江苏省技术产权交易市场

张少先:国际环保技术在中国的产业化培育实践

2022-05-16

作者:张少先 高嵩 吕尤

 

 

    技术产业化培育是连接科研与产业的关键枢纽。近年来,围绕技术产业化,JIEI与荷兰归国创业的张少先博士领导的Vision and Action (V&A)公司,共同开展了多方位的研究与实践。如参与水专项中水科技成果转化相关的展示及推广平台建设,参与中欧技术合作与创新的研究,共同成立了 “国际环保技术产业培育中心”,系统地研究了欧洲环保技术在中国技术产业化落地的培育过程,并进行了内容丰富的实践。本文是近几年产业培育经验的初步总结,由双方共同梳理完成。

 

 

 

张少先,在荷兰Eindhoven University of Technology(埃因霍芬理工大学)获得光电子学博士学位,曾在全球光刻机龙头企业阿斯麦(ASML)公司从事光刻机研发工作,后创办Vision and Action(V&A)国际技术合作与产业化有限公司。

欧洲环保科技的影响和实践

 

在过去相当长的时间中,欧洲一直是全球环保科技的创新高地。系统地研究和借鉴欧洲环保科技,特别是技术的产业化发展有助于我国环保创新与产业的发展。

 

以水技术为例,目前全球水处理领域的系列装备、技术,以及被看作是未来趋势的一些科技成果,大部分发源于欧洲。如成为污水厂标配的活性污泥法在欧洲起源,并由英国的学者完成理论体系建设;厌氧消化池,源于德国的英曼霍夫池;UASB、EGSB和IC等厌氧技术都是以Lettinga教授为代表的荷兰科学家推出的技术成果;从厌氧技术衍生出来的当前行业热门的厌氧氨氧化技术及好氧颗粒污泥技术,是源于荷兰瓦赫宁根和代尔夫特两所大学的创新成果,这两项技术被业界认为具备颠覆性技术的潜力。

 

在可持续发展的理念和实践方面,欧洲也领先全球。比如当下我国正在大力推进的碳达峰、碳中和战略,欧洲在1990年就在整体上实现了碳达峰,并在2010 年提出了全社会碳中和的目标。在污水处理行业,欧洲提出了“NEWS”概念,即将污水厂建设成资源厂、水源厂、能源厂。这一理念也对我国行业发展产生了较大的影响。欧洲在碳中和方面的做法、管理措施、创新资源的协同、创新网络的建设,也有诸多可以借鉴的地方。

 

在技术和理念之外,欧洲国家的科技成果转化体系也值得称道。他们不断地用全球化的视野和更高效的组织方式来推动本国科研院所和企业开展紧密合作,持续提升创新的效率。我们前些年,以荷兰的欧洲卓越水科技创新中心(wetsus)为案例,对欧洲的创新网络的进行了系统研究,并加入了他们的创新组织,发现整个欧洲的高校、中小企业、终端用户已经链接成了一个非常庞大而充分的网络。Wetsus位于荷兰的莱瓦顿,城市规模很小,但它能协调69家高校和169个科研团体在其平台上开展应用基础研究层面的科研,每年能吸引超过一亿欧元的科研计划投资支持,其中20%的经费来源于企业,资金的使用效率非常高。

 

环保是个非常讲求实践效率的领域,欧洲环保科技的转化最终载体是企业。以知名的厌氧技术公司荷兰帕克公司为例,帕克一直以厌氧技术为中心发展完整的技术体系构建自己的护城河,聚焦在高浓度有机废水领域为客户做梯度延伸服务。最开始,帕克承接瓦赫宁根大学的成果做面向高浓度有机废水资源化处理的UASB和IC等厌氧反应器;接着围绕厌氧反应器产出的沼气脱硫,跟壳牌石油合作,把生物脱硫技术推广放大;然后与一批科研机构合作把厌氧系统的颗粒污泥工程化经验扩展到发展厌氧氨氧化技术做高浓度有机废水常常伴生的高浓度氨氮废水处理;现在又联合Wetsus等科研机构在探索利用生物技术把高浓度有机废水做附加值更高的资源化利用,如从污水中提取并回收塑料。从帕克的发展历程可以看到,欧洲主流环保技术公司长时间聚焦在同一领域,与科研机构协同,打磨技术体系,挖深拓宽护城河,追求为客户持续提升价值。

 

从全局来看待欧洲的环保科技成果,可以总结出以下几个特点:理念引领、实践到位、技术领先、企业聚焦、产学研联动实现高效产业化转化,这些值得我们借鉴和学习。

 

中欧在环保科技合作方面有着悠久的历史与基础,但大多结束于合作科研成果,缺少成体系、持续的开展环保产业技术的合作与良性互动,这是一个迫切需要新思路的“老问题”

 

欧洲环保技术产业化培育的探索和体系建设

 

为了探索解决这个问题,JIEI同V&A共同建设了“国际环保技术产业培育中心”。团队领导者是张少先博士,张博士毕业于荷兰埃因霍温理工大学,在现在大家耳熟能详的光刻机企业ASML公司长期工作,对荷兰开放式的创新体系有非常深入的研究,后来自己创业将这些心得应用于环保和光电等多个领域,都获得很好的效果。研究院作为环科园的产业促进平台,对产业发展战略和产业资源整合有很深厚的积累,两个团队有很强的互补性,边研究,边实践,目前已经形成了很好的成果。

 

首先来定义我们的工作,通常被叫做“技术转移”。我们认为,由于环保技术有很强的地域、行业和实践属性,用简单的“转移”是无法完成一项技术从一个市场体系推广到另外一个,实际上这需要一整套解决方案,是在一个迥异的环境下把特色技术融合在一个解决特定市场难点问题的商业生命体的生根、发展、获得生命力的过程,所以我们更愿意称其为“技术产业化培育”,是一个生命体的孕育过程。以前大家浅显的认为技术转移是一个中介性的、对接的、平台性的工作,但从产业化培育的角度来看,这是一个非常综合的,带有创业精神的,充满创造和再开发的培育建设性工作

 

在中国这样一个快速发展变化的市场进行产业化培育,效率无疑是重要的。要在可接受的时间内落地见到实在的效益,需要有一套兼具弹性框架和严谨内核的方法论和管理体系来保障,管理体系内涵丰富,比如市场和技术评价体系、中试平台体系、运营体系、产业链体系、团队建设、组织体系、法律和商务体系等,受篇幅所限,以下介绍一些要点,也欢迎感兴趣的同行联系我们做进一步交流。

 

 

产业化培育方法论

经过多年的实践探索,我们就国际环保技术产业化工作形成了一套“选种-发芽-育苗-成长”的四阶段培育方法体系:

1、选种——从国内环保行业共性难题出发,以明确的市场需求为准绳,在欧洲地区选择适合的性价比高的国际环保技术。

2、发芽——在国内选择相应中等规模项目进行演示,论证技术适应性和经济指标。

3、育苗——结合商业项目推广,优化技术、整体配套、培养团队、完善商业模式。当演示成功后,即在验证了技术可行、经济指标也不错的情况下,我们需要通过商业项目来优化系统,来做整体的配套,特别是供应链的配套,从而形成可复制的标准化的工艺包和工程作业手册,同时也形成完整的工作团队和完善的商业模式。

4、成长——引入有大规模市场渠道的战略合作方,做强做大。进入成长期以后,通过成立专门的公司,引入战略投资者一起来合作,把事情做强做大。

 

 

市场与技术评估体系

技术产业化培育的要点是把特色技术融合在一个解决方案里解决特定的市场问题。市场是一切的源头和载体,这是常识但被普遍忽略的,很容易引发方向性问题。从技术产业化培育的角度,要去发掘和精准定位特定市场的技术性难点问题(请注意:大多市场难点不是技术性因素导致的)和市场容量,及市场竞争状况和仿制门槛。以这样的市场评估为起点,后续跟进开展的技术产业化工作就是有源之水。

 

在特定市场评估明晰后,在寻找和评价候选技术的过程中,一个关键点是要准确地评估候选技术的成熟度。技术就绪度(TRL)是国际较为通行并被证明行之有效的评价方法,在国际上广泛用于科技项目的审查和评价,在我国也有一定演变应用。我们具体借鉴的是欧洲高端装备制造行业的TRL技术成熟度体系,这个体系的特点是标准化与通用化,比如TRL4级的内核是试验室小试、TRL7级的内核是生产在线条件下的中试,具体如下图所示。

 

 

特别需要注意的是,在产业培育过程中,需要对技术成熟度根据使用环境不同而进行重新界定。因为即便是筛选出的技术已经在欧洲经过了大规模应用验证,仍需要从适用中国使用环境的角度进行本地化验证和二次开发。

 

例如我们引进的一个欧洲TRL9级就绪度(大规模应用级)的高浓度有机废水处理技术,在国内的演示项目定位为TRL7级(在线生产中试级),虽然处理规模上达到了TRL8级中等规模化首台套应用(为日处理2,000立方米的高浓度有机废水,COD浓度大概在10,000ppm,总COD约20吨/天)的等级,但我们以TRL7 级即在线生产中试级的项目定位来全面完整地论证这个技术在中国的适应性、实操性、工程化优化点、本土化供应链配套和经济指标等。

 

 

建立和发展信任

国际合作的实践中一个非常重要的影响因素是“信任”。如何建立信任?最早期我们尝试的方法是和外方在欧洲成立合资公司,后期如有纠纷,则仲裁地点在欧洲,这能够很大程度地打消合作方的顾虑。建立信誉后,合作开展越来越顺畅,合作方也愿意在中国成立合资公司,便于业务的发展。随着时间的推移,我们逐步发展起包括技术授权在内的具有丰富形式的合作体系。

多年实践下来,我们总结不同的国情和文化跨地域高效协作的基础是对合约规则的遵守以及严谨规范的项目管理。比如对合约规则的遵守方面,我们秉承“两个凡是”原则:凡是约定好的事情,无论什么情况,都要兑现;凡是合作方的知识产权,无论什么情况,都要尊重。这是我们要求团队无条件执行的。通过这种方式,不断积累国际合作方对我们平台的信任。从去年来看,即使在疫情情况下,我们这套体系依然运转良好,去年有十几个欧洲公司主动找到我们希望开展合作。

 

 

知识和IP管理体系

我们引进到中国来进行产业化培育的国际技术,类似于一个黑箱,要使中方技术团队快速理解、消化国际技术,就需要一个完善的知识和IP管理系统,核心是体系化的文档管理和保密体系,需围绕知识库的建设,构建知识权限管理体系,积累IP,实现洲际多地高效协同。

 

 

产业化配套体系

沿着技术成熟度5-9级的发展过程,我们建立了从小试实验室、中试试验场到装备制造和供应链等一系列配套体系,支撑整个工作体系高效率的推进。通过可控的、标准的配套体系,提高技术培育过程的确定性,减少和降低风险,将大部分环保产业技术培育的时间周期缩短到2-3年。

按着这套标准,我们在有限的条件下,比较规整地建立了各种配套体系。如按照欧洲标准建立技术团队,以便与欧洲技术专家(工程师)进行系统化的日常交流;有内部服务性质的小试基地,用来进行非常规的分析化验和小试试验;依托一批布及长三角的危废中心、化工厂、污水厂建立合作性的演示基地;以及完善中试及装备制造测试基地和供应链建设,打通了从实验室到大规模标准化设备制造的完整链条。

 

 

发展合作

在国际方面,我们建立了国际专家与国际网络,包括邀请到荷兰、德国、比利时、卢森堡、奥地利、意大利、西班牙、丹麦和瑞典等环保行业资深专家与领军企业家作为我们的合伙人团队,以及加入国际水创新联盟等多个国际网络。在这个由行业资深人士建立的网络中,若在某一点上打通了,积累起信任后,他(她)会推荐其他合作伙伴再来与我们合作,这个网络就会如社交网络般逐渐扩大。

在国内方面,JIEI研究院的团队主要负责成果推广、产业研究、产业培育,V&A技术团队则主要负责技术筛选、小试、相关环境(操作环境)中试、工业级演示和小规模项目实施。目前,两个团队在一个办公地点办公,通过这样的融合一起把工作往前推。

 

典型案例

 

我们的工作大约进行了8年,期间我们有很多失败甚至挫折,但也取得了一些成绩,并在实践中不断总结经验,完善体系。这些年来我们共对接评估了上百项技术,按TRL验证了20多项技术,正在产业化培育4个技术产品家族,并发展高浓度有机废水、含油危废、村镇污水等3个技术产品家族走向了规模化产业应用,相关项目在全国近20个省落地,在中欧两地都形成了一定的影响力。典型案例说明如下。

 

 

高浓度有机废水资源化处理技术

荷兰HydroThane(海卓森)是一家荷兰专注于从事高浓度有机废水资源化利用的公司,业务遍布全球。公司技术总监Wim Koevoets先生参与了上世纪荷兰Lettinga教授主持的世界上首台UASB厌氧反应器的研发及工程化应用,几十年来领导团队所参与的项目超过1000个。Koevoets先生凭借丰富的理论基础及实践经验,综合了UASB、IC和EGSB各反应器的优缺点加以吸收改进优化,发明了高效厌氧反应器ECSB(External Circulation Sludge Bed外循环颗粒污泥床)厌氧反应器,解决了工业废水水质水量波动大,常规高效厌氧反应器难以稳定运行的难题。

我们判断ECSB比较适合中国工业高浓度废水波动大的难点,通过江苏国信协联能源有限公司落地了首台套ECSB在中国的演示项目,每天处理2,000立方米高浓度柠檬酸生产废水;在演示项目基础上,通过后续十个在生物医药、化工和食品等领域的大规模处理项目,把本土化供应链、实验室到中试体系、专业齐备的团队、商业模式等进行了充分的发展和锤炼,把该技术在国内的产业化水平提升到了TRL9级技术成熟度,并正与HydroThane团队联合培育高效厌氧氨氧化Hydrammox技术。

我们近期完成的一个标杆性项目是贵州茅台镇赤水河流域白酒企业废水集中治理工程-二合安龙场白酒废水处理厂建设项目,该项目为环保部督办的赤水河流域整治的关键项目,设计日处理白酒废水规模1.5万吨/天。我们经过全球大比拼,最终赢得了该项目的核心工艺段厌氧单元的合同。合同设计指标为SCOD去除率90%,实际工程结果实际达到了97%的去除率,不仅大幅降低综合处理成本,还通过沼气利用形成非常可观的循环经济价值,在酿造行业树立了一个高效厌氧处理的标杆。

 

 

无动力、免维护分散式生活污水装备

众所周知,我国农村污水处理是个硕大的市场,但普遍存在着污水系统安装后运行维护保养难、运行成本高等问题。我们在2016年观察到这些问题后,用两年时间在欧洲筛选了16家公司的分散式生活污水处理技术,比选的核心是运行维护的难度和运行成本,最终选择了卢森堡的BIOROCK(百诺可)公司。

BIOROCK做了34年的小型分散式污水处理,完全达到技术团队提出的几个要求:处理效果稳定可靠,维护极为简单,能实现无动力或微动力(平地无法实现重力自流时在出水端需要提升泵),装备化反应器,能够抗冲击和长时间无原水停机。该反应器的构型非常巧妙,通过一些有意思的专利产品设计,实现了无动力曝气,通过填料的创新设计基本实现了免维护,罐体壁厚、罐体凹槽等细节,都是在34年中遇到的各种问题所凝结出来的产品改进结果。这让我们很感慨,做同类产品的企业浩如烟海,但很少见持续积累34年经验的完善产品。

技术选择后,我们同合作伙伴在不同示范点开展了演示验证工作,去检验实际效果。在宜兴,我们也参加了政府举行的各种技术比武的活动,获得了不错的效果。验证后,我们在中国成立了合资公司,按照我们的培育模式,开始完善本土化、商业模式、供应链等。

目前,该技术已经在国内15个省市有了应用案例,90%以上实现无动力。并且难能可贵的是,我们中国团队牵头引领欧洲团队,完成了新型产品开发,打通了从单户型到乡镇污水厂500方/天规模的全系列产品覆盖,出口全球。后续我们希望能与一些大型企业开展大规模战略合作。

 

总结和展望

 

经过多年的发展,在众多合作伙伴的长期大力支持下,我们以一批欧洲特色环保技术在国内的产业化落地实践为抓手,探索出一条“选种-发芽-育苗-成长”的国际环保技术产业化培育模式,建立发展了与之匹配的高效管理体系和支撑系统,已经基本具备了在更大范围内开展系统性对接和产业化培育的能力。

我们希望与更多的同行来探讨技术产业化培育的机理、机制与实践;希望与自身有大规模特色市场难点需求的合作伙伴共商合作;希望与所有业界同仁为建立美丽中国和人类的永续发展而努力!

 

 
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