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俞汉青:协同创新 环保科研成果产业化的混合动力

时间:2015-11-10 10:43

来源:中宜环科环保产业研究

作者:俞汉青

经过三十多年的发展,我国的环保产业已初具规模,环保装备和产品供给能力显著增强。特别是“十五”以来,国家加大了对重污染行业的治理力度,加强了对环境保护基础设施的建设投资,拉动了环保产业的市场需求,使得环保产业总体规模迅速扩大,环保行业已掌握一批具有自主知识产权的实用技术,多数环保技术和装备基本能够满足环保产业市场的供给需求。但总体而言,我国环保产业的技术创新能力仍然薄弱,产业及产品结构不合理,整体水平和质量仍然有待提高。环保企业数量众多但整体规模偏小、企业抗风险能力低、技术产品的同质化现象非常严重,且低端传统产品所占比较大,缺少具有国际竞争力的环保技术和装备。

与此同时,我国近年来在环保科技领域的投入越来越大,相应的研究成果也日趋丰富,但是,环保科研成果的转化产业化并不顺畅,未能在环保行业中发挥应有的作用。本文试图对造成这一困境的原因进行分析,并提出可能的对策。

创新之困:环保产业发展遇瓶颈

环保行业有其特殊性,通常需要给单个客户提供个性化的服务,而无法像IT、汽车等产业依靠定型产品提供大众化的服务,更不能像可口可乐公司那样依靠单一配方服务于天下。在中国,尽管环保行业具有公益性强和发展空间较大的优势,但存在着诸多不利于发展的因素,如:受政府和政策的影响大;区域性和行业性过强;技术门槛较低;壁垒多而利润率低;低价竞争激烈;研发技术和产品极易被模仿。

环保行业的上述特点,导致环保企业对关键技术商品化的积极性都不高。大部分环保关键技术产业化存在技术不成熟、市场需求不确定、与科研机构合作不顺畅等方面的问题。因此,企业没有动力也无实力去进行基础性的科学研究,对研发投入也明显不足。目前,国内的环保行业既有江浙地区多年耕耘、不断成长起来的“设备型企业”,又有从政府和高校走出来人员创办的“工艺型企业”,还有一批依靠政府或资本优势迅速攻城掠寨的“资本型企业”。一些成长型的企业无力研发或购买先进技术,而不得不长期利用成熟的环保工艺从事设施设计和设备安装的工作,且报着“头痛医头、脚痛医脚”的态度应对实际中碰到的技术问题;而一些大型环保国有企业,其领导往往也因为任期限制,考虑到新技术研发的长期性和风险性而急功近利,不愿在任期内投资研发;与回报周期长的科研投入相比,资本型环保企业更热衷于攻城圈地、资本运作、并购重组、产业链延伸、业务范围拓展等能够很快给企业带来资金回报的行为。目前中国500 强企业的平均研发投入强度为不到世界500 强的平均水平的五分之一,而我国环保企业的研发投入与苏伊士、美华等国际环保企业的投入相比差距则更加巨大。一些环保企业陷入“引进技术—生产产品—技术落后—再引进技术”的循环,造成了在全球环保产业链中的低端地位。

我国环保企业技术创新能力弱可以从国内环保企业的发明专利申请数和批准数远远少于国内的高校而得到验证。而在技术竞争激烈的IT 行业,占据国际通讯设备领头羊地位的华为公司每年的发明专利申请和批准数则远远高于国内的任何一所高校。

与此同时,由于历史和多方面的原因,我国的环保行业还存在着一些顽疾,如:重技术轻理论、重工艺轻原理、重设备轻软件、重实用轻中试。这些问题进一步弱化了环保企业的技术创新和成果转化应用能力。

高校和科研院所理应成为国家环保技术创新的主体

上述分析表明,在今后的一段时间里,我国的环保企业无法真正成为国家环保技术创新的主体,而这一重担理应由高校和科研院所承担。高等院校是科技创新的源头,也是科技进步的主力事实上,工业文明的基础科技创新和发明大多诞生在高校和科研院所中,因而在技术创新方面,高校和科研院所也应该担当起基础科技创新的主要角色。环保行业也不例外,全球环保科技的发展历史已充分证明了这一点。

目前全国高校拥有几百个与环保相关联的院系及研究所,聚集了一大批环保人才,但迄今为止较少有环保基础性研究成果成功实现产业化应用,究其原因可能有如下几点:

首先,我们的环境保护基础研究跟不上,而没有基础创新,产生竞争力的成果产业化便没有根基。由于基础研究高度和深度的缺失,我们在环保方面未能做出突破性和原创性的研究工作,从而也就没有创新性成果的产业化工作。

其次,高校功利评估价值观的错误引导。目前国内大学普遍对教师使用的科学评价指标包括研究经费、国际SCI论文发表和SCI 杂志影响力,尤其是SCI 论文发表已成为教师职业发展、晋升的主要价值取向,这长期控制和影响着教师的学术活动,使教师热衷于“申请课题、开展研究、发表SCI 论文(申请专利)、通过评审、再申请课题”的循环。一些年富力强的中年教师本应该将积累的科研成果产业化,而迫于评价指标的压力,而不得不“武松拿起了绣花针”,舍弃对研究成果转化的追求转为追逐SCI 论文的发表。图一是2003-2013 年国内环境保护领域发表学术论文变化统计数据,可以看出,环保领域近十年的国内学术论文增长迅速,已成为国际环保领域一支重要的研究队伍。

 

图一 2003-2013 年国内环境保护领域发表学术论文数变化趋势

再次,高校的功利评估体制也产生了全民做科研的效应,如同上个世纪大跃进时代的全民炼钢铁一样,中国所有的大学几乎每年都在招纳新的导师和学生开展科学研究,期望多发表SCI 文章提高学术界的地位,也为此制定了诱人的奖励政策。这也导致高校科研大军的数量非常惊人,但其科研工作多为低水平重复,对科研成果产业化的贡献非常有限。

最后,高校环保成果产业化常被简单地解读为工程设计。高校一部分老师热衷于承接环评项目或一些小型的污染治理工程项目,并依靠研究生的廉价劳动力进行工程设计。这种过分依赖环评或工程设计的产业化活动难以被学校行政部门所认同,也使得周边的研究生等相关人员看低环保成果产业化水平;同时很多高校的教师缺少实战经验,使科研工作脱离了外部世界,而成了闭门造车,这导致很多研究课题无实际应用前景。

协同创新促进环保科研成果产业化

面对我国目前环保科研成果产业化的现状,我们需要认真思考,借鉴国外的成功经验,逐步走出一条适合于国情的环保科研成果产业化之路。要做到这一点,既要求科研成果产业化创新链中的各个单元各司其职,更需要各方面的协同创新。

1 政府的作用

首先,政府要运用市场机制和法律环境推动创新创业,营造公平竞争的环境。目前,科技部门正在改变原有的多头资助模式,拟设立专门的产业化引导基金,这对于科研成果的产业化是有利的。但是,如果继续沿用863、973 计划等大项目模式推动技术创和成果转化,其创新成果的产业化效果则成疑。多年的事实证明,经过市场考验的产业化是具有竞争力的。如果科技部门采用事业经费和项目经费相结合的科技经费管理方式,将既有利于发挥科技部门的主动性,也有利于发挥项目对科研资源的合理引导作用。因此,必须建立市场导向的项目管理制度,加强应用技术研究项目的管理,建立多方参与的机制,充分听取科技界和产业界两方面的意见,并发动由行业协会(如环保产业协会)在征求成员企业意见的基础上提出技术需求,按照行业的实际技术需求开展产学研合作。

其次,政府可考虑设立专门的中试基金,吸引风险投资和社会资本参与投资,促进技术中试环节的多元化投资,形成风险和收益的共担机制,并充分发挥政策性风险资本的引导作用和风险分担作用。一旦新技术和新产品进入到产业化阶段,就可能吸引到大量民间资本的主动进入,形成科研成果产业化的新的动力。此外,可以借鉴德国的科研项目管理机制,在政府资助的科研项目设立一定份额的成果转化基金,专门用于成果的产业化工作。

再次,政府除了可以资助高校和科研院所进行环保基础科学研究之外,还需要为成果产业化提供公平的竞争环境,如有利于环保产业发展的优胜劣汰的市场环境和具有激励与制约作用的经济政策。例如从税收制度方面,需要保护企业创新的动力,利用税收杠杆推动企业将更多的资源投入到创新领域。

最后,政府需从知识产权保护的角度对成果产业化的行为进行规范,厘清政府、高校和创新者之间的产权归属。并通过建立法规制度,让各方享有更好的创新环境。这在环保行业技术门槛较低、产品模仿泛滥的情形下,对环保专利的保护就显得尤为重要。

2 企业的作用

在现阶段,国内的环保企业并非是创新的主体,但的确是环保成果产业化的终端和主战场,企业应该担当成果产业化的主要角色。在技术演变成产品的过程,既包含了生产工艺方面的创新,也包含了对产品进行的外围创新。相比工艺创新,外围创新虽然容易,但却易被模仿,这在环保行业尤甚。目前国内的环保企业在外围创新领域进行了不少的尝试,使环保工艺和设备产品更加符合国情和实际要求。之后,核心任务则是核心部件领域的技术创新。最后,则需要进入更加深层次的工艺创新,即通过改善或改变现有环保工艺,提升环保产品的质量、性能和效率,并降低使用成本。

环保企业作为成果产业化的的主体,应该拥有更长远的眼光和更宽广的视野,需要提高研发投入力度,并多方位地参与新技术的研发和产业化。企业除了加大投入到自身的研发中去,还应该在力所能及的情况下,参与国家和高校的基础研发体系。这样既可以实时掌握新技术的动向,又能够发现和把握机遇,为企业的可持续发展不断提供新的增长点。这里有一个Paques(帕克)公司的案例。帕克公司原本是荷兰一家规模较小的水处理公司。该公司在上个世纪70 年代初资助Wageningen 大学的Lettinga 教授进行食品加工废水的厌氧处理研究。在1982 年Lettinga 教授发明具有革命意义的UASB 厌氧高效反应器之后,公司长期资助Lettinga 教授课题组的科研工作,并与之合作相继研发了IC、EGSB 等新一代的厌氧高效反应器,并逐步成长为国际性的环保公司,在工业废水处理、废气脱硫、重金属脱除和市政废水等领域具有世界领先地位。尤其是该公司针对高浓度工业废水的厌氧反应器技术享誉全世界,已广泛应用在全球五百多个涉及啤酒、饮料行业;制浆、酒精、发酵、化工等行业废水处理项目中,在中国就承接并建成了近两百个以厌氧为主体的污水处理工程项目。该公司业务的稳步增长与其多年的科研投入及与高校的合作密不可分。

环保企业对于科研成果要有敏锐的嗅觉和辨识能力,需要擅于从高校和科研院所众多的研究成果中发现和发掘有产业化潜力的技术。在此方面,荷兰DHV 公司在好氧颗粒污泥废水处理技术上的产业化就是一个范例。该公司成立于1917 年,总部位于荷兰的阿姆斯特丹市。该公司在水处理领域由于在1967年发明了Carrousel 氧化沟而广为人知。多年来Carrousel 氧化沟是该公司的拳头技术,并在原有Carrousel 氧化沟的基础上又发明了Carrousel 2000 系统,实现了更高要求的生物脱氮和除磷功能。至今世界上已有850 多座Carrousel 氧化沟和Carrousel 2000 系统正在运行。后来,公司又发展了第三代的Carrousel3000 型氧化沟。DHV 公司在2005 年左右了解到Deflt 理工大学van Loosdrecht 教授课题组在好氧颗粒污泥实验室试验工作的进展后,投入资金与该课题组合作,开始了好氧颗粒污泥废水处理技术的中试和产业化工作,并利用自身擅长的水力学技术,成功打造了商品名为Nereda 的好氧颗粒污泥技术,并迅速在全球推广应用,占据了好氧颗粒污泥废水处理技术成果应用的制高点。此外,我国的环保企业应该学习日本企业的经验,在企业内部逐步建立强大的技术研发团队,不断为企业自身的技术创新和进步提供源头活水,也能够为企业在竞争激烈的行业中立于不败之地作出贡献。

例如,在生产水处理膜材料和膜组件的日本东丽公司,其在日本东京的研究机构就有超过2千名的工程师,夜以继日地进行新产品的研制和技术难题的破解,使之成为世界水处理膜材料和膜组件处于领先地位的公司。日本企业对自身研发能力和研发团队的重视,也使之具有极强的基础研究和原始创新能力,这也是生产分析仪器的岛津公司等也能够出现诺贝尔奖获得者(田中耕一)的原因之一。

图二 科研成果产业化的路线图

最后,在科研成果产业化的“基础研究-- 应用研发-- 产业化应用”的创新链中,实际上还存在一个反馈循环机制(图二所示的虚线部分),即大量科研成果实际上是源自于工程实践中出现或发现的技术难题的解决。在技术或产品的应用过程中,会不断出现新的问题或技术难题,由于国内高校和科研机构的科研人员很少在生产第一线,无法了解工程技术中的新问题。如果企业及时准确地把这些问题反馈给高校和科研机构的研究人员,而后者又能将这种实际问题(或类似的几个实际问题)概括成或上升到一个理论问题加以研究,开展针对性的研究工作,在理论上解决之后,再回到更加广泛的实际问题中去,不仅能够及时地解决技术难题,而且能够为基础研究提供新的动力,将显著加快成果的产业化进程。这也是近年来国内环保界所倡导的“环境工程科学”的精髓所在。

3 高校的作用:尽管高校由于其教书育人和基础研究的自然属性,而不可能全身心投入科研成果的产业化工作,但其庞大的研究队伍仍然使之能够在这方面发挥非常重要的作用。

首先,高校需要改革单一化的科研成果评价标准,将成果转化工作列入教师职称评定、职业发展和学术成就的重要方面;调整资助和评价模式,减少对论文和基金的要求,增加学术表现和产业化应用的分量,引导教师逐步走出只以期刊论文发表数量作为评估标准的误区,改变高校在人才引进、人才培养、教师晋升中唯SCI 论文是瞻的模式,提升高校在科研成果产业化方面的兴趣和能力。

与此同时,高校教师需要破除SCI 文章发表与成果产业化完全对立的观念,鼓励基于基础研究成果的产业化,并创造适合于科研、创新和创业一条龙的条件和环境,构建健康的人才生态系统。在这当中,创造条件组建既有强大基础研究能力、又能将基础研究成果产业化的团队尤为重要。

此外,高校需要制定灵活的政策,鼓励教师和学生的创新创业。高校应该设置各类创业组织和丰富的创业课程,培训有志于创业的青年教师和学生,要搭建或鼓励学生团体建立竞争平台,既可以为投资者和创业者创造沟通的机会,又可以使创业项目在竞争和切磋中不断成熟和完善,提高成果的转化率。需要指出的一点是,高校在与企业的合作中需要认清自身的定位、保持相对独立的地位,即高校不能因为与企业之间的合作而偏离了教书育人、传授知识和基础创新的主要使命。针对以往在科研成果产业化过程中出现的诸多问题,高校可以设立一个相对独立的机构,一方面帮助教师申请专利,挖掘应用潜力,向社会公开,吸引企业的注意力;另一方面,管理和监督教师、学生与企业的合作,保证高校在合作中的主导作用。

图三 斯坦福大学从基础研究成果到技术授權走向产业化的路

在这方面,美国斯坦福大学的成功经验非常值得借鉴。斯坦福大学地处硅谷,并在硅谷众多高科技企业(如谷歌)的建立和成长中发挥了巨大作用。图三是该校从基础研究成果到技术授权走向产业化的路线图。在这一基础研究成果转化的过程中,存在着一个值得学习和效仿的机构--Office ofTechnology Licensing (OTL,技术授权办公室)。OTL 成立于1970 年,其核心工作就是转让在斯坦福大学基础研究所产生的技术,但其功能与目前国内高校科技处或产业处有着很大差别。

从图四(OTL 运行流程图)可以看出,OTL 在斯坦福大学的科研成果转化中扮演了一个非常重要的角色。2013 年,斯坦福大学特许使用费总收入超过8700 万美元,技术披露数达526 个,技术授权签约123 个,斯坦福大学获取股权的公司数目19个,大学从发明者特许使用费的分成近6000万美元。这些数字显示了OTL 在斯坦福大学科研成果转化中的重要作用,也是值得国内高校科技或产业部门学习的一个榜样。

图四 斯坦福大学OTL 运行流程图

4 协同创新:我国在环保科技领域的投入越来越大,环保科研成果也越来越丰富,但是多年来的科研成果转化成效有限。究其原因,可能主要是“基础研究、应用开发、中试、商品化、产业化”的创新链条中间环节非常薄弱的缘故,必须采取有效措施加以解决。即不仅要依靠创新链中政府、企业、高校的各自努力,还需要各方面的协同创新,才能产生推进环保科研成果产业化的合力,解决环保关键技术创新链的中间瓶颈制约,形成基础科研促进环保产业创新、环保产业支持科研发展的正反馈效应。

首先,需要建立一批市场导向的环保应用技术研发机构。这些机构应将环保技术转化和技术研发作为同等重要的使命,并以此为基础改革相应的组织结构、资金管理、人事管理。这些研发机构需设立专门机构和专项资金,全力从事环保技术转化工作。这些机构的建立可借鉴发达国家的成熟经验,按照非营利组织模式设立科学家、企业家、政府官员等多方利益相关者参加的管理机构,由其决定机构的重大方向,形成“市场化导向、企业化管理”的局面。

其次,需要设立一批环保中试平台。中试平台可以设在高新技术开发区或产业集群地区,其运行资金由中央、地方政府、企业、高校和科研院共同分担,实行股份制运营。中试平台需要建设和提供必要的设施和设备,着重于培养和使用一批懂工艺、装备、技术标准的专业人才。环保中试平台的建设和运行,将显著降低环保成果转化的中试成本,缩短产业化周期,为高校、科研机构与环保企业的合作创造良好的条件。

2003年由欧盟建立的Wetsus是一个值得借鉴的案例。Wetsus 是总部设在荷兰的水处理研发和推广机构,它兼有我们国内研究平台和产业联盟的特点,即把水处理的基础研究、技术研发、技术转化和产业化应用集于一身。它由包括荷兰Deflt 理工大学、英国帝国理工学院等22 所大学,壳牌石油、联合利华、Paques、DHV 等120 多家公司所组成的。在该平台上培训的博士生必须得到两个以上公司项目的联合资助,也需要来自两所大学导师的共同指导。Wetsus 经过十多年的运行,已取得了一些成效。例如,2013 年Wetsus 获发明专利授权40 项,且有20 项专利被成功转让和应用,逐渐成为欧洲有影响力的水处理研发和应用机构。

去年,中国宜兴环保科技工业园建立了中宜环境医院。环境医院是一种机制和模式的创新,是通过把优秀企业、技术、资金、人才等整合到一个平台上,把环保产业从单一制造转变为系统解决方案、工程建设和运营服务的环境服务业模式。环境医院实践的核心内容,是从环保制造企业中分离出环保科技研发、环保工业设计、环保物流配送、环保售后服务、环保信息咨询等生产性环保服务业,使其走向独立化、社会化和产业化。中宜环境医院的建立和运营,为我国的环保成果产业化探索了一条新路,展现了良好的发展前景。

结语:环保产业是以传统产业为基础的新兴产业和朝阳产业,在我国由于面对环境污染日益严重、环保法律法规和标准不断完善及执法力度加大的刚性需求,环保产业存在着巨大的发展空间,而环保科研成果的产业化可以发挥很大的作用,这就需要创新链中的政府、企业、高校的共同参与和推动,更需要各方面的协同创新,从而产生推进环保科研成果产业化的混合动力,提升环保行业的技术水平,加快环保科技成果的产业化应用。


编辑:张伟

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