址布局。
1.我国风电创新集聚区分布在东部沿海地区
风电是受到弃风限电和补贴政策双重影响的周期性行业。随着可再生能源利用水平的提高和新一轮风电产业政策的推动，我国风电行业在经过了2012和2017年两个低谷期之后，再次乘风而起，进入了新一轮增长周期。2018年我国新增风电装机容量21.1吉瓦，成为世界上第一个风电装机容量超过200吉瓦的国家。
风电领域的创新活动与其行业周期密切相关，在风电行业的低谷时期，各类创新主体的研发投入相对减少，创新活动降低，进而影响专利申请。从专利申请趋势看，2000～2018年我国风电技术领域共申请专利67,391件，从2008年开始保持稳步增长趋势，在2012年达到了申请量的最大值，在经历了2013～2014年间的短暂低谷期之后，进入了第二个快速发展期。这和国外风电企业愈加重视中国市场加快专利布局，以及国内企业风电技术突破密切相关。
图1：我国2000～2018年风电新增装机容量及专利申请数量
数据来源：incopat、cwea，华夏幸福产业研究院分析整理
我们尝试利用统计学中的区位基尼系数和赫芬达尔指数两个统计模型，对我国风电技术创新活动的空间特征进行分析，计算公式如下：
其中，si表示省市i的专利占全国比重，n是省市数量（本文中n=31），为所有省市专利比重的平均值。区位基尼系数的范围是[0～1-1/n]，当系数数值趋向于0时，意味着各省市之间的创新能力趋向于均衡趋势，而当系数数值趋近于1时，意味着各省市之间的创新能力呈现非均衡趋势。赫芬达尔指数的计算公式如下：
其中，pi表示省市i的专利数量，n是省市数量（本文中n=31）。赫芬达尔指数的范围是[0～1]，0代表均衡趋势，1则代表高度集中的趋势。
模型计算结果如表所示。近十年我国风电行业的区位基尼系数分布在0.52～0.60之间，这显示出我国风电专利地域分布的不均衡性，而赫芬达尔指数分布在0.07～0.09之间，也显示出了一定程度的集中态势。总体而言，我国风电行业创新活动呈现出显著的集聚特征，而且从近十年的统计趋势来看，这种创新集聚的趋势并未发生明显改变。
表1：两种模型计算结果的对比
华夏幸福产业研究院分析整理
从各省市的专利申请情况来看，专利申请量与装备制造业基础和科技发展水平密切相关，江苏、浙江、广东等装备制造业基础较好的沿海省份，风电专利申请量明显高于中西部地区，而北京和上海作为全国科技创新的尖峰，云集了大量的企业总部、高等院校和研究机构，使得其专利申请量居于前列。
以2018年为例（见图2a），江苏省以1620件专利申请成为我国风电技术领域专利申请最多的省份，其次是北京和广东，专利申请量分别为995件和907件。除此以外，浙江、山东、上海和天津等省市也有较多的风电专利申请，这表明上述省市在风电技术领域的创新活动较为活跃。从近三年专利申请的增速来看，福建（44%）和广东（31%）大幅领先于其他省市，彰显其未来创新发展的巨大潜力。
图2：我国风电专利申请(a)及风电企业(b)区域分布
数据来源：incopat，淘数，华夏幸福产业研究院分析整理
从地理区域上来看，我国风电行业呈现出了以环渤海（京津冀鲁辽）、长三角（江浙沪）和大湾区（广东）。三个创新集聚区为核心的创新格局。如果和我国风电企业所在地的区域分布相对比（图2b），可以发现风电技术创新活动的空间分布和风电企业的空间分布高度一致，环渤海区、长三角区和大湾区也是我国风电企业的主要集聚区。环渤海地区具有较好的装备制造业基础，集聚了我国30%左右的风电装备制造企业，长三角地区是我国新能源产业发展的高地，集中了我国20%以上的风电装备制造企业，而大湾区则凭借良好的海上风电资源和产业落地基础条件，吸引大量国内外风电企业布局。下面我们对长三角区的代表江苏省举例分析，探讨风电创新集群的发展特征和驱动因素。
2.江苏省风电创新集聚区的发展特征
江苏是我国东部地区风能较为丰富的省份，特别是沿海及太湖东部地区，属于风能丰富的i类和ii类区域。江苏省风电建设一直保持着较高的发展速度，至2018年底，江苏省累计风电装机容量达到940万千瓦，其中海上风电装机规模居全国首位，达313万千瓦。预期可以顺利实现江苏省“十三五”规划中提出的至2020年末，累计风电装机容量1000万千瓦，海上风电350万千瓦的目标。
江苏省风电产业的快速发展推动了技术创新活跃和专利申请的增长。从江苏省各区县专利申请情况来看，江苏省风电技术创新活动呈现出了显著的空间集聚特征，形成了以若干区县为核心，由苏南至苏北逐渐减弱的创新集群格局（见图3）。其中，较为突出的是以南京江宁区和鼓楼区为核心的西部创新集群，以无锡江阴市、滨湖区为核心的南部创新集群，以盐城大丰区为核心的东部创新集群，这三个创新集群的核心地区与周边区县呈现出了较强的空间联系。
图3：江苏省风电技术创新集群的空间分布
数据来源：incopat，华夏幸福产业研究院分析整理
从创新主体的类型（图4a）来看，东部创新集聚区和南部创新集聚区的创新主体都以企业为主，特别是东部集聚区，企业占比超过90%，集聚区内的两个国家火炬特色产业基地成为风电技术创新的主要来源地：位于盐城大风区的大丰风电产业园以金风科技和中车电机等国内风电领军企业为龙头，集聚了双菱结构件、中材叶片、上纬新材料、锦辉机舱罩、海工塔筒等16家风电配套企业，成为集风电整机及配套发电机、塔筒、机舱罩、组件、叶片等加工制造能力为一体的专业化风电装备特色产业园区；在南通如东县的如东风电装备产业园，依靠如东海上风场和风电母港，吸引中船重工、上海电气、海力风电、江苏海装、重通叶片等十多家风电装备制造企业入驻，形成了以风电整机和配套设备制造为主，包括风电技术研发，风电场设计、施工、维护，大型装备物流等在内的风电全产业体系。
南部集聚区创新主体中企业占比81%。该区域以无锡江阴风电装备国家火炬特色产业基地、无锡惠山风电产业科技园、常州武进风电产业园为核心，辐射周边3个地级市13个区县，带动了苏南地区风电装备行业的集群化发展。区域内包括了整机企业远景能源，以及国光重机、吉鑫科技、新誉风电、中蕴风电、振江股份、远东电缆、苏州能建、无锡风电设计研究院等风电配套装备设计和制造企业，形成了包括风电整机、关键零部件、电子控制部件在内的完整的风电装备产业链。此外，该区域的还有13%的创新主体是个人，这也是三个创新集聚区中比例最高的，这得益于苏南地区良好的装备制造业基础。常州、无锡、苏州拥有一大批掌握精密机械加工技术、适用先进制造工艺、熟练应用先进设备的产业人才队伍，这为风电技术的研发和创新提供了重要的知识和技能储备。
西部集聚区则呈现出了产业界（占比50%）和学术界（占比41%）双轴驱动的创新发展态势：一方面以江宁风电产业园区为依托，形成了风电总装、整机生产、传动系统、发电机组、控制系统及风电叶片等关键设备的聚集，其中，南高齿的齿轮箱、中材科技的风机叶片、南瑞集团的风电控制设备、高传机电的风电控制系统、国电南自的风电自动化设备等均在国内处于领先地位；另一方面，南京是长三角的区域中心城市，经济和科研基础雄厚，拥有河海大学、东南大学、南京航空航天大学、南京理工大学等高等院校从事风电技术研发。在大专院校和科研单位申请的专利中，有15.6%的专利由产学研合作申请，有4.8%的专利向企业进行了专利权转让和许可。学术界和产业界的研发合作和技术转移，使得创新成果可以更快地转化为生产力，强化了西部集聚区的创新领先优势。
图4：江苏省风电创新集群的创新主体类型(a)及技术创新方向(b)
数据来源：incopat，华夏幸福产业研究院分析整理
三个集聚区的主要技术创新方向（图4b）则各具特点：南部集聚区以风力发电机及风电装备零部件为主要创新方向，这和该区域以风电配套装备设计和制造为核心的风电装备产业链布局相一致；西部集聚区的高等院校和科研单位研发更侧重于电及电装置技术、控制技术及控制系统，这些方向也因此成为该区域的主要创新方向；东部集聚区则由于靠近海上风电场，具备开展风电场施工、建设和运维等方面技术研发的天然条件，也有解决海上风电技术难题的迫切需求，使得风电设备安装、调试、维护成为主要创新方向。
3.风电创新集聚区的发展驱动因素
我国风电创新集群是在产业集聚和创新要素流动的共同驱动下形成的。一方面，产业集聚对创新集群的培育和发展具有重要影响，通过主导产业或核心环节的前后向联系效应，在一定的时空范围内形成相对密集的企业集聚，可以加快产业链各环节的信息传播速度，形成技术共享与知识外溢效应，推动企业间的创新竞争，进而提高区域整体的创新活力，促进产业创新集群的形成。
就风电产业而言，风电产业集聚为风电技术的创新活动奠定了产业基础。现阶段，风电产业整体持续向风力资源丰富区域、地方政策优势区域，以及市场终端区域集聚。从环渤海、长三角和大湾区三个风电产业集聚区来看，风力资源条件优越，特别是海上风力资源丰富，除了国家风电产业政策之外，三个区域的地方政府持续配套鼓励发展清洁能源政策，使其成为吸引风电企业投资建设研发生产基地的重要因素，此外，三个区域都属于电网的负荷中心，且电网对风电的接受能力较强，靠近用电市场终端意味着避免了超大设备运输、弃风限电、远距离输电等一系列制约风电产业发展的问题。
另一方面，人才、资本、信息等创新要素在一定区域内高密度聚集可产生大量新技术，新技术促生新产品和新产业，从而加速区域创新。目前，创新要素全球范围内加速流动，向着以大型都市圈为代表的创新尖峰区域集聚。在环渤海、长三角和大湾区三个区域中，北京都市圈、上海都市圈、南京都市圈、深圳都市圈都是典型的人才和资本流入地，吸引着风电企业设立总部或研发机构，这为风电创新集群的形成提供了不可替代的作用。
4.结语
我国的风电创新活动已经呈现出了明显的空间集聚特征，在风电产业集聚和创新要素流动的共同驱动下，已经形成了环渤海（京津冀鲁辽）、长三角（江浙沪）和大湾区（广东）三大创新集聚区。创新是当今产业发展的主旋律，未来我国风电技术与产业的可持续发展将有赖于创新集群的培育和发展，风电装备类企业可结合自身核心业务，优先选择资源匹配的风电创新集聚区进行选址布局。
（感谢产业研究院高建寰博士在地图绘制中给予的协助）
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