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危機 才是水科技創新加速器?

危機 才是水科技創新加速器?

發布日期:2019-03-11 作者: 點擊:

“創新引領發展,培育壯大新動能”的提法,此次在政府工作報告中被再次強調。對于眼下正處于深度調整、技術價值回歸的環保產業而言,如何利用好“人力人才資源豐富、國內市場巨大等綜合優勢”,通過改革創新科技研發和產業化應用機制,大力培育專業精神,促進新舊動能接續轉換,同樣是個極具挑戰但不可回避的時代命題。


當前,隨著我國逐步打響各類治污攻堅戰,中國的水環境治理、修復事業正不斷向環保產業界、科研界,提出新的訴求、解鎖新的任務,而后者能在多大程度上把握真實需求,提升創新機制和能力,將決定自身發展的形態和質量。


本期重點介紹荷蘭學界對水科技創新的要素和規律分析。


長期以來,社會普遍認為,相比較全球對于水處理技術的巨大需求,水處理行業仍是一個創新驅動不足的行業,而更不足的是,在這樣嚴重缺乏創新的行業,對創新的研究,特別是創新過程中關鍵要素的相互作用機制的研究都是嚴重不足的。


有鑒于此,荷蘭瓦赫寧根大學的幾位教授Paul O’Callaghan,Lakshmi M. Adapa,Cees Buisman等聯合在水環境研究(《water environment research》)上發表文章(《Analysis of adoption rates for Needs Driven versus Value Driven innovation water technologies》),試圖通過創新模型的建立和案例研究,來開啟這一領域的探索。


文章研究了六個代表性的案例,分別是SBR工藝,生物除磷技術,超濾膜,紫外消毒,生物脫硫及污泥熱水解技術,作者聯系到了六個技術發明與推廣的六個關鍵人物,諸如水業名宿James L.Barnard,東麗公司的前CEO,康碧公司的高管,來和他們一起回顧與梳理這些技術誕生之初走過的路,來總結出一些共同的規律,提出了水處理技術創新驅動的兩個核心要素:危機驅動和價值驅動。這個過程本身就很有趣,研究院在今天就為您來介紹這篇文章的核心內容。以下,ENJOY。


在2018年,國際上的幾位知名專家如Callaghan,Daigger,Adapa和Buisman曾聯合撰文對水處理的創新情況進行了一些分析,在2006-2016的十年間,全球121家水科技創新企業一共獲得了17.5億美金(百億人民幣的體量)的風險投資,可見資本仍在看好水處理科技的創新,但水處理的技術的創新和推廣速度仍然不盡人意,這種速度的滯后也對企業的研發,應用和投資回報產生了負面的效應,并影響了后續人力資本和后續風投的進入。


通過案例研究,這篇論文初步提出了水處理創新技術的應用模型,并將創新過程分為六個發展階段,即(1)應用研發階段;(2)中試研究;(3)示范工程;(4)早期應用;(5)快速推廣;(6)成熟應用。令人稍感遺憾的是,這篇文章通過案例分析得到的結論是,大多數技術要走完這六個階段,一般需要11-16年的時間,在風險投資眼里,這個技術要跨越2-3個投資周期,這是很難接受的。


但在案例研究中,專家們也發現了一些特例,這些案例基本用5-7年的時間就快速完成了推廣,并在10年內在行業普遍應用,占據了絕對優勢。而分析這些特例的成功要素,就是我們今天這篇文章要著重接介紹的內容。下面我們將逐一回到歷史上這些技術的誕生時點。


在這篇文章中,作者通過模型與歷史分析結合的方式來解構每一項技術發展的歷程,并就這項技術何時進入到下一個階段都進行了界定討論。我本人為這篇文章做了兩個時間定義,一個是成熟時間,即一項技術從應用發明到成熟早期的時間,標志著一項技術被行業主流認可;一個是跨越時間,即從應用發明到早期應用階段,這標志著一項技術跨越了生死關,具有很好的商業價值并能夠取得很好的回報,這兩個概念將有助于讀者感知技術發展的歷程。


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SBR技術


跨越時間3年,成熟時間7年。


首先出場的SBR技術,這對于水處理行業已經是耳熟能詳,原理在這里不再贅述,他通過“時間換空間”的方式在減少構筑物,節約投資和占地方面具有很強的競爭力,同時他具備的同步硝化反硝化功能也是他能夠滿足氮的去除。SBR首先在澳大利亞和日本進行了應用,并隨后進入北美市場,在脫除總氮方面獲得更多應用。


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作者認為,推動SBR技術快速推廣的核心要素有三點:


在占地和投資方面都有大約四分之一的縮減,這對當時行業管理者具有強的吸引力;


在進入美國市場的時候,田納西政府給予了較高的補貼(大約可以覆蓋60%的成本),大大提高了推廣效率;


當時北美市場對于生物脫氮工藝的要求,是SBR技術在北美市場推廣的政策驅動力。當時美國一家外行業公司Austgen Biojet憑借敏銳的嗅覺率先獲得了這一技術,包攬了美國市場前三年的份額,這種高額回報也驅動著更多公司進入,市場競爭也對SBR技術推廣起到了推動作用。


生物除磷


跨越時間兩年,成熟時間六年。


同SBR技術類似,現在我們已經將生物除磷看作是工藝的一個原理和自然發生的過程,成為一門顯學,但在誕生之初,卻是一項具有競爭力的獨門絕藝。


南非是生物除磷工藝的誕生地,上世紀70年代,南非政府開始關注水體中磷元素對于富營養化的貢獻,并開始設立標準和法規要求市政污水廠增加除磷工藝環節,而當時可供選擇的技術只有化學藥劑除磷這一條路,這會大大增加水體中金屬元素和化學品的數量。目前公認的脫氮除磷之父——James Barnard發明了生物除磷工藝,盡管在成本上與藥劑法相比沒有明顯降低,但生物除磷會大大降低環境影響,因此,生物除磷工藝在南非獲得了快速推廣。在短短兩到三年的時間,南非超過16%的污水廠都應用了生物除磷工藝,這樣的發展速度大大超出了當初的預料。


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根據Barnard個人的總結,除去法規驅動以外,生物除磷技術獲得快速推廣的原因有兩點:


當時南非政府每月舉辦的污水廠管理人員技術研討會,大大加快了技術品牌的確立和知識的交流擴散;


當時南非聚集了一批高水平的專家隊伍,使行業能夠快速掌握這一相對復雜的工藝。


紫外消毒技術


跨越時間四年,成熟時間六年。


紫外線已被證明是細菌殺滅良好技術。上世紀70年代,北美最大的海灣-皮薩切克灣因為其漁業利益,要求所有的市政污水出水都經過殺菌處理。1982年,東麗公司的紫外消毒設備在加拿大的Tillsonburg水廠進行了首次應用。之后在五年內,該技術就在五座污水廠安裝應用,并在后續兩年內擴展至30座。紫外消毒設備快速推廣的原因,首先是政策驅動,另外,全裝備化,快速安裝,調試,無需工藝改造成為這項技術極具競爭力的原因。


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超濾膜過濾技術


跨越時間4年,成熟時間7年。


超濾膜的應用是水處理行業顛覆性創新的典型例證,雖然具有極具競爭力的出水標準,但它高昂的成本使它在早期基本無法與砂濾和混凝技術競爭。轉機出現在上世紀90年代,英國隱孢子蟲危機爆發,這種微生物會引起人及牲畜的快速發病,嚴重時會多去生命。這時超濾技術的優越性就超過了成本劣勢,開始進入英國和北美市場。1998年,英國頒布了《臨時地表水處理法案》,超濾技術開始作為一項制定技術被國家強制使用。關鍵轉機出現在2000年之后,收到應用端的推動,膜材料的研發與制造獲得了快速進步,膜成本大幅下降,終于在2008年,GE的超濾技術在加拿大的Olvenhain水廠中,首次通過公開招投標的方式擊敗砂濾工藝獲得了訂單,這被行業認為是超濾技術發展的關鍵一役。


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生物脫硫技術(ThiopaQ)


跨越時間6年,成熟時間13年。


微生物脫硫技術來源于荷蘭厭氧技術的大師Lettinga的實驗發現,后續由他的學生Buisman Cees教授(也是荷蘭WETSUS的創始人)發展成熟,并通過荷蘭帕克公司以ThipaQ的技術品牌進行產業化推廣。這種技術可以從天然氣,垃圾填埋氣和沼氣中提取生物硫,比化學制硫磺更適合做肥料和殺菌劑。ThipaQ技術在20年間迅速積累了大約100項工程應用業績。這樣的推廣得益于帕克公司和石油巨頭殼牌公司的聯盟,雙方圍繞這個技術共同設立了合資公司,圍繞殼牌公司豐富的資源,迅速打開了市場。這也是技術產品公司同行業平臺公司合作的成功典范。


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污泥熱水解工藝


跨越時間五年,跨越時間15年(有五年多平臺期)。


污泥熱水解的調研數據來自康碧公司,康碧公司也是污泥熱水解技術的先驅,這項技術的核心是通過壓力和溫度的作用,改進污泥脫水能力,提高厭氧效率。這項技術在1989年進行首次中試,并進入到推廣應用階段。這項技術有趣的點在于他用三年左右的時間就到了早期應用階段,但在后續五年左右只增加了兩個項目,在平臺期徘徊了很久。這種現象在技術發展過程中也比較常見,企業和科學家需要在這個階段總結經驗,優化方案,更好的適應市場,2007年之后,這項技術又進入到了快速發展階段。


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總結


經過對上述六個案例的總結梳理,作者將創新技術的發展驅動力歸納為兩個核心要素,危機驅動和價值驅動。危機驅動主要是由公眾利益推動國家立法和標準修訂,而推動新技術的使用;價值驅動則是向客戶提高在性價比方面具有競爭力的產品。上述六個案例中,生物除磷,紫外消毒,超濾技術的應用是明顯的危機驅動;而生物脫硫和熱水解則是明顯的價值驅動;SBR技術則兼而有之。


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危機驅動的技術,比價值驅動的技術用時更短。


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危機驅動往往能夠大幅縮短推廣時間(縮短一半左右),并且可以創造機會讓相對昂貴的技術進入行業,是顛覆性創新的最好入口。但這也是風險最高的方式,因為環境政策的變化是社會發展的產物,也是多方博弈的結果,很多公司就是因為對時間點的誤判而造成了失敗。


文中列舉了一個企業的例子:瑞典一家名為海洋拯救者的公司,潛心發展輪船壓艙水的處理技術,但對于壓艙水處理的相關標準法規遲遲沒有出臺,最后創業者只好在2017年忍痛關閉了公司,而戲劇性的是,在他們關閉公司幾周后,法規通過了。你必須做正確的事,還要堅持等到正確的時間。


價值驅動的案例中,所用時間明顯會更長,而且即使是突破了研發階段,開始在市場上獲得訂單,也會因為各種因素遭遇發展平臺期,這個階段往往需要企業在市場增幅不大的情況下,認真分析形勢與產品,選擇是否要更多的對技術研發進行投入。這都需要企業在發展過程中有所預期。而最核心的是,價值驅動的技術,需要創業者有極為清晰而堅定的價值主張和價值定位。才能持續堅持下去。


寫在結尾


幾位專家在文章末尾,也說這是他們研究的開端,后續還要就水科技創新的機制和效率開展下一步的研究,希望和產業界進行廣泛的合作,能做出更有針對性的研究模型。可能很多讀者會跟我有一樣的體會,就是文章最后的結論總給人意猶未盡的感覺,希望能有更進一步的答案。但從另一個角度來看,可能這種看似大實話的道理,我們在實際工作中都沒有很好的執行。


我們見過很多的創業案例,其實都是在自己的技術是危機驅動還是價值驅動之間搖擺,要么失去了更好發展的機遇,要么因為錯誤的定位而失去客戶。這是我們在開啟一個技術研究,或者開始一個創業的時候,首先要問自己的問題。這也是我們在考察一項技術成果是否具有生命力,是否有推廣價值的重要指標。


轉自:JIEI創新實驗室

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