美國政府推動新興產業發展的機制研究
——以海水淡化產業發展為例

郭永清

（上海海洋大學 經濟管理學院，上海 201306）

美國政府推動新興產業發展的機制研究
——以海水淡化產業發展為例

郭永清

（上海海洋大學 經濟管理學院，上海 201306）

通過對美國聯邦政府海水淡化科技支持政策以及美國海水淡化產業發展歷程與特點的梳理與對比分析，發現美國雖然沒有國家層面的產業政策，但是擁有一個以聯邦政府的科技研發支持政策為核心，促進新興產業形成與發展的有效機制，這一產業促進機制，與美國強調市場競爭、追求市場效率的基本經濟制度相一致。

海水淡化產業；科技創新；美國科技政策；產業政策

美國是一個市場經濟國家，強調市場競爭，一般認為美國并不制定國家層面的產業政策。但是美國擁有一個強有力的以技術創新為引擎的新興產業推進機制。從國家的根本利益出發，借助科技創新機制，通過國家意志推進技術創新，從而促使相關的高科技新興產業的形成與發展，這是美國新興產業成長與發展的最大的特點。美國海水淡化產業的發展，正是這一個機制成功的生動體現。

1 海水淡化技術發展歷程簡述

雖然人類很早的時候就會利用蒸發從海水獲得淡水，但現代海水淡化產業，完全是由技術推動的。美國是現代海水淡化技術的策源地，而所有海水淡化關鍵原創技術，幾乎都出自美國聯邦政府支持的項目，可以說，海水淡化技術是美國技術政策成功的范例，正是借助政府強有力的技術創新政策，使得海水淡化這一新興產業的在美國興起與發展。二戰期間，出于解決遠距離作戰部隊淡水補給，美國及一些國家開始海水淡化技術的研究。20世紀50年代，美國政府為向淡水資源緊缺的州在解決其日益嚴峻的水供給不足問題上提供一種新的方法，對海水淡化技術的研發越來越重視。1952年美國政府在內務部內設立了海水辦公室（1974年后改為海水研究與技術辦公室），通過加大政府資助，發動大學、研究機構與企業對海水淡化的基礎性與應用性技術進行研究。經過30年，共花費3億美元，美國聯邦政府對多種不同的海水淡化技術進行了探討與研究，成效卓著。

早期海水淡化技術的研究，主要集中在熱法，包括蒸發與冷凍（freezing） 這兩個研究方向，其中最具意義的是對熱法海水淡化過程中的防腐、除霧、傳熱以及海水淡化工廠建設材料等方面進行探索并取得了非常重要的成果。這些研究成果，為位于阿拉伯的世界上第一個大型熱法（MSF）海水淡化工廠的設計與建設提供了直接指導與基本理論依據。或者說，這一時期的研究，直接導致了多級閃蒸技術的誕生與完善。到20世紀60年代后期，全世界商業用途的海水淡化能力達到每天8 000 m3，其80%以上為多級閃蒸（MSF）。一直到21世紀之前，多級閃蒸技術都是世界上最主要的海水淡化方法。由此可見，這一時期美國海水淡化研究所獲得成果的意義重大。

20世紀50年代，美國海水辦公室開始資助醋酸纖維脂高分子聚合物的研究，第一個用于海水淡化的膜就是利用這種分子聚合物制造的。1960年，Sourirajan and Loeb發現了通過加壓使海水通過膜分離的脫鹽技術。海水辦公室資助的項目還包括膜傳導中溶液滲透模式等，為膜技術的發展提供了理論基礎。海水辦室通過資助，促使企業進行了大量有關醋酸纖維素膜、三乙酸纖維素膜、中空纖維膜的研究。20世紀60年代后期，通過Riley and Cadotte的研究，使薄膜合成膜在低壓條件下的水滲透率大大提高，為膜的商用提供了支持。

美國聯邦政府在20世紀60年代的海水淡化研發投入，使薄膜合成的反滲透膜技術在70年代開始進入商用，80年代開始，反滲透膜市場飛速發展，目前反滲透膜技術已經成為海水淡化最主要的技術。借助聯邦政府強而有效的技術創新機制，美國涌現了一批在海水淡化領域具有核心競爭力的企業，比如陶氏化學是目前世界上第一大膜生產與供應商，也是國際上最具競爭力海水淡化“一攬子”服務的提供商。另外，通用、IBM都是活躍在國際海水淡化市場，頗具競爭力的“一攬子”服務的提供商。

2 美國政府的科技創新機制——以海水淡化技術為例

美國政府對于科技支持的政策意圖是通過立法的形式來實現的。美國政府制定的旨在推動科技研發的法案，往往不僅確立政府的目標，而且對政府推動科技研發的運行機制進行設計，具有非常強的操作性。如1952年制定的《海水淡化法案（the Saline Water Conversion Act（1952））》設立了政府關于海水淡化技術研究的目標，而且通過規定資助資金規模、資金來源、協調機構及其功能、資助范圍、資助方式等內容，對政府資助運行的機制進行整體設計。隨著海水淡化技術與產業的發展，美國海水淡化法案也隨之不斷修正，但其基本的運作機制非常穩定。

2.1 明確的政策取向與政府行為邊界

戰后，隨著城市化帶來的人口集聚以及氣候的惡化，美國西部一些州面臨嚴重的水資源緊缺，對于新的淡水供給來源的需求越來越急迫。美國政府對海水淡化的研發也隨之從軍事目的轉為民用。美國海水淡化技術的研發目標隨海水淡化技術的發展而變換，根據海水淡化法案修訂調整的歷程，大致可分為三個不同時期：

第一個時期（20世紀50年代至1984年），目標是獲得從海水或苦咸水中大規模生產淡水的技術，為城市提供新的水源。隨著城市人口急劇增加以及氣候變化，美國加里福尼亞州、德克薩斯州和佛羅里達等州出現了嚴重的水資源短缺。與之相適應，這一時期美國海水淡化研發目標是獲得從海水或苦咸水中大規模制取淡水的技術。

第二個時期（1996至2000年），海水淡化技術研發的目標在于提高海水淡化技術水平與經濟效率。在中止對海水淡化資助12年之后，美國國會于1996年通過了《海水脫鹽法（the Water Desalination Act of 1996）》，重啟對海水淡化技術研發的支持。1996年的海水脫鹽法明確政府的目標在于通過政府資助，確保用于實際所使用的生產海水淡化方法在技術上效率最高、經濟上效益最好。因此，這一時期資助的重點是對已有生產實驗工廠的技術與經濟效率進行調研，并對試驗工場和小規模試驗工廠的建設進行資助，以對現有的技術效率進行驗證，從而推動行業標準的制定。

第三個時期（21世紀至今），受到環境與能源壓力以及社會安全的挑戰，美國政府將脫鹽技術作為新的、安全、可持續利用的水資源保證。在由聯邦政府組織的調查報告中，明確提出海水淡化研發的目標為：到2020年，海水淡化技術將在保證供水的安全性、可持續性、成本可承受與充足供應方面獲得顯著改善。為此，在2011年通過的 《海水淡化法案 （Reauthorization of Water Desalination Act of 2011）》中明確提出，通過新能源特別是再生能源與脫鹽技術相結合，為生活、工業與生態環境用水創造一個可以被廣泛接受的新的淡水來源。其確定了政府重點支持以下兩個方面的技術研發：第一，促使海水淡化工廠投資與經營成本的降低的技術；第二，減少海水淡化對環境的不利影響的技術。

美國是一個市場經濟比較徹底的國家，一直崇尚自由競爭。因此在制度設計的時候，美國政府總是盡量使自己的目標追求控制在不破壞市場競爭的前提下。從對海水淡化產業發展的支持可以看出，美國政府關于海水淡化的政策目標雖然歷經更迭，但其根本的價值取向卻一直未變，就是通過政府的投入，促使海水淡化技術不斷進步與發展，使淡化水成為能滿足社會經濟生活中一種可靠的新水源，從根本上保證國家水供給的安全與可持續。但美國政府始終從未曾將建設海水淡化設施與增加海水淡化能力作為聯邦政府的目標，更未將其作為政府政績。而且對于海水淡化技術研究的資助，聯邦政府堅持有所為、有所不為的原則，將資助范圍嚴格限定在海水淡化的基礎性研究與應用性研究，即見效周期長、風險比較大、企業一般不太愿意投入的研究領域。而對于項目開發性研究這一類風險相對較少，投入回報可以預期，并能給企業帶來明顯回報的領域，政府一直秉持不進入的原則。比如，美國聯邦政府在1984年中止對海水淡化技術的資金支持，其原因就是當時認為，海水淡化技術的基礎性研究與應用性研究已經取得突破，海水淡化技術的研究已經進入了一個以企業為主體、為提高競爭力而展開項目開發性研發的階段。

2.2 高效的技術創新機制

高效的技術創新機制，是保證政府技術創新目標實現的基礎。美國海水淡化技術的迅速突破與發展，成功展示了美國技術創新機制的效力。

①成立高級別的專門協調機構。1952年，美國政府出臺了《海水淡化法案（the Saline Water Conversion Act（1952））》，以立法的形式，設立直屬于內務部的海水辦公室（OWRT） （后改名為海水研究與技術辦公室），代表政府專門負責海水淡化技術研發的事務。海水淡化辦公室本身并不是一個科研機構也不是一個領導機構，而是海水淡化技術資金的投入管理、海水淡化技術資料與信息收集、海水淡化技術交流的平臺與中心。具體來說，海水辦公室主要是通過執行對海水淡化的基礎性、應用性研究項目研究資金的資助，來推動大學、科研機構與企業等社會各方面的力量對海水淡化技術進行研究。其次，通過海水淡化技術有關信息資料的整理與收集，通過各種形式的學術交流活動的組織，推動技術的交流與創新。同時政府不定期組織第三方的獨立機構或專家對海水淡化技術的支持政策、海水淡化技術研發的進展情況進行評估，為政策的調整提供支撐與建議。

②調動全社會的研究力量進行相關研究。聯邦政府以海水辦公室（后改為海水研究與技術辦公室） 牽頭，組織協調推動海水淡化技術的研究。但并未成立專門的科研機構，而是通過對相關項目的資助，充分調動與激發全國高校、研究機構與企業已有的科研力量對海水淡化技術的研究熱情。這一模式不僅有利于調動現有的社會資源與力量，有利于各種科技機構與隊伍之間的競爭，而且避免了設立單一院所，使研究的領域與研究路線受到限制，從而制約創新。

③大力支持創新。海水辦公室對海水淡化技術的研發資助，其并未設定固定的技術路線，而是大力鼓勵與支持各種具有創新性的研發活動。從以下所列美國聯邦政府所資助的研究項目與內容，可以一窺美國創新機制的活力：海水辦公室—直致力于對創新性的脫鹽技術研究的資助，鼓勵各種有關脫鹽創新性技術的嘗試。早期在對傳統的脫鹽技術與方法即熱法脫鹽技術進行深入全面的研究與嘗試同時，就對新的脫鹽方法――冷卻法脫鹽技術的研究進行資助；膜法技術、電滲析、電析法等技術都是出自于美國聯邦脫鹽技術的資助項目海水辦公室資助的研究并不僅僅局限于海水脫鹽技術，還包括廣義的鹽水有關技術的研究，如鹽液體的物理性質、水化合物和有機溶液等，這些研究成果導致了無水（nonwater）應用技術的發展。由海水辦公室基金直接資助研發的無水應用技術包括腎臟透析、煙氣脫硫等。

當然，不是所有的研發項目都能結成勝利之果，更多沒有走出實驗的資助項目，也許更好地展示了美國聯邦政府對海水淡化新技術研發的資助情況。比如以下所列的項目或方法，就是經美國海水辦公室經過評估而進入其研究資助的項目，但最終卻無法走出實驗室或者小規模試驗工廠的部分研究項目：各種不同的熱蒸餾過程、各種不同的蒸氣壓垂直管道多效蒸餾、帶有毛細凹槽管薄膜、液體與液體之間的熱交換、水平噴淋的薄膜蒸發器、毛細凹槽管蒸發器、擴散式蒸餾

④長期、大量、穩定的資金投入保障。美國聯邦政府通過立法的形式，確定將政府對于海水淡化研發的資助資金列入政府預算，以保證資金來源的穩定性、資助的長期性和投入的穩定性。從1952年開始第一輪資助以來，在整個20世紀60年代都是逐年增加的，直到70年代才出現下降。這一輪支持直到1984年才終止，具體如圖1所示。按2006年價格計算，海水辦公室和海水研究與技術辦公室從20世紀50年代到80年代，總花費了15億美元，產生了1 200個技術報告。

圖1 美國聯邦政府在第一輪資助中每年投入海水淡化的資助資金（以2006年的不變價格計算）Fig.1 Yearly federal funding for desalination research and development between 1953 and 1980,as appropriated，in constant 2006 dollars.Based on data from the U.S. General Accounting Office (1979) and the Bureau of Labor Statistics Consumer Price Index

1996年美國國會通過的《海水脫鹽法（the Water Desalination Act of 1996）》，決定以項目資助的方式，重新開始對海水脫鹽與水的凈化研發項目進行支持，具體的負責與協調部門是資源再生利用局（the U.S.Bureau of Reclamation）。該法案批準從1997年開始，對于列入資源再生利用局的海水淡化研發項目，每年給予500百萬美元的資助。另外，還批準6年內拔2 500萬美元用于對海水淡化示范項目的支持。由于在1998年至2006年期間，美國資源再生利用局對上述范圍內的海水脫鹽與水的凈化項目的支出只有1 300萬美元，后來美國政府又決定，對于已經批準但尚未拔付完成的資金，延期至2011年。

美國資源再生利用局還利用其科學與技術項目基金、水的再回收與利用項目基金支持海水淡化的研發，通過其設在亞利桑那州尤馬的水質量改善中心，為海水淡化項目小規模試驗工廠提供設備與支持。另外通過國會專項拔款的形式，可以獲得政府額外的資金，比如設立在美國新墨西哥南部的阿拉莫戈含鹽地下水脫鹽研究設施，在2006年就獲得了2 000萬美元的國會專項基金。

除了美國聯邦政府的資金外，能源部、軍方（主要是海軍研究辦公室）、州政府等一些部門也根據自己的發展目標，對海水淡化相關項目進行支持。

美國聯邦政府長期穩定的大規模資金支持，特別是美國聯邦政府的資金絕大部分都投向關于海水淡化的基礎研究與應用性研究，是保證各種海水淡化技術得以突破的重要原因。

表1 美國聯邦政府海水淡化研發經費來源及經費的使用領域（2005，2006，2007財年）Tab.1 Significant Federal Desalination Research Funding in Fiscal Years 2005-2007

3 美國科技創新體制中的產業促進機制

美國聯邦政府對于海水淡化產業的支持主要集中在海水淡化技術的研發，并且是對其中基礎性研究與應用性研究進行資助，并沒有對海水淡化廠的建設等項目開發進行買單，因此似乎并沒有直接促使海水淡化產業發展的政策。

但是，美國的科技創新體制內蘊含著一個非常有效的科技轉換機制，能迅速將政府投入所取的海水淡化技術研發成果轉化為現實的產品與市場，為美國企業獲得海水淡化技術方面的核心競爭力提供直接的推力與支撐，具體表現在以下幾個方面。

第一，非常重視理論性與實用性研究項目的應用。在聯邦政府的科研經費中，有相當部分是用于促使科技轉換的中試的費用。海水辦公室（OSW或海水研究與技術辦公室）花費了大量的資金建設示范性（實驗性）的工廠去驗證、展示經實驗室與理論研究的技術，這一類工廠主要包括：長管垂直多效蒸餾工廠（位于德克薩斯州的弗里波特市）、電滲析淡化工廠（位于韋伯斯特的南達科塔）、多級閃蒸蒸餾淡化工廠（位于加里福尼亞州）、壓力環流蒸汽壓縮工廠（位于新墨西哥州的羅斯威爾），還有建立在北卡羅來納州的賴茨維爾鎮，專為驗證各種研發設備的各種各科的試驗工廠和小規模試驗工廠。

第二，由政府投入或資助而取得的科研成果的檔案是公開的，國內居民與企業可以免費獲得。而且海水辦公室（后期為海水研究與技術辦公室）有一項重要職能就是促使技術的傳播與交流。該部門通過對科研資料的收集歸檔、提供免費查詢、舉辦各種學術交流會議、不定期的對于海水脫鹽技術與產業發展評估，促使技術擴散。

第三，大力吸引企業參與研發活動。無論是1952年的《海水淡化法案（the Saline Water Conversion Act（1952））》，還是1996年《海水脫鹽法》，政府都是通過投資或資助，來吸引包括企業在內的各種科研機構參與海水淡化的研發。這使得企業直接進入研發的最前沿，保證了技術的研發與企業產品開發的無縫對接。

事實上，美國海水淡化研發成果的轉化非常快，50年代關于熱法的相關研究，直接讓美國企業成為中東大型熱法淡化海水淡化廠投資商；而70年代膜技術的研發，直接帶來了20世紀80年代美國近1 000家膜企業的興起。可以說，正是美國政府的海水淡化政策，為GE、陶氏、IBM等海水淡化企業保持在海水淡化行業的技術與服務領域領先地位提供了堅實的基礎。

[1] Committee on Advancing Desalination Technology，National Research Council.Desalination：A National Perspective[M].Washington D C：The National Academies Press，2008.

[2] The executive committee by Sandia National Laboratories and the U.S.Department of Interior，Bureau of Reclamation.Desalination and Water Purification Technology Roadmap[C].2005.

[3] Akili D Khawajia，Ibrahim K Kutubkhanaha，Jong-Mihn Wie. Advances in seawater desalination technologies[J].Desalination，2008，221（1-3）：47-69.

[4] California coastal commission.seawater desalination and the California coastal act.March，2004.

The U.S.Government System of Promoting Development of New Industry

Guo Yongqing
（The economy and manage school of Shanghai ocean university，Shanghai 201306，China）

having retrospect the history of the federal technology policies to support the sea water desalination and the history and process of sea water desalination industry，it comes out that there is an system in possession of America to promote the development of new industry in which that the research and development supporting policy is the key factor.Although，the federal government dosen′t have industry policy on the national level.The mechanism to promote development of industry is according with the basic economic system of the United States which emphasizes on the market competition，and the pursuit of market efficiency.

sea water desalination；technological innovation；technological policy of America；industry policy

F43/47.67

A

2095-1647（2012）05-0056-06

（編輯：蔡大浩）

《海洋經濟》編輯部

2012-08-03

郭永清，男，博士，副教授，主要研究方向：海洋經濟、海洋金融。

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