社会-技术系统转型理论及其在能源系统转型中的应用

吕　涛，王春玲，王　飞

(中国矿业大学管理学院，江苏　徐州　221116)



社会-技术系统转型理论及其在能源系统转型中的应用

吕涛，王春玲，王飞

(中国矿业大学管理学院，江苏徐州221116)

摘要：社会-技术系统转型近年来引起了学者的关注，形成了多层次分析框架、转型管理等理论。多层次模型认为，社会-技术系统转型是宏观环境、现有体制、创新利基相互作用的结果；转型管理理论将社会-技术系统转型看成一个持续、渐进的过程，包括转型战略管理、转型策略管理和转型运作管理等层次。能源系统作为典型的社会-技术系统，是社会-技术系统转型研究的重点领域之一。国外关于社会-技术系统转型的研究成果和实践经验，为中国社会-技术系统转型带来了许多有益的经验和启示。

关键词：社会-技术系统；多层次理论；转型管理；能源系统

在国民经济和社会发展中，存在多个实现特定社会功能的社会-技术系统(Socio-technical System)，如能源系统、供水系统、交通系统等。这类系统具有多维度、多层次的特点，既是社会系统，包含组织网络和相关的制度体系；也是技术系统，包括相关物理设施及技术、知识体系[1]。当前，这些社会-技术系统面临着可持续发展的严峻挑战[2]。

基于这种背景，本文首先回顾了社会-技术系统转型的理论框架，然后概述了社会-技术系统转型理论在能源系统转型中的应用，提出了中国能源系统转型的关键举措，最后得出了相关结论。

1面向可持续性的社会-技术系统转型理论

1.1多层次视角的社会-技术系统转型理论

社会-技术系统转型是实现某种社会功能的社会-技术系统的根本性变化，在转型过程中，新的产品、新的服务、新的商业模式、新的组织形式、新的制度体系出现，部分或者全部地取代已有的产品、服务、商业模式、组织、制度。

在多个社会-技术系统转型理论框架中，Geels等学者基于演化经济学、社会网络理论、制度经济学等提出的多层次视角的研究框架影响最大。该理论框架将社会-技术系统分成三个层次：宏观层次的外部环境(Landscape)；中观层次的社会技术体制(Socio-technical regime)；微观层次的创新性利基(Niches)。每一层次都由多个要素组成，越是宏观层次的要素越稳定(见图1)[1,3]。

图1　典型的社会-技术系统转型过程资料来源：文献[4][8]

社会-技术体制是社会-技术系统发展过程中形成的、支撑社会-技术系统运行的、由社会-技术系统中占主导地位的用户偏好、产品、技术、组织、规制、标准、知识等构成的高度关联的稳定结构。社会技术体制包含三类相互联系的要素：行动者和社会集团网络；指导行动者的规范、意识和规则；原料、技术、基础设施等。利基是满足特定市场需求的创新企业、创新技术或产品，是新技术的“孵化室”和体制变化的“种子”，如研究开发实验室、技术示范项目、已经形成的缝隙市场等。宏观环境是指影响社会-技术体制和利基发展的外部环境，包括政治、经济、社会、文化等因素。宏观环境的变化一般非常缓慢，但一旦发生变化，会对现行体制产生压力，使现有体制结构弱化、动摇甚至坍塌，同时为创新性利基的呈现、发展和集聚提供机会[4-7]。

根据三个层次的概念，Geels等认为，转型是外部环境、现有体制、创新利基中各种因素相互作用的结果。典型的作用过程是(见图1)：宏观环境的变化，会对现有社会技术体制(现有企业、技术、产业政策等)形成压力，为利基出现提供机会窗口；当利基发展到一定程度后，会形成较强的资源配置能力和制度影响力，与原有的社会技术体制相抗衡，从而打破现有体制的稳定状态；当现有体制无法适应并抵制来自外部环境和利基越来越强的压力时，最终就会出现技术转型和体制的改变，新的社会技术体制(新的产品、技术、标准、规则等)出现，并影响宏观环境。[4,8]

根据三者作用方式的不同，Geels等又把社会-技术系统转型分成了四种转型路径：改革路径、技术替代、重构路径、分裂和重置路径。Geels等解释了每种路径的内涵、主要行动者及其作用过程，对四种转型路径的发展过程进行了举例说明[9]。

1.2社会-技术系统转型管理理论

另一个值得关注的研究框架是转型管理理论。RenéKemp、Jan Rotmans等人从转型管理的视角研究了社会-技术系统转型，指出转型管理是一个循环过程，包括转型发展机会的提出；可持续视角和转型议程的设计；转型示范和项目的开启和执行；转型过程、目标、政策和学习效果的评价和监测四个环节[10]。在转型管理理论中，将转型管理分为三个层次：转型战略管理、转型策略管理、转型运作管理，其中转型战略管理强调可持续发展观念和可持续文化的建立；转型策略管理重在社会-技术系统本身的体制变化，包括技术、产品、产业政策等的变化；转型运作管理重在转型实践，强调通过创新性利基项目的操作和拓展，实现对主导社会-技术体制的更新和替代。与传统的政策制定的线性管理模式不同，转型管理强调当前政策与长期远景的一致性，需要根据长期的可持续目标制定分阶段的目标、政策和措施，通过分阶段转型政策和措施的实施，实现面向未来的可持续性目标。

2社会-技术系统转型理论在能源系统转型中的应用

在人类社会发展中，能源系统发生过两次大的转型和变革。当前人类对第三次能源系统转型(从化石能源向可持续、可再生能源的转型)的呼声高涨。管理能源转型并逐步建立可持续能源系统，也成为人类社会本世纪最重要的任务之一[11]。

2.1多层次视角的能源系统转型研究

能源系统作为典型的社会-技术系统，既包括技术要素，也包括社会要素主管部门、能源消费者和制度(法规、规制、标准)[12]。研究能源系统转型不仅要分析物理设施和技术发展，还要分析技术要素内部、社会要素内部、技术要素与社会要素之间的联系。

像其他社会-技术系统转型一样，能源系统转型也是宏观环境、现有能源体制和创新利基相互作用的结果。Verbong和Geels利用社会技术体系转型的多层次理论，分析了荷兰1960—2004年的电力系统转型问题[13]。在三层次要素中，他们认为社会-技术体制的分析最为重要，包括三个维度：一是行动者和社会集团，电力体制包括大型用户、经济事务部、家庭等；二是行动者的行动规范、规则等，包括规制、标准、法律等；三是物质实体和技术要素，包括电网、电厂、发电资源等。通过分析发现：

(1)创新利基对现有电力体系带来的变革压力不断增加。经历40余年的变革，荷兰电力系统已经发生了变化。由于实施了电力市场自由化，大型用户和家庭有了选择权，天然气发电、风电、热电联产等分散式发电发展较快，风电、光伏发电等新能源发电接入电网的需求越发强烈，对电网稳定性和电网监测提出了新的要求，现有电力体系尤其是电网感受到了变革压力。

(2)政府政策对能源系统转型具有重要影响，但是政府政策具有不稳定性和不确定性。政府政策除了关注新能源对环境的影响外，经常把能源政策和产业政策关联起来，关注新能源产业能否发展成大的产业，能否吸引更多的就业。当创新性利基学习扩散较为困难时，政府会放弃创新性利基转向其他短期有效的政策，不能为投资者提供长期保障和稳定性，给投资者带来不确定性和伤害。

(3)创新利基的扩散受到现有体制的影响。从长远来看，各利益主体对电力系统的革命性变化非常有信心，但是由于存在风力发电受到当地居民的反对、光伏发电存在成本较高等问题，可再生能源在荷兰的发展也并不顺利。相反，热电联产和煤炭-生物质能混合燃烧发电，给现有电网带来的震荡较小，更容易被现有体制内的企业接受，发展较为迅速。20世纪60年代开始的天然气发电替代了大量的煤炭电厂，天然气得到广泛利用，很快占到了能源消费的40%左右；而光伏发电、风电等新能源对现有体制(技术、制度、基础设施等)的冲击较大，自21世纪初开始的可再生能源对化石能源的替代并不顺利，将是一个非常缓慢的过程。

2.2转型管理理论在能源系统转型中的应用

为了实现能源转型，许多国家制定了能源系统转型管理组织和政策。例如，2001年，荷兰制定了第四个环境政策规划[10,14]。

René Kemp等利用转型管理理论，对荷兰的能源转型政策进行了分析，指出荷兰能源系统转型管理需要解决六大问题：多目标(安全、洁净、经济)之间的冲突、备选方案未来的不确定性、分散式管理和控制、政治近视症、短期和长期的协调、能源系统锁定的风险[10]。Florian Kern和Adrian Smith通过半结构化访谈方法，也对荷兰能源转型政策执行效果及其存在的问题进行了分析，提出了转型管理方法在政治上的障碍：长期目标和短期效果的权衡、创造公平竞争环境与选择性投资的矛盾、依靠已有企业的渐进性改革还是新进入者的创新、如何选择性培育有前途的利基[14]。

2.3关于中国能源系统转型的思考

中国是全球最大的能源消费国，也是一个严重依赖煤炭能源的国家，煤炭主导的能源消费结构多年来变化不大。基于这种能源格局，中国的能源转型不仅对于自身、对全球能源变革也具有决定性影响，从一定程度上讲，没有中国的能源转型，就没有全球能源系统的根本性转型。结合社会-技术系统转型理论、国外能源系统转型的经验及中国能源发展现状，提出中国能源转型的关键举措包括：通过转型管理加强能源转型战略设计、支持能源技术创新和新型能源基础设施建设、建立与能源转型相适应的法律体系和体制机制。

(1)通过转型管理加强能源转型战略设计。作为一个发展中的能源和煤炭消费大国，必须通过战略设计合理规划能源转型进程、准确定位不同能源在能源转型中的角色。

在中国能源转型规划和管理中(见图2)，长期目标着眼于建立可持续能源系统，重点是转型愿景的确立和可持续文化的建立；中期目标是建立多元化的能源供给体系，重点是在转型愿景和可持续文化的指导下确定转型路径和转型议程；短期转型管理是运作层次，包括转型措施和创新示范等，重点是在转型路径和转型议程的指导下，从能源供应侧、能源需求侧、能源技术创新与基础设施等方面制定具体措施。能源转型管理可以有效协调长期和短期，实现长期愿景对短期行动的引领、短期行动对长期愿景的保障，避免了锁定风险。

图2　能源转型管理框架

与西方发达国家不同，中国能源转型具有双重含义，既包括西方发达国家已经完成的由煤炭能源向油气、核能的转型，也包括西方国家正在进行的由化石能源、核能向可再生能源的转型。从中国的能源资源结构看，中国的能源转型不能依靠一种清洁能源，必须各种能源协调发展，调整、改造现有能源系统与建设全新能源系统相结合，从技术、制度上更容易被现有能源体系接受的洁净煤、天然气、水电、核电等传统洁净能源入手，建立多样化的能源体系。同时，构建适合可再生能源发展的制度体系、技术体系和能源基础设施，加快发展可再生能源，为建立可持续能源系统创造条件。

(2)大力支持能源技术创新和新型能源基础设施建设。在向清洁、可持续能源转型的过程中，必然出现一批前所未及的能源科技问题，因此能源转型的过程同时也是能源新技术开发利用的过程，中国能源转型必须大力支持能源技术创新，包括煤炭高效清洁利用技术、海上风电技术、光伏发电技术、先进核能技术、智能电网技术、特高压输电技术、电动汽车技术、储能技术等，需要将发展能源新兴产业和鼓励能源科技创新作为重要的国家战略，加大能源科技领域的研发投入。在注重能源新技术研发的同时，对于成熟的清洁能源技术要加以推广应用，尽快建立相应的规范和标准体系，创造有利于能源技术扩散的外部环境。同时，新能源的发展需要与之相配套的新型能源基础设施，包括智能电网、充电站、特高压电网、调峰电厂等。可以说，新型能源基础设施的建设也是能源转型的重要组成部分。

在推广能源新技术和建设新型能源基础设施的过程中，注意和国家提出的“互联网+”行动计划相结合，推进能源新技术和信息技术的融合。

(3)建立与能源转型相适应的法律体系和体制机制。能源转型是面向未来的社会和技术系统工程，不仅包括能源技术和基础设施的革新，还伴随着行为模式、文化价值、规制、标准等要素的整体变化，是多个行为主体(包括能源企业、能源消费者、能源技术创新者、民间组织、政府等)共同参与、相互作用及彼此协调的过程。作为典型的社会-技术系统，能源转型既要关注前面提到的技术子系统的变化，又要关注社会子系统的变化。对能源转型加以立法和体制机制创新，是协调能源转型社会子系统、激发微观主体转型活力的重要手段。

例如，英国出台了促进能源转型的《能源法案》和《电力市场改革方案》，德国制定了《电力入网法》、《能源经济法》和《新能源和可再生能源电力立法》，法国制定了《能源转型法》，等等[15-16]。目前，中国也迫切需要在煤炭高效清洁利用、可再生能源发电入网、非常规油气开发、核电安全发展、新能源汽车发展等方面完善配套立法，在给当前主导性能源开发利用微观主体转型压力的同时为清洁、可再生能源创新利基提供发展机会，为能源转型提供坚实的法律保障，确保能源转型政策的稳定性、连续性和实施效果。

对于化石能源高效清洁开发利用而言，重在发挥市场机制的作用，推进能源市场化改革，建立起反映资源稀缺程度、供求关系和有利于节能减排的价格机制，将化石能源尤其是煤炭资源开发利用的外部性成本内部化，有效推动煤炭消费总量控制和清洁能源对煤炭资源的替代[17]。对于可再生能源发展而言，要加强统筹规划，统筹好可再生能源发展与市场消纳、可再生能源发电与其他电源、可再生能源发电与电网发展之间的关系，加快电力体制改革，有序放开配电、售电市场，促进大规模风电、分布式电源和微电网的快速发展和良性发展。

3结论

多层次视角的社会-技术系统转型理论认为，社会-技术系统转型是宏观环境、现有体制和创新利基相互作用的结果，通过改革、技术替代、重构、分裂和重置等路径实现新的社会-技术体制对已有体制的替代；转型管理理论强调短期政策、目标和长期愿景的统一，强调政府政策对转型过程的规划和政策激励。作为典型的社会-技术系统，能源系统转型引起了相关学者的关注，研究成果对能源系统转型政策的制定产生了重要影响。

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(责任编辑谭果林)

Socio-Technical System Transition Theory and Its Application in Energy System Transition

Lv Tao,Wang Chunling,Wang Fei

(School of Management,China University of Mining & Technology,Xuzhou 221116,China)

Abstract：Research on the socio-technical system transitions has increased rapidly in recent years,and formed some theoretical frameworks such as multi-level model and transition management.The studies about multi-level model indicated that the socio-technical system transition is the result of the interaction of landscape,socio-technical regime and niche.The socio-technical system transitions are regarded as a continuous and gradual process in the transition management theory,and transition management includes strategic management,tactical management and operational management.As a typical socio-technical system,energy system is one of the key areas in socio-technical system transition research.China can learn a lot from the research and practice of other countries in the socio-technical system transitions.

Key words:Socio-technical system transition；Multi-level theory；Transition management；Energy system

中图分类号:F205

文献标识码:A

作者简介：吕涛(1974-)，男，江苏沛县人，中国矿业大学管理学院教授、博士、博士生导师；研究方向：能源系统转型、能源应急管理等。

收稿日期：2015-02-05

基金项目：国家自然科学基金项目“突发性能源短缺应急响应的组织体系及‘情景-应对’策略研究”(71173218)，教育部博士点基金项目“基于分类分级供应的中国煤炭物流系统优化模型及政策研究”(20130095110002)，中央高校基本科研业务费项目“能源安全与清洁战略协同创新中心”(2014XT06)。