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“创新引领发展,培育壮大新动能”的提法,此次在政府工作报告中被再次强调。对于眼下正处于深度调整、技术价值回归的环保产业而言,如何利用好“人力人才资源丰富、国内市场巨大等综合优势”,通过改革创新科技研发和产业化应用机制,大力培育专业精神,促进新旧动能接续转换,同样是个极具挑战但不可回避的时代命题。
当前,随着我国逐步打响各类治污攻坚战,中国的水环境治理、修复事业正不断向环保产业界、科研界,提出新的诉求、解锁新的任务,而后者能在多大程度上把握真实需求,提升创新机制和能力,将决定自身发展的形态和质量。
本期重点介绍荷兰学界对水科技创新的要素和规律分析。
长期以来,社会普遍认为,相比较全球对于水处理技术的巨大需求,水处理行业仍是一个创新驱动不足的行业,而更不足的是,在这样严重缺乏创新的行业,对创新的研究,特别是创新过程中关键要素的相互作用机制的研究都是严重不足的。
有鉴于此,荷兰瓦赫宁根大学的几位教授Paul O’Callaghan,Lakshmi M. Adapa,Cees Buisman等联合在水环境研究(《water environment research》)上发表文章(《Analysis of adoption rates for Needs Driven versus Value Driven innovation water technologies》),试图通过创新模型的建立和案例研究,来开启这一领域的探索。
文章研究了六个代表性的案例,分别是SBR工艺,生物除磷技术,超滤膜,紫外消毒,生物脱硫及污泥热水解技术,作者联系到了六个技术发明与推广的六个关键人物,诸如水业名宿James L.Barnard,东丽公司的前CEO,康碧公司的高管,来和他们一起回顾与梳理这些技术诞生之初走过的路,来总结出一些共同的规律,提出了水处理技术创新驱动的两个核心要素:危机驱动和价值驱动。这个过程本身就很有趣,研究院在今天就为您来介绍这篇文章的核心内容。以下,ENJOY。
在2018年,国际上的几位知名专家如Callaghan,Daigger,Adapa和Buisman曾联合撰文对水处理的创新情况进行了一些分析,在2006-2016的十年间,全球121家水科技创新企业一共获得了17.5亿美金(百亿人民币的体量)的风险投资,可见资本仍在看好水处理科技的创新,但水处理的技术的创新和推广速度仍然不尽人意,这种速度的滞后也对企业的研发,应用和投资回报产生了负面的效应,并影响了后续人力资本和后续风投的进入。
通过案例研究,这篇论文初步提出了水处理创新技术的应用模型,并将创新过程分为六个发展阶段,即(1)应用研发阶段;(2)中试研究;(3)示范工程;(4)早期应用;(5)快速推广;(6)成熟应用。令人稍感遗憾的是,这篇文章通过案例分析得到的结论是,大多数技术要走完这六个阶段,一般需要11-16年的时间,在风险投资眼里,这个技术要跨越2-3个投资周期,这是很难接受的。
但在案例研究中,专家们也发现了一些特例,这些案例基本用5-7年的时间就快速完成了推广,并在10年内在行业普遍应用,占据了绝对优势。而分析这些特例的成功要素,就是我们今天这篇文章要着重接介绍的内容。下面我们将逐一回到历史上这些技术的诞生时点。
在这篇文章中,作者通过模型与历史分析结合的方式来解构每一项技术发展的历程,并就这项技术何时进入到下一个阶段都进行了界定讨论。我本人为这篇文章做了两个时间定义,一个是成熟时间,即一项技术从应用发明到成熟早期的时间,标志着一项技术被行业主流认可;一个是跨越时间,即从应用发明到早期应用阶段,这标志着一项技术跨越了生死关,具有很好的商业价值并能够取得很好的回报,这两个概念将有助于读者感知技术发展的历程。
SBR技术
跨越时间3年,成熟时间7年。
首先出场的SBR技术,这对于水处理行业已经是耳熟能详,原理在这里不再赘述,他通过“时间换空间”的方式在减少构筑物,节约投资和占地方面具有很强的竞争力,同时他具备的同步硝化反硝化功能也是他能够满足氮的去除。SBR首先在澳大利亚和日本进行了应用,并随后进入北美市场,在脱除总氮方面获得更多应用。
作者认为,推动SBR技术快速推广的核心要素有三点:
在占地和投资方面都有大约四分之一的缩减,这对当时行业管理者具有强的吸引力;
在进入美国市场的时候,田纳西政府给予了较高的补贴(大约可以覆盖60%的成本),大大提高了推广效率;
当时北美市场对于生物脱氮工艺的要求,是SBR技术在北美市场推广的政策驱动力。当时美国一家外行业公司Austgen Biojet凭借敏锐的嗅觉率先获得了这一技术,包揽了美国市场前三年的份额,这种高额回报也驱动着更多公司进入,市场竞争也对SBR技术推广起到了推动作用。
生物除磷
跨越时间两年,成熟时间六年。
同SBR技术类似,现在我们已经将生物除磷看作是工艺的一个原理和自然发生的过程,成为一门显学,但在诞生之初,却是一项具有竞争力的独门绝艺。
南非是生物除磷工艺的诞生地,上世纪70年代,南非政府开始关注水体中磷元素对于富营养化的贡献,并开始设立标准和法规要求市政污水厂增加除磷工艺环节,而当时可供选择的技术只有化学药剂除磷这一条路,这会大大增加水体中金属元素和化学品的数量。目前公认的脱氮除磷之父——James Barnard发明了生物除磷工艺,尽管在成本上与药剂法相比没有明显降低,但生物除磷会大大降低环境影响,因此,生物除磷工艺在南非获得了快速推广。在短短两到三年的时间,南非超过16%的污水厂都应用了生物除磷工艺,这样的发展速度大大超出了当初的预料。
根据Barnard个人的总结,除去法规驱动以外,生物除磷技术获得快速推广的原因有两点:
当时南非政府每月举办的污水厂管理人员技术研讨会,大大加快了技术品牌的确立和知识的交流扩散;
当时南非聚集了一批高水平的专家队伍,使行业能够快速掌握这一相对复杂的工艺。
紫外消毒技术
跨越时间四年,成熟时间六年。
紫外线已被证明是细菌杀灭良好技术。上世纪70年代,北美最大的海湾-皮萨切克湾因为其渔业利益,要求所有的市政污水出水都经过杀菌处理。1982年,东丽公司的紫外消毒设备在加拿大的Tillsonburg水厂进行了首次应用。之后在五年内,该技术就在五座污水厂安装应用,并在后续两年内扩展至30座。紫外消毒设备快速推广的原因,首先是政策驱动,另外,全装备化,快速安装,调试,无需工艺改造成为这项技术极具竞争力的原因。
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