危机 才是水科技创新加速器？

“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。

超滤膜过滤技术

跨越时间4年，成熟时间7年。

超滤膜的应用是水处理行业颠覆性创新的典型例证，虽然具有极具竞争力的出水标准，但它高昂的成本使它在早期基本无法与砂滤和混凝技术竞争。转机出现在上世纪90年代，英国隐孢子虫危机爆发，这种微生物会引起人及牲畜的快速发病，严重时会多去生命。这时超滤技术的优越性就超过了成本劣势，开始进入英国和北美市场。1998年，英国颁布了《临时地表水处理法案》，超滤技术开始作为一项制定技术被国家强制使用。关键转机出现在2000年之后，收到应用端的推动，膜材料的研发与制造获得了快速进步，膜成本大幅下降，终于在2008年，GE的超滤技术在加拿大的Olvenhain水厂中，首次通过公开招投标的方式击败砂滤工艺获得了订单，这被行业认为是超滤技术发展的关键一役。

生物脱硫技术(ThiopaQ)

跨越时间6年，成熟时间13年。

微生物脱硫技术来源于荷兰厌氧技术的大师Lettinga的实验发现，后续由他的学生Buisman Cees教授(也是荷兰WETSUS的创始人)发展成熟，并通过荷兰帕克公司以ThipaQ的技术品牌进行产业化推广。这种技术可以从天然气，垃圾填埋气和沼气中提取生物硫，比化学制硫磺更适合做肥料和杀菌剂。ThipaQ技术在20年间迅速积累了大约100项工程应用业绩。这样的推广得益于帕克公司和石油巨头壳牌公司的联盟，双方围绕这个技术共同设立了合资公司，围绕壳牌公司丰富的资源，迅速打开了市场。这也是技术产品公司同行业平台公司合作的成功典范。

污泥热水解工艺

跨越时间五年，跨越时间15年(有五年多平台期)。

污泥热水解的调研数据来自康碧公司，康碧公司也是污泥热水解技术的先驱，这项技术的核心是通过压力和温度的作用，改进污泥脱水能力，提高厌氧效率。这项技术在1989年进行首次中试，并进入到推广应用阶段。这项技术有趣的点在于他用三年左右的时间就到了早期应用阶段，但在后续五年左右只增加了两个项目，在平台期徘徊了很久。这种现象在技术发展过程中也比较常见，企业和科学家需要在这个阶段总结经验，优化方案，更好的适应市场，2007年之后，这项技术又进入到了快速发展阶段。

总结

经过对上述六个案例的总结梳理，作者将创新技术的发展驱动力归纳为两个核心要素，危机驱动和价值驱动。危机驱动主要是由公众利益推动国家立法和标准修订，而推动新技术的使用;价值驱动则是向客户提高在性价比方面具有竞争力的产品。上述六个案例中，生物除磷，紫外消毒，超滤技术的应用是明显的危机驱动;而生物脱硫和热水解则是明显的价值驱动;SBR技术则兼而有之。

危机驱动的技术，比价值驱动的技术用时更短。

危机驱动往往能够大幅缩短推广时间(缩短一半左右)，并且可以创造机会让相对昂贵的技术进入行业，是颠覆性创新的最好入口。但这也是风险最高的方式，因为环境政策的变化是社会发展的产物，也是多方博弈的结果，很多公司就是因为对时间点的误判而造成了失败。

文中列举了一个企业的例子：瑞典一家名为海洋拯救者的公司，潜心发展轮船压舱水的处理技术，但对于压舱水处理的相关标准法规迟迟没有出台，最后创业者只好在2017年忍痛关闭了公司，而戏剧性的是，在他们关闭公司几周后，法规通过了。你必须做正确的事，还要坚持等到正确的时间。

价值驱动的案例中，所用时间明显会更长，而且即使是突破了研发阶段，开始在市场上获得订单，也会因为各种因素遭遇发展平台期，这个阶段往往需要企业在市场增幅不大的情况下，认真分析形势与产品，选择是否要更多的对技术研发进行投入。这都需要企业在发展过程中有所预期。而最核心的是，价值驱动的技术，需要创业者有极为清晰而坚定的价值主张和价值定位。才能持续坚持下去。

写在结尾

几位专家在文章末尾，也说这是他们研究的开端，后续还要就水科技创新的机制和效率开展下一步的研究，希望和产业界进行广泛的合作，能做出更有针对性的研究模型。可能很多读者会跟我有一样的体会，就是文章最后的结论总给人意犹未尽的感觉，希望能有更进一步的答案。但从另一个角度来看，可能这种看似大实话的道理，我们在实际工作中都没有很好的执行。

我们见过很多的创业案例，其实都是在自己的技术是危机驱动还是价值驱动之间摇摆，要么失去了更好发展的机遇，要么因为错误的定位而失去客户。这是我们在开启一个技术研究，或者开始一个创业的时候，首先要问自己的问题。这也是我们在考察一项技术成果是否具有生命力，是否有推广价值的重要指标。

转自：JIEI创新实验室