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产业集群是工业化进程中的普遍现象。在工业发达国家，一般来说，竞争力强的产业，通常采取集群发展模式，而人们往往一提到某类产品，就会想到某个城市。比如在美国，说到汽车，人们会想到底特律；提到飞机，人们会想到西雅图；而谈到高科技产品或IT技术，人们会想到硅谷；等等。欧洲、日本也大体如此。哈佛大学教授波特通过对十个工业化国家的考察之后，认为一个国家的产业竞争力，集中表现在这个国家以集群形态出现的产业上；由此可见，产业集群现象是经济发达国家发展的普遍特征。随着我国市场经济体制的逐步建立和完善，特别是 20世纪 90年代以来，随着工业化和对外开放步伐的加快，我国东南沿海省市的产业集群经济蓬勃发展，特别是广东省和浙江省的产业集群发展迅猛，表现出极强的增长创新能力。目前，集群产业经济已经扩张到全国，全国大多数省份都有特色产业集群，这些集群都表现出极强的增长活力、市场竞争力和研制创新能力，为当地的区域经济增长做出了重要贡献。
创新是产业集群发展的动力，是产业集群的生命线，产业集群要想保持持续竞争优势，必须具备强大的创新能力，因此，创新是贯穿产业集群生命周期全过程的重要命题。波特（1998）认为如果一个集群在一段时间内不能在主要的新技术领域构筑其创新能力，它就会丧失竞争力而导致失败。任何集群的出现首先与创新是内在相关的。随着产业集群的发展，集群所处区位以及外部环境都会发生变化，从而对集群可持续发展产生挑战。成功地维持集群的创新条件对于避免集群衰退以及集群的最终存活非常重要。创新能力将成为集群可持续发展的重要条件。国家创新系统包括企业、研发机构、大学和其他教育培训机构、金融部门和政府等。这些要素之间的高效互动保证了国家创新系统的创新绩效。在经济全球化的背景下，企业的创新过程依赖于国家创新系统。产业集群的创新发展与国家创新体系的建设密切相关。集群中的创新载体，包括科技企业孵化器、产业技术创新联盟、创业风险投资机构、公共技术服务平台等都是支撑集群发展的创新组织，构成了产业发展的创新环境及有利于企业成长壮大的创新网络，形成服务于企业的公共服务平台，也是集聚创新资源、汇聚创新资本、吸引创新人才有效的组织形态和空间形态。创新载体建设体现了产业集群的功能与特征，有助于增强产业集群的活力，形成创新政策的杠杆，支撑国家创新系统的和谐及可持续发展。
产业集群创新经历了四个典型的阶段，同时这一发展过程也是从产业集群创新一步步过渡到区域协同创新网络的集中体现：第一阶段是创新技术推动型，先有技术再有市场，认为市场能够接纳已经研发出来的技术。第二阶段是创新需求拉动型，先有市场再有技术，市场的创新需求是技术发展的风向标。第三阶段是技术和市场联动型，这一观点是各创新主体“协同”运作理念的雏形，技术研发和市场需求共同作用，推进创新发展。第四阶段是创新网络范式，创新主体进一步多样化，通过创新网络的形式实现创新信息的快速传递和创新资源的高效配置。
当前，我国经济发展处于工业化发展的中后期，以重化工业为主导的工业化进程大量消耗资源和能源，造成对国际资源、能源市场的严重依赖，而且碳排放量位居世界第二，据统计，我国碳排放的 70%来自产业经济部门，实现产业低碳转型发展是我国未来经济发展的一项重大而艰巨的任务。在我国经济发展进入新常态的背景下，绿色、低碳发展已成为全社会的共识。据麦肯锡报告预测，从目前到 2030年，我国将掀起一场“绿色革命”，包括绿色发电、绿色交通、绿色工业、绿色建筑以及绿色生态系统五大领域。绿色经济是指以资源节约和环境友好为主要特征，以经济绿色化和绿色产业化为发展方向，包括低碳经济、循环经济和生态经济在内的经济发展模式。发展绿色经济有利于转变我国经济高能耗、高物耗、高污染、高排放的粗放发展模式，有利于推动我国经济集约式发展和持续增长。改革开放以来，产业集群的发展推动了我国经济高速增长，但是这种发展是建立在投入大量资源和污染环境的基础上，使有限的自然供给能力和生态环境承载能力日渐困窘，经济发展同人口、资源、环境之间的矛盾凸显。实现产业集群的低碳转型以及低碳产业集群的协同效应是实现环境保护、绿色生态和可持续发展的要求。以现有资源和技术水平为前提，形成以环保、生态、循环、低碳、健康和持续为目标的绿色经济而取得区域发展优势的能力，是绿色经济的发展现状及其潜力的综合表现，是低碳经济、生态经济、循环经济的内在体现。通过低碳产业集群的协同创新网络的高效运行和产业结构优化升级，达到发展绿色经济，摆脱依赖高污染能源的传统发展模式，实现区域经济包容性增长的目的。
把协同论、低碳经济理论引入产业集群协同创新及转型升级研究，为提升产业集群创新网络绩效、增强区域竞争力提供了新的研究视角和思维模式，可以进一步完善低碳产业集群运行及区域产业竞争力形成理论，同时，为我国高新技术产业及战略性新兴产业集群创新能力和竞争力的提升提供重要的参考和借鉴。
产业集群作为世界范围的重要经济现象，有力推动了区域经济的发展，其理论研究也属于学术界探讨的热点问题，低碳产业集群作为区域经济的一种重要发展模式，显示了强大的生命力和经济活力。20世纪 90年代以来，西方学者围绕产业集群的形成和演化机理、产业集群竞争力与创新的关系、产业集群与经济增长的关系以及基于产业集群的产业政策制定和产业集群对区域经济增长影响的实证研究等方面展开了广泛研究，已形成了较为系统的理论体系。国内学术界在国外学者研究的基础上，针对我国产业集群的发展现状、特点与发展规律进行了全面研究。近年来产业集群创新问题逐渐成为国内学者的研究兴趣所在，主要集中在其作用、成因以及以硅谷、中关村的实际案例分析等研究上，尚未对低碳产业集群特别是低碳产业集群创新网络中的协同关系以及协同伙伴的选择问题展开深入的研究。创新是低碳产业集群的生命线，集群竞争优势的持续维持有赖于对创新能力的培育，而集群创新能力的大小又主要取决于集群内企业的创新能力和集群创新模式的合理性。集群创新网络主体的协同行为，能产生单独个体所无法实现的整体协同效应，使集群更易获得外部经济效应、降低创新成本和风险，促进互动学习等竞争优势，提升了集群整体的创新绩效。
区域绿色竞争力是基于资源优势理论、可持续发展理论、产业经济理论、绿色经济理论等多种学科理论相结合的研究，是区域竞争力理论的重要组成部分，拓宽了区域经济理论研究。发展低碳产业集群是提升区域绿色竞争力的有效手段。低碳产业集群的形成机理与运行机制的研究从产业集群与低碳经济角度对区域竞争力理论进行了补充，探讨了其内涵、构成要素、外部环境及资源配置方式等，将为传统产业集群的低碳转型发展提供参考，深化了集群经济发展理论。
本书在前人研究的基础上，以低碳产业集群为研究对象，研究集群创新的协同机理，以协同论视角从微观和中观层面构建低碳产业集群的协同创新网络，运用博弈论的方法，探讨集群协同创新网络中各行为主体的互动与创新绩效的关系，分析不同的协同网络对创新绩效的作用机理，从而进一步丰富低碳产业集群创新理论的研究内容。通过分析低碳产业创新系统模型及各子系统的结构与运行，找出了各子系统的相互关系。根据对低碳产业集群协同创新要素、主体、环境、资源配置方式的分析，找出低碳产业集群的形成机理及运行机制。结合低碳产业集群典型案例的分析，论证协同创新网络对低碳产业集群发展的重要意义，从而发展了协同创新理论的应用领域。
随着市场竞争程度的加剧和经济全球化步伐的加速，低碳产业集群获取竞争优势的源泉已经向协同创新能力和应变速度转变。以各类科技园区为载体的低碳产业集群聚集了大量高新技术企业，是创新活动密集区，最具创新意识和竞争力，也是国家和区域创新体系的重要组成部分。众所周知，美国的硅谷和 128公路都属于低碳产业集群，但硅谷的高科技发展却遥遥领先于 128公路。Saxenian在其研究报告《地区优势：硅谷与 128地区的文化与竞争》一书中提出硅谷是“合作和竞争的不寻常混合体”，硅谷的成功在很大程度上依赖于硅谷相互结网、相互依存的协同网络体系。在我国，高新技术产业集群发展的时间较短，正处于不断成长和完善的时期，存在“重聚集、轻联合”、研发能力弱等问题，还没有形成坚实稳固的创新机制。本书应用协同理论对低碳产业集群创新问题进行探讨，有助于使聚集企业形成网络型的互动关系和既竞争又合作的协同关系，通过协同创新行为提升创新绩效，并植根于当地，建立利于创新的集群环境，获取持续竞争优势。低碳产业集群协同创新网络的研究对探索低碳产业集群创新绩效提升和产业竞争力具有非常重要的现实意义。通过区域低碳产业集群转型升级的研究，为区域经济的发展提供更好的现实指导，推进区域经济的可持续发展。绿色低碳发展可以有效地把保护生态环境和促进经济发展转化为一个有机的整体，整体内部互相促进、协调发展，保证资源的高效利用，改变过去以高污染、高消耗、低产出为特征的粗放型经济发展模式。