何京東 彭子龍* 王 春 齊 濤
1 中國科學院 重大科技任務局 北京 100864
2 中國科學院大連化學物理研究所 大連 116023
能源是保障社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和國家安全的物質(zhì)基礎?!案幻?、貧油、少氣”的能源資源稟賦決定了煤炭是我國能源安全的基石。根據(jù)國家統(tǒng)計局《2018 年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》,2018 年我國煤炭消費量達 39 億噸,占中國能源消費總量59%[1]。據(jù)中國工程院預測,2050 年前煤炭將始終是我國第一大能源[2]。因此,煤炭的清潔高效利用必然是我國“能源革命”中能源技術(shù)創(chuàng)新的重中之重,對于保障國家能源安全、保護生態(tài)環(huán)境具有重要意義。中國科學院歷來把煤炭清潔高效利用作為能源領(lǐng)域科技布局的重點。經(jīng)過數(shù)十年持續(xù)研究和積累,近年來,中國科學院煤制油、煤制烯烴和煤制乙二醇技術(shù)通過不同模式與社會創(chuàng)新單元和社會資本整合,成功跨越了技術(shù)成果從實驗室到產(chǎn)業(yè)化的鴻溝,為保障我國能源安全作出了突出貢獻,成為我國能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新的典范。分析研究這 3 項技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化案例,總結(jié)成功的經(jīng)驗,剖析各種模式在具體實施過程中遇到的問題,探索形勢式下科技成果轉(zhuǎn)化模式,對進一步促進重大科技成果轉(zhuǎn)化,更好地服務國家能源安全和經(jīng)濟社會建設具有重要意義。
煤轉(zhuǎn)化利用是中國科學院山西煤炭化學研究所(以下簡稱“山西煤化所”)的立所之本,現(xiàn)已形成了“基礎研究——工藝過程開發(fā)——產(chǎn)業(yè)化”較為完備的體系。由于研發(fā)工作取得了令人矚目的進展,山西煤化所已成為國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域具有重要影響力的現(xiàn)代化研究所,煤制油技術(shù)是該所重要的研究方向。
2004 年,山西煤化所在持續(xù) 20 多年研究基礎上攻克了煤制油反應器及催化劑關(guān)鍵技術(shù),該技術(shù)獲得 2005 年度“中國科學院杰出科技成就獎”。煤制油技術(shù)取得成功后,為了更快地走向市場,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化示范,山西煤化所進行了大膽嘗試。2006 年,山西煤化所與內(nèi)蒙古伊泰集團有限公司(以下簡稱“伊泰集團”)、原神華集團有限責任公司等共同投資成立了從技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品規(guī)劃、工程設計、施工總承包到技術(shù)服務“一條龍”模式的高技術(shù)公司——中科合成油技術(shù)有限公司(以下簡稱“中科合成油”)。山西煤化所以專利技術(shù)作價入股,同時技術(shù)研發(fā)團隊 90 多人離所進入公司創(chuàng)業(yè)。中科合成油的成立,為加速煤制油技術(shù)成果轉(zhuǎn)化邁出了重要一步,當年就啟動了 3 個 16 萬噸/年煤制油示范項目和 1 個 1 500 噸/年煤制油專用催化劑項目。2006——2008 年,在不到 3 年的時間內(nèi),中科合成油在原有技術(shù)基礎上又成功開發(fā)了高溫漿態(tài)床煤制油技術(shù),系統(tǒng)能效進一步提高。為增強中科合成油發(fā)展后勁,解決科技人員的引進、穩(wěn)定和長期激勵等問題,在原有股東單位支持下,2008 年初公司注冊資本金增加到 10 億元人民幣,技術(shù)研發(fā)團隊成立的北京中智眾合技術(shù)咨詢中心成為第二大股東[3]。增資后的中科合成油各股東中,伊泰集團持股依舊為第一大股東。
2009 年,內(nèi)蒙古伊泰集團和山西潞安集團 2 個 16萬噸/年示范項目分別投產(chǎn)成功。2016 年,采用該技術(shù)的神華寧煤集團有限公司 400 萬噸/年煤制油示范項目打通全流程,產(chǎn)出合格油品,為此習近平總書記專門致信祝賀[4]。2017 年該項目實現(xiàn)滿負荷運行,2018 年實現(xiàn)盈利[5]。2017 年內(nèi)蒙古伊泰化工 120 萬噸/年精細化學品項目和山西潞安集團 180 萬噸/年高硫煤清潔利用油化熱電一體化示范項目 2 個百萬噸/年煤制油項目也相繼投產(chǎn)[6],并于 2018 年實現(xiàn)滿負荷穩(wěn)定運行[7]。中國科學院該項煤制油技術(shù)形成了 650 萬噸/年的產(chǎn)能,占我國煤制油總產(chǎn)能的 85% 以上。這標志著該技術(shù)在先進性、可靠性和裝置規(guī)模方面均已處于國內(nèi)引領(lǐng)地位。
煤制油技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化模式的基本內(nèi)涵和優(yōu)點包括:① 研究所以源頭創(chuàng)新的專利技術(shù)作價,與行業(yè)企業(yè)合股成立技術(shù)公司,形成“一條龍”模式的技術(shù)轉(zhuǎn)化應用鏈,有效減少了創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)與應用過程中的脫節(jié)問題,保障了創(chuàng)新性技術(shù)的工程實現(xiàn);② 技術(shù)公司由企業(yè)控股,承擔示范工程任務的企業(yè)在技術(shù)公司中占有股份,因此企業(yè)積極性高,有效保障了示范工程的順利實施;③ 研發(fā)團隊擁有一定的公司股份,激發(fā)了研發(fā)人員積極性,有效保障了技術(shù)的持續(xù)進步和公司的穩(wěn)定發(fā)展。
煤制油的“一條龍”轉(zhuǎn)化模式極大地促進了煤制油技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程,為中國煤制油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了基礎。但該模式實施過程中也遇到了新問題。例如,研發(fā)團隊主體進入技術(shù)公司,加強了技術(shù)公司的創(chuàng)新能力,但同時削弱了研究所在該學科方向上的可持續(xù)發(fā)展基礎。如何在支持企業(yè)創(chuàng)新的同時繼續(xù)保持研究所的原始創(chuàng)新能力,還需要統(tǒng)籌考慮。另外,研究所作為企業(yè)小股東,如何保障研究所的創(chuàng)新權(quán)益,還要進一步研究探討。
中國科學院大連化學物理研究所(以下簡稱“大連化物所”)是一個基礎研究與應用研究并重、應用研究與技術(shù)轉(zhuǎn)化相結(jié)合的綜合性研究所。催化化學是其核心學科,在國際上也享有盛譽。圍繞能源資源的催化轉(zhuǎn)化是該所長期堅持的重點科研方向。
大連化物所從 20 世紀 80 年代就開始了甲醇制烯烴技術(shù)研發(fā)。1995 年,大連化物所完成了合成氣經(jīng)由二甲醚制烯烴技術(shù)實驗室中試,獲得 1996 年度“中國科學院科技進步獎特等獎”。中試技術(shù)在進行工業(yè)規(guī)模應用之前必須要進行工業(yè)性試驗,但研究所不具備進行工業(yè)性試驗的條件,因此大連化物所積極尋求社會力量進行合作。陜西省政府認識到這一技術(shù)的重要意義,決定由陜西國有企業(yè)出資和大連化物所共同完成工業(yè)性試驗。2004 年,大連化物所與陜西新興煤化工科技發(fā)展有限責任公司(陜西國資企業(yè),以下簡稱“新興公司”)和洛陽石化工程建設集團有限責任公司(以下簡稱“洛陽石化”)三方簽訂合作開發(fā)合同,啟動了世界上第一套萬噸級甲醇制烯烴技術(shù)(技術(shù)代號:DMTO)工業(yè)性試驗裝置的建設,形成了“科研+設計+生產(chǎn)”緊密結(jié)合的“聯(lián)合開發(fā)體”模式,加速了技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進程。其中,新興公司負責全部投資和試驗裝置的建設及運行管理。2006 年,DMTO 工業(yè)性試驗取得成功。為有利于 DMTO 技術(shù)推廣許可,2008 年,大連化物所將所持有的相關(guān)技術(shù)專利注入新興公司,并對新興公司進行了股份重組(即現(xiàn)在的“新興能源科技有限公司”),大連化物所(含研發(fā)團隊)成為公司大股東。新興公司獨家擁有 DMTO 技術(shù)的相關(guān)專利,并組建專業(yè)團隊負責 DMTO 技術(shù)的全球推廣,以專利許可方式進行專業(yè)運營。洛陽石化則擁有 DMTO 產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的獨家設計權(quán)。為支撐 DMTO 產(chǎn)業(yè)化以后的生產(chǎn),由正大集團獨資成立了催化劑廠,大連化物所將第一代催化劑的專利使用權(quán)許可給該廠進行生產(chǎn)。除第一筆技術(shù)費外,正大催化劑廠另外提取一定比例的催化劑銷售額給大連化物所。2008 年 3 月,為加強后續(xù)技術(shù)開發(fā)合作,陜西煤業(yè)化工集團有限責任公司和大連化物所又聯(lián)合組建了“陜西煤化工技術(shù)工程中心有限公司”(以下簡稱“工程中心”)股份制企業(yè)實體。2018 年 11 月,大連化物所與江蘇飛翔化工股份有限公司共同組建中科催化新技術(shù)(大連)股份有限公司(以下簡稱“中科催化”)進行新一代 DMTO 催化劑的生產(chǎn)和銷售。
2010 年,世界首套 60 萬噸/年的煤制烯烴工業(yè)裝置在內(nèi)蒙古包頭投料試車一次成功。截至目前,DMTO 技術(shù)已許可 26 套裝置(包括國外 1 套),乙烯和丙烯產(chǎn)能約 1 400 萬噸/年,由此創(chuàng)造了一個千億規(guī)模的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),并帶動了 3 000 多萬噸的甲醇產(chǎn)業(yè)。目前已投產(chǎn)運行的 14 套裝置烯烴總產(chǎn)能 800 萬噸/年,銷售收入約 800 億元/年。該項技術(shù)被評為 2010 年“中國十大科技進展新聞”、2011 年度“中國科學院杰出科技成就獎”和 2014 年“國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎”[8]。
“聯(lián)合開發(fā)體”模式的基本內(nèi)涵和優(yōu)點包括:① 技術(shù)所有權(quán)歸屬研究所控股的技術(shù)公司,并以專利許可方式進行技術(shù)推廣。這避免了作價入股,僅限一個企業(yè)轉(zhuǎn)化的弊端,有效保障了研究所的創(chuàng)新名譽權(quán)和收益權(quán),保護了相關(guān)企業(yè)的積極性。② 研究所的創(chuàng)新收益分為專利許可的即時收益和銷售額提成的長線收益。③ 研發(fā)團隊仍在研究所持續(xù)開展相關(guān)基礎研究和應用研究,研究所將收益的一定比例獎勵團隊;同時,設立煤代油基礎研究合作基金,支持全所進行相關(guān)合作研究,有效反哺了科研工作的持續(xù)創(chuàng)新。
該模式在體制上建立了大連化物所開展持續(xù)研發(fā)、工程中心開發(fā)工程技術(shù)、洛陽石化獨家設計、新興公司從事營銷、正大集團和中科催化生產(chǎn)催化劑的全鏈條布局。隨著 DMTO 新興產(chǎn)業(yè)的擴展和新一代催化劑技術(shù)的持續(xù)開發(fā),這種轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化模式也面臨新的挑戰(zhàn),主要表現(xiàn)在全鏈條不同環(huán)節(jié)涉及不同的主體,在決策上需要不斷地相互協(xié)調(diào),決策效率受到一定影響。
中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所(以下簡稱“福建物構(gòu)所”)的結(jié)構(gòu)化學研究在國際上具有重要影響力,結(jié)構(gòu)化學是該所核心學科之一。以結(jié)構(gòu)入手研究催化劑等材料的性能一直是該所重點科研方向。
福建物構(gòu)所從 1982 年起開展一氧化碳氣相催化合成草酸二酯的研究,1994 年通過國家“八五”重點攻關(guān)項目的模式成果鑒定。2004 年,福建物構(gòu)所完成了煤制乙二醇技術(shù)的實驗室開發(fā),隨后聯(lián)合江蘇丹化集團有限責任公司推進中試和產(chǎn)業(yè)化工作。2008 年,完成了世界首套萬噸級煤制乙二醇技術(shù)的工業(yè)性試驗。2009 年,福建物構(gòu)所以煤制乙二醇工藝及催化劑技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)作價入股通遼金煤化工有限公司(以下簡稱“通遼金煤”)。通遼金煤在內(nèi)蒙古通遼建成和運行了世界首套 20 萬噸級煤制乙二醇工業(yè)示范裝置,該技術(shù)成為我國煤化工技術(shù)突破的重大標志成果[9]。該技術(shù)獲得了 2009 年度“中國科學院杰出科技成就獎”,并被評為該年度“中國十大科技進展新聞”。之后,通遼金煤以“技術(shù)+許可權(quán)”的形式與河南能源化工集團永煤公司聯(lián)合組建了河南煤化新鄉(xiāng)永金化工有限公司(以下簡稱“河南永金”),該公司在河南先后建成運行了 5 套 20 萬噸/年的工業(yè)裝置。
煤制乙二醇技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化模式的核心是“專利實施許可 + 企業(yè)合作中試 + 新知識產(chǎn)權(quán)共享”,即以專利技術(shù)為基礎,首先通過與優(yōu)勢企業(yè)合作,開展中試放大以形成完整的工程化技術(shù)解決方案,并共享新形成的知識產(chǎn)權(quán);然后再與優(yōu)勢社會資源結(jié)合,實現(xiàn)規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。該模式也被稱為“金三角”模式。
“金三角”模式的優(yōu)點在于:① 中試階段即與企業(yè)合作,引入社會資本,有利于技術(shù)的快速成熟,可降低中試階段的技術(shù)風險和資金風險;② 研發(fā)團隊不離開研究所,知識產(chǎn)權(quán)作價股份按一定比例反哺研究所和研發(fā)團隊,保護了團隊積極性和創(chuàng)新收益權(quán)。
該模式在具體發(fā)展過程中也遇到以下困惑:① 專利技術(shù)作價獨家轉(zhuǎn)讓,并且研究所是小股東,使得研究所失去對技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的話語權(quán),不利于技術(shù)的推廣,創(chuàng)新收益權(quán)難以得到有效保障。② 研究所持續(xù)創(chuàng)新形成的新一代技術(shù)會與上一代技術(shù)形成競爭關(guān)系,如果處理不好與上一代技術(shù)參股企業(yè)的合作關(guān)系,勢必會影響新一代技術(shù)推廣。
中國科學院煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇這 3 項技術(shù)在研究所完成技術(shù)創(chuàng)新后,通過不同模式整合社會資源,解決了中試和工業(yè)示范過程中的工程技術(shù)、資金等一系列難題,實現(xiàn)了從實驗室成果到工業(yè)應用的重大突破。
3 個研究所采取了不同的模式與企業(yè)開展合作進行創(chuàng)新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,從形成生產(chǎn)力角度看均取得了成功。尤其是這 3 項成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的主要工作,均是在《中華人民共和國促進科技成果轉(zhuǎn)化法》(2015 年修訂)頒布實施之前完成,因此均具有先行先試的改革探索意義。但在具體實施過程中,從研究所方面的創(chuàng)新名譽權(quán)和創(chuàng)新收益權(quán)角度看,三者不盡相同,概要匯總?cè)绫?1 所示。
從表中可以看到,煤制烯烴模式研究所的創(chuàng)新名譽權(quán)和收益權(quán)相對得到了較好的保障,這主要得益于 3 個方面:① 研究所(含研發(fā)團隊)是技術(shù)公司的大股東;② 研發(fā)團隊依托研究所的持續(xù)創(chuàng)新;③ 研究所重視知識產(chǎn)權(quán)保護和宣傳。大連化物所設立了知識產(chǎn)權(quán)專員,形成了 DMTO 系列專利群,最大限度地保護了自己的專利技術(shù)。同時研究所也注意宣傳,使“DMTO”專有命名得到了同行和產(chǎn)業(yè)界的廣泛認可。
建設科技強國是中國科學院作為國家戰(zhàn)略科技力量的使命擔當??萍汲晒ㄟ^轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化形成現(xiàn)實生產(chǎn)力是面向國家重大需求、面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場的主要方式。在宏觀層面,中國科學院在科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化活動中,首先要注重保護知識產(chǎn)權(quán),維護創(chuàng)新名譽權(quán);其次要保障創(chuàng)新團隊享有合理的創(chuàng)新收益權(quán)。前者是中國科學院履行國家使命和生存發(fā)展的根基,后者則起到反哺研究所科研持續(xù)發(fā)展和激勵技術(shù)研發(fā)團隊推進轉(zhuǎn)化的雙重作用。以此為原則,并認識到我國知識產(chǎn)權(quán)保護還有待完善的實際情況,總結(jié)以上 3 項創(chuàng)新技術(shù)在轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化過程中的經(jīng)驗得失,提出 5 點建議。
表1 3 種技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化模式的概要匯總
(1)前瞻布局、穩(wěn)定支持是研究所持續(xù)產(chǎn)出重大原始創(chuàng)新的關(guān)鍵。從發(fā)展歷程來看,這 3 項技術(shù)成果都是研究所前瞻布局,經(jīng)過幾代科研人員多年的不懈努力,不斷積累的結(jié)晶,是國家相關(guān)部門和研究所持續(xù)支持的結(jié)果。只有前瞻布局才能先人一步,只有持續(xù)支持才能真正自主創(chuàng)新,掌握核心技術(shù)。
(2)注重知識產(chǎn)權(quán)保護,主動宣傳成果,保護創(chuàng)新名譽權(quán)。總結(jié)以上案例,一條重要的經(jīng)驗是,經(jīng)過先期主動的公眾宣傳,在合作前就已形成社會共知、同行公認的知名度和可追溯的歷史記錄(如新聞發(fā)布會、重大獎勵等),有利于保護創(chuàng)新名譽權(quán)。
(3)對于具有重大經(jīng)濟社會效益的科技創(chuàng)新成果,研究所應同時考慮轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的即時收益和長線回報。將研究所收益鎖定在長線回報并寄希望于合作協(xié)議的保障,就目前創(chuàng)新生態(tài)而言,還存在很大不確定性。
(4)采用整個團隊離所創(chuàng)業(yè)的模式,必須在促進技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的同時,確保研究所在該方向上的持續(xù)創(chuàng)新能力。避免研究所在學科和技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)斷層,避免產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為“無源之水,無米之炊”。
(5)及時引入多元社會資本,調(diào)整好企業(yè)和研究所價值取向的矛盾。中國科學院所屬研究所國立研究機構(gòu)的屬性,決定了研究所科技成果應面向全社會,最大限度發(fā)揮科技創(chuàng)新促進經(jīng)濟社會發(fā)展的作用。而技術(shù)成功后,企業(yè)為追求利益最大化,往往希望優(yōu)先使用并保持技術(shù)壟斷,引入多元社會資本或可緩和這樣的矛盾。
致謝 中國科學院鄧麥村秘書長、中國科學院力學研究所劉桂菊書記、中國科學院大連化學物理研究所劉中民所長、中國科學院山西煤炭化學研究所王建國所長和中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所曹榮所長等對論文提出了許多寶貴建議,在此一并表示衷心感謝!