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因地制宜创新驱动-北欧实现跨越式发展

中国风能网2023-01-17中国风能风能车速
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因地制宜创新驱动-北欧实现跨越式发展

因地制宜创新驱动-北欧实现跨越式发展,

风能洗车,风能车速,风能 重庆  北欧五国,不仅历史背景紧密相连,生活方式、宗教、社会和政治制度相近,而且因地制宜,结合自身现有条件和传统优势,通过科技创新驱动经济实现跨越式发展。

  风能洗车,风能车速,风能 重庆北欧,这个100多年前欧洲最贫穷落后的区域之一,通过科技创新驱动经济不断实现跨越式发展。时至今日,北欧五国(瑞典、挪威、芬兰、丹麦和冰岛)均已迈入高度发达经济体行列,该地区人均国内生产总值(GDP)超过5万美元,而有“欧洲经济发动机”之称的德国的人均GDP约为4.2万美元。在当前科技变革和产业革命交相辉映的大变局时代,从瑞典的流媒体音乐服务商Spotify到芬兰的著名游戏“愤怒的小鸟”,从遍布世界的丹麦风电装备到为整个国家供热的冰岛地热能技术,北欧国家用自己的方式和对创新的理解给出了科技创新的北欧方案。

  北欧科技创新最显著的特征就是在判断未来发展新趋势和选定创新发展目标之后,因地制宜,结合自身现有条件和传统优势,逐步开展创新活动,采用渗透策略和小步快跑的方式实现了创新驱动的跨越式发展。在那里,农林生产中的副产品可以广泛用于能源生产,一家生产液压起重机的企业可以转型为全世界最大的风机制造商,火山汹涌下的地热能可以为整个国家供热……

  瑞典地处北欧的中心地带,历史上曾是维京文明的核心区域。瑞典王国也曾称霸整个波罗的海和北海沿岸地区。现在,这里有着北欧最大的国土面积、最大的城市、最多的人口、最大的经济规模、最多的全球品牌,如沃尔沃汽车、伊莱克斯家电、宜家家居等。

  20世纪90年代初,苏联解体,瑞典最重要的贸易伙伴国猝然崩塌,给瑞典经济造成重大冲击。与此同时,信息革命蓬勃发展、欣欣向荣,这让瑞典政府下定决心大力发展信息科技,通过产学研一体化模式打造信息技术产业,硬件和软件同时发力。瑞典在信息革命中率先把握机遇,占据有利位置,确保其经济社会发展继续保持高度发达的水平。

  在信息技术的硬件方面,瑞典政府鼓励高校科研机构深挖信息产业底层技术,钻研基础科学并积极推进科技成果转化,培育出一批高质量的硬科技企业,如MEMS芯片代工厂Silex。MEMS指的是微机电系统,即在微米甚至纳米尺寸上做出有实际功能的复杂的机械电子结构。这种芯片目前在消费电子、汽车电子、工业电子、航空电子等领域都有广泛的应用。Silex作为全球少数独立运行的纯MEMS芯片代工厂已经有20多年历史,为全世界80多个客户提供了高质量的定制化服务,并始终致力于发展同客户的长期合作关系。由其代工的MEMS芯片广泛应用在消费电子、工业制造、生命健康、通信等多个重要领域。

  在互联网通信设备领域,瑞典拥有整个欧洲大陆唯一的根服务器系统。根服务器用来管理整个互联网系统的主目录,顶级域名解析就是由根服务器完成的。通俗地说,世界上所有的网址都是从根服务器延伸出来的。因此,根服务器对互联网安全运行至关重要,是互联网通信的中枢神经以及国际互联网的战略基础设施。在现有域名系统(DNS)协议下,以IPv4地址结构为基础服务架构,全世界仅有13台根服务器,其中1台编号为I-ROOT的根服务器就位于瑞典斯德哥尔摩。自2000年投入使用以来,这台根服务器一直由运营商Netnod管理(该机构前身是瑞典高校计算机技术创新网络发起成立的一个互联网交互节点)。

  有了硬件系统和关键基础设施做支撑,在此之上发展软件应用就有了很大的优势和便利条件。在软件和应用程序开发方面,瑞典再次走在了世界前列。移动互联网时代最为出名的瑞典互联网大厂毫无疑问就是全球最大的互联网流媒体音乐服务商Spotify。该公司成立于2006年,总部位于瑞典斯德哥尔摩,致力于成为全世界最大、最优质的听觉内容供应商。截至2019年,Spotify上的音频内容(以音乐为主)已超过150亿小时,最高等级付费会员人数超过1.2亿人。该公司已于2018年4月3日在美国纽约证券交易所上市,总市值已超过480亿美元。

  挪威,这个欧洲北部的小国,拥有2 500千米以上的海岸线。三文鱼曾经是这个国家出口创汇的最重要支柱。20世纪六七十年代北海发现石油天然气之后,这个国家上演了“一夜暴富”的故事,从人均收入排名西欧尾部甚至低于东欧阵营的波兰和捷克斯洛伐克,到今天人均GDP超过8万美元,成为世界上最富裕的国家之一。

  靠海吃海,因海而兴。沿着挪威漫长的海岸线,各地根据自己的优势和传统分别建立了20多个各具特色的产业聚集区(平均每100千米的海岸线个),其中大多数都属于泛海洋产业的范畴,包括造船、海工装备、深海养殖等。挪威几乎所有领先于世界的高科技成果都在这些产业聚集区有丰富的应用场景。同时,相当部分的科技企业也都在这些聚集区开展主要业务。产业聚集区的核心特征是特定细分邻域中知识、诀窍(know-how)的高密度聚集,也就是相关领域大量高度专业化的团队在特定细分赛道进行高强度的创新创业活动,彼此竞争又相互合作,良性循环中共同把该聚集区的特色产业不断做强、做大。在此过程中,一批企业崛起成为该领域的全球领导者。

  挪威很多产业聚集区产生于一些有细分领域龙头企业坐镇的小城市。这些龙头企业往往在自己的赛道上有很强的竞争力和很高的专业度,逐渐吸引了相关的上下游产业与其合作,并且吸引了很多高科技团队为其进行技术升级和改造。久而久之,产业聚集的优势逐渐放大,创新越来越多,生产力越来越发达。例如,人口只有6 000人左右的小镇乌尔施泰因维克(Ulstein Vik),拥有以百年造船企业Ulstein为核心的船舶与海洋装备产业聚集区。Ulstein公司以造船、船舶设计、整体解决方案提供、船只售后服务、升级改造等服务为主营业务。在造船领域,其设计建造的海上风电安装船在全世界颇受欢迎,不仅拥有在极寒浮冰海域工作的能力,而且采用氢能、燃油与氢燃料电池混合动力技术等新能源技术,大幅提升环境保护能力的同时节约了燃油。目前,Ulstein公司已经成为西门子等诸多欧洲知名海上风机厂商的指定合作伙伴。更重要的是,以Ulstein公司为核心,当地聚集了一批船舶、海工、新能源相关的深科技企业。他们支撑Ulstein公司发展的同时,也通过该龙头企业的商业网络将自身的技术推广到全世界。例如,Ulstein公司的新产品的海上风电安装船J102与当地的氢能科技公司紧密合作,将大量技术路线已经相对成熟的液氢存储与加注技术、氢燃料电池技术产品集成到这款安装船上,使其成为一款实用性很强的新能源船只,大幅改善目前风电安装船几乎全部由化石燃料提供动力的现状。同时,该公司通过深化后续合作,已为该型号船只未来采用更多新能源技术预留了空间和制订了迭代计划,其中就包括了全电推进的技术方案。当地的产业也随着Ulstein公司的转型升级而不断进化,在相关领域的创新能力甚至走到了世界前列。

  芬兰,1919年终于从沙皇俄国的统治中奋力挣脱而出,至今独立100多年,从那个贫穷落后的极寒之地到今天拥有高度完善的社会福利、高水平的教育体系(在联合国教科文组织的世界排名中长年居于世界前三)和极具创新力的国民创新指数(世界排名前五)。这一逆天改命的传奇从芬兰中南部的一座历史文化名城于韦斯屈莱开始。这里,曾被芬兰人骄傲地称为“芬兰的雅典”,因为1858年成立的于韦斯屈莱大学是世界上第一所芬兰语大学。这所大学激发了芬兰的民族自觉,拉开了芬兰民族独立与国家发展的序幕。自独立以来,芬兰全社会对大学的建设与发展都极其重视,“先有大学,再有芬兰”的理念深入人心。

  芬兰仅有500多万人口,却拥有21所大学,几乎每个主要城市都有一所大学。芬兰各地的高科技产业园往往与本地大学紧密结合,大学的强势学科也就成为本地高新技术产业发展的重点方向。来自大学的科研团队一方面成为当地高科技产业的原始创新策源地,另一方面大力提升本地的传统产业,从而真正实现机械制造、冶金加工、造船、林业等芬兰传统优势产业与现代通信、信息技术、集成电路、物联网、人工智能等新兴产业深度融合,也就是走“信息化提升工业化、工业化支撑信息化”的两化融合发展道路。

  芬兰国家创新体系中的芬兰国家技术研究中心(VTT)由政府出资,专注于科研成果转化与商业化应用,以推动经济发展和社会进步。其工作重心之一就是连接聚焦基础研究的高校和科研机构与负责产品商业化的高科技公司。VTT资助的项目都有很严格的产学研合作要求,企业的项目在大多数情况下必须找到大学作为合作伙伴才能得到VTT的资助。几十年来,VTT帮助众多高校的科技成果转化为实实在在的生产力和经济效益。

  例如,芬兰首都赫尔辛基地区的赫尔辛基大学和阿尔托大学就依托VTT建立起了大学科技园,并以此为枢纽汇集了大批来自大学的创新创业团队,其中有些已经成为举世瞩目的传奇。操作系统Linux的创始者林纳斯·本纳第克特·托瓦兹(Linus Benedict Torvalds)就来自赫尔辛基大学,这个项目也是其在校时偶然因素促使下发起的创新项目。Linux的第一个内核初步成形时,托瓦兹才21岁。虽然该系统因开源免费没能创造直接的利润,但是Linux对世界信息技术产业的巨大推动作用有目共睹。阿尔托大学则诞生了全世界游戏爱好者耳熟能详的娱乐媒体公司Rovio,该公司创作了大名鼎鼎的休闲益智类游戏“愤怒的小鸟”。Rovio公司的总部就位于阿尔托大学马路对面,其创始团队几乎全部来自阿尔托大学,其中大部分在当时还是在校学生。

  冰岛,全球极少数电力完全由可再生能源生产的国家,极个别供热几乎完全由可再生能源供应的国家。冰岛位于欧亚板块和美洲板块的交界处,由于板块交界处往往火山运动频繁,整个国家基本都位于活跃的火山地区,大部分陆地是由冲出海面的岩浆在海面冷却后不断沉积形成的。特殊的地质结构、活跃的地壳运动给冰岛带来了丰富的地热资源。今天,整个冰岛接近95%的供热都来自地热,并逐渐形成较为完善的四级阶梯地热使用方法。第一级地热的热值最高,用于发电。冰岛接近30%的电力由地热能提供,全国一共7座地热电站。略微降温之后的第二级热能用于房屋供暖、热水供应以及融雪之用。热量继续消耗之后,第三级热能可以为游泳池、池塘、人造湖提供热能。该国的著名景点蓝湖温泉就是附近地热发电厂地热尾水形成的天然潟湖。可以说,地热资源为冰岛的休闲与旅游提供了大量资源。2019年,冰岛全年接待外国游客超过800万人次,而该国人口仅为35万人。热量进一步耗散之后,还可以继续利用,第四级热能主要用于绿色蔬菜大棚和地热水养鱼。由于寒冷和极端的气候,冰岛的可耕地面积仅为国土总面积的1%,粮食、蔬菜、水果曾经严重依赖进口。1924年,在政府的扶持下,当地居民开始尝试利用地热进行温室大棚(玻璃密封)内的蔬菜水果种植。进入21世纪,冰岛开始应用各类传感器、物联网技术对棚内的温度、湿度以及土壤的各类营养物质进行在线监测和调控,同时引入电照明以延长植物生长期,并通过人工智能、大数据等高科技手段不断优化种植培育方案,提升农产品的产量和质量。目前,温室种植的西红柿和黄瓜可以满足冰岛国内市场70%的需求。此外,鱼类养殖因为有了热水,冬季育苗的生长周期大幅度降低,产量提升明显。现在,冰岛共有50余个热水鱼苗场,年养殖鱼苗超过4 000吨,捕鱼量超过200万吨,使得冰岛的人均捕鱼量位居世界第一。

  冰岛根据自身的地理和气候条件大力发展新能源产业,大幅度降低能源价格,为经济发展打造了良好的基础设施。同时,地热能为冰岛农业和渔业的创新发展打下了决定性基础,并为该国创造出大量旅游资源。总之,能源领域的创新发展和新能源技术的创新应用在冰岛经济腾飞的过程中发挥了不可替代的作用。

  丹麦,地处波罗的海和北海之间,整个国家像是被这两片海洋切割成了一堆大大小小的岛屿和半岛。严酷的气候却给这里带来了优质的风能资源。1970年,世界石油危机爆发,很快冲击到这个能源结构重度依赖石油、天然气的国家。痛定思痛,丹麦人下决心加快能源转型步伐,从能源供给自主可控的角度出发,因地制宜发展风能的战略很快被寄予厚望。

  正所谓机会都是留给有准备的人,当时全球著名的液压起重机生产商维斯塔斯(Vestas)抢先一步储备了人才和技术。从1971年开始,维斯塔斯公司就从现有人才中挑选富有创新意识和团队意识的员工到秘密创立的风机部门进行研发和试验,并于1978年成功吸收两位已经开发出风机叶片原型产品但无实力规模量产的技工加入公司。接下来的1年里,维斯塔斯便完成了风机的定型生产、首台销售与安装运行。首台风机的叶片长10米,装机容量为30千瓦。今天,维斯塔斯已经成为世界上最大的风机生产商,产品遍布全球85个国家,总装机容量超过145吉瓦,累计减少二氧化碳排放量约150亿吨。维斯塔斯在危机中完成了自身100多年历史上最华丽的一次转身,既是意料之外,更是情理之中。因为风机的重要组成部分旋翼、齿轮箱和塔筒本质都是机械设备,其质量和先进程度在很大程度上由企业的机械加工水平所决定,而维斯塔斯在生产风机前已经在这个领域深耕细作了接近70年。维斯塔斯当时的核心产品液压起重机里的液压技术、齿轮箱技术、阀门技术等核心技术在风机里同样是关键技术。此外,在风机研发中发挥关键作用的两位技工也来自维斯塔斯所在的机械加工行业,早就对维斯塔斯的实力如雷贯耳,所以才会主动上门寻求帮助与合作。

  2020年,丹麦风力发电量占全国发电量的一半,这个比例位居世界第一,远远领先世界第二的爱尔兰(风电发电量占全国发电量的28%)。2020年,丹麦风电技术和服务的出口额超过90亿欧元。丹麦每20人中就有1人直接就业于风电行业。

  然而,丹麦国内最受关注的新能源并不是风能,而是与农业有着很深联系的生物质能。目前,丹麦能源消费的30%来自可再生能源,而这其中的70%来自生物质能。同时,丹麦一半的供热由生物质能提供。常见的生物质能包括木屑、秸秆、稻草、动物粪便、腐叶产生的沼气以及从玉米等粮食作物里提取的生物甲醇等。这些原材料都可以从农业与林业的生产过程中找到。生物质能之所以能成为丹麦经济绿色转型的关键环节,主要在于其有两个显而易见的优势:一是相较于风能、太阳能等可再生能源,生物质能的产量更稳定,能源供给的可靠性更高;二是由于生物质能仍然是通过燃烧产生的热能进行各类能量转换,与现有能源生产设备的匹配性相对于其他可再生能源要更好,能与现有的能源生产与消费场景相匹配,快速渗透市场。例如,丹麦近年来对原来烧煤的热电联供厂的燃烧设施进行改造后便可使用木质颗粒燃料进行燃烧。目前,丹麦绝大多数热电联供厂都以此为燃料。

  此外,在生物燃料的生产中,丹麦的能源公司Steeper Energy深耕生物油赛道,其产品从杨树、海藻、芒草中提取,出油率约为50%,二氧化碳排放比化石燃料降低80%。

  李楚天,上海新微科技集团有限公司市场经理,曾在英国、法国、德国学习生活并熟练掌握英语、法语、德语,熟悉欧洲情况。

  马颖蕾,上海新微科技发展有限公司副总经理,MEMS 传感器领域高级工程师,复旦大学材料科学系博士研究生。