以投資驅(qū)動主導(dǎo)的水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施增量已相對減速，大量存量資產(chǎn)的優(yōu)化和增效將成為擺在水務(wù)公司管理者面前的緊迫任務(wù)?？萍紕?chuàng)新也成為水務(wù)公司積極應(yīng)對轉(zhuǎn)型，尋求破局的必要一環(huán)。

6條水行業(yè)科技創(chuàng)新者面臨“窘境”的現(xiàn)實原由如下：

• 水務(wù)是一個受管制的行業(yè)，水務(wù)公司并不能通過創(chuàng)新而獲得定價權(quán)，從而實現(xiàn)超額利潤。

• 水務(wù)公司具有天然的相對保守性，因其交付的產(chǎn)品是干凈的水，與公眾健康有關(guān)。

• 水行業(yè)科技創(chuàng)新需要耐心和時間，創(chuàng)新周期較長，平均需要12-14年的時間，跨越了2-3個投資周期。

• 終端用戶規(guī)模的巨大差異，處理規(guī)模的跨度超過幾個數(shù)量級，造成技術(shù)的裝備化和標準化相對較難實現(xiàn)。

• 水務(wù)行業(yè)受法律法規(guī)的影響很大，很多創(chuàng)新技術(shù)在錯誤的時間點進入市場，而導(dǎo)致失敗。

• 現(xiàn)有的機制對創(chuàng)新的掣肘。面對新技術(shù)和新市場，導(dǎo)致失敗的可能正是完美無瑕的管理。期待在原有的機制下，推進技術(shù)創(chuàng)新，非常困難。

水行業(yè)不能活在過去的光環(huán)下，昨天的太陽曬不干今天的衣裳。水行業(yè)的科技創(chuàng)新者如何才能破局？水行業(yè)是否存在共性的破局路徑？結(jié)合水行業(yè)的特點，筆者認為可能需要從以下幾個方面著手，構(gòu)建科技創(chuàng)新的體系，最終探出一條破局之路。

擁抱新理念

美國加州伯克利大學(xué)David Sedlak教授出版的《Water 4.0》中指出，當下人口持續(xù)增長和氣候異常變化使城市水系統(tǒng)面臨新的挑戰(zhàn)，人類必須行第四次城市水系統(tǒng)變革。統(tǒng)合式水系統(tǒng)將取代傳統(tǒng)的線性系統(tǒng)。水務(wù)系統(tǒng)新理念的實踐，必將渴求各種創(chuàng)新的技術(shù)解決方案和工藝。創(chuàng)新始于理念的革新，新理念驅(qū)動顛覆性技術(shù)創(chuàng)新。

明者遠見于未萌。水行業(yè)正在轉(zhuǎn)向和實踐的新理念又有哪些？

• 水再生: “Wastewater”這一英文詞，逐步被“Used Water”所取代。水不再被單次使用后排放，而是被循環(huán)反復(fù)使用。從用詞上徹底改變?nèi)藗儗Α拔鬯钡目贪逵∠蟆?/span>

圖.  Wastewater to Used Water (圖源：PUB)

• 污水資源化：雖然污水處理的核心目標是保證環(huán)境和衛(wèi)生安全。但通過一系列的創(chuàng)新技術(shù)可以將“污水處理廠（WWTP）”轉(zhuǎn)變成“資源工廠（Resources Plants）”。除了回收水再生使用外，還可以回收能源、營養(yǎng)鹽、纖維素、生物塑料、稀土、蛋白質(zhì)……。從技術(shù)路線上各種回收資源似乎都能走通，但最終回收產(chǎn)品的去向和商業(yè)模式還有很長的路要探索。

圖. 荷蘭Geestmerambacht污水廠的纖維素回收系統(tǒng)

圖. 芝加哥Stickney污水廠的磷回收系統(tǒng)

• 馬桶革命：16世紀英國貴族約翰哈靈頓發(fā)明了最早的沖水馬桶。沖水馬桶被公認為人類最偉大的發(fā)明之一，保障了人類健康和發(fā)展了城市文明。如今，在城市中用于沖廁的水量占到居民總生活用水量30%以上。如果改變現(xiàn)有的沖水馬桶使用模式，將每次沖廁的耗水量極限降低，甚至不再耗水，居民生活用水量將顯著降低，而大量現(xiàn)存的污水管網(wǎng)和水廠資產(chǎn)都需要被重新估值。英國Cranfield University開發(fā)的新型馬桶，美國Pennsylvania State University開發(fā)的新型材料，都在嘗試終結(jié)傳統(tǒng)沖水馬桶的命運。

圖. 納米膜馬桶原型 （圖源：Cranfield University ）

圖. 新型馬桶內(nèi)壁材料 （圖源：Pennsylvania State University）

• 水務(wù)數(shù)字化：數(shù)字化已被視為高效處理日益復(fù)雜的供、排水問題并從現(xiàn)有處理基礎(chǔ)設(shè)施中獲得最大價值的關(guān)鍵工具。以“數(shù)據(jù)化”“智能化”等為代表的新理念新技術(shù)正在筑造新的水務(wù)行業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)。水務(wù)行業(yè)要積極擁抱數(shù)字化，打破數(shù)據(jù)孤島，將“數(shù)字”作為生產(chǎn)資料，重構(gòu)生產(chǎn)要素，提高運營和服務(wù)效率。

圖. 數(shù)字化中的顛覆性創(chuàng)新 （圖源：Cognizant 20-20 insights）

• 低碳綠色：水系統(tǒng)是主要的溫室氣體排放源之一。隨著全球主要國家碳中和戰(zhàn)略目標的確立，水系統(tǒng)也將不可避免的被分配碳排放配額，并逐步探索低碳綠色的轉(zhuǎn)型路徑。水系統(tǒng)在邁向未來低碳綠色的征途中，必然會出現(xiàn)更多前所未有的創(chuàng)新解決方案。此外，筆者在和很多同行專家交流時，大家都提到目前IPCC（政府間氣候變化專門委員會）關(guān)于污水系統(tǒng)碳排放的推薦計算方法難以實操，準確度較差。這就需要我們?nèi)蛩畡?wù)同行合力協(xié)作，取得更多的可信數(shù)據(jù)，幫助IPCC重新建立一套計算方法體系。

搭建共性創(chuàng)新平臺

水務(wù)行業(yè)具備天然的公共服務(wù)基本屬性。在政策性資金的支持下，有效利用社會資金，針對共性需求成立公共創(chuàng)新平臺，是目前國際上水科技發(fā)達國家的普遍路徑。筆者由于工作的原因，有幸曾拜訪過很多國際知名的公共創(chuàng)新平臺（如下圖），并和他們有過深入交流，他們的初心都是希望能為本國甚至全球同行尋找共性的創(chuàng)新解決方案，同時孵化推動中小型創(chuàng)新技術(shù)企業(yè)的發(fā)展和壯大。

圖. 水科技創(chuàng)新需求端和供給端的差異（圖源：http://georgehawkins.net/）

美國DC Water的前任CEO，George Hawkins對創(chuàng)新的理解非常深刻，也是帶領(lǐng)DC Water完成一系列創(chuàng)新變革成為備受尊重全球領(lǐng)先水務(wù)公司的領(lǐng)導(dǎo)者。George在2017年給出了上面的圖，其X軸代表的是水務(wù)公司的數(shù)量，由左至右增加。左側(cè)的縱軸代表一個水務(wù)公司的資源大小（包括了財力、人力、技術(shù)儲備、研發(fā)能力等）。右側(cè)的縱軸來表示，越上方的創(chuàng)新的潛在價值越高。從這張圖，我們可以看出：

• 大部分的創(chuàng)新還是由少數(shù)擁有豐富資源的水務(wù)公司完成的（上圖的A區(qū)部分）

• 那些小公司有很多可能很有價值的項目，但都沒法實現(xiàn)（B區(qū)）

公共平臺的有效運作，可能避免“撒胡椒面”式的研發(fā)經(jīng)費和資源的分配。適合集中精力，專注水行業(yè)眾多共性技術(shù)和工藝的開發(fā)及驗證。少數(shù)大的水務(wù)公司有資源可以投入創(chuàng)新研發(fā)，而絕大多數(shù)的相對較小的水務(wù)公司需求大，但自身并無資源投入研發(fā)。因此，公共研發(fā)平臺，在大公司牽頭的條件下，為使用共性技術(shù)的中小水務(wù)公司提供了機遇，也為擁有創(chuàng)新解決方案的中小企業(yè)提供技術(shù)驗證和示范的機會。同時建立配套的技術(shù)創(chuàng)新與孵化培育的體系，以及知識產(chǎn)權(quán)制度設(shè)計，實現(xiàn)真正的多方參與的產(chǎn)學(xué)研協(xié)作創(chuàng)新。

公共創(chuàng)新平臺同時要積極拓展合作邊界，不能只專注于本國或本區(qū)域的合作，還需要打開視野，與國際同行切磋技藝。新加坡PUB已經(jīng)成為典型的國際化水科技創(chuàng)新載體。不僅定期拿出研發(fā)項目，進行全球招標合作，而且利用“新加坡國際水周”，主動邀請國際同行和解決方案供應(yīng)商來到新加坡進行交流，及時了解國際最前沿的創(chuàng)新動態(tài)。

圖. 新加坡PUB已經(jīng)建立了全球創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò) （圖源：Innovation in Water Singapore）

研發(fā)資金的持續(xù)投入

即使每年都有大量的研究資金投入到水行業(yè)中，但相比較于其它行業(yè)，水行業(yè)的成果商業(yè)轉(zhuǎn)化率較低。此外，還有眾多的水技術(shù)公司也并未重視對研發(fā)的投入。例如，一項對荷蘭1000多家水技術(shù)公司的調(diào)研結(jié)果顯示，只有35%的公司主動投資研發(fā)。國際知名的跨國技術(shù)公司對研發(fā)都在持續(xù)投入。下圖列出了2018年蘇伊士（SUEZ）、賽萊默（Xylem）、懿華（Evoque）、栗田（Kurita）四家公司的總收入和研發(fā)投入占比情況。

圖. 2018年四家國際知名水科技公司的R&D投入統(tǒng)計

由于四家公司的主營業(yè)務(wù)不盡相同，研發(fā)占比差異較大。以產(chǎn)品、裝備為主的Xylem，其研發(fā)占比最高，達到總收入的3.63%；而以工藝和運營為主的Suez，其研發(fā)占比相對較低，但其研發(fā)總投入額依然高達8700萬美金。這些國際知名的水科技公司，之所以能成功，離開不長期持續(xù)的研發(fā)高投入。對于中小型的水科技創(chuàng)新企業(yè)，研發(fā)占比至少要高于5%。

關(guān)鍵人物的存在

依據(jù)哈佛大學(xué)約瑟夫·熊彼特教授對創(chuàng)新的定義，創(chuàng)新是在實踐中成功應(yīng)用的想法和理念，必須能夠創(chuàng)造出新的價值。創(chuàng)新的過程涉及6個主要方面 “發(fā)現(xiàn)問題，提出想法、形成知識產(chǎn)權(quán)、制成裝備或系統(tǒng)、構(gòu)想工藝、找到解決方案“。每一個過程都需要研發(fā)機構(gòu)、技術(shù)集成方、應(yīng)用單位、投資人等多方的投入和協(xié)調(diào)。創(chuàng)新的實踐走完上述的6個過程中，面臨著極大的不確定性。需要一位具有企業(yè)家精神，甚至”病態(tài)偏執(zhí)“式的人物推進整個進程。

下圖是典型的科技創(chuàng)新循環(huán)模式示意圖。該創(chuàng)新模式讓工程師、科學(xué)家、產(chǎn)品經(jīng)理和市場更好互動合作。該模式的成功實踐，需要一位具備領(lǐng)導(dǎo)力和商業(yè)能力，又受各方尊重的人物。為將帥者需任勢，無拘，然而守義。這個“關(guān)鍵先生“ 不僅理解技術(shù)也了解市場需求，懂得各利益相關(guān)方的“痛點”，協(xié)調(diào)各方的資源投入和利益分配，最大化創(chuàng)新的成果。各利益相關(guān)方也都相信這一關(guān)鍵人物能夠代表所有人的最大利益。

圖. 典型的循環(huán)創(chuàng)新模式 （圖源：Patrick A. Van der Duin）

構(gòu)建評估識別的方法體系

水行業(yè)創(chuàng)新的解決方案不斷涌現(xiàn)，但很多的方案都因為各種原由很難被投入最終的實際應(yīng)用，例如經(jīng)濟吸引力不高、公眾認可度偏低、缺乏對技術(shù)優(yōu)勢的理解等等。這些因素綜合起來，常常讓水行業(yè)的創(chuàng)新者們受挫，而新解決方案的使用方也對如何識別選擇新技術(shù)充滿疑惑。為了有效推進水行業(yè)的創(chuàng)新方案應(yīng)用，為了鼓勵決策者采納新技術(shù)，并讓懷疑者相信創(chuàng)新方案的可行性，我們急需透明、健全的決策方法體系來做支持。

上世紀70年代美國NASA為了評估新技術(shù)，提出了技術(shù)成熟度（Technology Readiness Level- TRL）的概念。技術(shù)成熟度是指科技成果的技術(shù)水平、工藝流程、配套資源、技術(shù)生命周期等方面所具有的產(chǎn)業(yè)化實用程度。1995年NASA起草并發(fā)布《技術(shù)成熟度白皮書》，共分為9個等級（如下圖）：

圖. 技術(shù)成熟度TRL的9個等級

然而常被應(yīng)用于評價航空航天及軍事裝備的TRL，并不太適用于水行業(yè)。在航空航天及軍事領(lǐng)域，一個新技術(shù)很可能只有很少的成功示范（如2-3個）就可能被認為是成熟技術(shù)（TRL對應(yīng)8-9）。而在水務(wù)行業(yè)，若一個技術(shù)只有很少的示范，TRL可能達到了6-7，但由于無法形成標準規(guī)范指南，無法形成大規(guī)模的行業(yè)應(yīng)用，TRL往往止步于7，無法邁向9。我們身邊有很多做了1-2個示范工程的新技術(shù)和新工藝，但后續(xù)鮮有在行業(yè)中被大規(guī)模應(yīng)用。因此結(jié)合水行業(yè)的創(chuàng)新提點和需求，需要提出一套適用的方法體系。

對創(chuàng)新解決方案的評估，的確有很多困難。要評估的方案通常都各有優(yōu)劣，所以很難真的評出最佳方案。不同的利益相關(guān)者的偏好也不一樣，這也會影響評估工作。如何在不同利益相關(guān)者的可能沖突的目標之間找到折衷方案？成本-效益分析、生命周期分析、多標準決策分析這三種最常見的評估方法可以被作為決策依據(jù)。

處理好競爭與合力的關(guān)系

市場上存在2-3個同類創(chuàng)新技術(shù)的競爭玩家（也可稱“友商”），應(yīng)該被期待。競爭者的存在，擴大了對潛在用戶的影響度，平攤了市場推產(chǎn)的成本。同時用戶在市場上選擇同類技術(shù)時，沒有被“綁架”的感覺，多了選擇。

當有同類技術(shù)存在不同供應(yīng)商時，該技術(shù)更容易被寫入招標文件中，也更容易被行業(yè)標準化。擁抱而不是畏懼競爭。水行業(yè)市場足夠大，應(yīng)用場景多樣，容得下更多的競爭者。

短期目標和長期利益的協(xié)調(diào)

由于行業(yè)的特點和相對保守性，水行業(yè)的創(chuàng)新相對其它行業(yè)的周期較長，常常需要跨越2-3個投資周期。如何協(xié)調(diào)好短息目標和長期利益也成為一大難點。部分水務(wù)公司的管理者和投資人對創(chuàng)新團隊的期待周期過短，并附加有經(jīng)營性指標考核。這些因素常常給創(chuàng)新團隊帶來巨大的壓力，他們很可能追逐短期考核目標而忽視長期價值。同時水務(wù)公司的管理者，也需要認識到創(chuàng)新團隊帶來的無形資產(chǎn)價值很可能遠高于有形的營收數(shù)據(jù)。因此也需要構(gòu)建一個相對合理的考核體系，讓水務(wù)公司的創(chuàng)新團隊兼顧短期目標和長期利益，平衡無形資產(chǎn)和有形資產(chǎn)。

結(jié)語

當下水行業(yè)涌現(xiàn)的新理念正在不斷驅(qū)動科技創(chuàng)新?？萍紕?chuàng)新是水行業(yè)突破窘境而破局的必經(jīng)之路。馬縱有千里之程，無騎不能自往。水行業(yè)的創(chuàng)新變革，需要具備領(lǐng)導(dǎo)力和商業(yè)能力，又受各方尊重的人物來引領(lǐng)。期待水行業(yè)能盡快涌現(xiàn)出一批專業(yè)的復(fù)合型領(lǐng)軍人物，引領(lǐng)行業(yè)的創(chuàng)新轉(zhuǎn)型破局。

參考文獻：

• Digital Disruption in the Water Utility Value Chain, Cognizant 20-20 Insights，2017.

• 《人工智能賦能數(shù)字水務(wù)》白皮書， IWA， 2021.

• 水處理的創(chuàng)新登月計劃，不能光靠PPP模式.  IWA微信公眾號，2017年7月

• Paul O’Callaghen. Dynamics of Water Innovation. 2020.

• Approaches for the evaluation of the future- oriented technologies and concepts in the field of water reuse and desalination. Water Reuse, 269-283, 10(4) 2020

• Patrick A. Van der Duin. New ways of innovation: An application of the cyclic innovation model to the mobile telecom industry. International Journal of Technology Management, 2007.

來源 | IWA國際水協(xié)會

作者 | 李濤

編輯 | 匡宋堯