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王凯军:生态文明背景下的环保产业创新路径

时间:2016-01-13 16:30

来源:中宜环科环保产业研究

作者:刘秋琳

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生态文明背景

著名管理大师德鲁克先生在《创新与企业家精神》一书中提到:国家意志是加快创新进程的决定性因素。那么,国家意志在创新上有什么新的体现?在经济新常态下,生态文明建设、保护环境也将进入一个新常态。随着我国环境问题的日益突出,本届政府也将环境保护和环保产业发展提到了前所未有的高度。党的“十八大”提出了“美丽中国”的概念,把生态文 明建设放在突出地位,彰显了国家搞好环境保护、彻底消除环境危机的决心和意志。这也为环保产业的大力发展奠定了坚实的政策基础。十八大五中全会公布了“十三五”规划的十个任务目标。其中,第八条强调要加强生态文明建设(美丽中国),此举是首度将生态文明写入五年规划。从邓小平提出“物质文明”和“精神文明” 两个文明,到“十三大”提出建设包括政治文明在内的三个文明,到“十四大”提出包括“生态文明”在内的四个文明,再到“十八大”提出包括生态文明建设在内的五位一体,理念是递进的。一路走来,国家各个领导阶段都在逐渐深化这一理念,可以说,生态文明建设是中国在社会发展方面的一次创举。

2013 年《关于加快发展节能环保产业的意见》提出,到 2015 年,环保产业成为国民经济新的支柱产业。环保产业能不能成为支柱产业?前两年质疑声很多,但是现在已经基本落地了。“支柱产业”是指在国民经济中生产发展速度较快,对整个经济起引导和推动作用的先导性产业,在一个国家产生的价值占国民生产总值的 5% 以上,才被称为支柱产业。纵观环保产业发展年均增长速度达31.3%,收入总额从“十二五”3.5个亿,到现在达到 20 个亿。金融危机时,国家提出七大战略新兴产业,之后在其中又提出培育四大新兴支柱产业。其中,七大战略新兴产业和四大支柱性产业中,环保产业都排在第一位。因此,环保产业的发展非常迅速,环保产业是可以成为支柱产业的。

一、国家需求下的产业大发展

1、环保需求催生新产业

《气十条》、《水十条》、《土十条》被誉为环境问题治理的三大战役,一系列新政策为传统环保产业促生了更为广阔的市场,也给我们带来了无限机会。环保成为区域约束性指标,体现在国民经济的各个方面。从大气污染控制的历史看,大气污染防治与经济发展之间的关系最为密切。从雾霾到阅兵蓝,从“大气十条”到《大气污染防治法》的修订,每一次针对大气污染治理所采取的措施和颁布的政策,都会引起产业结构的调整。以北京市为例,自 1998 年以来,北京市十六年大气污染投入超过万亿,对整个社会经济的推动作用非常大。主要体现如下:完成了产业结构调整 ( 首钢搬迁、工业治污、淘汰64%/2000-76%/2011),带动和完成了城市能源结构调整 ( 煤炭所占比重高达58%/2000-16%/2015), 带动了汽车行业的技术进步 ( 老旧机动车淘汰,国五标准、新能源汽车、清洁汽车),建立了城市现代化交通体系(地铁、路网建设 ),生态建设:永定河治理等,起到了主导和约束性作用,主导了社会各产业的形态,包括城市发展的形态。

此外,环保需求还可催生新的产业。国家科技部部长万钢多次提出,《世界能源展望》到 2030 年,中国天然气需求量将达到 4000 亿,缺口2000 亿,生物天然气将达到 500 亿立方米,预计到 2030 年达到 500 亿吨产能。与市场空间传统城市污水对比,自“十一五”开始,城市污水再进一步发展排放 500 亿,每年产值最多 500 亿。因此,500 亿的天然气需求,预示着大气治理将会带来新兴市场。山东省启动了“十、万、亿生物燃气工程”建设,即建立十个生物燃气生产基地,以废水、污泥、生活垃圾、畜禽类便等原料建设厌氧沼气静制生 然气项目十余个。在此基础上,在十个城市推动生物燃气清洁燃料汽车的发展,为百万户乡镇居民提供生物天然气燃料替代煤炭,最终达到产能生物燃气 10 亿 m 3 。

2、基于“互联网+”的运营模式

习总书记在中国科学院第十七次院士大会上曾经说 : 我们在发展上 , 不能用别人的昨天打造我们的明天 , 要把关键技术掌握在自己手里 , 创新、创新、再创新。在稳增长、促发展、转结构的大形势下 , 传统环保产业很难沿着传统的模式继续发展 , 必须有创新的发展模式和思维理念,需要扩大其外延和内涵。在“ 互联网+” 的大背景下,环保领域也不乏创新的案例。2015年,清华控股 70 亿元收购桑德环境29.8% 的股份,成为史上节能环保最大并购案。如此大并购,投资看中了什么?答案是桑德近两年倡导的农村包围城市“互联网+ 环卫”的运营模式。首先是基于物联网机械化清扫作业,其次是基于互联网的城市矿产产业。第三,完成城乡物流最后一公里,解决最后一公里的物流难题和废品的中转难题。最后是广告的附加收入。在互联网形势下,最著名的理论是“羊毛出在狗身上,猪来买单”。整体来看,桑德环卫农村包围城市的战略,不仅仅是清扫,还是回收、物流、广告等多链条的延伸,是基于互联网思维的模式创新。

房地产业一直不乏创新的举措,也为环保产业的创新与发展带来借鉴最近房地产业非常萧条,而作为中国商业地产领袖的万达却因其“万达广场模式”基本高枕无忧。所谓万达广场模式,即以“商业、酒店、写字楼、住宅”为综合内涵,集中“百货+ 超市+ 家电+ 美食+ 影院”多项功能,形成“盒子 + 街区 + 高层”组合结构,成为城市功能体系一部分,即城市综合体。在广场里融合商业、住宅等要素,打造新业态,这是万达跨界思考、追求模式创新的大胆尝试。此举不仅使万达保持市场业绩的持续增长,也使其在房地产业一片萧条的大背景下仍然处于良好的态势。

3、跨界思维的污水处理模式创新

污水处理领域同样需要模式创新和跨界思维。近几年,地下污水厂数量的大量增加,成为城市污水处理领域的变化之一,国内规模上万吨的地下污水厂数量名列世界前茅。与此同时,在模式上也在不断地开拓与创新。未来,有可能打造一种以水为载体的城市生态新模式,与景观、湿地、公园、都市农业等相结合,此举将大幅增加市场容量。

“我们要认识到,山水林田湖是一个生命共同体,人的命脉在田,田的命脉在水,水的命脉在山,山的命脉在土,土的命脉在树。” 习近平总书记从系统的角度提出山水林田湖的概念,他指出“保护好生态环境,要有科学和系统的视野。如果种树的只管种树、治水的只管治水、护田的单纯护田,很容易顾此失彼,最终造成生态的系统性破坏。”新的时代背景赋予了污水处理厂更高的要求,更轻的污染,更美的景观,更少的占地,更低的投资,更高的生产。这是在国家需求大背景下,模式理念和创新带来的环保产业的迅速增长。

二、生态文明理念下的技术大繁荣

产业大发展的同时,技术也在大繁荣。人类文明的发展,经历了原始文明、农业文明、工业文明和信息文明等阶段,生态文明是中国特有的文明阶段。与此同时,人类文明发展的理念变化影响着水环境问题解决的技术方向。2014 年是活性污泥诞生一百周年,在这一百年里可分为三个阶段,即污染阶段、可持续发展阶段与生态文明阶段(中国特有)。从污染物控制阶段上看,最初解决的是环境公共卫生,之后是解决水资源的问题。那么,未来技术将会如何发展? 以布伦兰特夫人为首的世界环境与发展委员会发表《我们共同的未来》,标志着可持续发展阶段的到来。我国传统污水处理工艺路线面临着挑战。首先是节能降耗的挑战,水和污水处理行业是典型的高能耗行业,其能源回收的重要标志是厌氧消化,德国和英国厌氧消化厂达到 70% 至 80%,而我国却只有 3%,如何实现碳减排的要求?其次在城市基础设施上,存在着系统的脆弱性、年久失修、满足不了城市发展需求等问题,深层次问题使我国的排水体系缺乏着力点,满足不了水环境的要求。另外,在资源循环利用上也存在着一系列挑战,主要表现为污水处理厂系统规划理念落后,资源利用存在的先天不足;实施的污水处理系统偏差与国际主流技术不一致。国际上提出“NEWs”等新理念,指出下一代污水处理厂应该是水资源中心、能源中心与营养中心。

20 世纪初,好氧颗粒污泥技术与厌氧氨氧化技术是污水处理领域的两个重大发现,为污水处理转变提供了无限的可能。易沉降、高生物量同时脱氮除磷的好氧颗粒污泥技术,首次工程化减少污水厂占地。厌氧氨氧化(ANAMMOX) 颠覆了传统脱氮过程理论,分别减少能耗和碳源消耗(-40%),也在分离技术、颗粒污泥技术和载体方式上不断发展。这为未来环境技术选择提供了新契机,也引起世界范围内对主流厌氧氨氧化技术的探索。如荷兰鹿特丹污水厂、新加坡 PUB 中试、美国DC-Water、瑞典Siolunda污水处理厂、瑞士Glamerland 厂、奥地利 Strass厂等。1973 年美国颁布的清洁水法里,提出保护水环境目标的生物、物理和化学三个完整性,讲人与自然、人与人、人与社会的关系,其主导的思想是将处理设施融入到经济社会的发展,同时要把处理设施作为社区的一员。

中国的生态文明理念,具有普世的价值。在生态文明理念下,不只是可持续发展,更要可持续发展繁荣。活性污泥起步西方国家,我国起步晚、发展落后,追随、模仿、超越,跨越成为我国可持续发展阶段的方向。“中国城市污水处理概念厂”从1.0、2.0到3.0阶段,逐步完成超越。当一种具有革命性或者颠覆性的进步发生前,总是会存在中间产物。以汽车行业为例,过渡性质的混合动力汽车,满足了一段历史时期的社会需求,这是在新能源汽车领域给我们的启示。那么,好氧颗粒与厌氧氨氧化技术是终极未来还是特定时期的过渡技术?概念厂工艺路线 1.0 是以厌氧氨氧化为基础的工艺,对能源水是回收,但对氮是破坏。概念厂 2.0 是资源全回收全利用—污水膜浓缩 - 氮磷回收技术路线,目标是实现全回收。作为低碳、资源回收、零排放的污水处理系统,这跟可持续发展阶段的目标是一致的。在此基础上,可以开发快速分离和磁分离等技术,追求更短的工艺流程,更紧凑的设计,更全面的资源利用。而到了概念厂 3.0 阶段,将地下污水处理厂建设作为生态文明建设的抓手,以污水处理厂为载体构建城市生态综合体,变负资产为生态正资产。将污水厂跟现代设施农业或都市农业相结合,为市民提供休闲的空间,并建立生态湿地,同时具有为社会服务、生产服务、自然服务的功能,打造低碳的、资源回收、零排放和生态的污水处理系统。

三、概念厂事业——组织机制创新的一次创造性尝试

2014 年初,中国提出建设面向未来的中国城市污水处理概念厂,这是中国污水处理领域的一次创新,也是生态文明背景下中国环保产业组织机制创新的一次创造性尝试。自成立中国城市污水处理概念厂专家委员会以来,在十余次的国内外高端会议论坛上,向逾10000 名的行业人士阐述概念厂的理念与追求。同时,提出了生态综合体的污水处理新概念,明确概念厂以主流厌氧氨氧化为主要技术攻关方向,并分别完成了北京概念示范厂和宜兴生产型实验室的落地工作。IWA 会员期刊《WATER21》、《SOURCE》重点报道了中国污水处理概念厂的工作。国际水协会 IWA 执行主席GerBergkamp、欧洲艺术科学院院士 Mark van Loosdrecht 等国际水处理领域顶级专家也对中国概念厂事业给予了高度的肯定。

回顾概念厂取得的成果,其主要创新举措如下:

(一)打破“碎片化”障碍和体制机制束缚

制定宏大目标,全过程实施,提出:建设面向未来,超越当今世界先进水平 20 年的中国污水处理概念厂,从“跟跑者”变成“领跑者”。计划 5到 6 年的时间里,在中国建成一座或一批概念厂。另外,根据需求走出去、引进来,走访了十几个国家,并把最顶尖的国外专家请到中国来进行专题研讨。

(二)遵循科学研究规律,制定工作计划

头脑风暴,汇聚智慧,凝练中国概念。多次组织行业高端研讨,并举办校园设计大赛,与来自国家发改委、环保部、科技部、住建部、中国科学院、北京市水务局,北京排水集团等领导专家及社会各界人士一起深入探讨中国污水处理事业的发展方向。“概念厂水未来”我心中的中国城市污水处理概念厂校园设计大赛,吸引了来自 70 多所高校,160 多个参赛队伍,700多个选手报名参赛。公开性研究,是体制机制的创新。

(三)营造让专家专注、自由探的环境,建立贯穿创新链条的新团队

建立专家委员会、秘书处、新概念公司等贯穿创新链条的工作团队。同时,专家委员会分成了各个团队,引入竞争机制,相互促进。其中,主体工艺设计由三位专家进行竞争性设计,通过组织社会资源,每个团队进一步扩大。另外,建设水处理技术创新支撑平台,加快科技转化速度,主要包括建设生产型研发平台,带动整体创新链条向产业和市场发展;政府、科研机构、企业分别在不同环节支持和投入;建立科学的验证体系和方法等。

总之,伴随环境问题的日益突出,生态文明建设和环保产业发展已被提升到前所未有的高度。在国家需求和政策驱动下,环保产业迎来了大发展,而在生态文明理念的指导下,环保产业技术迎来了大繁荣。 “互联网+”时代,环保产业必须有创新的发展模式和思维理念,需要扩大其外延和内涵。概念厂事业是中国污水处理事业打破传统思维,组织机制创新的一次创造性尝试。


编辑:曲宏斌

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