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新加坡新生水(NEWater)產業化分析及啟示:基于ST視角

2020-06-03 02:38歐春堯劉貽新張光宇
科技進步與對策 2020年9期
關鍵詞:產業化新加坡生態

歐春堯,劉貽新,張光宇

(1.廣東工業大學 管理學院;2.廣東工業大學 創新理論與創新管理研究中心,廣東 廣州 510520)

0 引言

培育以新技術驅動為核心的新興產業,對于實現綠色技術創新、促進社會經濟可持續轉型具有重要引擎作用。目前,中國正通過大力實施創新驅動發展戰略加快培育新興產業,推進供給側結構性改革,提升新興產業競爭力,以實現經濟發展質量變革、效率變革和動力變革。為此,政府制定了一系列重大戰略規劃,如《關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》、《中國落實2030年可持續發展議程創新示范區建設方案》等,旨在通過有效的宏觀調控和科學的政策組合設計,加快新興技術成功培育及相關產業可持續發展。然而,以太陽能光伏、風電設備和生物燃料為代表的新技術產業化歷程表明,新技術產業化是一個多主體參與、多要素協同、多階段銜接的動態復雜過程,一項新技術克服成長階段中的眾多障礙,最終實現產業化及相關產業可持續發展絕非易事:新技術極易受到現有主流技術鎖定,而且即使暫時立足主流市場,依然會在現有社會-技術體制中的生產消費模式、產業結構和用戶偏好等外部要素相互作用下形成路徑依賴[1]。因此,準確把握新技術產業化規律,提高政府政策干預有效性,從而破解當前新技術產業化發展成功率和貢獻度不高、政策扶植效果不顯著的困境,是當前新技術產業化管理面臨的重要問題。準確把握新興技術產業化培育規律,吸收借鑒國外成功經驗,探索符合中國情景的新興技術產業化培育路徑十分迫切。

現有研究集中探討了技術與體制共同演化視角下新技術產業化發展[2-3]和新興產業集聚機理、動力機制及空間布局[4-5],以及近年來國外逐漸興起的政策組合(Policy Mixes)角度下新技術產業化政策設計及其效率評價問題[6-7]??梢钥闯?,國內外新興技術產業化研究已有一定積累,但仍存在幾個理論缺口:首先,從技術與體制協同演化視角探討了新技術產業化機理和影響因素,但由于新技術產業化過程具有長期性與復雜性,相關研究僅涉及其中的某個階段,缺乏全過程分析;其次,新技術產業化是多主體參與、多要素協同、多階段銜接的復雜過程,不僅關系到新技術自身的變革,還涉及社會-技術系統中諸多要素的影響,而現有文獻較少關注技術創新的內生演化過程以及外部環境的作用機制;最后,現有關于政府如何通過政策組合構建新技術“保護空間”(Protected Space)、促進新技術躍遷演化的研究還較為缺乏[8]。為了把握新興技術產業化規律以提升產業培育成效,為加快發展新興技術產業化提供技術支持和決策參考,亟需引入新的理論框架進行更為廣泛、深入的探索。有鑒于此,本文采用可持續轉型(ST)這一國際前沿管理理論,基于社會-技術系統轉型的全過程分析視角,構建新興技術產業化ST分析框架,以新加坡新生水(NEWater)為例,深入剖析產業化運作機理,以揭示政府通過科學設計政策組合有效構建保護空間的作用機理,為我國構建區域產業技術創新體系提供經驗借鑒。

1 理論基礎

1.1 可持續轉型

ST理論是以建立可持續發展的社會-技術系統為目標,針對某項具有發展前景的新技術,建立創新生態位,通過科學設計政策組合,構建保護空間,有目的地引導新技術與市場、產業、政策、文化和消費者等多要素交互作用和協同演化,助力有前景的新技術在創新生態位中“孕育-發展-涌現”,直至促進現有社會-技術體制向新社會-技術系統轉型的管理理論[9]。Kemp[10]、Schot[11]和Geels[12]等利用生態位、技術演化和建構性技術評價等理論,對ST理論的核心概念進行全新詮釋,逐步完善并拓展了ST理論結構。Smith等[13]指出,ST理論拓展了傳統技術創新研究框架,重點闡述了技術創新演進與技術系統外部社會-技術體制的互動關系,側重探討“如何在技術創新與社會-技術體制演化初始階段利用機會,構建并管理新技術的生態位”,以及“如何適應現有社會-技術體制向未來社會-技術體制變遷并作出策略選擇”等基本問題,旨在為技術變革、綠色技術創新等重大現實問題提供理論解釋和分析工具。鑒于此,如何從可持續轉型角度厘清新興技術產業化演進過程并實施有效管理值得深入探討。

ST視角下新技術演化路徑研究主要包括3個層面:①社會-技術系統,是指影響社會-技術體制和創新生態位發展的外部環境,包括政治意識形態、社會價值觀、文化信仰和宏觀經濟趨勢等要素,表征最深層次的社會經濟結構關系[14];②社會-技術體制,是由已形成的技術、產品、知識、期望、用戶實踐、規則等多維度要素構成的一個連貫且高度相關的穩定結構,在其內部構成要素交互作用下,形成穩定性極強的路徑依賴和技術鎖定[15];③創新生態位,生態學視角下的生態位是指,在一個生態系統中,某個種群在特定時空中占據的位置以及與其它種群之間的作用關系。借鑒上述定義,Farla等[16]將創新生態位界定為新技術在社會-技術系統中的特定時空位置及功能關系。

作為社會-技術系統轉型過程的關鍵階段,創新生態位孕育了變革現有社會-技術體制的“種子”,為新技術成長演化提供“保護空間”。所謂“保護空間”,是指在轉型過程中,針對某項有發展前景但尚未占據主流位置的新技術,通過采取特定的機制策略,引導和支持其創新生態位培育與演化[17],主動為其構建起實驗空間。新技術要獲取進入市場、參與競爭的初步優勢,必須經歷創新生態位培育和躍遷,具體分為技術生態位(新技術在原有技術軌道中所處的位置和功能)、市場生態位(新技術形成的新產品在現有主流市場中所占據的位置及其關系,即新技術產品的初始市場)和范式生態位(新技術在現有社會-技術體制中形成一種新的技術范式及其在社會-技術系統中所處的位置和關系)[18]。

1.2 ST視角下新興技術演化基本模型

可持續轉型被描述為復雜且長期的過程,從可持續轉型的最新研究看,國外學者綜合引入技術、制度、環境維度等比主流創新研究視角更廣泛的創新觀,如MLP、SNM等,簡化了對社會技術系統演化過程分析,能更清晰地解釋轉型模型和概念。ST理論將社會-技術系統劃分為微觀創新生態位、中觀社會-技術體制和宏觀社會-技術景觀等層次,其交互過程可描述為:宏觀社會-技術景觀層面的引導觸發了社會-技術體制變革,誘發了創新生態位出現,而創新生態位的“孕育”也會迫使現有社會-技術體制發生漸進式調整;在社會-技術景觀和創新生態位雙重作用下,體制層面的持續性調整加快了創新生態位“發展”和“涌現”過程,最終形成適應新技術發展規律的新社會-技術體制,此時可以考慮撤離保護空間;當創新生態位和體制均實現與景觀匹配時,就完成了社會-技術系統轉型[19]。由此形成ST理論視角下新興技術產業化的基本模型,如圖1所示。

圖1 ST視角下新興技術產業化模型

該模型表明,ST視角下的新興技術產業化是一個多主體參與、多要素協同、多階段銜接的動態復雜過程[20]。目前國內研究不僅關注到綠色技術創新過程中存在的問題[21],也對現有社會-技術體制中如技術轉移、創新意愿、創新效率等進行了一定探索[22-24]??紤]到新興技術產業化問題的復雜性以及ST理論對于新興技術產業化這一長期演化動態過程的適用性,本文以ST理論框架為分析工具,從社會-技術系統外部演進及創新生態位內生演化兩個過程入手,深入揭示新興技術產業化的運作機理。

2 研究設計

2.1 案例選擇

本文通過構建一個新興技術“外部演進—內生演化”的產業化分析框架,揭示新技術與外部環境多層次、多維度、多要素交互作用過程。根據本文研究目的,案例選擇必須具有以下特征:企業以高新技術為基礎,并已形成一定經濟規模;其產業化應用為社會經濟發展帶來一系列變革;在新技術產業化進程中,外部因素起到重要推動作用。

綜合考慮案例企業與研究問題的匹配度,本文認為新加坡NEWater是本文案例研究的理想樣本。首先,作為世界性水務創新品牌,NEWater工藝將廢水處理與用水相結合,實現水資源循環利用,不僅解決了社會現實問題,其產業發展與科技創新的交互聯動還促進了新加坡水科技及產業創新體系形成,引起世界各國廣泛關注;其次,新加坡位于馬來半島南部,國土面積小且自然湖泊少,缺乏雨水收集與過濾系統,蓄水能力較弱,缺水現象較為嚴重。新加坡國內水資源為6億m3,人均水資源占有量僅有近200m3,人民日常生活和工業發展所需的淡水資源極度匱乏,而NEWater保證了新加坡淡水的持續供應,使其不再成為威脅國家安全和限制經濟發展的核心問題[25];最后,新加坡將“一切為水讓路”定為基本國策,致力于推動水科學技術創新體系建設,經過近半個世紀發展,已經建立起規模龐大、技術領先的環境與水務產業,形成了多元化的可持續供水系統,基本擺脫了極端缺水的局面[26]。

2.2 方法與數據

由于新興技術產業化過程具有長期性與復雜性,目前學界尚未完全掌握對新技術轉移轉化動態過程進行定量化預判和測度的方法。探索性單案例研究方法正是基于對復雜現象系統的描述與分析,能有效回答“為什么”和“怎么辦”的問題。同時,通過對過程進行深入細致的分析,能有效保證研究信度與效度。因此,本文采用探索性單案例研究方法分析新加坡NEWater產業化過程,以檢驗ST模型的有效性。

本研究以一二手資料結合的方式進行資料獲?。阂皇仲Y料,主要通過半結構化訪談和實地調研獲取。筆者團隊成員在新加坡訪學期間,通過走訪新加坡公用事業局(PUB)、NEWater公眾接待中心、南洋理工大學相關研究團隊等組織機構,收集到大量一手數據;二手資料,圍繞政策、市場、技術等三大方面,主要通過搜集、整理相關政府機構報告、企業報告、重要媒體相關資訊報道以及相關學術文獻獲取。為保證資料數據的準確性,本研究對所得資料進行比對分析,對相關問題進行交叉驗證。

2.3 研究框架

在研究框架設計方面,本文對ST視角下的新技術演化基本模型作進一步細化與完善:以創新生態位培育和演化為樞紐,基于保護空間助力創新生態位的作用過程角度,設計一個包含兩階段相銜接的新興技術產業化ST分析框架,如圖2所示。

圖2 新興技術產業化ST分析框架

該分析框架將新興技術產業化多維度、多層次、多因素的復雜作用過程抽象為兩個相互銜接且相互作用的階段。

(1)創新生態位外部演化階段。該階段側重闡述如何通過管理和控制保護空間,促使創新生態位與現有社會-技術體制、社會-技術系統交互作用、協同發展,逐步形成新興產業,并變革現有社會-技術體制,實現可持續發展。國外ST學者將社會-技術系統劃分為微觀創新生態位、中觀社會-技術體制和宏觀社會-技術系統3個層次[27],認為創新生態位的“孕育”對現有社會-技術體制產生壓力,迫使其進行漸進式調整。來自宏觀社會-技術系統層面的引導也會觸動社會-技術體制變革,同時誘發創新生態位出現。在創新生態位和社會-技術系統雙重壓力下,體制層面持續性調整也促使創新生態位“發展”和“涌現”,最終形成適應新技術發展規律的新社會-技術體制,這時可以考慮撤離保護空間。當創新生態位和體制均與景觀匹配時,就完成了社會-技術系統轉型[28]。

(2)創新生態位內生演進階段。該階段側重分析如何通過有效構建和管理保護空間,助力新技術不同生態位成功培育,以及技術生態位到市場生態位再到范式生態位的順利躍遷。ST理論提倡為新技術主動構建一個保護空間,通過各參與主體形成的社會網絡和提供的學習平臺,引導新技術試驗和學習,改進其性能和穩定性。同時,提升社會對新技術期望的一致性,使其創新生態位更為穩健和成熟,進而提高創新生態位在現有選擇環境下的生存力和競爭力,最終實現創新生態位成長躍遷[29]。一般而言,新技術在創新生態位中的發展可分為五大階段,即愿景構筑期、技術保護期、項目實驗期、創新擴散期、產業培育期等,通過多階段保護空間的運作以提升新技術成熟度及技術轉化成功率。

3 案例分析

3.1 外部演進過程分析

3.1.1 社會-技術系統層

社會-技術系統層是指影響社會-技術體制層和創新生態位發展的外部因素,主要包括政治體制、社會文化和社會經濟發展等。隨著技術創新對產業發展的影響日益深遠,社會經濟與市場格局正在發生巨大變革。新加坡根據國家實際需求和未來社會發展趨勢,聚焦于顛覆性創新,探索新的經濟增長點,不斷發展環境技術和清潔能源等技術密集且高附加值的新興產業。社會-技術系統層主要是漸進式變化,雖然變化十分緩慢,但其一旦發生則會對體制層及創新生態位的動態穩定性產生重大影響并為其提供“機會窗口”。為了解決國內水資源問題,新加坡政府一直致力于培育知識經濟、建設國家創新體系,由政府主導投入完善研究設施,積極培育和引進專業人才,旨在進一步推動國內水務產業創新發展,將水務產業打造成為國家支柱產業。

3.1.2 社會-技術體制層

社會-技術體制層是在景觀層變化中形成,由用戶偏好、知識存量、技術范式等構成的一個聯系緊密的網絡,并在發展過程中逐漸形成技術鎖定和路徑依賴效應,進而實現穩定的技術創新路徑。新加坡的技術創新體系具有“自上而下”的政府主導特征:最高決策層是一個由總理擔任主席的特設機構;貿工部、教育部、衛生部等部門參與相關預算編制和科技研發資金監督;經濟發展局和標新局及貿工部下屬新科研(A-STAR)、學術研究理事會(AcRC)及醫學研究理事會(NMRC)等機構進行項目評選,形成了以政府部門為主導力量,以私人企業(跨國企業為主、本土企業其次)、高校、醫院、下屬研究所為執行主體的研發體系。之后,政府又相繼成立了國家研究基金會(NRF)及研究、創新和企業理事會(RIEC),為科技創新發展提供宏觀層面的戰略引領。2016年,新加坡政府專門成立未來經濟委員會(Committee on the Future Economy,CFE)、未來經濟署(Future Economy Council,FEC)等兩大機構,主要負責產業轉型藍圖(Industry Transformation Map)制定與執行。此外,專門設置“超前部署的產業聯合基金(IAF-PP)”與“空白基金”,持續加強對新興產業、戰略技術領域研發的支撐保障,以培育顛覆性創新、為未來新興技術發展做準備,進而強化國家科技能力。

3.1.3 創新生態位

創新生態位是顛覆性創新的培育場所,通常以研發實驗室、技術示范項目和初始市場等形式為新技術提供保護空間,規避來自體制層的選擇壓力,進而孕育顛覆性創新的“變異種子”。創新生態位通過技術擴散對體制層產生巨大影響,最終發揮變革作用。新加坡推進新興技術研發主要依賴“雙軌制”研發保障體系,其中一軌是由新加坡工貿部統籌運作的應用型技術研發,另一軌則是由教育部主導的基礎性研究。兩軌各自進行并交匯于“創新與企業理事會”,由其統一負責兩大部門的發展方向規劃與戰略實施,以及研發進度監督與資金配置[30]。

該創新生態位中還有著眾多創新支持主體,新加坡政府通過投資建立風險投機構、引入創新風險投資,大力推進技術轉移和產業化,20世紀90年代新加坡政府下撥10億美元設立科技創業風險投資基金,并實行配額投資計劃對企業技術研發進行大額度跟投。例如新加坡商業局面向創業公司實行商業天使項目(BAS),受到天使投資的企業即可按照1∶2的比例獲得政府種子基金資助,該項目有力促進了新技術研發進程,也使得知識產權保護增值工作得以推進。同時,新加坡知識產權局(IPOS)也被納入金融科技生態建設體系,2014年該機構提出“知識產權融資計劃”(IP Financing Scheme),以政府與銀行共擔資本風險的方式幫助企業獲取知識產權和工業價值。

3.2 內生演化過程分析

基于ST分析框架,新加坡NEWater的發展歷程大概可分為愿景構筑期、技術保護期、項目實驗期、創新擴散期、產業培育期等5個階段,具體發展歷程如圖3所示。

圖3 新加坡NEWater發展歷程

3.2.1 愿景構筑期

為緩解用水困境,新加坡將淡水資源作為國民經濟發展規劃的剛性約束指標,制訂了最為嚴格的水資源保護法規,專門設立新加坡公用事業管理局(PUB)這一專門的水務管理機構。同時,不斷完善城市污水排放系統,倡導全民節水意識。PUB于1972年頒布了第一份水務發展總藍圖(1972—1992),提出減少對進口水的依賴、引入非常規水源,以及將污水回用作為解決水資源問題的主要理念和愿景。在構筑愿景后,PUB對污水回用技術路徑進行探索,受到1998年海水淡化項目的影響,PUB對二級污水回收利用的可行性進行評估,并于2000年建立了以NEWater出水為主的勿洛污水回用示范廠。其后,依據世界衛生組織飲用水標準進行水質安全性和穩定性測試,證實了該廠生產的NEWater水質安全性優于常規飲用水,引起社會各界廣泛關注。

由此可見,發展NEWater以及環境與水務行業是新加坡對于解決淡水資源匱乏的強烈需求及共同愿景所驅。ST理論強調以現實需求為牽引構筑愿景,選擇具有較好發展前景的新技術進行培育和轉化,為實現共同愿景積極探索創新路徑[28]。PUB將污水部門并入環境部,打造環境與水務行業發展委員會(EWI),以全面制定執行一個新的水資源發展計劃,并提出“收集每一滴雨水,收集每一滴污水和多次回用每滴水”。至此,新加坡的水資源政策從依賴進口全面、堅決地轉向NEWater開發利用,全國對于NEWater以及環境與水務行業的認知逐步形成,構筑了清晰明確的共同愿景,為隨后NEWater產業技術研發與產業化奠定了堅實基礎。

3.2.2 技術保護期

NEWater對于膜技術的選擇與研發過程長達30年,相關研發人員不斷探索優化廢水處理方法,其中突破性膜技術創新對于NEWater的發展起到了關鍵作用。最初由于膜技術前期應用較為粗糙且成本頗高,甚至存在膜污染的問題,所以該技術并未成為水處理主導技術。進入90年代后,膜技術的材料選擇與處理工藝取得突破性發展,工藝成本不斷降低,新加坡政府立即派遣相關人員赴美學習膜技術在污水再生利用領域的最新應用,如今NEWater已形成完備的工藝流程:①對城市污水進行常規處理,通過微濾或者超濾膜技術單元,把污水中的膠質微粒和細菌等雜質濾掉,降低水的混濁度;②初級過濾污水通過高壓反滲透膜擠出,過濾掉鹽類、化學物質和病毒,以及95%以上的可溶性雜質;③對從膜中滲透出的二次過濾水進行紫外線消毒,消除剩余的雜質,調整酸堿平衡并獲得可循環利用的“新生水”[31]。

新加坡通過該技術路線圖、創新政策和研發機制打造了完善的水科技及產業創新體系。在膜技術初步選定后,新加坡政府通過引導大學、研究機構與企業開展產學研合作,持續優化基于膜技術的廢水凈化技術,繪制出水處理解決方案的技術路線。新加坡國立大學的Neal Chung Tai-Shung團隊與MICRODYN-NADIR公司合作,成功制備納濾中空纖維膜以及平板式和中空纖維膜結構的ABM膜,極大提高了透水率。同時,深化與本土企業合作,促進科學、創新與工程完美結合,實現了一大批本地膜法水處理企業如Hyflux,Suntar,Salcon,Keppel和Sembcorp等的跨越式發展。在此基礎上,政府通過向全球發布技術指南,征集先進技術,極大豐富了NEWater的技術采購目錄。該項目由政府提供資金支持、現場服務與咨詢監督,篩選出的優秀成果可在水廠進行實驗,并由相關專家、企業家和風投機構進行過程指導,通過驗收的項目即可獲得投資,這些舉措極大地鼓勵了創新型水務企業興起。

圖4 新加坡NEWater工藝流程

由此可見,在技術生態位選擇培育過程中,新技術主要通過技術生態位(保護空間)的實驗與市場主體建立連接,進而加快生態位躍遷[15]。對于新加坡,首先通過不斷試錯,識別培育關鍵技術并制定技術規范;然后,以此為依據繪制清晰的水處理技術路線圖指導實踐。NEWater最初是以膜技術為基礎的污水回用示范項目,結合物理化學手段分析污水回收的可能性。示范項目的成功促使新加坡正式確立了污水回用戰略并將膜技術作為關鍵技術進行重點研發,其技術培育成功的關鍵在于:20世紀末制訂了科學清晰的水處理技術路線圖,這在當時的社會背景下,極具超前意識與冒險精神。新加坡由此精準且有效地構建起NEWater技術生態位。雖然膜技術最早應用于美國加州地區的“21世紀水廠”,但只有在新加坡,有賴于國家和人民的現實需求、先進的膜滲透技術與卓越的技術生態位培育體系完美結合,才實現了真正的顛覆性發展應用。

3.2.3 項目試驗期

對于新加坡而言,如何以膜技術和膜法水處理作為主導技術和工藝、實現NEWater規?;a以滿足人民用水需求,仍是一個較為復雜的問題,而MBR(膜生物反應器)基于膜技術形成的一個集成化程度更高的水資源可持續再生系統,是NEWater系統研發的重要基礎。實驗發現MBR反應系統的出水水質等同甚至優于NEWater項目中的原定超濾工序(UF),在有機物去除方面表現更加穩定和優秀、反滲透膜的通量更大,因此該技術得到政府大力支持并快速得到市場推廣與應用。經過技術調整和示范項目測試后,PUB決定在Jurong和Changi兩個NEWater水廠進行全尺寸MBR工程應用與示范推廣。Jurong NEWater水廠主要處理新加坡工業和市政污水,處理能力約205 000 m3/d,經政府對前端技術進行工藝升級后,其處理能力提升至680 000 m3/d,滿足工業回用水標準且成本、能耗與占地面積大幅減少。同時,還建成了最大的NEWater水廠——Changi,該廠經由MBR升級后,水處理能力由原來的800 000 m3/d 提升到920 000 m3/d,有效緩解了生活污水處理壓力并從此確立了在NEWater領域的地位。

圖5 新加坡NEWater技術路線

為了確保水處理方向的基礎研究最終能夠投入實際應用,使得有前景的水處理技術成功商業化,新加坡政府建立了一大批研發與技術轉化機構,其中最著名的是分離技術應用開發和轉換中心(START)。START位于新加坡清潔技術工業園區,該園區是新加坡第一個集聚水處理和綠色技術公司的技術工業園區。作為一家國立機構,START的功能主要包括兩個方面:促進技術轉移轉化、為本國研究機構及水處理公司提供對接。START中心還匯集了多位行業專家,通過在材料、化學品和電氣工程領域探尋潛在的顛覆性創新,篩選有前途的突破性技術。新加坡公用事業局(PUB)與新加坡經濟發展局(EDB)邀請全球水行業技術供應商和研究機構,為新加坡水處理工藝(技術)和運營發展提供有效解決方案,努力使新加坡成為蓬勃發展的全球水處理中心。2016年,PUB通過水資源競爭研究計劃收集了水處理技術創新項目,撥款2 500萬美元資助兩類項目:新技術開發以及現有實驗室規模技術轉化應用。技術供應商還可通過申請資金進一步對新技術進行開發和商業化,如壓力延遲膜技術(PRO)、仿生膜技術和水處理技術、監測下水道污染物的微生物電化學傳感器(MES)系統等均是成功典范。

可見,新加坡在實驗項目構建與擴大階段,針對技術研發及轉化施行了大量鼓勵措施。因為一項新技術從R&D走向市場,即ST理論中新技術從技術生態位成功躍遷到市場生態位階段,極容易陷入“死亡之谷”而夭折。因此,ST強調通過社會實驗項目助力新技術躍遷。新加坡通過構建與推廣NEWater實驗項目確定核心技術,同時建立新型研發機構加強技術與市場對接,并由政府引導新技術產業化及推廣應用,有力促進了NEWater產業化發展,提升了新加坡在水技術商業化領域的全球地位。

3.2.4 創新擴散期

為了使民眾對水質量安全樹立信心,2002年,時任新加坡總理吳作棟在37周年國慶活動序幕上率先飲用了NEWater,宣布NEWater正式成為新加坡飲用水,也宣告了NEWater市場在新加坡正式確立。1997-2008年,新加坡政府通過媒體發布了223篇相關報道,推出“ABC水資源學習通道計劃”等公共教育計劃,還啟動了NEWater社會溝通計劃,包括NEWater工藝流程介紹、設立NEWater接待和體驗中心等。同時,不斷完善配套設施建設,利用集中輸送和統一處理的運作方式降低NEWater的工藝要求和技術成本,讓NEWater價格始終穩定在大眾可接受的范圍內,這也是其迅速進入并占領市場的原因。

新加坡在促進NEWater商業模式形成過程中,采用當時國際流行的PPP模式,結合本國實際,拓展形成了DBOO(Design-Build-Own-Operate),即設計-建設-擁有-經營模式:采取PPP模式進行水處理工程建設,在水處理主導技術和工藝流程形成范式的前提下,利用DBOO模式積極引導本地相關企業參與推廣[26]。通過前期項目試驗和后續水廠技術集成,新加坡本土企業積累了寶貴的工程設計和管理運營經驗。在NEWater工藝的基礎上,吸收和整合國外先進技術,培育良好的產業基礎,NEWater供水量繼續增加,2006年達到新加坡總供水量的10%。此后,政府采用同一模式建造了兩個更大的新生水廠,使得新城水供給達到了城市用水量的30%。

資料來源:PUB演講資料

由此可見,隨著生態位不斷培育與成熟,新技術在市場中得以擴散并占據一定的市場生態位,原有保護空間開始撤離。如何讓新技術通過自身發展取代現有產品并建立可持續的技術創新體系,成為市場確立和商業模式形成階段亟需解決的問題。新加坡通過創造各種體驗教育引導建立公眾認知、積極扶持和推廣環保新技術,以政府為主導積極促進新技術商業化,很大程度上改變了新加坡公眾對NEWater乃至整個水行業的認知,為NEWater后續商業化運作起到強有力的支撐作用。同時,新加坡政府通過施行PPP+DBOO商業模式,既保證了技術標準化,又實現了較好的成本質量,促進當地企業快速發展。這種具有新加坡特色的商業運作模式為NEWater技術轉化和市場推廣提供了強大支撐,該模式也成為國際水處理行業商業化模式的典范。

3.2.5 產業培育期

為了保證其產業規劃順利實施,新加坡政府成立了環境及水務業發展理事會(EWI),主要負責制定中長期發展戰略和監督規劃實施進展,并先后投入4.6億新元用于資助環境與水務產業創新能力建設以及新技術(尤其是顛覆性創新技術)產業化發展,形成了具有國家特色的技術研發和產業化模式,有效保障了環境與水務產業快速發展及產業集群建設不斷壯大。2015年,新加坡成功引進近180家國際水行業知名企業及26家水研究機構,包括美國的GE、日本的Nitto Denke、 德國的Siemens及法國的Veolia等,為國民生產總值貢獻了近17億新元,創造了1.1萬個就業崗位。得益于水科技研發體系建設以及NEWater工程的快速實施,新加坡環境與水務產業快速發展,再加上政府堅持推進NEWater品牌國際化,成功吸引了全球知名企業在新加坡設立運營公司或研發中心,使得NEWater產業不斷擴張、輻射至整個東南亞地區。

由此可見,隨著市場生態位逐漸穩固以及市場競爭力進一步提升,主導產業及相關支持性行業得以快速發展,NEWater已經成功脫離保護空間,并進入新的發展階段,即參與主流市場競爭,進而促進新的技術范式變遷。

4 結語

4.1 結論及啟示

研究發現,新加坡政府主導與市場決定共同發力,打造了國際一流的創新生態環境,同時充分整合全球創新資源,構建起完善的新興技術產業化體系,實現從極端缺水國家向世界水務行業領導者轉變、向國際水務科技創新中心跨越,更將NEWater建設成為國家品牌和再生水工程領域內的亞洲典范。通過梳理新加坡NEWater產業化的成功經驗,得到如下啟示:

(1)政府部門對技術創新的政策引導與環境打造,促使新興技術高效研發、突破與轉化。從NEWater案例可以看出,為了保證技術創新行為的持續性,需要政府根據技術研發實際情況完善頂層設計,加大對于新興技術的政策支持力度,為其構建技術保護空間,使技術研發轉化在一個相對穩定且隔絕的生態位中進行,進而提升顛覆性創新孕育及發展的可能性。地方政府應立足于現實需求,成立類似PUB、EWI等技術創新管理機構,定位于前瞻性的顛覆性技術研發管理和規劃超前部署,依托創新政策為新技術打造政策保護空間,使其在技術領域選擇和新概念征集方面擁有更多的路徑參考與試錯機會,有效提升技術研發及產業化成功率。

(2)創新生態系統內部各成員合作,共同促進新興技術產業化。NEWater的成功同樣離不開新加坡政府在打造創新生態系統、構建戰略保護空間上作出的努力。新加坡以政府部門為核心,連接企業、高校、研究所、銀行和風投機構等主體,建立了開放型科技創新體系,為NEWater發展提供全方位戰略指導與創新支持。中國可以借鑒其做法,充分聯系政產學研各創新主體,整合創新資源,搭建多層次協同創新平臺,持續優化創新生態系統,進而促進科研成果轉化。同時,完善科研成果評價體系,重視技術轉化實際效果,給予科研人員創業咨詢、企業兼職方面更大的自主權,營造良好的創新氛圍。

(3)核心企業對于新技術的創新演化有著決定性作用。新興技術產業化是一個動態過程,涉及的資源、要素等復雜多樣,創新預判和微調又是孕育技術創新的關鍵所在。因此,要改變創新研發效能低下的窘境,就必須形成以核心企業為關鍵的常態化項目運作機制,為其提供包容失敗的寬松環境以及長期穩定的經費支持,鼓勵研發人員大膽創新、敢于試錯。新加坡十分重視優化科技項目資助體系以及提升本土企業自主創新能力。例如,NEWater招標對象不限定為本土企業,還通過引進外來企業的方式引導良性競爭,不斷整合全球創新資源以加快關鍵技術研發。對于我國來說,特殊科技項目的管理和經費分配應當適當簡化流程,提升核心企業在遴選識別關鍵技術及決策方面的自主權,在項目中實施競爭性篩選和過程性評估。提升對于初創企業發展的重視程度,靈活運用多種產業政策,充分調動全社會創新力量,鼓勵中小微企業進行技術研發。同時,進一步加強知識產權保護,對初創型企業給予稅收優惠、創新補貼等政策支持。

4.2 理論貢獻及研究展望

本文基于ST理論,構建了一個針對新興技術產業化的分析框架,以新加坡NEWater為例對其動態演化過程進行案例分析,檢驗了ST模型的有效性。理論貢獻如下:

(1)以往ST研究大多是從宏觀層面對技術演化過程進行分析,主要探討“技術-環境”下社會-技術系統層面的轉變,缺乏對微觀層面新技術內部演化的關注[11-13]。本文運用ST理論分析新興技術產業化過程,不僅分析其在社會-技術系統中的外部演化特征,也對微觀層級技術在創新生態位中的內部演化進行研究,進一步印證了ST理論的核心觀點,較好地結合了MLP與SNM理論在新技術演化軌跡研究中的運用,為新技術產業化發展提供了更為廣泛的研究視角。

(2)部分學者基于MLP框架對技術轉型的演化維度進行了層次劃分,并從多個空間維度對具體案例進行分析[17-18],本文在此基礎上對ST分析框架的時間維度進行進一步劃分,將創新生態位劃分為愿景構筑期、技術保護期、項目實驗期、創新擴散期和產業培育期等階段,由此對新技術產業化的ST分析框架進行了拓展延伸。

(3)當前國外學者運用ST理論,對各種情境下新興產業培育和能源系統轉換等案例進行深入研究積累了豐富的成果[32-33],但國內對于該理論的關注則相對較少,缺乏對ST理論及其方法的及時跟蹤和理論梳理。當前中國正處于綠色低碳轉型發展的重要階段,ST理論正為結合現實情景開展新興技術產業化研究提供了創新的研究視角與科學的分析工具,本文在梳理ST理論和保護空間的核心觀點、重要成果的基礎上,有效運用ST框架分析了世界水科技創新品牌——NEWater的產業化過程,總結其發展過程中的經驗啟示,就如何實現新技術產業化可持續發展、加快實現社會-技術系統轉型等問題進行了有益探索。

本文通過構建ST理論模型對新加坡NEWater進行了單案例研究,初步探討了新技術在ST分析框架下的動態演化過程,但由于理論模型的復雜性以及篇幅所限,研究存在一定的局限性。未來研究可從豐富案例樣本入手,選取國內典型企業或技術為樣本進行ST分析框架下創新演化特征的橫向比較;亦可選擇一個或數個典型案例進行扎根研究,探索中國情境下新技術創新演化的特征變量及主要過程,以檢驗并豐富ST理論模型。

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