از نوآوری زیست محیطی به پیچیدگی تولیدی پایین می آید

ما با استفاده از تکنیک‌های پیچیدگی اقتصادی، رابطه تجربی بین فناوری‌های سبز و تولید صنعتی را در سطوح بسیار دقیق مطالعه می‌کنیم. اولاً، ما از داده‌های ثبت اختراع در حوزه‌های فناوری سبز به‌عنوان پروکسی برای نوآوری سبز رقابتی و داده‌های مربوط به محصولات صادراتی به عنوان نماینده‌ای برای تولید صنعتی رقابتی استفاده می‌کنیم. ثانیا، با هدف مشاهده اینکه چگونه توسعه فناوری سبز به تولید صنعتی سرازیر می شود، ما یک شبکه هدایت شده دوجانبه ایجاد می کنیم که فناوری های سبز واحد را در زمان \(t_1\) به محصولات واحد در زمان \(t_2 \ge t_1\) بر اساس پیوند می دهد. از هم‌روی‌های با تأخیر زمانی آنها در پروفایل‌های تخصصی فناوری و صنعتی کشورها. ثالثاً، پیوندهای موجود در شبکه را با استفاده از مدل تهی حداکثر آنتروپی فیلتر می کنیم. نتایج ما بر ارتباط قوی بین فن‌آوری‌های سبز و صادرات محصولات مرتبط با فرآوری مواد خام، به ویژه برای توسعه فن‌آوری‌های کاهش تغییرات آب و هوا و سازگاری بسیار مهم است. علاوه بر این، با نگاهی به تکامل شبکه در طول زمان، ما شاهد حضور فزاینده فناوری‌های سبز پیچیده‌تر و محصولات با فناوری پیشرفته در میان پیوندهای مهم هستیم که نشان‌دهنده افزایش اهمیت آنها در شبکه است.

مقدمه

مبارزه با تغییرات اقلیمی در مرحله بحرانی بی‌سابقه‌ای قرار دارد: تأثیر سیستم‌های تولید و مصرف انسانی بر محیط‌زیست و همچنین گذار به اقتصاد پایدارتر در مرکز توجه عمومی و دستور کار سیاست اتحادیه اروپا قرار دارد 1،2،3.. در این زمینه، توسعه فناوری‌های سبز، که علی‌رغم اینکه در مراحل اولیه چرخه حیات قرار دارند، در سال‌های اخیر شتاب زیادی را نشان داده‌اند، ممکن است نقش مهمی در مهار و جلوگیری از انتشار گازهای گلخانه‌ای (GHG) و درحفظ تغییر به سمت فرآیندهای تولید کم هزینه تر از نظر زیست محیطی 4،5،6. بنابراین، بررسی چگونگی ارتباط فناوری‌های سبز با اقتصاد و به‌ویژه با تولید صنعتی، از اهمیت زیادی برخوردار است. این چیزی است که به مقاله ما انگیزه می دهد. به طور خاص، با اتخاذ یک دیدگاه پیچیدگی، هدف ما پر کردن برخی از شکاف‌ها در مطالعه تعامل بین نوآوری سبز و تولید با اجرای یک تجزیه و تحلیل بسیار دانه‌ای است که به ما امکان می‌دهد چگونگی گسترش تک تک فناوری‌های سبز را در تولید صنعتی کشف کنیم.

چندین جنبه از رابطه بین صادرات و توسعه فن آوری سبز در سطح کل مورد بررسی قرار گرفته است. با کاوش در جهت های مختلف علیت در سطح شرکت ، صنعت و کشور ، طیف گسترده ای از مطالعات بر روی Nexus نوآوری صادرات-سبز متمرکز شده است که به طور کلی رابطه مثبت بین (سیاست/تنظیم ناشی از مقررات) و رقابت های صادراتی/عملکرد/عملکرد 7 را برجسته می کند.، 8 ، کیفیت 9 ، گرایش 10 یا تنوع 11 (برای بررسی در مورد موضوع با تمرکز ویژه بر روی زنجیره های تأمین Agrifood ، به Galera-Quiles و همکاران 12 مراجعه کنید). با این حال ، تحقیقات قبلی تا حد زیادی به پیوند بین نوآوری کلی فن آوری سبز و صادرات خاص یا بخش خاص یا بخش در سطوح بسیار جمع شده نگاه کرده است - یعنی با تمرکز به ترتیب روی شمارش ثبت اختراعات سبز و حجم صادرات (یا میزان شدت/میزان مشارکت و غیره) - مشرف به این امراین واقعیت که یک فناوری سبز ممکن است صادرات یک محصول خاص یا بسته بندی محصولات را تقویت کند ، اما این ممکن است برای همه محصولات صادق نباشد و ارتباط منفی با سایر کالاهای صادر شده نیز می تواند پیدا کند.

بر این اساس، ما یک چارچوب کمی جدید که ریشه در ادبیات پیچیدگی اقتصادی (EC) 13،14،15 دارد، پیشنهاد می‌کنیم که به ما امکان می‌دهد تا با بررسی چگونگی تک‌نوآوری‌های فناوری سبز، که توسط فعالیت‌های ثبت اختراع در سازگاری با تغییرات اقلیمی همراه است، پیوند نوآوری-صادرات سبز را باز کنیم. و فن‌آوری‌های کاهش (CCMT) به تولید صنعتی در سطح محصولات منفرد، همانطور که توسط داده‌های صادرات نشان داده می‌شود، فرو می‌روند. رویکرد ما به‌ویژه در هنگام نگاه کردن به فناوری‌های سبز مرتبط است، زیرا از آنجایی که آنها حوزه‌های مختلف دانش را در بر می‌گیرند، برای انجام طیف وسیعی از عملکردها طراحی شده‌اند، در مناطق جغرافیایی ناهمگن هستند و به روش‌های غیر ضروری مرتبط هستند. به پایگاه های دانش از قبل موجود 20،21،22، در نظر گرفتن آنها به عنوان یک پیکره انباشته همگن ممکن است نتواند تأثیرات احتمالاً متفاوت نوآوری های سبز خاص را بر روی محصولات خاص از هم جدا کند. این خط استدلال با جاه طلبی ادبیات پیچیدگی اقتصادی برای "توصیف و مقایسه اقتصادها به شیوه ای که از تجمیع اجتناب می کند" طنین انداز است. در واقع، با ترکیب بینش‌های حاصل از رویکردهای تکاملی 24،25 و ساختارگرایانه 26،27 در اقتصاد، EC اقتصاد را به عنوان فرآیندی پویا از اکوسیستم‌های به هم پیوسته جهانی توصیف می‌کند و با انحراف از دیدگاه‌های اقتصادی استاندارد، فراتر از شاخص‌ها و معیارهای کل است. ورودی های تولیدیدر عوض، با تأکید بر اهمیت ترکیب سبدهای صادراتی برای رشد بلندمدت، دیدگاهی دقیق‌تر از امکانات تولیدی یک اقتصاد را در نظر می‌گیرد. به طور خاص، روش پیشنهادی ما بر اساس رویکرد تناسب اقتصادی و پیچیدگی (EFC) 15،31،32 است. EFC بخشی از ادبیات رو به رشد در مورد EC است و یک رویکرد چند رشته ای برای داده های بزرگ اقتصادی است که در آن محتوای اطلاعاتی انواع مختلف شبکه های تجربی با استفاده از الگوریتم های موردی که نسبت سیگنال به نویز را بهینه می کند، به حداکثر می رسد. EFC در پیش بینی 30 و توضیح 33 رشد اقتصادی بسیار موفق بوده است و توسط بانک جهانی 34 و کمیسیون اروپا 35 پذیرفته شده است.

اخیراً، تلاش‌های امیدوارکننده‌ای برای استخراج بینش‌هایی از ادبیات EC برای تحلیل مسائل زیست‌محیطی با تمرکز بر محصولات زیست‌محیطی 36،37،38،39، فناوری‌های 18،19،20،40،41،42،43 و مشاغل ارائه شده است. 44، ایجاد مبنایی برای مطالعه قابلیت‌های تولیدی یا تکنولوژیکی مرتبط با اقتصاد سبز. با در نظر گرفتن مزایا و کاستی های استفاده از داده های ثبت اختراع برای مطالعه نوآوری های تکنولوژیکی و به ویژه پوشش محدود آنها در اقتصادهای در حال توسعه 45،46،47، مشارکت تجربی ما بر اساس معیار تناسب اندام فناوری سبز و فضای فناوری سبز پیشنهاد شده توسط Sbardella و همکاران است. 19،43، ناپولیتانو و همکاران. 40 و باربیری و همکاران. 20 . علاوه بر این، تجزیه و تحلیل ما به مطالعات مربوط به انسجام در ثبت اختراع در سطح شرکت 48،49،50، فضای محصول 32،51، و به ویژه به شبکه چند بخشی فناوری-علم-صادرات Pugliese و همکاران مرتبط است. 52 . با این حال، با توجه به ادبیات موجود، کار حاضر پیوند هنوز بررسی نشده بین ثبت اختراع سبز و تولید صنعتی را بررسی می‌کند و یک روش قابل اعتماد برای ارزیابی ارتباطات تجربی بین این دو بعد با استفاده از یک استراتژی اعتبارسنجی آماری پیوند شبکه قوی‌تر پیشنهاد می‌کند.

در عمل، استفاده از جعبه ابزار EC که ما پیشنهاد می کنیم به ما امکان می دهد شبکه ای بسازیم که CCMT های منفرد را که از طریق کلاس فناوری Y02 Cooperative Patent Classification (CPC) شناسایی شده است (به بخش "روش ها" مراجعه کنید)، به محصولات صادراتی واحد، طبقه بندی شده، ایجاد کنیم. سیستم هماهنگ (HS)این شبکه با انقباض در بعد جغرافیایی دو شبکه دوجانبه که به ترتیب کشورهای دارای مزیت نسبی در فناوری سبز در زمان \(t_1\) و کشورهای دارای مزیت نسبی در محصولات صادراتی در زمان \(t_2 \ge t_1\) را به هم متصل می کند، به دست می آید. یک فاصله زمانی بین این دو لایه \(\Delta T \equiv t_2-t_1\) (که در آن \(\Delta T\) نیز می تواند برابر با صفر باشد). هنگامی که اتفاقات همزمان در همان کشور ثبت اختراع رقابتی و صادرات شناسایی شد، اهمیت آماری آنها از طریق مدل صفر حداکثر آنتروپی موقتی ارزیابی می‌شود. نتیجه نهایی یک شبکه دوجانبه محصول-فناوری سبز است، که در آن هر پیوند نشان دهنده احتمال شرطی (از لحاظ آماری معنی دار) است که اگر یک کشور عمومی در یک فناوری سبز \(\tau\) در زمان \(t_1\) مهارت داشته باشد، آن را نشان می دهد. همچنین قادر به صادرات رقابتی محصول \(\pi\) در زمان \(t_2\) باشد. هر پیوند از یک فناوری سبز به یک محصول صادراتی این واقعیت را برجسته می کند که آنها قابلیت های فنی و تولیدی زیربنایی مشابهی دارند، بنابراین وجود احتمال بالایی از پرش از فناوری سبز به محصول مرتبط را نشان می دهد. یکی از ویژگی های مهم شبکه، وابستگی به زمان آن است: جهت و میزان جریان اطلاعات می تواند در زمان تغییر کند و تاخیرهای زمانی متفاوت (\(\Delta T\)) بین ثبت اختراع سبز و صادرات محصول در نظر گرفته شود. یافته‌های ما نشان می‌دهد که فناوری‌های سبز به ویژه با صادرات مواد خام مانند محصولات معدنی، فلزی و شیمیایی مرتبط هستند. حضور و اهمیت مداوم آنها در شبکه ما با ادبیات مورد نیاز مواد خام که انتقال سبز مستلزم 54،55،56،57،58 است، طنین انداز می شود. در واقع، موادی مانند لیتیوم، کبالت، ایندیم، نیکل ورودی های کلیدی برای چندین فناوری سبز هستند، به ویژه در حوزه تولید/ذخیره انرژی تجدیدپذیر و تحرک الکتریکی. از این رو، برای مقابله با بحران آب و هوا و محیط زیست، بسیار مهم است که به دقت در نظر گرفته شود که افزایش توسعه فناوری های سبز تا چه حد می تواند بر تقاضای مواد معدنی، فرآیندهای استخراج و نابرابری زیست محیطی تأثیر بگذارد.

نتایج

به منظور ساخت شبکه دو حزبی که در آن فن آوری های سبز با محصولات صادر شده مرتبط هستند ، ما با در نظر گرفتن دو شبکه باینری شروع می کنیم: اول کشورها را به فن آوری های سبز که به صورت رقابتی ثبت اختراع می کنند ، متصل می کند ، دوم کشورها را به محصولاتی که به صورت رقابتی صادر می کنند ، متصل می کند. سپس با جمع بندی در ابعاد جغرافیایی ، ما به اصطلاح ماتریس کمک 32،52 ، یعنی در مورد ما ماتریس مجاور شبکه محصول تولید شده توسط فناوری سبز ، به روش زیر می سازیم:

\) ماتریس شبکه های دو حزبی را که کشورها با فن آوری های سبز یا محصولات صادر شده ای که در آن یک مزیت مقایسه ای دارند ، تعریف می کنند (به بخش "روش ها" مراجعه کنید). یعنی ، ما در حال وقوع همزمان عادی هستیم که فاکتورهای عادی سازی متنوع سازی محصول کشور C در سال \ (t_ \) \ (d_ (t _) \) —i. e. تعداد محصولات موجود در سبد صادراتی آن کشور خاص - و همه گیر بودن فناوری سبز \ (\ tau \) در سال \ (t_ \) \ (u_ (t _) \) —i. e. تعداد کشورهایی که در آن بخش خاص فن آوری ثبت اختراع می کنند. لینک های تولیدی فناوری سبز حاصل از آن با استفاده از مدل پیکربندی دو طرفه 53،61 از نظر آماری تأیید می شوند. ما 95 ٪ آستانه حداقل اهمیت را که با آن نتایج خود را تأیید می کنیم ، تعیین کردیم ، زیرا این موضوع را یک سازش معقول بین تعداد پیوندهای مشاهده شده و استحکام آنها می دانیم. جزئیات روش اعتبار سنجی را می توان در بخش "روشها" یافت.

تجزیه و تحلیل جمع شده

در ابتدا در اینجا ما همزمان رخدادهای عادی شده را در نظر می گیریم، یعنی با تاخیر زمانی \(\Delta T \ equiv t_ - t_ = 0\) بین دو لایه شبکه. ابتدا، ما پیوندهای بین فناوری‌های سبز و محصولات صادراتی را در سطح تجمیع ۲ رقمی بررسی می‌کنیم. شکل 1 ماتریس مجاورت شبکه فناوری-محصول سبز را با اهمیت آماری 95% نشان می دهد، که در آن ما 46 پیوند مهم را در کل پیدا می کنیم (یعنی 46 مستطیل سبز در شکل). این رقم به ما اجازه می دهد تا برخی از بینش های کیفی اولیه را در مورد اینکه چه فناوری های سبز و محصولات صادراتی به هم مرتبط هستند و چه نه. در رابطه با فناوری‌های سبز، یادآور می‌شویم که، اگرچه به‌طور یکسان نیستند، اما همه زیر کلاس‌های فناوری (برای توضیحات کد CPC Y02 جدول 1 را ببینید) پیوندهایی به محصولات دارند و در شبکه وجود دارند. همین امر را نمی توان برای لایه محصول صادراتی گفت: برخی از بخش های محصول 2 رقمی تقریباً به طور کامل قطع شده اند، از جمله به عنوان مثال. مواد غذایی، پلاستیک/لاستیک، چرم و منسوجات، در حالی که سایرین مقدار قابل توجهی پیوند دارند. به طور خاص، محصولاتی مانند سوخت‌های معدنی، نیکل، سرب، مواد شیمیایی آلی و معدنی به شدت با فناوری‌های سبز مانند فناوری‌های سازگاری با تغییرات آب و هوایی (Y02A) و CCMT در فناوری‌های اطلاعات و ارتباطات (Y02D) مرتبط هستند، که نشان می‌دهد تعداد نسبتاً بالایی وجود دارد. کشورها در هر دوی اینها فعال هستند. این امر به همپوشانی دانش فناوری سبز و قابلیت‌های تولیدی مورد نیاز برای مهارت در هر دو اشاره دارد، و نشان می‌دهد که کشورهایی که در زیر کلاس‌های فناوری به‌عنوان Y02A و Y02D ثبت اختراع می‌کنند، نه تنها احتمال بیشتری برای صادرات محصولات مواد خام دارند، بلکههمچنین انواع مختلفی از فلزات و مواد شیمیایی به شدت به تحقیق و توسعه در CCMT ها متصل هستند و بنابراین راه های پایدار جدیدی در تولید آنها می تواند کشف شود. موضوع محصولات مواد اولیه و یک مطالعه موردی خاص در ادامه با جزئیات بیشتر مورد بحث قرار خواهد گرفت.

where the \(>در شکل 2 ما یک نمایش جایگزین ارائه می دهیم که در آن شبکه کارگردانی بین فن آوری های سبز و محصولات صادر شده را نشان می دهیم ، با اندازه گره متناسب با درجه گره و ضخامت لبه ها با ورود ماتریس دستیاری مربوطه است. نمایندگی شبکه تمایز مشخصی بین اجزای قطع شده (مانند دو گره نسبت به حمل و نقل هوایی در پایین سمت چپ) و مؤلفه بزرگ متصل در مرکز امکان پذیر است. به عنوان مثال ، جالب است که توجه به خوشه مربوط به انرژی در قسمت سمت چپ طرح ، جایی که فن آوری های سبز با هدف بهبود کارآیی در محاسبات ، در شبکه های ارتباطی سیم و بی سیم و در مدیریت انرژی الکتریکی با صادرات مرتبط هستند. محصولات مواد اولیه و محصولات نوری و الکتریکی ، که ورودی های مهمی برای این نوع فناوری ها هستند.

نمای گرمازا از پیوندهای شبکه در سطح 95 ٪ از اهمیت. محور y = کدهای CPC از زیر کلاسهای فناوری سبز ؛محور x = محصولات صادر شده 2 رقمی. هر مستطیل سبز با پیوندی بین فناوری سبز مربوطه در محور y و محصول صادر شده بر روی محور x مطابقت دارد.