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本节在介绍产业集群和我国低碳技术创新现状的基础上，指出传统产业集群升级为低碳产业集群的原因，分析我国低碳产业集群协同创新的必然性、升级路径和动力机制，厘清产业集群协同创新机理相关文献的研究现状及其存在的不足与缺陷。
产业集群是一种世界性的经济现象。国内外学术界从不同的角度对产业集群进行了研究，但对产业集群并没有形成一个统一的定义。
对产业集群的阐述，最早来自英国新古典经济学家马歇尔（Alfred Marshell）1890 出版的代表作《经济学原理》一书。书中提出了产业区理论，把大量相关的专业化中小企业在空间上聚集而成的特定地区称作“产业区”。产业区内的生产活动不是自给自足，而是劳动分工的不断细化，生产能力迅速提高，促使区域与外部经济空间建立持久和广泛的联系。
20世纪 80年代中期，当时西方经济普遍衰退，一些社会学家重新运用产业区概念来解释在某些地区（如“第三意大利”、美国的硅谷等）却保持经济增长的有趣现象，从而开始了关于“新产业区”的讨论。新产业区的概念最早由意大利社会学家巴卡提尼（1978）在对“第三意大利”的研究中提出的。他认为新产业区是具有共同社会背景的人们和企业在一定自然地域上形成的社会地域生产综合体。后来，很多学者对新产业区进行了定义。如皮埃尔和赛伯（Piore and Sabel,1984）对意大利式新产业区赋予“灵活性”加上“专业化”的重新解释，新产业区被称之为柔性专业化区域或者弹性专精工业区。斯科特（Scott）是这样定义新产业区的，即根据合理劳动分工，生产商和客商、供应商以及竞争对手等在地域上结成网络（合作或链接），这些网络与本地的劳动力市场密切相连。派克和圣根伯格（Pyke and Sengenberger）认为新产业区是指有地理边界、以不同的方式生产及制造同一种产品、实行专业化分工协助的大量企业联合体，它是一个“社会经济综合体”，具有适应性和创新性两个特征。
波特最早明确提出“产业集群”（Industrial Cluster）的概念。他认为产业集群是指在某一特定产业内，互相联系的企业、高校和科研机构在地理上集聚。既包括提供零部件、产成品、机器设备的上游产品供应商，下游产品购买的厂商与顾客，提供互补产品的竞争对手，以及具有相关技能、技术或共同投入的其他产业的企业，另外它还包括提供专业化培训、教育、信息服务和技术支持的政府或非政府机构，如大学，标准制定代理机构，中介机构，法律服务机构以及贸易协会等。
波特之后，区域经济研究的欧洲学派的代表人物有欧洲创新环境研究小组，这些学者们用“创新环境”指代高科技和创新密集型中小企业集聚区，他们认为“集体学习”是“创新环境”的主要特征，是指区域内的创新主体（企业、研究机构和大学等）之间通过强大和稳定的创新协同效应，其实现途径包括新企业区内企业衍生、当地企业间的结网和互动以及人才在当地企业间的流动等。欧洲学派的“集体学习”概念使企业的地理集聚与创新相联系，开辟了产业集群研究的新天地。近年来，他们的研究方向与区域创新系统方面的研究有融合的趋势，后者一直致力于在地区层次上讨论有利于创新主体间互动的制度安排。
近年来，国内学者也展开了对产业集群的研究，他们从各自研究的角度对产业集群进行了定义。南开大学国际经济研究所的曾忠禄（1997）认为，产业集群指同一产业的企业以及该产业的相关产业和支持型产业的企业在地理位置上的集中。复旦大学博士仇保兴（1999）在其专著《小企业集群研究》中，借用威廉姆森的“中间规制结构”概念来解释集群，认为小企业集群是克服市场失灵和内部组织失灵的一种制度安排。“具体来说，小企业集群就是一群既独立自主又相互联系的小企业，在专业化分工和协作基础上建立起来的新型组织，这种组织的结构介于纯市场和层级两种组织之间，它比市场稳定，比层级组织灵活”。李新春（2002）认为，在一定意义上，产业集群是以企业家个人的关系网络为基础的地区性企业群体。
当然，除了以上几种关于产业集群概念的经典表述之外，国内外还有许多以不同称谓出现的定义，散见于相关文献中，比如企业集群、企业聚群、产业簇群、产业群、专业化生产区等等；而在产业界，我国浙江省俗称块状经济，广东省则称为专业镇经济，特色产业经济。
实际上，不管是产业区、新产业区、企业集群、企业聚群、专业镇还是产业集群，都只是研究的角度和出发点不同，在研究对象和研究内容上其实基本是一致的。但在所有这些概念当中，哈佛大学波特教授提出的产业集群概念相比较而言更具代表性、更完善。
综合以上学者对产业集群概念的描述，本书认为产业集群具有如下三个基本含义：（1）产业关联：群内企业存在着竞争与合作等各种联系，通过生产分工、物流、信息流等联结成网，否则只能称为企业集中区，而非集群区；（2）地理集中：集群企业往往集中于一个地区，这一地区可能小至社区，也可能大至整个国家，甚至跨国，但必须联结成片；（3）组织协同：除企业外，集群内还存在大量政府、金融、咨询等机构，他们都发挥着重要协同作用，更加有利于互相学习、不断创新。群内企业日益密切的协同合作也推动了社会资本的衍生和发展。总之，产业集群不仅是相关企业在一定地域的集中，而且是其他组织在地理位置的集中，其实质是一种基于生产分工的网络组织、学习创新组织和社会组织的融合。
“低碳经济”的概念，最早是在 2003年英国公布的能源白皮书《我们能源的未来：创建低碳经济》中出现。现在，低碳经济被认为是一种新的经济发展模式，其核心是在市场机制的基础上，通过制度、措施的制定和创新，推动降低能耗技术、节约能源技术、可再生能源技术和温室气体减排技术的开发与应用，促进整个社会经济向着低能耗和低碳排放的模式转型。
对低碳产业的内涵，学者们分别从不同的角度对其进行了界定，主要归为以下几类：能源消耗和碳排放角度、低碳技术角度、产业部门分类角度、产业低碳化角度等方面。从能源消耗和碳排放角度，低碳产业有狭义和广义之分。狭义的低碳产业是指采用新技术提高能源利用效率，降低能源的碳排放强度，以致单位碳排放的产出较高或较之原来有所提高的产业集合体; 广义来讲，具有低能耗、低排放、低污染特点的产业都可称之为低碳产业。从低碳技术角度，低碳技术是各种可使人类生产和生活过程中减少二氧化碳排放的技术总称，可应用于工业部门、建筑、交通部门的节能减排，也可应用于增强森林和耕地碳汇功能。因此，技术是低碳产业的重要驱动力。根据碳排放技术特征，低碳产业分为具有能源替代技术特征、天然低碳排放特征和高碳产业低碳化等三类产业。
从产业部门分类角度，低碳产业是一个新兴产业，多指知识密集型和技术密集型产业。低碳产业可划分为四大部分：一是碳含量较低的行业，包括可再生能源、新能源、现代服务业; 二是高碳产业低碳化，主要是指经低碳技术改造的传统高碳产业; 三是生产低碳技术的产业，包括碳捕获、碳封存、二氧化碳利用技术; 四是碳交易行业，包括碳金融。从产业低碳化角度，低碳产业即是农业低碳化、工业低碳化和服务业低碳化。同时，也有学者分行业进行产业低碳化的研究，如制造业低碳化、电子信息产业低碳化、煤炭产业低碳化。综合以上研究发现，低碳产业内涵已具雏形，即在低碳经济框架下产业组织活动的集合。从产业组织过程看，可总结为产业低碳化和低碳产业化；从产业部门看，能源部门以实现能源清洁和清洁能源为目标、能源转化部门以提高能效为目标、传统产业部门以节能减排为目标; 从技术角度看，则是低碳技术的开发与利用。
低能耗、低排放、低污染：低能耗是指企业生产经营过程中，单位产出的能源消耗数量少、效率高。主要包括三方面：一是能源开发部门的低能耗和高效率; 二是能源转化部门的低能耗、高效率; 三是能源利用部门的低能耗和高效率。低排放是指企业生产经营过程中，CO 2 等温室气体或其他有害气体的排放量较低，甚至零排放。主要包括两方面：能源生产和能源转化过程中的低排放、能源利用中的低排放。低污染是指企业生产经营过程中，排放到环境中的碳基污染物数量少、危害小，主要包括：对大气污染小、对水资源污染小、对土壤污染小、对整个生态环境污染小。
高技术、高附加值、高产业关联：低碳技术是低碳产业的基础，低碳产业的构建和发展都离不开先进的低碳技术。就碳捕捉和封存（CCS）技术来说，按照国际能源署（IEA）的测算，如果能在 2050年实现全球二氧化碳排放减少目标，使用CCS技术，可贡献总减排量的 1 /5; 若不使用CCS技术，减排成本将增加 70%。因此，低碳产业具有高技术的特点。低碳技术创新驱动低碳产业发展，促进了全要素生产率的提高，使低碳产业具有高附加值的特点。低碳产业的高产业关联性主要体现在以下方面：一是低碳产业涉及的行业部门多元，并且这些部门之间多有联系; 二是低碳技术的开发利用连接了低碳产业的各行业部门，尤其是能源部门和传统产业部门; 三是低碳服务业和碳金融业将低碳产业的其他部门联系起来，促使低碳产业中的行业部门形成有机的整体。发展低碳产业，重视提高碳生产效率，向低碳经济转型，将成为继工业革命、信息革命之后又一波对全球产业发展产生重大影响、重塑世界经济格局的强大力量。
建设具有低排放、低能耗、低污染特点的低碳经济发展模式，必然要求技术创新朝着节能、减排、增效的方向发展。由于这种技术的创新以低碳为方向和目标，因此这种技术被我们称为低碳技术，它是实现低碳经济的内在动力。低碳技术主要包括三大类型：（1）减碳技术，包括电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等高能耗、高排放领域的节能减排技术，煤的清洁利用、油气资源和煤层气的勘探开发技术等；（2）无碳技术，包括核能、太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能等可再生能源技术；（3）去碳技术，包括碳捕获与封存技术，以及温室气体的资源化利用技术。
在我国，低碳产业发展的重点主要包括：（1）可再生能源、核能等新能源；（2）以电动汽车为代表的新能源汽车；（3）工业节能领域，如钢铁、有色金属、化工、建材等重点能耗工业领域；（4）建筑节能领域；（5）碳汇产业，如植树造林等。
改革开放 40年来，我国工业的技术水平有了很大的提高，技术创新能力也不断增强
。低碳技术创新是我国发展低碳经济的核心举措，重点依靠能够提高能源利用效率、实现清洁生产的低碳技术创新。低碳技术创新包括：（1）节能技术创新，主要是通过技术创新提高煤、石油、天然气等化石能源的利用效率，降低单位GDP的能耗；（2）新能源技术创新，主要包括太阳能、风能、生物能等新能源的开发与利用，减少使用化石能源，降低CO
2
的排放量；CO
2
捕捉与埋存技术，在煤炭、石油等化石能源还是主要能源的条件下，除了提高能源的利用外，可选择的就是碳捕捉与埋存。尤为重要的是，自主创新技术的产生和发展需要系统对创新能力提供支持。因此，需要从系统的角度，整体全面地考虑低碳技术自主创新的问题。
低碳经济的发展，低碳技术创新往往会带来产业结构的调整，使以低碳技术为特征的产业成为低碳经济发展模式下的新兴产业。国家核心竞争力就是产业国际竞争力，在国际市场上，国家之间的竞争表现为各个国家的产业之间在国际市场上的实力较量，在低碳经济发展模式下，低碳产业是国家核心竞争力的重要来源，而低碳技术的协同创新将会对传统产业产生影响，也会催生新兴产业的产生，从而使原有的产业国际竞争力和国家核心竞争力发生相应的变化。
在信息化、经济全球化日益渗透的今天，低碳产业技术创新能力的高低可以说是一个国家能否立足于未来的以低碳经济为主导的世界经济的核心要素。基于此，我国要屹立于世界民族之林，承担起对世界经济贡献的重任，就必须强化科技的协同创新能力，从国家目标的层面有效推行协同创新战略。为此，为了应对经济全球化，我国必须要实施创新驱动战略。科技创新，特别是低碳技术的自主创新已越来越成为我国低碳经济加速发展的关键因素和主导力量，是实现我国经济可持续发展、人们生活质量持续提高的要求，也是在未来几十年中建立起我国国家综合竞争力的需要。
因此，低碳技术创新是破解结构不合理和增长方式粗放等国民经济重大瓶颈难题的必然战略选择。我国的发展必须体现国情和本国特色。低碳技术的发展和低碳产业的建立也必须有自己的明确方针、发展路径、政策导向和机制体制。对我们这样一个发展中大国来说，面对外部复杂的国际竞争环境，我们要独立自主，通过建立推进能源结构调整的低碳产业结构架构、促进增长方式转变，形成主要低碳技术基础。将低碳产业的技术自主创新作为国家战略，使产业结构调整和增长方式转变找到真正的切入点。因此，这不但是我国低碳经济与低碳产业发展战略的重大路径选择，也是我国经济发展战略和政策的重大突破。
近年来，世界各国都将资源的开发利用作为重要的科技领域予以高度重视。一方面注重节能技术的开发与应用，并对设备进行技术革新；另一方面则大力开发新的替代能源。节能、国际能源界有专家称其为“第五能源”，水电、核电仍然是最有希望的能源，太阳能随着开发利用技术的突破将具有极大的竞争力。风能、生物能、海洋能、地热能、氢能等新能源的开发研究也取得决定性的突破。各国在探索符合国情的低碳经济与低碳产业发展路径的过程中，在重视低碳技术创新、开发利用新能源等方面取得显著的成就
。我国是一个经济总量庞大、经济结构非常复杂的发展中大国，又是一个坚持对外开放、积极参与国际竞争、国际地位不断提升的发展中大国
，因此，在国际社会中应承担应有的责任，特别是二氧化碳排放方面。我国低碳产业发展仍处于初级探索阶段，在全面推进低碳经济发展的过程中，需要对低碳产业科技自主创新的各种影响因素进行综合分析考虑，以期在未来低碳市场竞争中获得优势。为此，我们有必要对目前我国低碳产业技术发展所面临的制约因素与挑战做一定的梳理和分析。
（1）发达国家向发展中国家转让、转移低碳技术困难重重。从技术的角度来看，发达国家基于技术垄断及国家安全等方面的考虑，缺乏推动技术转让的政治与经济意愿，不但如此，他们还以保护知识产权为名、设置各种各样的技术标准与壁垒，想确保低碳竞争优势。发达国家通过主导国际节能环保标准的制定，迫使发展中国家以高昂代价进口其技术装备，限制和阻碍发展中国家的产品输出，实质是为了获得和保持因技术领先带来的垄断利润
。
（2）各大产业能源利用率低，节能减排形势严峻。从能源结构来看，在我国能源资源探明的储量中，绝大部分是煤炭，煤多、油少，天然气资源不足制约着我国的低碳发展进程脚步。资源条件决定了在未来一段时间内煤炭这一“高碳”能源仍然是我国主要应用能源的事实。其次，从单位资源产出效率来看，我国只相当于美国的十分之一，日本的二十分之一，德国的六分之一。单位标准煤的产出效率相当于美国的 28.6％，欧盟的 16.8％，日本的 10.3％。今天，虽然节能减排已经逐渐成为全社会共识，但是，在落实方面仍然存在很多问题。现阶段我国正处于城镇化、工业化的高速发展时期，国民经济中的一些支柱产业大部分是高能耗的部门，淘汰落后产能、加快产业升级存在难度。
（3）以工业为主的产业结构制约着低碳经济发展。2017年，我国第一、第二、第三产业比重为 8 ∶ 40 ∶ 52，工业部门在国民经济中所占的比重仍然较大。由于工业部门耗能水平高，其能源消耗量占我国能源消费量的70％以上，又是碳排放的主要来源，加上我国工业生产技术水平总体较为落后，加重了我国经济的高碳特征。在高耗能的第二产业中，以建材、钢铁、电力、石化为代表的高污染的重工业又占据了较大的比例，由于技术和设备落后，资源利用率很低，能耗水平居高不下，导致我国能源利用效率明显低于世界发达国家水平。由于这些高能耗行业的快速发展，导致近年来我国经济中出现了比较严重的产能过剩。
（4）整体落后的低碳技术水平制约了低碳产业的发展。发展低碳产业关键是要具备先进的低碳技术，不管是提高能源利用效率、降低能源消耗，还是开发利用可再生能源、优化能源结构，都依赖于先进技术的研究开发与推广。我国产业由“高碳”向“低碳”转变的最大困难是整体科技水平比较落后，技术研发能力有限。以风力发电为例，虽然风电是我国发展最快的新能源行业，并且已具有 1.5MW以下风机的整机生产能力，但是一些核心零部件，如轴承、变流器、控制系统、齿轮箱等的生产技术难关却迟迟未能攻克。尽管《联合国气候变化框架公约》规定，发达国家有义务向发展中国家提供技术转让，但实际运作中困难重重，发达国家经常以各种理由拒绝应当承担的技术转让责任。为此，低碳产业技术自主创新对未来我国经济发展而言具有非常重要的意义。
目前，与发达国家相比，在低碳产业技术创新水平方面，我国低碳技术创新能力还有很大差距，与低碳经济与低碳产业的发展需求还很不适应。在宏观层面，由于技术创新能力不足，我国低碳经济发展还没有完全转入科学发展的轨道，经济增长主要依赖资源，特别是煤炭的高投入和高消耗。经济粗放、产业技术水平低，高投入、高消耗、高污染、低产出、低效益的粗放型增长方式导致经济运行成本大幅上升。造成了严重的环境污染和生态破坏，使我国实现可持续发展面临巨大的资源和环境压力。
在微观层面，缺乏自主核心技术成为制约低碳产业发展的重要瓶颈。根据联合国开发计划署公布的《2010年中国人类发展报告——迈向低碳经济和社会可持续未来》的数据，我国未来要想实现低碳经济目标，至少需要 60多种骨干技术支持。而这 60多种技术里面有 42种技术我国目前并不掌握其核心技术。也就是说，70％的减排核心技术需要“进口”。在长期对外合作中，我国企业较注重对生产设备和生产线的引进，忽视了对核心技术的引进、消化吸收与自我创新，而发达国家掌握的核心技术很难通过强制转让专利、CDM项目等方式转让至发展中国家。核心技术的缺乏必然导致低水平的重复建设，资源浪费与国际竞争力低等因素势必制约我国低碳产业的发展。因此，我国要实现低碳技术领域的自主创新，还有很多困难：
（1）低碳产业技术创新总体水平不高。低碳产业发展中，科学技术是技术创新的源泉，一个国家科技水平的高低直接制约了其技术创新能力。目前我国科技水平还比较低，直接影响了低碳产业技术创新的总体水平。
就R&D投入而言，我国R&D经费增长较快，但投入强度过低。研究与发展（R&D）经费是反映一个国家科技投入的重要指标，也是提高国家综合国力和竞争力的保证。由于工业各行业缺乏自主创新能力，因而生产的产品技术含量低、能源消耗高、附加值相应不高，价格竞争愈演愈烈，造成我国工业部门的经济效益普遍低下，并且这种状况长期得不到扭转，严重限制了我国企业的积累能力、投资能力和R&D的投入能力。
在技术研发人才方面，虽然我国从事研发活动的人数与发达国家接近，但每万人中从事研发活动的人数与发达国家相差悬殊。我国高科技研发人员不仅绝对数量少，而且他们大多集中于科研机构和高等院校，与企业的联系松散，人员明显偏少。美国企业R&D的人员占 75％，英国为69％，日本为 65％，韩国为 55％，我国只有 33%。而且由于人才培养条件和激励机制不完善等原因，我国企业对高技术研发人员的吸引力不够，造成科技人才纷纷外流。同时，开发创新并不是围绕市场需求展开，使得技术的开发应用与生产脱节。
就科技论文和专利水平而言，论文和专利数量是反映一个国家科技水平的重要标志。虽然近年来我国科技论文总数有了较大幅度的增长，在国际上的排名也进步很大，但是在世界范围来说，我国科研的影响力还十分有限，这与我国R&D人才数量严重不符，由此也说明了我国R&D人员的自主创新能力和创新意识还不够强。
（2）我国企业的技术自主创新机制不完善。企业是市场活动的主体，健全的低碳技术自主创新机制有利于推动“高碳”产业向“低碳”产业转移，实现产业结构高级化，是实现企业自主创新目的、增强持续自主创新能力的保证。但现阶段，我国企业的自主创新机制还不能适应我国低碳技术自主创新形势的发展。
就企业对研究开发的重视程度而言，目前我国 2400多家国有大中型企业中，有 2/3的企业没有自己的R&D机构，在我国 512家重点企业中，有1/3的企业研究开发机构职能还不健全。另外，我国大中型企业的研究开发经费很低，只占其销售额的 0.39％，即使是高技术企业也只占 0.6％，产学研难以形成合力。国际经验表明，这一比例若低于 3％就意味着该企业没有竞争力。
就企业自主技术创新动力而言，企业的自主技术创新动力有外在动力和内在动力，外在动力来源于技术本身的推动作用和市场、政府的激励，内在动力来源于高收益的追求。很多企业缺乏技术创新的动力，还没有真正成为技术创新的主体，致使企业不能实现良好的创新发展。
就企业的自主技术创新体制而言，科技与经济结合问题还没有很好解决，激励创新的政策支持环境还有缺陷，如在产学研如何结合、科研成果如何转化等方面仍缺少具体可操作的配套政策措施，造成政府研究机构、大学与企业之间的研究与产业化过程的合作性不强，难以将科技成果转化为经济优势和市场优势。
（3）政府的自主技术创新机制和政策环境不佳。在我国的低碳技术自主创新中，从政府的角度看，还有很多不完善和有待改进的方面。僵化的行政区划导致各行政主体各自为政，只考虑自身和部门的利益，分工过于专业化，客观上阻碍了低碳技术与低碳经济的结合，使低碳技术的创新对低碳经济发展的贡献率大打折扣。
就低碳技术自主创新资源的体制与机制的整合与调动而言，我国由于缺少宏观上的统筹协调，导致创新资源的能量得不到释放，研究开发各自为战，研究开发工作低水平重复开展、效率不高。此外，在人才管理制度方面，虽然高校和科研院所聚集了大量的研发人员，但是企业科研人才尤其是高级研究人才严重不足。最后，在人才考评激励制度方面，不重视科研人员在科研开发和推广方面的工作实绩，不能有效调动科技人才的创新激情和主观能动性。
就建立创新型国家所需要的创新体系而言，产学研结合链尚未形成，科技与生产之间缺乏紧密联系，使企业缺乏较强的科研开发力量而无法在技术上实现自主创新与突破，同时也造成科技资源严重浪费，大量科研成果难以转化为现实生产力。此外，我国科技创新市场体系发展滞后，科技成果的转化机制不完善，成果转移渠道不畅，直接影响和制约着科技成果的转化。
就企业自主技术创新的政策环境而言，在宏观政策上，面对市场机制对企业自主技术创新活动调节存在的缺陷，国家还没有制定有效的技术创新支持政策。同时，在采购我国自有科技创新技术和产品、鼓励和保护本国企业自主创新方面还远远不够，由此影响到产学研的结合和企业自主技术创新能力的提高。
我国作为一个人口数量众多的发展中国家，工业是推动我国经济快速增长的主体产业，能源需求快速增长，“富煤、少气、缺油”的资源禀赋使煤成为我国的主要能源，同时，因受制于生产力发展水平，单位 GDP 碳耗用量比较高，与日本、英国等经济发达国家相比，存在一定的差距，所面临的能源安全与气候变化的压力也更大，因而，推行低碳经济发展模式不仅是实现我国经济的可持续发展和人们生活质量持续提高的要求，也是在未来几十年中建立起我国国家综合竞争力的需要。
低碳经济已经成为各国经济发展的必然选择和方向，低碳产业也理应成为低碳经济的重要组成部分和支柱，其兴起和发展不仅是社会分工的产物和科技进步的结果，而且也是人类社会实现可持续发展的内在要求。
我国在向低碳经济发展模式的转变过程中，重点应该放在低碳产业的发展，具体原因如下：第一，国家核心竞争力就是产业国际竞争力，在国际市场上，国家之间的竞争表现为各个国家的产业之间在国际市场上的实力较量
，在低碳经济发展模式下，低碳产业是国家核心竞争力的重要来源。迈克尔·波特用“钻石体系”分析了一个国家为什么在某种产业上具有国际竞争力，他认为生产要素、需求条件、相关产业和支持产业的表现、企业战略、结构和竞争对手等四大关键要素是一个国家产业国际竞争力的最重要的来源
。低碳经济作为一种新的经济发展模式，要求经济发展最大限度地减少对化石能源的依赖，实现能源利用转型和经济转型，必然会带来能源结构、产业结构、科学技术、贸易结构以及消费方式等方面的一系列变化；低碳技术的开发与应用会对传统产业产生影响，也会催生新兴产业的产生，以上种种变化都会引发“四大关键要素”的改变，从而使原有的产业国际竞争力和国家核心竞争力发生相应的变化。特别在低碳经济发展模式下，因产业国际竞争规则的改变和“碳标签”的兴起，在国际市场上只有低碳产业才能获得竞争力，也只有低碳产业才能给一国带来持久的核心竞争力。第二，技术创新是低碳经济发展的核心，企业是低碳技术创新的主体，而低碳产业为企业低碳技术创新提供了良好的平台。在现代社会，企业是技术创新的主体，但企业的行为受到众多因素的影响，包括制度与组织网络、基础设施以及知识的创造与传播过程等等，成功的技术创新不仅来源于企业内部不同形式的能力、技能之间多角度的交流，同时也是企业与它们的竞争对手、合作伙伴以及其他众多的知识生产和知识持有机构之间互动的结果。由此可见，低碳技术的创新不可能由单一企业来完成，企业只有在低碳产业组织环境下才能很好实现低碳技术创新。此外，任何一个企业都只是产业链中的某一环节，其所进行的低碳技术的创新必须能适应上游企业和下游企业的需求，与上下游企业的产品生产相协调，因此，只有将企业低碳技术创新置于低碳产业组织环境下才获得成功的创新。第三，低碳经济的发展和低碳生产力的提高的动力源自具有竞争优势的低碳产业及其低碳产业集群。一国低碳经济的发展层次和低碳生产力的水平是植根于该国低碳产业和低碳产业集群的表现，也是该国许多低碳产业发展的综合表现，特别是具有竞争力的低碳产业的表现。具有竞争力的低碳产业会吸引经济资源、生产要素等流入该领域或相关产业，同时形成一大批专业化分工的、相互关联的企业、供应商、专门化的制度和协会集结在一定区域，最终必定推动具有竞争力的低碳产业集群的形成，“集群不仅降低交易成本、提高效率，而且能够改进激励手段，创造出品牌、专业化分工、知识分享等优势。更重要的是，集群能够改善创新的条件，加速生产率的成长，也有利于新企业的形成”，而正是众多这样具有竞争力的低碳产业集群推动着低碳经济的发展和低碳生产力的提高。
低碳产业集群是指通过技术创新、制度创新等协同作用，使产业集群实现清洁能源结构和提高能源效率。由于低碳经济和产业集群对我国经济发展的巨大作用，发展低碳产业集群对我国实现低碳经济目标有着极为重要的意义。低碳产业集群与传统产业集群相比，它们在指导理念、基本假设、资源利用、发展模式和核心竞争力方面都有很大的差别（见表 2-1）。传统产业集群发展的指导理念主要是基于追求集群企业利润的增长，而低碳产业集群的基本指导思想是可持续发展，集群企业在获得经济效益的同时，实现经济、社会和生态的和谐统一；传统产业集群以经济人和社会人作为基本假设，而低碳产业集群认为企业是一个将经济人、社会人和生态人结合起来的复合系统; 传统产业集群遵循“高投入、高排放、低产出”的资源利用方式，而低碳产业集群强调“低投入、低排放、高产出”；传统产业集群的发展模式是为“资源—产品—污染排放”，而低碳产业集群则为“资源—产品—循环利用”，强调资源再生和新能源的利用；传统产业集群的核心竞争力主要是基于所有的人力、物力资源创造出最佳的产品或服务价值，而低碳产业集群主要是突出其绿色竞争力，注重产品或服务的低碳和生态特征。
表 2-1 低碳产业集群和传统产业集群的差异比较
资料来源：王欢芳 胡振华（2011）