顛覆性能源技術投資方案設計研究

王家明，馮連勇，劉淑榮，單 嫻

（1. 山東石油化工學院經濟管理與文法學院，山東 東營 257061；2. 中國石油大學（北京）經濟管理學院，北京 102249；3. 中石化勝利海上石油工程技術檢驗有限公司，山東 東營 257045；4. 中國石油大學（華東）理學院，山東 青島 266580）

顛覆性能源技術是產業升級的關鍵，顛覆性能源技術理念的創新是新一代信息技術革命創新的源頭改革。針對現有能源結構偏煤、偏油的能源資源稟賦，我國能源體系需進一步加大非化石能源占比，但現有技術和產業規模難以實現此目標，更難以支撐凈零目標的實現[1]。國務院、國家發展和改革委員會、國家能源局等多部門接連下發了《能源技術革命創新行動計劃（2016—2030年）》（發改能源〔2016〕513號）、《國務院關于印發“十三五”國家科技創新規劃的通知》（國發〔2016〕43號）、《國務院關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》（國發〔2021〕4號）、《國務院關于印發2030年前碳達峰行動方案的通知》（國發〔2021〕23號）、《國務院辦公廳轉發國家發展改革委國家能源局關于促進新時代新能源高質量發展實施方案的通知》（國辦函〔2022〕39號）等相關政策文件，其中均重點提到要重視顛覆性技術創新、發展引領產業變革的顛覆性技術、布局顛覆性科技攻關項目和加強前沿顛覆性技術研究等內容，由此可以看出，顛覆性技術在推進產業變革、能源結構優化等方面有著不可替代的關鍵作用。從顛覆性能源技術角度來看，其對于傳統能源在開發、應用等多層面的顛覆和革新，可為新舊能源有序過度、能源結構優化和“雙碳”目標的實現提供堅實的技術支撐。因此，在顛覆性能源技術全生命周期培育過程中，如何識別顛覆性能源技術進入市場的宏觀環境、中觀環境和微觀環境，進一步匹配投資方向、選擇目標市場極其關鍵。本文結合戰略管理、市場細分、市場進入等相關理論，識別顛覆性能源技術市場進入的風險，為顛覆性能源技術的投資規劃、效用發揮提供參考與借鑒。

1 顛覆性能源技術研究述評

顛覆性能源技術的相關研究仍處于起步階段，大都認為顛覆性能源技術是從源頭上對現有能源技術進行破壞性創新，也有部分專家從其商業模式、市場績效、技術創新等角度進行闡釋，對其規劃投資方面的研究尚少，且大都是投資機構對不同技術市場風險的相關研判分析?；诂F有文獻，從顛覆性技術、顛覆性能源技術、顛覆性能源技術投資三方面展開述評。

1.1 顛覆性技術相關研究

隨著新一代技術革命的逐步深入，現有對顛覆性技術的相關研究也隨之增多，顛覆性技術也稱破壞性技術、突破性技術，是指突破原有的技術邏輯和方式，從全新的角度出發顛覆性地提出更為高效、更為先進的技術方案?，F有研究大都從其概念內涵、產生動因、識別評價、培育孵化等方面展開。

顛覆性技術的提出可追溯至CHRISTENSEN于1997年撰寫的Innovator’s dilemma:when new technologies cause great firms to fail（《創新者的窘境》），他認為顛覆性技術以出乎意料的方式改變了以往的發展軌跡，最終會顛覆主流技術形成新的價值體系[2]?；诖搜苌隽硕喾N視角的顛覆性技術內涵，比如技術創新視角[3]、市場績效視角[4]、商業模式視角[5]、經濟視角[6]、技術軌道視角[7]、技術和市場雙重視角[8]等。整體而言，對顛覆性技術的認知尚未形成共識，主要原因在于不同行業、不同領域的顛覆性技術呈現不同的發展表征，但大都認為其存在復雜性、高收益、高風險的特征，這也決定了對其進行投資規劃設計難度較大。從顛覆性技術產生動因來看可歸結為三方面，分別是基礎研究的新發現[9]、現有技術的集成創新[10]、市場需求滿足的新情境[11]?；A研究的新發現大都可視為隨著基礎科學研究投入的增加，對基礎原理等方面有了新的理解和認知，并將其運用到技術研發中，形成了顛覆性技術；現有技術的集成創新可認作現有技術在打破重整、集成應用等方面做出了新的應用，形成了顛覆性技術；市場需求滿足的新情境可認作市場需求導向了顛覆性技術的產生，可從基礎研發、技術集成等多方面引入。

顛覆性技術的識別評價研究較多，大都從文獻分析、問卷調研等多方面展開，比如運用專利技術[12]、案例研究[13]等方法對技術種子庫進行識別，篩選出顛覆性技術。在識別之后，對于顛覆性技術的評價大都采用系統科學的方法，但鑒于顛覆性技術的復雜性、高風險性，現有評價技術大都通過現有顛覆性技術在應用過程和結果的表現構建指標體系進行評價。顛覆性技術的培育孵化可從顛覆性能源技術全生命周期來看，在不同的生命周期階段其培育孵化的重點不同，比如在成長期需要重點培育基礎原理的研發與進入市場的能力、在成熟期重點培育項目孵化后在市場中的持續競爭能力、在衰退期重點培育顛覆性技術的迭代升級、在再生期重點培育顛覆性技術的改造與拓展。

1.2 顛覆性能源技術相關研究

顛覆性能源技術是顛覆性技術的重要組成部分，是國家能源結構優化的關鍵技術支撐。對顛覆性能源技術的相關研究可從兩方面展開：一是從實踐出發進行顛覆性能源技術創新；二是不同國家、不同行業對顛覆性能源技術的培育與支持的相關政策等。從實踐出發的顛覆性能源技術創新大都與智能化、信息化相結合，比如能源電氣化、能源數字化、能源低碳化等方面[14]，從對顛覆性能源技術的培育與支持層面大都是建立從研發到商業模式、市場機制等方面的全流程顛覆性能源技術創新體制，如動態完善顛覆性能源技術的支持政策、加速建設技術中立的能源市場機制[15]。從重點能源技術領域來看，現有研究對能源智能化和靈活性技術的相關研究較多，進一步延伸至能源裝備回收利用、新能源開發利用技術、高效節能技術等基礎研究方面。

1.3 顛覆性能源技術投資相關研究

現有文獻對顛覆性能源技術投資的相關研究較少，大部分是對突破性技術創新、原創技術等方面進行投資研究。劉衛柏等[16]認為對顛覆性能源技術的投資與股票投資決策的買方期權相類似，進一步演化為項目投資、市場投資等方式，可考慮顛覆性能源技術投資項目價值和價值實現的概率。劉黎黎等[17]認為企業在面臨突破性技術創新時，重點考慮其與新技術匹配的互補性資產，可增加突破性創新技術的靈活性和適應性。整體看來，對顛覆性能源技術投資的相關研究較少，且并未形成研究共識。但已有文獻可充分證實，無論是傳統化石能源的顛覆性能源技術，還是可再生能源的顛覆性能源技術都會對現有能源技術進行破壞，進一步會對原有能源技術產業鏈形成沖擊，帶來產業鏈重構風險。顛覆性能源技術因其投資大、周期長、破壞性強的特點，結合不穩定、不成熟的缺點，使得投資主體風險大，從全生命周期角度對顛覆性能源技術進行投資規劃設計是顛覆性能源技術創新的基礎工作。

2 顛覆性能源技術投資規劃方案

顛覆性能源技術在基礎研發、應用研究、小試、中試和示范應用等方面的投資較大，且不同技術的投資方式、投資特點均存在很大的差異。因此，對于顛覆性能源技術的投資規劃本文重點探討其在示范應用之后的情況，即顛覆性能源技術已完成了技術論證和初步的市場檢驗，在推廣應用階段的投資規劃，旨在為相關行業企業引入此技術進行投資規劃的決策提供參考。根據已有研究，對顛覆性能源技術類型、生命周期、發展階段進行劃分，并初步匹配顛覆性能源技術投資規劃設計方式。按照顛覆新能源技術類型可分為創新性技術、前瞻性技術和顛覆性技術，按照顛覆性能源技術生命周期可分為成長期、成熟期、衰退期與再生期，進一步結合能源體系優化的轉型階段、升級階段和跨越式階段的三個步驟，建立“三類技術、四個階段、三個步驟”的顛覆性能源技術投資規劃設計示意圖，如圖1所示。

圖1展示了顛覆性能源技術投資規劃設計的相關情況，其在類型、發展階段與生命周期三個維度是極具跨越性與穿透性的，可以根據具體顛覆性能源技術的發展情況具體分析。在不同生命周期階段、能源轉型升級的不同階段，不同類型技術的產生和投資方式也不盡相同。結合已出現或已顯現的相關技術，可以看出從創新性技術、前瞻性技術到顛覆性技術，顛覆性能源技術創新性逐步增強、破壞力逐步增大、投資風險也隨之增加，其技術創新應用所帶來的能源轉型效用也逐步加大。

轉型階段主要是我國整體的創新性能源技術與創新型國家的能源技術逐步接軌，并能夠從能源技術的構想向規?；暾?、商業運營、大規模集成方向轉化。升級階段主要是我國的前瞻性能源技術能夠匹配能源結構轉型升級的戰略需要，逐步完善能源技術體系，進一步向世界能源技術強國的目標努力?？缭绞诫A段主要是顛覆性能源技術實現跨越式發展，建成梯隊層次完整、技術成熟的顛覆性能源技術體系，引領全球能源技術的變革趨勢，為我國碳中和目標的實現提供堅實的技術支撐。

顛覆性能源技術的不同類型、能源體系優化的不同階段在成長期更多的是基礎研發投資孕育和初步進入市場階段，商業模式、產業鏈配套等方面仍需進一步拓展；在成熟期，技術不斷進化、成熟，目標市場定位更加明顯，商業模式逐漸成熟，對能源結構優化的促進作用逐步顯現；在衰退期，顛覆性能源技術創新性、顛覆性逐步下降，市場占有率逐步下降；在再生期，顛覆性能源技術通過某個側面的突破或再次顛覆，可為能源結構優化繼續做出貢獻。

從投資方式來看，顛覆性能源技術因其廣闊的市場前景通常會受到資本市場的青睞，但也因其高風險、不確定的特性令部分投資者望而卻步?，F有對創新性技術的投資方式和培育方式有很多，本文主要從典型的政策投資、風險投資、聯合資助和專項資金等方面展開。政策投資不僅僅是稅收優惠政策的扶持和導向，還包括顛覆性能源技術研發過程中各類非直接投入的財政側重，共同促進顛覆性能源技術在初期投資階段的培育，在一定程度上抵消部分投資風險。風險投資方式典型的高風險、高潛在收益的投資，對于顛覆性能源技術來講較為合理，可在顛覆性能源技術的基礎研發、科學研究等方面起到重要的資金支持作用。聯合資助是指政府、國企、社會資本等多種方式共同資助，此類方式多用于風險大且必要的投資，在顛覆性能源技術投資方面較為合理。專項資金則是在與國家戰略密切相關的某些重點領域的顛覆性能源技術的全過程專門或特殊的資金，為顛覆性能源技術的重點突破進行資金支持。

3 顛覆性能源技術投資規劃方案匹配

基于梳理顛覆性能源技術在不同技術類型、不同生命周期和能源體系優化的不同階段的分類，進而對如何科學匹配不同類型、不同階段的投資方式進行闡述，以期助力顛覆性能源技術相關干系人達到顛覆性能源技術創新和投資收益等方面的多重目標。顛覆性能源技術最終還要經得起市場的檢驗，也即如何匹配投資方式應更多考量市場環境與顛覆新能源技術的匹配度，需要經過嚴謹科學的市場環境分析。從市場環境分析和投資方案評價等已有文獻研究來看，評價方法很多且成熟度較高，但現有評價大都采用技術經濟評價的相關方式，僅對技術本身可能帶來的經濟效益進行評價，并未考慮其進入市場的環境影響。因此，結合管理學、戰略管理等相關理論模型，將專家系統管理與SWOT分析相結合，形成DELPHI-SWOT混合分析模型對顛覆性能源技術的市場環境進行分析，進一步匹配投資方式。

3.1 顛覆性能源技術投資環境分析

對顛覆性能源技術投資環境進行分析，可從宏觀環境、競爭環境和微觀環境展開，具體指標見圖2和表1。

表1 顛覆性能源技術投資規劃方案初步指標體系Table 1 Preliminary index system of disruptive energy technology investment planning scheme

圖2 顛覆性能源技術投資規劃方案指標體系Fig. 2 Index system of disruptive energy technology investment planning scheme

宏觀環境分析主要是從政治環境（I1）、經濟環境（I2）、技術趨勢（I3）和社會需求（I4）四方面著手。政治環境側重考慮影響顛覆性能源技術的政策和法律法規等，其中包括稅收優惠等政策；經濟環境側重考慮影響顛覆新能源技術的行業、企業發展水平和趨勢，能源行業的國際供給和需求等；技術趨勢側重考慮國家對能源相關行業企業的支持方向、相關行業企業的投資和研發力度、技術轉移和市場化的速度、技術保護等；社會需求對顛覆性能源技術投資影響相對較小，主要側重考慮能源行業企業的社會責任和公眾對環境的態度等。在具體分析過程中，政治環境（I1）、經濟環境（I2）、技術趨勢（I3）和社會需求（I4）應結合顛覆性能源技術所處行業、領域的特點進一步細分為I11、I12、…、I21、I22等，以此充分闡述顛覆性能源技術的投資宏觀環境。

競爭環境分析借鑒邁克爾·波特的競爭五力模型，鑒于顛覆性能源技術本身顛覆性、創造性的特點，引入五力模型中的現有競爭技術（I5）、潛在競爭技術（I6），將供應商議價能力和購買者議價能力合并為顛覆性能源技術的產業鏈能力（I7），將替代品的威脅合并在潛在競爭技術中進行分析，加入顛覆性能源技術價值網絡成熟度（I8）指標探討其在技術本身、技術價值體系等方面的作用?，F有競爭技術主要分析同行業、同領域能源技術的成熟度、市場份額、進入壁壘、生命周期、轉換成本、增長速度等；潛在競爭技術主要分析顛覆性能源技術帶來的門檻壁壘、進入障礙等，重點探討顛覆性能源技術在未來發展過程中的潛在競爭；產業鏈能力重點探討顛覆性能源技術本身、上中下游的關系、干系人能力等，重點探討顛覆性能源技術在全生命周期、全產業鏈過程中的運營能力；價值網絡成熟度主要分析顛覆性能源技術從經濟層面、盈利層面能否實現價值網絡提升，重點探討其在技術價值體系中的作用和能力。

微觀環境主要分析顛覆性能源技術類型（I9）、顛覆性能源技術所處生命周期（I10）、顛覆性能源技術能源投資回報（Energy Return on Investment，EROI）（I11）、碳投資回報（Carbon Return on Investment，CROI）（I12）、凈現值（Net Present Value，NPV）（I13）、內部收益率（Internal Rate of Return，IRR）（I14）六個指標。其中，技術類型（I9）和生命周期（I10）較好區分，厘清顛覆性能源技術類型和所處生命周期即可；NPV（I13）和IRR（I14）是技術經濟評價的成熟指標，對其測量方式也較為規范，因此，以上四個指標在此不多作贅述。通過式（1）～式（5）重點對EROI（I11）和CROI（I12）進行深入闡述。

式中：EROI為能源投入回報；CROI為碳投入回報；NPV為凈現值；和分別為能源產出和能源投入；和分別為二氧化碳利用/封存量和二氧化碳排放量；為凈現值的表達式，其中，T為顛覆性能源技術生命周期；CI為現金流入；CO為現金流出。

在具體顛覆性能源技術投資環境分析過程中，對所有一級指標應結合顛覆性能源技術所處行業、領域的特點進一步細分為I11、I12、…、I21、I22等，以充分闡述顛覆性能源技術的投資環境（表1）。

3.2 DELPHI-SWOT混合分析

SWOT分析是戰略管理等領域成熟經典模型，從優勢（Strengths）、劣勢（Weaknesses）、機會（Opportunities）和威脅（Threats）四方面分析企業、項目進入市場的各類環境。但從現有研究來看，SWOT分析主觀性較強，對于不同影響因素的SWOT屬性大都主觀分類，且對其影響程度難以體現。因此，本文借鑒相關研究[18]，引入專家管理系統德爾菲法進行量化，充分分析各指標對顛覆性能源技術投資的影響，為相關顛覆性能源技術、投資干系人的投資決策提供參考，具體步驟如下所述。

1）結合前期環境分析指標，設計顛覆性能源技術投資規劃方案初步指標體系（表1）。為了使專家打分更加科學有效，避免因專業學科領域不同、背景不同、角色不同帶來的差異，進一步對將細分子因素（二級指標）按照SWOT分析屬性進行分類，機會和優勢列為積極因素，威脅和劣勢列為消極因素。在此基礎上，對各細分子因素的得分進行標準化處理，計算見式（6）和式（7）。

式中：xi為積極因素得分；m為積極因素的個數；yj為消極因素得分；n為消極因素的個數。通過計算得出每個細分子因素的標準化得分。

2）投資預選方案評估。根據上文對顛覆性能源技術投資方式的劃分，將政策投資、風險投資、聯合資助和專項資金等四種方式作為投資預選方案，進一步通過德爾菲法進行投資預選方案的評估，借鑒前人研究[18]，專家賦分區間為[0，5]，積極因素為正向指標、消極因素為負向指標。賦分范式見表2。

3）顛覆性能源技術投資規劃方案選擇。根據上文對顛覆性能源技術投資規劃預選方案的評估結果，引入歐氏距離，結合式（8）～式（10）完成顛覆性能源技術投資規劃方案的選擇，見表3。

表3 顛覆性能源技術投資規劃預選方案選擇Table 3 Selection of pre-selection scheme of disruptive energy technology investment

式中：Wos為積極因素i的總得分；Wtw為積極因素i的總得分；Ki為積極因素i的平均得分；Lj為消極因素j的平均得分；D為該方案的歐氏距離。

通過對顛覆性能源技術投資規劃預選方案的選擇，可以得出在運用DELPHI-SWOT混合分析模型分析下不同投資方式的排序，以此為顛覆性能源技術投資規劃提供參考與借鑒。

4 結論

通過對顛覆性能源技術進行研究述評，進一步設計了顛覆性能源技術投資規劃方案，為顛覆性能源技術的培育、投資提供借鑒參考，得出結論如下所述。

1）現有文獻對顛覆性能源技術投資的相關研究較少，且并未達成相關研究共識。顛覆性能源技術投資是顛覆性能源技術創新的基礎工作，如何科學合理地進行顛覆性能源技術的投資是未來研究的方向和趨勢。

2）結合管理學、戰略管理等相關理論模型，設計了顛覆性能源技術投資規劃指標體系，運用DELPHISWOT混合分析模型提出了顛覆性能源技術投資預選方案的評估思路和選擇途徑，可為顛覆性能源技術的投資培育與市場推廣提供參考，為相關政府部門制定配套政策提供參考建議。