论文部分内容阅读
依托公立研究所、由技术专家与行业专家共同决策、政府和行业共同出资的产业研发联盟机制，迥异于美国“军工推动、资本拉动”的研发转化模式，成为德国特色的科技创新模式
石油不仅可以被用作燃油和汽油，也是化肥、药品等众多化工品的原料。因此，产业界一直有着炼化一体的说法。然而，曾于2008年飙升至147美元/桶的石油价格，以及欧盟越发严苛的温室气体排放标准，让越来越多的投资人和化工企业开始把注意力投向生物化工产业。
他们试图用生物原料，制造出能够替代石油化工的产品，甚至是新的化工品，但过程并不顺利。
以玉米等粮食作物为代表的第一代生物原料，被广为诟病，认为它引发“油箱与饭碗”之间的战争。随着生物技术的发展，从2014年开始，以麦秆、草、木材等农林废料为原料的第二代生物技术，才开始大规模进入生产阶段。
这些原料可以通过酶的预加工，转化成平台型化学品。再通过生物催化剂，加工成现代化工体系所需的化学品，以及轻型材料，直接被用于航空、汽车等终端产业。
不同于传统石化产业，生化产业受制于生物的化学与物理基本属性，其实验室研究（克到千克级）与工业级（千吨到百万吨级）设备之间的工艺差距巨大。
因此，这条新兴的产业链，无法由一家企业贯穿始终，而是需要产业链上的众多企业相继开花。但往往也进入“鸡生蛋，蛋生鸡”的死循环。德国以创新聚集区的方式，正加速研发的成果转化。
2007年，希尔特教授（Prof. Dr. Thomas Hirth）刚刚当上弗劳恩霍夫应用研究促进协会（Fraunhofer-Gesellschaft，下称“弗劳恩霍夫研究所”）下属的界面工程与生物研究所（IGB）所长时，就决定建一个专门研发转化的研究所。因为他发现，生物技术与化工技术之间有一个很强的联系，但把新技术搬到市场上有一个鸿沟，风险很高。到底怎么样把实验室里的好技术转化为市场，他心里也没有底。
他的目标很明确，从中期来说，就是要做木质纤维素等生物原料的替代技术，从长期来说，就是要改变现在已有的产业流程，达到更高的效率，并且提供全新的产品。希尔特教授清楚地知道，从实验室到工业化的设备之间，需要漫长的技术与经验积累，他就需要一步步建造更大的设备，从而掌握工程技术。
然而，即便是小于工业级的试验性项目（吨级），也比他当前的实验室规模（克到千克级）大1000倍。因此，他需要一个成熟的化工园区，可以给他提供必不可少的工业蒸汽，以及提供废水处理等基础设施。
这时，他看中了德国中部萨克森-安哈尔特州的洛伊纳（Leuna）。在第一次世界大战期间，由于这里远离德国的各条边境，因此出于战略考虑，这里和比特菲尔德（Bitterfeld）等地，共同构筑了德国中部著名的化工三角区。后来，在东德计划经济时期，投资不足、技术落后，不仅产业萧条，污染更是严重；用当地人的话来说，这里被苏联搞砸了。等两德统一后，这里获得大量联邦政府的产业与科技补贴款项，一直延续至今。
希尔特教授立刻找到了洛伊纳化工产业园，提出了自己要建设一个化学生物技术加工中心（CBP）的想法。
“在我们来之前，洛伊纳虽然没有什么研发基础，但是它这里是一个成熟的化工区，可以给我们提供技术设施服务。”CBP的主管安可巴赫（Gerd Unkelbach）对《财经》记者说，“而且，这里有70多个现成的企业，有些成为我们的客户，不会像勒沃库森那样完全是拜耳一家独大，也不会像路德维希港那样完全是巴斯夫说了算。”
洛伊纳工业园的总裁根特博士（Dr. Christof Guenther）也很明白CBP对于自己长远发展的价值，两边一拍即合。
但是，有了一家化工产业园的支持，远远不够。希尔特教授的团队就去跟联邦教育与科技部、农业部、环境保护部、萨克森-安哈尔特州政府，以及弗劳恩霍夫研究所的慕尼黑总部商谈合作事宜。最终2010年这几方答应投5800万欧元，用于试验性项目的建设。
为了建试验性项目的设备，CBP开始了一次公开招标，最终从16家到17家企业中，选择了洛伊纳以东150公里的德累斯顿林德工程公司（Linde Engineering Dresden，下称林德）合作。在合作中，CBP把所有的工程数据和设计给林德，而林德再根据自己的经验把这些数据做成仪器和设备，并且设计整体的工业蒸汽、通风与废水收集系统。
作为一家公立研究所，CBP是一家非营利性组织，但是，它可以申请专利，从而通过授权专利许可，以维持自己的运营。正如弗劳恩霍夫研究所经典的MP3案例（世界上第一台MP3就产生于弗劳恩霍夫协会位于埃尔兰根的集成电路研究所），CBP也为自己的生化设备设计申请了专利。虽然林德在与CBP的合作中，获得了这些设备设计知识，但是倘若林德未来要建设这样的设备，则需要给CBP付专利使用费。
有了试验性设备后，CBP就可以与工业界的合作伙伴进行联合研发。这些合作者就可以像跟所有弗劳恩霍夫研究所的下属研究所合作一样，只需给合作人员、材料、设备维护等支付研发开销，而不需要再去为建试验性设备去发愁，从而大大减少企业的研发成本。他们可以迅速地得到准工业级的生产数据，为进一步的商业化（千吨到百万吨）做准备。
目前，CBP一共有23个科研项目在运作。整个试验性工程的经费中，有三分之二来自于联邦政府和欧盟的资助，其他三分之一则来自于合作伙伴。这些合作者中，大部分是中小型企业。“帮助中小企业开发面向市场的新产品或新工艺流程，也是1949年弗劳恩霍夫研究所创立之初的目标。”安可巴赫告诉《财经》记者。这些中小企业不仅成为德国制造业的肋骨，更成为业内的“隐藏的冠军”。
萨克森-安哈尔特州有一片霍尔茨森林，那里富产山毛榉材，有一条从伐木到伐木设备完备的产业链。因此CBP设计之初就锁定了木质纤维素，希望把伐木业的废料变废为宝。但是，它只是完成了这个新兴产业的第一步，即：把山毛榉的废料做成单分子，例如氢、乙醇等平台型化学品。 之后，弗劳恩霍夫研究所旗下的应用高分子聚合物研究所（IAP），则是把单分子做成高分子聚合物，例如，聚丙烯。最后，则是弗劳恩霍夫研究所的材料力学研究所（IWM），最终将其做成新型材料。在这一过程中，各家研究所一方面研究物质本身的化学或物理学性质，一方面研发工程工艺，从而为企业研发的商业化减轻负担。
虽然已经确定了把山毛榉作为生化产业的原材料，但是，对于这个新兴产业上，处于下游的研究所和企业来说，研发方向的选择依然困难重重。
因为每一个环节并非只有一条下游产业链，相反，它可以支持多个产业应用方向。例如CBP协助研发出来的单分子平台型产品，可以直接加工成塑料、粘连剂、润滑剂和燃料，亦能成为能量储存产品，成为石油化工的替代产品。因此，产业链上游产品的最终形态，亦在很大程度上受商业价值影响，而非由下游产业一厢情愿。
“我需要知道上游供应链到底都在做什么，比如说，他们研究酶的，研究到哪一步了？做高分子净化的，做到哪一步了？催化反应调整成什么样了？毕竟生化反应的具体过程千差万别，我们需要知道他们的研发方向。”IWM研究所聚合物应用课题组的拉普特尔博士（Dr. André Rapthel）对《财经》记者解释，“研究被最终投产，基本要等上十年，我们不需要他们那一级完全产业化，只需要获得样品供我们研发。”
IWM的研发直接面向航空、汽车产业的客户，因此，上下游研发之间的信息交互，对一条新兴产业链来说，就显得至关重要。以希尔特教授为代表的这些弗劳恩霍夫研究所系统的科学家们，提议建立一个专门围绕山毛榉为原料的生物产业研发聚集区。
他们以萨克森-安哈尔特州、萨克森州为核心区，召集了23家高校、研究所、化工企业以及木材企业，在2012年正式成立了生物经济聚集区（BioEconomy Cluster）。这个聚集区很快在德国联邦教育与研究部和联邦经济与能源部的高科技聚集区竞赛中获胜，进而从联邦政府获得4000万欧元研发经费，再配上成员企业的4000万欧元研发经费，共同支持该区的联合研发项目。目前，这个聚集区已经扩大到68家企业和23家教育与研究机构。
所有的成员机构每年召开两次大会，共同制定研发聚集区的研究与市场战略。专家委员会对原材料、化工品、聚合物、能源、管理与教育六大领域的项目进行评审，并把通过审核的项目上报给联邦教育与研究部进行评审，从而得以使用联邦的科技扶持经费。“一个研发聚集区的发展，由它的核心灵魂人物的战略眼光决定。”BioEconomy Cluster的发言人莫尔滕斯（Henning Mertens）对《财经》记者说。
不同的科技聚集区，则有着完全不同的运作模式。不同于BioEconomy研究驱动的聚集区管理模式，位于杜塞尔多夫的CLIB2021生化创新聚集区则是以商业驱动为主导。“我们更注重实际的商业需求，去孵化生物化工的创新型企业。”CLIB2021主管施瓦茨博士（Dr. Thomas Schwarz）告诉《财经》记者。
由于杜塞尔多夫所在的北莱茵威斯特法伦州是德国的化工重镇，与荷兰、比利时共同构成庞大的炼化、生物医药研发与制造网络。因此，在这个创新聚集区里，并没有像萨克森-安哈尔特州一样，专门围绕木质纤维素打造产业链，而是通过已有产业链的网络建设，推动研发的商业化。
这种依托公立研究所、由技术专家与行业专家共同作决策、政府和行业共同出资的产业研发联盟机制，迥异于美国“军工推动、资本拉动”的研发转化模式，成为德国特色的科技创新模式，当为中国在设计新兴产业研发机制所借鉴。
石油不仅可以被用作燃油和汽油，也是化肥、药品等众多化工品的原料。因此，产业界一直有着炼化一体的说法。然而，曾于2008年飙升至147美元/桶的石油价格，以及欧盟越发严苛的温室气体排放标准，让越来越多的投资人和化工企业开始把注意力投向生物化工产业。
他们试图用生物原料，制造出能够替代石油化工的产品，甚至是新的化工品，但过程并不顺利。
以玉米等粮食作物为代表的第一代生物原料，被广为诟病，认为它引发“油箱与饭碗”之间的战争。随着生物技术的发展，从2014年开始，以麦秆、草、木材等农林废料为原料的第二代生物技术，才开始大规模进入生产阶段。
这些原料可以通过酶的预加工，转化成平台型化学品。再通过生物催化剂，加工成现代化工体系所需的化学品，以及轻型材料，直接被用于航空、汽车等终端产业。
不同于传统石化产业，生化产业受制于生物的化学与物理基本属性，其实验室研究（克到千克级）与工业级（千吨到百万吨级）设备之间的工艺差距巨大。
因此，这条新兴的产业链，无法由一家企业贯穿始终，而是需要产业链上的众多企业相继开花。但往往也进入“鸡生蛋，蛋生鸡”的死循环。德国以创新聚集区的方式，正加速研发的成果转化。
艰难的“创业”
2007年，希尔特教授（Prof. Dr. Thomas Hirth）刚刚当上弗劳恩霍夫应用研究促进协会（Fraunhofer-Gesellschaft，下称“弗劳恩霍夫研究所”）下属的界面工程与生物研究所（IGB）所长时，就决定建一个专门研发转化的研究所。因为他发现，生物技术与化工技术之间有一个很强的联系，但把新技术搬到市场上有一个鸿沟，风险很高。到底怎么样把实验室里的好技术转化为市场，他心里也没有底。
他的目标很明确，从中期来说，就是要做木质纤维素等生物原料的替代技术，从长期来说，就是要改变现在已有的产业流程，达到更高的效率，并且提供全新的产品。希尔特教授清楚地知道，从实验室到工业化的设备之间，需要漫长的技术与经验积累，他就需要一步步建造更大的设备，从而掌握工程技术。
然而，即便是小于工业级的试验性项目（吨级），也比他当前的实验室规模（克到千克级）大1000倍。因此，他需要一个成熟的化工园区，可以给他提供必不可少的工业蒸汽，以及提供废水处理等基础设施。
这时，他看中了德国中部萨克森-安哈尔特州的洛伊纳（Leuna）。在第一次世界大战期间，由于这里远离德国的各条边境，因此出于战略考虑，这里和比特菲尔德（Bitterfeld）等地，共同构筑了德国中部著名的化工三角区。后来，在东德计划经济时期，投资不足、技术落后，不仅产业萧条，污染更是严重；用当地人的话来说，这里被苏联搞砸了。等两德统一后，这里获得大量联邦政府的产业与科技补贴款项，一直延续至今。
希尔特教授立刻找到了洛伊纳化工产业园，提出了自己要建设一个化学生物技术加工中心（CBP）的想法。
“在我们来之前，洛伊纳虽然没有什么研发基础，但是它这里是一个成熟的化工区，可以给我们提供技术设施服务。”CBP的主管安可巴赫（Gerd Unkelbach）对《财经》记者说，“而且，这里有70多个现成的企业，有些成为我们的客户，不会像勒沃库森那样完全是拜耳一家独大，也不会像路德维希港那样完全是巴斯夫说了算。”
洛伊纳工业园的总裁根特博士（Dr. Christof Guenther）也很明白CBP对于自己长远发展的价值，两边一拍即合。
但是，有了一家化工产业园的支持，远远不够。希尔特教授的团队就去跟联邦教育与科技部、农业部、环境保护部、萨克森-安哈尔特州政府，以及弗劳恩霍夫研究所的慕尼黑总部商谈合作事宜。最终2010年这几方答应投5800万欧元，用于试验性项目的建设。
为了建试验性项目的设备，CBP开始了一次公开招标，最终从16家到17家企业中，选择了洛伊纳以东150公里的德累斯顿林德工程公司（Linde Engineering Dresden，下称林德）合作。在合作中，CBP把所有的工程数据和设计给林德，而林德再根据自己的经验把这些数据做成仪器和设备，并且设计整体的工业蒸汽、通风与废水收集系统。
作为一家公立研究所，CBP是一家非营利性组织，但是，它可以申请专利，从而通过授权专利许可，以维持自己的运营。正如弗劳恩霍夫研究所经典的MP3案例（世界上第一台MP3就产生于弗劳恩霍夫协会位于埃尔兰根的集成电路研究所），CBP也为自己的生化设备设计申请了专利。虽然林德在与CBP的合作中，获得了这些设备设计知识，但是倘若林德未来要建设这样的设备，则需要给CBP付专利使用费。
有了试验性设备后，CBP就可以与工业界的合作伙伴进行联合研发。这些合作者就可以像跟所有弗劳恩霍夫研究所的下属研究所合作一样，只需给合作人员、材料、设备维护等支付研发开销，而不需要再去为建试验性设备去发愁，从而大大减少企业的研发成本。他们可以迅速地得到准工业级的生产数据，为进一步的商业化（千吨到百万吨）做准备。
目前，CBP一共有23个科研项目在运作。整个试验性工程的经费中，有三分之二来自于联邦政府和欧盟的资助，其他三分之一则来自于合作伙伴。这些合作者中，大部分是中小型企业。“帮助中小企业开发面向市场的新产品或新工艺流程，也是1949年弗劳恩霍夫研究所创立之初的目标。”安可巴赫告诉《财经》记者。这些中小企业不仅成为德国制造业的肋骨，更成为业内的“隐藏的冠军”。
从点到链
萨克森-安哈尔特州有一片霍尔茨森林，那里富产山毛榉材，有一条从伐木到伐木设备完备的产业链。因此CBP设计之初就锁定了木质纤维素，希望把伐木业的废料变废为宝。但是，它只是完成了这个新兴产业的第一步，即：把山毛榉的废料做成单分子，例如氢、乙醇等平台型化学品。 之后，弗劳恩霍夫研究所旗下的应用高分子聚合物研究所（IAP），则是把单分子做成高分子聚合物，例如，聚丙烯。最后，则是弗劳恩霍夫研究所的材料力学研究所（IWM），最终将其做成新型材料。在这一过程中，各家研究所一方面研究物质本身的化学或物理学性质，一方面研发工程工艺，从而为企业研发的商业化减轻负担。
虽然已经确定了把山毛榉作为生化产业的原材料，但是，对于这个新兴产业上，处于下游的研究所和企业来说，研发方向的选择依然困难重重。
因为每一个环节并非只有一条下游产业链，相反，它可以支持多个产业应用方向。例如CBP协助研发出来的单分子平台型产品，可以直接加工成塑料、粘连剂、润滑剂和燃料，亦能成为能量储存产品，成为石油化工的替代产品。因此，产业链上游产品的最终形态，亦在很大程度上受商业价值影响，而非由下游产业一厢情愿。
“我需要知道上游供应链到底都在做什么，比如说，他们研究酶的，研究到哪一步了？做高分子净化的，做到哪一步了？催化反应调整成什么样了？毕竟生化反应的具体过程千差万别，我们需要知道他们的研发方向。”IWM研究所聚合物应用课题组的拉普特尔博士（Dr. André Rapthel）对《财经》记者解释，“研究被最终投产，基本要等上十年，我们不需要他们那一级完全产业化，只需要获得样品供我们研发。”
IWM的研发直接面向航空、汽车产业的客户，因此，上下游研发之间的信息交互，对一条新兴产业链来说，就显得至关重要。以希尔特教授为代表的这些弗劳恩霍夫研究所系统的科学家们，提议建立一个专门围绕山毛榉为原料的生物产业研发聚集区。
他们以萨克森-安哈尔特州、萨克森州为核心区，召集了23家高校、研究所、化工企业以及木材企业，在2012年正式成立了生物经济聚集区（BioEconomy Cluster）。这个聚集区很快在德国联邦教育与研究部和联邦经济与能源部的高科技聚集区竞赛中获胜，进而从联邦政府获得4000万欧元研发经费，再配上成员企业的4000万欧元研发经费，共同支持该区的联合研发项目。目前，这个聚集区已经扩大到68家企业和23家教育与研究机构。
所有的成员机构每年召开两次大会，共同制定研发聚集区的研究与市场战略。专家委员会对原材料、化工品、聚合物、能源、管理与教育六大领域的项目进行评审，并把通过审核的项目上报给联邦教育与研究部进行评审，从而得以使用联邦的科技扶持经费。“一个研发聚集区的发展，由它的核心灵魂人物的战略眼光决定。”BioEconomy Cluster的发言人莫尔滕斯（Henning Mertens）对《财经》记者说。
不同的科技聚集区，则有着完全不同的运作模式。不同于BioEconomy研究驱动的聚集区管理模式，位于杜塞尔多夫的CLIB2021生化创新聚集区则是以商业驱动为主导。“我们更注重实际的商业需求，去孵化生物化工的创新型企业。”CLIB2021主管施瓦茨博士（Dr. Thomas Schwarz）告诉《财经》记者。
由于杜塞尔多夫所在的北莱茵威斯特法伦州是德国的化工重镇，与荷兰、比利时共同构成庞大的炼化、生物医药研发与制造网络。因此，在这个创新聚集区里，并没有像萨克森-安哈尔特州一样，专门围绕木质纤维素打造产业链，而是通过已有产业链的网络建设，推动研发的商业化。
这种依托公立研究所、由技术专家与行业专家共同作决策、政府和行业共同出资的产业研发联盟机制，迥异于美国“军工推动、资本拉动”的研发转化模式，成为德国特色的科技创新模式，当为中国在设计新兴产业研发机制所借鉴。