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张佳平董事长报告:高效吸附剂和气体分离技术产业化之路

2024/04/26

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附报告全文



各位领导、专家、校友:

大家好!四月的北京春和景明,很荣幸能在这样一个场合向在座的各位专家学者汇报,我报告的题目是《高效吸附剂和气体分离技术产业化之路》。报告的主要内容分为三个部分:

一、高效吸附剂产业化的历程

二、产业化过程中遇到的主要困难和解决措施

三、关于科技成果转化的一些思考

一、 高效吸附剂产业化的历程

谢老师课题组研究开发的一氧化碳吸附剂、制氧吸附剂两项成果成功实现了产业化,主要历程如下:

① 吸附剂的实验室研究开始于1981年,谢老师指导学生利用自发单层分散原理,将氯化亚铜分散在分子筛表面,制得了性能优异的高效一氧化碳吸附剂,也就是后来行业内著名的PU-1;

② 1986年,在化学院的支持下,谢老师成立了吸附技术开发课题组,进行一氧化碳吸附剂生产技术开发和市场推广尝试;

③ 1988年美国联碳公司欲以20万美元买断一氧化碳吸附剂生产技术,双方未能商谈一致,这是科技成果转让的一种尝试;现在回头看,这是一件幸事,如果双方当初合作成功,可能就没有后来的北大先锋了。

④ 1995年,课题组开始研制高效锂基制氧吸附剂PU-8,通过大量研究试验工作,解决了多项技术难题,直到1999年生产工艺基本定型。

⑤ 1999年,北大科技开发部与北大资源集团合资成立了北大先锋公司,注册资本1000万元,其中现金出资570万元,开始进行PU-1和PU-8吸附剂生产线建设,组建员工团队,开展市场营销等工作,技术成果产业化的进程开始加速。

⑥ 2001年,北大先锋签订2套1000立方规模的变压吸附制氧装置合同,实现了市场突破。但是,装置开车后遇到重大工程技术问题,持续进行整改,直到2003年吸附制氧成套工艺基本定型,这可以视为变压吸附空分制氧技术转化成功的标志。

⑦ 2003年,在江苏丹阳建成的第一套采用PU-1吸附剂的变压吸附分离CO装置成功投产(产量:1700Nm3/h,纯度:99%),是变压吸附分离CO技术成果转化成功的标志。

⑧ 2005年,北大先锋成立的第6个年度,公司首次实现了盈利。

⑨ 2006年,变压吸附分离CO技术获国家技术发明二等奖,变压吸附空气分离O2 装置获教育部科学技术进步一等奖。

⑩ 2008年,北大先锋公司首次向股东分红1900万元。

⑪ 截止2023年,依靠变压吸附制氧、变压吸附分离CO两项主营业务支撑,北大先锋实现连续19年盈利,累计利税总额约15亿元;从2012年开始连续12年向股东分红,累计向股东分红近4亿元。

从上述历程来看,高效CO吸附剂和吸附分离CO技术从最初的实验室研究到工业化应用成功长达22年之久,高效制氧吸附剂和变压吸附空分制氧技术也历时8年多,时间都是比较漫长的,尤其是前者。据统计数据显示,目前科技成果的转化创新成功率是非常低的,只有约10%,转化时间漫长可能是转化成功率不高的一个重要原因,因为这个过程确实很难熬,尤其在当下普遍希望快速成功的大背景下,这可能是很多科技成果转化时需要考虑的问题之一。


二、 技术开发和产业化过程中遇到的主要困难和解决措施

1、 市场在哪里,用户是谁?

1990年前后,PU-1吸附剂的生产工艺虽然还不完善,但是已具备了小批量生产能力,并且课题组分别与美国空气产品公司和国内某单位合作进行了采用PU-1吸附剂分离一氧化碳的小试,验证了PU-1吸附剂的优异性能。但是,除了1996年曾经向英国氧气公司出口10吨外,一直未能广泛推广应用。分析下来,大概有三方面原因:

(1)、市场尚未真正形成,空间有限,机遇难寻;

(2)、单独以吸附剂进行产业化,用户是中间机构,并不是最终用户,对方是否真心合作,是否愿意通力合作,都是无法把控的问题;

(3)、市场营销是技术产业化的一个重要方面,科研人员擅长技术研发,但是并不擅长市场营销,难以准确评估市场状况、定位用户。

2、 技术不成熟

举例1:制氧吸附剂在实验室研发阶段比较顺利,但在进行制氧吸附剂的放大生产时,产品质量总是达不到要求,做一批、废一批,失败了很多次。CO吸附剂的生产工艺开发过程也有类似的情况。导致的问题是产品质量达不到使用要求、生产成本远超预期。

举例2:变压吸附制氧的工艺原理很简单,可以说一目了然。北大先锋在正式推广制氧技术前,专门进行过产氧规模50立方的中试,很成功,因此我们当时也是信心满满。但是最初实施的两个1000立方规模的变压吸附制氧项目,装置投用时都发生了吸附塔内的吸附剂很快被吹翻的严重事故,根本无法连续运行。当时想了各种办法,进行了多次整改,前前后后折腾了两年多,直到谢老师发明了分形结构气流分布器,这个关键问题才得以解决。在之后的项目实施过程中还发生过各种各样的问题,例如设备选型不合理、关键设备制造不符合规范、装置运行可靠性保障措施不充分等等,好在用户够包容、团队够努力、大股东够支持,这些问题最终都解决掉了,否则可能也没有了后来的北大先锋。

科技成果产业化过程中,技术不成熟特别是关键技术不成熟是一个非常致命的问题,有可能直接导致产业化的夭折。

3、 资金问题——保证先活着

举例1:1989年,美国空气产品公司准备批量采购PU-1吸附剂,为此课题组投入大量资金筹建了生产车间,但因为种种原因双方最终未能签订合同,预期的产业化推广收入没有实现,谢老师成为了“百万负翁”。幸好有化学院帮助筹措资金,还有谢老师与中石化合作项目的经费,课题组总算是渡过了难关。

举例2:北大先锋成立的初期,建设吸附剂生产线投入大量资金,初期项目实施不顺利进行多次整改,导致大量预料外的资金支出,再加上日常的人工和管理费用支出,资金曾极度困难,即使在有1000万元贷款的情况下,2004年账上一度仅剩3万元,面临经营困境。

钱不是万能的,但是没有钱是万万不能的。在科研成果产业化的过程中,资金的支持是不可或缺的。

4、 产业化平台问题

课题组形式不适合产业化推广。面临的问题包括:无法直接参与市场投标,不能直接与用户签订合同,没有融资渠道,无法组建生产、营销、采购供应、基础职能管理一体化的员工团队等。

不得不说,初期成果转化速度之所以慢,没有建立适合的产业化平台是重要原因之一。

解决措施:

针对上述问题,课题组做出了一些关键决策:

(1)重新定位业务模式,开发气体分离装置的工程化成套技术,绕开中间环节,直接面向最终用户。

(2)寻求资本支持,筹划设立公司,北大先锋诞生。

(3)基于重新定位的业务模式和公司化的平台,引进工程技术人才、市场营销人才,组建“人财物、产供销”一体化的经营管理团队。

(4)全力以赴,解决关键技术难题,完善技术体系。

现在回头来看,这些决策对于两项业务的产业化成功起到了应当至关重要的作用。

并不是说,通过公司化的平台就一定能保证技术产业化的成功,但是毫无疑问,公司化的平台大幅度提高了转化成功的可能性。


三、 关于科技成果转化的一些思考

1、 科技成果转化的过程,是一个技术再研发的过程

科研成果不等于技术。通常情况下,实验室的研究成果与可应用的技术两者之间存在巨大差异。

用数字来比喻,科研成果解决了从无到有的问题,是从0到0.1的跨越;开发出可应用的技术是从0.1到1的过程,技术的持续应用则是1到N的过程。以PU-1为例:

谢老师课题组从实验室中制备的CO高效吸附剂是成功的样品,但是与工业应用所需的吸附剂产品距离还很远。作为可应用的产品,不仅需要考虑合适的形状、大小和强度,还需要考虑质量的稳定和成本的控制,问题转变为了合理可行的生产工艺开发。为此,课题组在吸附剂配方、成型和焙烧条件、生产设备选型等方面开展了大量工作,时间长达数年,其中仅配方研究就达几百个。

因此,科技成果能否顺利产业化的关键之一是实验室成果能否转化为可行的技术,这个过程中是一个水磨功夫,通常情况下没有可以特别出彩的地方,但却是一个必须予以高度重视和成功跨越的环节。

2、 明确市场需求和发展趋势很重要

需要考虑的包括:市场在哪里、市场空间有多大或可能有多大、是现实需求还是潜在需求、竞争对手和竞对产品状况等

从科技成果产业化的结果看,大致可以分为5种情况:

大池子里的大鱼——大行业、大领域,江湖霸主、呼风唤雨;

大池子里的小鱼——大行业、大领域,仰人鼻息、战战兢兢;

小池子里的大鱼——细分领域,隐型冠军、渴望大海;

小池子里的小鱼——细分领域,朝不保夕、苟延残喘;

鱼没养成——鱼苗阶段夭折或者被扼杀,例如:技术先进性不够,无法获得用户认可;没有熬到市场需求真正形成;市场空间不够大,收入不足以支撑运营成本;技术和产品定型太慢或者知识产权保护力度不够,被竞争对手抢先,错失进入市场的时机;产品技术被竞争对手超越;资金实力不足、没有融资能力,无法有效应对过程中的风险;政策、法规方面的原因,等等。

从走过的历程来看,北大先锋应该属于“小池子里的大鱼”,业务领域不太大、市场空间一般,但是有较高的技术门槛和一定的资源门槛,大公司不屑于干或者作为边缘业务,小公司干起来比较困难,在跨越最初的门槛后,北大先锋可以专心致志地打造自己的竞争优势。

科技成果转化时,预判市场空间、市场时机、竞争态势、未来可能的江湖地位应当是一件非常重要的事,它会影响科技成果转化的方式和路径选择,有利于提高转化的成功率。

据我所知,大多数面向工业领域的科技成果,市场空间可能都不太大,如果预判最终的结果大概率是“小池子里的小鱼”或者“鱼养不成”,最好及时将技术转让或者采用专权授权的方式。

3、 关于技术先进性的看法

(1)技术先进不等于市场竞争力强。市场竞争,争的是用户,而用户关心的不止技术是否先进这一件事,还包括:技术是否成熟、产品质量是否可靠、价格是否合理、供货能力是否够强、是否信守诚诺、售后服务是否能让用户满意,等等。因此,一项技术具有先进性,只是建立市场竞争优势的先天有利条件,需要规范高效的运营管理体系和具有较强战斗力的团队支撑,才能形成强大的市场竞争力。

(2)技术是不是真的先进,需要通过产品和技术的应用来体现。如果产品总是有质量问题,或者产品成本无法控制在合理范围内,或者技术的应用无法为用户创造该有的价值,那么这项技术是谈不上先进的。

(3)没有哪项技术是永远先进的,产业化应用的持续推进,需要技术的不断进步,否则在激烈的市场竞争下,很快就会被淘汰。

4、 技术研发需要避免完美主义

技术研发容易陷入“没有最好,只有更好”的思维模式,不断追求更好的性能指标。

这种思维从科学研究角度来看是非常好的,从成果转化和产业化角度来看则是非常有害的。

产业化实际上是一个市场竞争的问题,市场切入的时机很重要,有时候一旦丧失时机,可能永远不再有机会。市场需要的从来不是完美的产品,而是比竞争对手好或者至少不差的产品。因此,只要产品技术基本成熟,不存在关键性的问题,就应当及时推向市场,抢占先机、快速扩大,然后再不断地升级换代,尽可能持续保持市场竞争优势。

5、 成果转化和产业化过程中需要具有养活自己的能力

无论理想多么远大,活着才有希望。所以,过程中如何保证活着是一个非常重要的事情。当然,不能为了活着干歪门邪道的事,否则可能会沦为“科技骗子”。

例子:联想集团著名的“贸工技”和“技工贸”路线之争。

6、 开拓进取,持续发展

曾经听到一位老师对企业心态的描述,一直记在心里:追求高增长、盲目多元化、产业空心化、行为政治化。我再补充一点:经营金融化。

谈不上对错,因为这是企业对于如何面对市场竞争、如何赚钱、如何长期发展的道路选择。

我想说的是:技术应用成功,是科技成果转化成功的标志,也是技术真正开始产业化的起点,对于企业来说就是持续的运营过程,必然会面临激烈的市场竞争,也应当追求长久生存、持续发展、不断壮大。因此,需要我们保持开拓进取的精神,不断进行产品和技术创新、不断优化业务结构、不断完善管理体系,保障企业的持续发展。


四、 结语

上述的汇报是基于北大先锋公司在技术成果产业化过程中的体会,观点不一定对,欢迎各位专家批评指正。同时,我们期待北京大学以及其他科研院所不断孵化出有前景的科技成果,打造出世界级的产品和技术,有力支撑我们国家的产业和经济发展。