高嵩，江蘇省（宜興）環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長，企業(yè)管理戰(zhàn)略專家，高級工程師，清華大學(xué)工程博士。圍繞推動中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，組織并主持多次會議、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽及研討沙龍，對環(huán)保產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)體系建立具有深刻的理解和豐富的實踐經(jīng)驗。目前，還擔(dān)任多家創(chuàng)業(yè)公司董事，同時還是科技部中長期科技發(fā)展規(guī)劃生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)組副組長，國家“十四五”水專項接續(xù)戰(zhàn)略研究產(chǎn)業(yè)組和總體組成員，科技部科技預(yù)測（2019）工作小組成員。

從水處理行業(yè)的變遷史來看，環(huán)保行業(yè)就是在不同的歷史時期，為了解決人與環(huán)境之間的問題，不斷整合當(dāng)時最適用的技術(shù)而形成的各種解決方案，同時在過程中不斷產(chǎn)生新的問題，再去尋求新的方案解決問題。而面對行業(yè)變化慢、創(chuàng)新周期長、短期回報難等問題，如何加速水科技成果轉(zhuǎn)化推廣至關(guān)重要，需要結(jié)合需求，整合所有資源協(xié)同創(chuàng)新，才能做出更好的產(chǎn)品，這才是創(chuàng)新的本質(zhì)。

水處理行業(yè)的變遷史：以需求為導(dǎo)向，不斷整合最適用技術(shù)而形成各種解決方案

從污水處理的歷史來看，其發(fā)展歷程已經(jīng)超過了100年，這期間污水處理的功能定位發(fā)生了三次重大變革。19世紀(jì)初，在美國馬薩諸塞州的勞倫斯鎮(zhèn)，工業(yè)革命在為小鎮(zhèn)帶來迅速增加的財富和人口的同時，也帶來了日益被污染的水源和水中的傷寒病菌。此時，在勞倫斯附近的麻省理工學(xué)院的一位微生物學(xué)專家—威廉·塞奇威克教授，通過當(dāng)時最新發(fā)明的顯微鏡和化學(xué)分析，得出傷寒來自被污染的飲用水。為解決公共衛(wèi)生的需求，結(jié)合當(dāng)時的先進科技，這位現(xiàn)代公共衛(wèi)生之父立即推動在勞倫斯設(shè)立一個簡單的處理站，被認為是現(xiàn)代污水處理工藝最早期的企業(yè)，并由此研究衍生了生物膜法。勞倫斯站建成三年之后，整個城市的傷寒發(fā)病率降低了80%。在勞倫斯站建成50年之后，兩位哈佛教授的研究結(jié)果證明，美國的人均壽命從1900年的47歲提高到了63歲，其中一半的貢獻都來自污水處理技術(shù)。

20世紀(jì)50年代，因工業(yè)化生產(chǎn)導(dǎo)致大量氮磷營養(yǎng)物排放到自然水體，水體富營養(yǎng)化問題凸顯，脫氮除磷成為污水處理的另一主要訴求。1973年，被譽為生物脫氮除磷之父的James Barnard博士，在原有工藝基礎(chǔ)上，將缺氧和好氧反應(yīng)器完全分隔，污泥回流到缺氧反應(yīng)器，并添加了內(nèi)回流裝置，縮短了工藝流程，也就是現(xiàn)在常說的缺氧好氧（A/O）工藝；1974年Barnard博士又開發(fā)了最早的強化生物除磷工藝（EBPR）。通過不斷的研究和驗證，Barnard博士最終發(fā)明了能同步脫氮除磷的工藝（BNR工藝），案例遍布美國、歐洲、加拿大、澳大利亞、新西蘭、中國、巴西等國的數(shù)千座污水處理廠，被廣泛認為是近代污水處理最重要的創(chuàng)新之一。同時，在污水處理廠建設(shè)過程中，當(dāng)時微生物科技、建筑工藝和管網(wǎng)技術(shù)等先進技術(shù)也促進了新的水處理工藝的誕生，推動污水處理廠逐步成為城市建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)配置，同時也成為一個巨大的資產(chǎn)。

隨著水污染加劇、水資源短缺嚴(yán)重，人類對水質(zhì)提出了更高的要求，開始關(guān)注城市污水資源化，污水處理回用技術(shù)興起。在登月期間，肯尼迪總統(tǒng)特批了10億美金用于研發(fā)反滲透技術(shù)，以運用于太空，使太空船不用運載大量的飲用水升空。結(jié)合先進的材料工業(yè)，最終形成了反滲透膜，被譽為肯尼迪對于全世界領(lǐng)域最大的貢獻。20世紀(jì)70年代美國在二十一水廠率先開始利用反滲透技術(shù)將污水處理至飲用水標(biāo)準(zhǔn)，并回灌到地下水，開創(chuàng)了污水資源化之先河。2000年左右，反滲透技術(shù)在新加坡發(fā)揚光大。為解決本國水資源極端匱乏的問題，加之當(dāng)時反滲透技術(shù)的應(yīng)用成本已在可接受范圍內(nèi)且技術(shù)成熟，新加坡提出新生水（NEwater）技術(shù)路線，即城市污水經(jīng)過常規(guī)二級處理后，再經(jīng)過反滲透處理等工藝獲得達到飲用水標(biāo)準(zhǔn)的新生水。這是污水處理廠的第三次重大變革，即污水處理廠可以成為城市的第二水源，有效解決未來城市的水資源危機。污水處理廠的資源能源屬性同樣在奧地利的Strass水廠有所體現(xiàn)，基于碳源濃縮以及側(cè)流厭氧氨氧化，污水處理廠實現(xiàn)了100%能源自給，從此打開了未來污水處理廠碳中和的大門。基于這些技術(shù)的應(yīng)用，歐洲開始全面提出未來2030計劃，把污水處理廠從現(xiàn)在單純的保障人類的公共安全衛(wèi)生、保障水資源，變成營養(yǎng)中心、能源中心和水資源中心。

目前，由于工業(yè)生產(chǎn)及化學(xué)藥品的應(yīng)用，水環(huán)境中的激素、抗生素以及各種新型污染物帶來的環(huán)境風(fēng)險問題受到越來越多的關(guān)注，歐洲一些國家開始進行污水處理廠四級處理，在污水處理的指標(biāo)中加入相應(yīng)的指標(biāo)，但目前工藝路線還較為昂貴。如德國巴登-符騰堡州對污水處理廠的四級處理升級投資6200萬歐元，其中13座已在運行，醫(yī)藥殘留物是主要的微污染處理對象。綜上所述，環(huán)保行業(yè)就是在不同的歷史時期，為了解決人與環(huán)境之間的問題，不斷整合當(dāng)時最適用的技術(shù)而形成的各種解決方案，同時在過程中不斷產(chǎn)生新的問題，再去尋求新的方案解決問題。

加速水科技成果轉(zhuǎn)化推廣的要素：社會重大需求、創(chuàng)業(yè)及技術(shù)驗證與示范的中試平臺的建立

2018年，全球高端水環(huán)境技術(shù)市場咨詢公司Blue Tech Research以及荷蘭的專家研究發(fā)現(xiàn)水處理技術(shù)的推廣轉(zhuǎn)化過程分為“應(yīng)用研發(fā)—中試階段—示范工程—早期應(yīng)用—快速推廣—成熟應(yīng)用”6個階段。而通過豐富案例分析發(fā)現(xiàn)，水技術(shù)從研發(fā)到成熟應(yīng)用的行業(yè)平均時間為11～16年，時間周期較長。這讓投資機構(gòu)在想要投資一項污水處理新技術(shù)時感到非常沮喪，其風(fēng)險投資基金的周期為2～5年，5年時間難以覆蓋一個技術(shù)的成熟；如果在技術(shù)后期投入，也面臨高新技術(shù)價格昂貴，利潤快速縮減的情況，投資機構(gòu)難以把握很好的時機。

然而，這些學(xué)者也觀察到一些特別的現(xiàn)象，就是一些技術(shù)因為某些特殊原因，其推廣轉(zhuǎn)化周期能夠縮短至一半以上，如紫外消毒、熱水解、生物脫硫以及SBR技術(shù)等。究其原因，一是，社會重大需求是技術(shù)成果推廣的首要驅(qū)動力，如英國爆發(fā)隱孢子蟲的感染后，作為現(xiàn)代污水處理廠的標(biāo)配技術(shù)—紫外線消毒技術(shù)倍受推崇和青睞，應(yīng)用實例增加十分迅速。二是，優(yōu)秀的商業(yè)模式設(shè)計。技術(shù)需求方與技術(shù)提供方通過建立合作企業(yè)的形式進行關(guān)系綁定，使得技術(shù)研發(fā)與轉(zhuǎn)化更具有目標(biāo)性。如帕克公司的生物脫硫技術(shù)，在20年間迅速積累了大約100項工程應(yīng)用業(yè)績，這樣的推廣得益于帕克公司和石油巨頭殼牌公司的聯(lián)盟，雙方圍繞技術(shù)共同設(shè)立了合資公司，依托殼牌公司豐富的資源和資金支持，以這種方式開展的技術(shù)推廣目的性強，轉(zhuǎn)化效率高。三是，技術(shù)驗證與示范的中試平臺的建立。是技術(shù)成果從實驗室走向市場的中間環(huán)節(jié)的重要設(shè)施與核心要素。國家水專項管理辦公室在國際TRL定義的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)實際情況，將技術(shù)發(fā)展水平定義為“發(fā)現(xiàn)基本原理或看到基本原理的報道—形成技術(shù)方案—通過小試驗證—通過中試驗證—形成工藝包或產(chǎn)品、平臺建設(shè)設(shè)計，技術(shù)方案通過可行性論證—通過技術(shù)示范/工程示范—通過第三方評估或用戶驗證認可—規(guī)范化/標(biāo)準(zhǔn)化—得到推廣應(yīng)用”9個等級。其中1～4階段基本由高校來完成，8～9階段由企業(yè)來完成，然而在5～7階段的生產(chǎn)驗證、產(chǎn)品開發(fā)以及相應(yīng)的技術(shù)優(yōu)化方面，我國缺少中立的機構(gòu)從事技術(shù)的驗證和示范工作，缺少技術(shù)驗證、演示場地等基礎(chǔ)設(shè)施等。中間鏈條的缺失是我國水科技成果轉(zhuǎn)化推廣面臨的核心問題。

上述水科技成果快速轉(zhuǎn)化推廣路徑探索經(jīng)驗對我國的啟示為：社會重大需求下，技術(shù)推廣獲得強大助力、效率高；從荷蘭等國的案例來看，創(chuàng)業(yè)是技術(shù)成果推廣和產(chǎn)業(yè)化最高效的方式，多學(xué)科、產(chǎn)業(yè)與科技結(jié)合的聯(lián)合研發(fā)，以及具有互信的協(xié)作創(chuàng)新能較大程度的提高創(chuàng)新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的成功率和周期。最后，面向市場的技術(shù)驗證與示范平臺是水技術(shù)成果從實驗室走向市場的中間環(huán)節(jié)的重要設(shè)施與核心要素。圍繞我國水科技創(chuàng)新在中試以及示范工程等中間薄弱環(huán)節(jié)，可以從國家層面在基地建設(shè)、基金設(shè)立、技術(shù)孵化方面給予針對性的加強，推進完善我國水科技成果轉(zhuǎn)化推廣鏈條。

案例分析

（1）新加坡水科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)推廣

新加坡水故事的起點，是這個國家為克服水資源匱乏問題而進行的努力和探索，經(jīng)過50多年的持續(xù)工作，他們收獲的不僅是本國水資源問題的解決方案，更是一個響亮的國際品牌和一套完備的水工業(yè)體系和科技創(chuàng)新體系。

成功的品牌塑造：利用獨特的區(qū)域經(jīng)濟優(yōu)勢和NEWater產(chǎn)生的品牌效應(yīng)，新加坡籌劃設(shè)立了新加坡國際水周活動和以首任總理李光耀命名的新加坡水獎，以此來提高NEWater系統(tǒng)在全球的知名度和關(guān)注度，同時依托國際一流的智力資源集聚，使新加坡不斷汲取新的水處理知識，吸引更多的優(yōu)秀人才。2015年，新加坡已吸引全世界超180家水行業(yè)公司和26家私營水研究中心安家落戶，環(huán)境及水務(wù)業(yè)為新加坡國內(nèi)生產(chǎn)總值貢獻了大概17億新元的產(chǎn)值，創(chuàng)造了1.1萬個就業(yè)崗位。

完備的水科技創(chuàng)新體系：圍繞水科技創(chuàng)新從需求產(chǎn)生—形成創(chuàng)意—技術(shù)創(chuàng)新—技術(shù)驗證—示范應(yīng)用—市場化推廣全鏈條，每一個階段都有相應(yīng)的扶持。最明顯的是新加坡通過向全球發(fā)布技術(shù)指南，征集先進技術(shù)，優(yōu)秀的技術(shù)成果可在水廠進行生產(chǎn)實驗，政府在資金、現(xiàn)場服務(wù)和水質(zhì)監(jiān)測方面提供服務(wù)和監(jiān)督，并組織行業(yè)專家、企業(yè)家和投資人做過程的優(yōu)化指導(dǎo)。被驗證的合格技術(shù)，進入NEWater的技術(shù)采購目錄，也會很快獲得投資人的青睞，這樣的操作體系也是新加坡創(chuàng)新性企業(yè)大量涌現(xiàn)的主要原因。

（2）荷蘭Wetsus快速創(chuàng)新

Wetsus（歐洲卓越可持續(xù)水技術(shù)中心），是一家世界頂級的水處理領(lǐng)域產(chǎn)、學(xué)、研平臺組織，坐落在荷蘭北部的一個小城市萊瓦頓，每年研發(fā)經(jīng)費1500萬歐元，其中330萬歐元來自企業(yè)。目前，Wetsus基于科學(xué)的管理機制，組織100多家企業(yè)、聚集了50多位教授和200多名博士，開展23個主題、62個項目的研發(fā)工作，成果轉(zhuǎn)化率高達40%，孵化企業(yè)27家。

Wetsus比較獨特的模式是其研發(fā)項目由企業(yè)提出需求、支付費用，然后把需求細分成幾個科學(xué)問題，每個科學(xué)問題找到相應(yīng)的專家，再由Wetsus嚴(yán)格選拔招錄的博士生構(gòu)成項目核心實施主體，在Wetsus的多學(xué)科實驗室和平臺上開展緊密的研發(fā)合作和互動，增加了取得突破性成果的可能性。博士生能夠從中清晰地認識產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程和定位未來的職業(yè)角色，而Wetsus對于博士生的綜合培訓(xùn)教育計劃，也使得博士生建立起高級項目經(jīng)理的素質(zhì)配置。

為鼓勵尖端技術(shù)聚集形成集群并促進創(chuàng)新成果最大化轉(zhuǎn)變成商業(yè)機制，Wetsus與水務(wù)公司以及商業(yè)、教育及政府部門，特別是卓越水技術(shù)中心（CEW）和水務(wù)聯(lián)盟Water Alliance協(xié)同合作，為其大量的國際研究項目創(chuàng)造了良好的創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境。其中，CEW主要面向成熟度中等的技術(shù)，為創(chuàng)新技術(shù)提供中試或者演示支持，對技術(shù)提出優(yōu)化建議、工程化推廣指導(dǎo)意見；而Water Alliance則為初創(chuàng)企業(yè)提供海水淡化、水質(zhì)監(jiān)測、污水處理和醫(yī)療廢水等不同原水的相關(guān)環(huán)境下的技術(shù)測試、放大和示范場地，保證技術(shù)體系的快速推廣。以這三家機構(gòu)為中心，共同形成了“基礎(chǔ)應(yīng)用研究—應(yīng)用技術(shù)開發(fā)—示范驗證”的技術(shù)創(chuàng)新鏈條，也形成了世界上影響力最大的水技術(shù)集群之一—萊瓦頓水科技園。

（3）宜興國合基地創(chuàng)新實踐

為推動環(huán)保產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提升國際化合作水平，環(huán)科園和企業(yè)打造平臺—國合環(huán)境高端裝備制造基地，一方面依托核心企業(yè)在環(huán)保高端裝備制造領(lǐng)域?qū)I(yè)的國際化合作與技術(shù)轉(zhuǎn)移專業(yè)能力，通過引進的外方合資項目對有市場潛力的環(huán)保技術(shù)成果進行轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)技術(shù)企業(yè)孵化和市場運營。另一方面，尋找細分領(lǐng)域具有優(yōu)秀技術(shù)產(chǎn)品的企業(yè)來園區(qū)落戶，為企業(yè)提供相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)車間、廠房和設(shè)備，實現(xiàn)環(huán)保裝備非標(biāo)產(chǎn)品的模塊化設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化制造，提高環(huán)保裝備制造業(yè)智能制造水平和信息化管理水平。同時平臺也為入駐企業(yè)提供資源股權(quán)鏈接、管理咨詢、市場咨詢、供應(yīng)鏈創(chuàng)新等服務(wù)，致力于打造國際領(lǐng)先的環(huán)保產(chǎn)業(yè)“技術(shù)轉(zhuǎn)化平臺、產(chǎn)業(yè)孵化平臺和智能制造平臺”。

我們結(jié)合創(chuàng)新規(guī)律和具體案例，認為創(chuàng)新結(jié)合需求，把所有資源整合成為更好的產(chǎn)品是創(chuàng)新的本質(zhì)，對于環(huán)保企業(yè)而言，無疑更需要資源協(xié)同，更需要聚集區(qū)的引導(dǎo)、組織作用，持續(xù)探索形成我國環(huán)保創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)路徑。