水务创新者的窘境
《水行业创新者的“窘境”》一文引起了很多同行者的共鸣。水行业的科技创新虽困难重重，但在新的理念下，又有巨大的创新动力。在新的机遇面前，水行业的创新者应拥抱机遇、主动思考、积极破局，跳出“窘境“。
以投资驱动主导的水务基础设施增量已相对减速，大量存量资产的优化和增效将成为摆在水务公司管理者面前的紧迫任务。科技创新也成为水务公司积极应对转型，寻求破局的必要一环。
《水行业创新者的“窘境”》一文中列举了6条水行业科技创新者面临“窘境”的现实原由：
水务是一个受管制的行业，水务公司并不能通过创新而获得定价权，从而实现超额利润。
水务公司具有天然的相对保守性，因其交付的产品是干净的水，与公众健康有关。
水行业科技创新需要耐心和时间，创新周期较长，平均需要12-14年的时间，跨越了2-3个投资周期。
终端用户规模的巨大差异，处理规模的跨度超过几个数量级，造成技术的装备化和标准化相对较难实现。
水务行业受法律法规的影响很大，很多创新技术在错误的时间点进入市场，而导致失败。
现有的机制对创新的掣肘。面对新技术和新市场，导致失败的可能正是完美无瑕的管理。期待在原有的机制下，推进技术创新，非常困难。
水行业不能活在过去的光环下，昨天的太阳晒不干今天的衣裳。水行业的科技创新者如何才能破局？水行业是否存在共性的破局路径？结合水行业的特点，笔者认为可能需要从以下几个方面着手，构建科技创新的体系，最终探出一条破局之路。
水再生: “Wastewater”这一英文词，逐步被“Used Water”所取代。水不再被单次使用后排放，而是被循环反复使用。从用词上彻底改变人们对“污水”的刻板印象。
污水资源化：虽然污水处理的核心目标是保证环境和卫生安全。但通过一系列的创新技术可以将“污水处理厂（WWTP）”转变成“资源工厂（Resources Plants）”。除了回收水再生使用外，还可以回收能源、营养盐、纤维素、生物塑料、稀土、蛋白质……。从技术路线上各种回收资源似乎都能走通，但最终回收产品的去向和商业模式还有很长的路要探索。
马桶革命：16世纪英国贵族约翰哈灵顿发明了最早的冲水马桶。冲水马桶被公认为人类最伟大的发明之一，保障了人类健康和发展了城市文明。如今，在城市中用于冲厕的水量占到居民总生活用水量30%以上。如果改变现有的冲水马桶使用模式，将每次冲厕的耗水量极限降低，甚至不再耗水，居民生活用水量将显著降低，而大量现存的污水管网和水厂资产都需要被重新估值。英国Cranfield University开发的新型马桶，美国Pennsylvania State University开发的新型材料，都在尝试终结传统冲水马桶的命运。
图. 新型马桶内壁材料 （图源：Pennsylvania State University）
水务数字化：数字化已被视为高效处理日益复杂的供、排水问题并从现有处理基础设施中获得最大价值的关键工具。以“数据化”“智能化”等为代表的新理念新技术正在筑造新的水务行业发展基础。水务行业要积极拥抱数字化，打破数据孤岛，将“数字”作为生产资料，重构生产要素，提高运营和服务效率。
低碳绿色：水系统是主要的温室气体排放源之一。随着全球主要国家碳中和战略目标的确立，水系统也将不可避免的被分配碳排放配额，并逐步探索低碳绿色的转型路径。水系统在迈向未来低碳绿色的征途中，必然会出现更多前所未有的创新解决方案。此外，笔者在和很多同行专家交流时，大家都提到目前IPCC（政府间气候变化专门委员会）关于污水系统碳排放的推荐计算方法难以实操，准确度较差。这就需要我们全球水务同行合力协作，取得更多的可信数据，帮助IPCC重新建立一套计算方法体系。
图. 水科技创新需求端和供给端的差异（图源：http://georgehawkins.net/）
美国DC Water的前任CEO，George Hawkins对创新的理解非常深刻，也是带领DC Water完成一系列创新变革成为备受尊重全球领先水务公司的领导者。George在2017年给出了上面的图，其X轴代表的是水务公司的数量，由左至右增加。左侧的纵轴代表一个水务公司的资源大小（包括了财力、人力、技术储备、研发能力等）。右侧的纵轴来表示，越上方的创新的潜在价值越高。从这张图，我们可以看出：
大部分的创新还是由少数拥有丰富资源的水务公司完成的（上图的A区部分）
那些小公司有很多可能很有价值的项目，但都没法实现（B区）
公共平台的有效运作，可能避免“撒胡椒面”式的研发经费和资源的分配。适合集中精力，专注水行业众多共性技术和工艺的开发及验证。少数大的水务公司有资源可以投入创新研发，而绝大多数的相对较小的水务公司需求大，但自身并无资源投入研发。因此，公共研发平台，在大公司牵头的条件下，为使用共性技术的中小水务公司提供了机遇，也为拥有创新解决方案的中小企业提供技术验证和示范的机会。同时建立配套的技术创新与孵化培育的体系，以及知识产权制度设计，实现真正的多方参与的产学研协作创新。
公共创新平台同时要积极拓展合作边界，不能只专注于本国或本区域的合作，还需要打开视野，与国际同行切磋技艺。新加坡PUB已经成为典型的国际化水科技创新载体。不仅定期拿出研发项目，进行全球招标合作，而且利用“新加坡国际水周”，主动邀请国际同行和解决方案供应商来到新加坡进行交流，及时了解国际最前沿的创新动态。
图. 新加坡PUB已经建立了全球创新合作网络 （图源：Innovation in Water Singapore）
图. 2018年四家国际知名水科技公司的R&D投入统计
由于四家公司的主营业务不尽相同，研发占比差异较大。以产品、装备为主的Xylem，其研发占比最高，达到总收入的3.63%；而以工艺和运营为主的Suez，其研发占比相对较低，但其研发总投入额依然高达8700万美金。这些国际知名的水科技公司，之所以能成功，离开不长期持续的研发高投入。对于中小型的水科技创新企业，研发占比至少要高于5%。
图. 典型的循环创新模式 （图源：Patrick A. Van der Duin）
然而常被应用于评价航空航天及军事装备的TRL，并不太适用于水行业。在航空航天及军事领域，一个新技术很可能只有很少的成功示范（如2-3个）就可能被认为是成熟技术（TRL对应8-9）。而在水务行业，若一个技术只有很少的示范，TRL可能达到了6-7，但由于无法形成标准规范指南，无法形成大规模的行业应用，TRL往往止步于7，无法迈向9。我们身边有很多做了1-2个示范工程的新技术和新工艺，但后续鲜有在行业中被大规模应用。因此结合水行业的创新提点和需求，需要提出一套适用的方法体系。
对创新解决方案的评估，的确有很多困难。要评估的方案通常都各有优劣，所以很难真的评出最佳方案。不同的利益相关者的偏好也不一样，这也会影响评估工作。如何在不同利益相关者的可能冲突的目标之间找到折衷方案？成本-效益分析、生命周期分析、多标准决策分析这三种最常见的评估方法可以被作为决策依据。
由于行业的特点和相对保守性，水行业的创新相对其它行业的周期较长，常常需要跨越2-3个投资周期。如何协调好短息目标和长期利益也成为一大难点。部分水务公司的管理者和投资人对创新团队的期待周期过短，并附加有经营性指标考核。这些因素常常给创新团队带来巨大的压力，他们很可能追逐短期考核目标而忽视长期价值。同时水务公司的管理者，也需要认识到创新团队带来的无形资产价值很可能远高于有形的营收数据。因此也需要构建一个相对合理的考核体系，让水务公司的创新团队兼顾短期目标和长期利益，平衡无形资产和有形资产。
Digital Disruption in the Water Utility Value Chain, Cognizant 20-20 Insights，2017.
《人工智能赋能数字水务》白皮书， IWA， 2021.
水处理的创新登月计划，不能光靠PPP模式. IWA微信公众号，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.
作者：李涛，IWA全球水务科技信息总监