美国政府推动新兴产业发展的机制研究
——以海水淡化产业发展为例

郭永清

（上海海洋大学 经济管理学院，上海 201306）

美国政府推动新兴产业发展的机制研究
——以海水淡化产业发展为例

郭永清

（上海海洋大学 经济管理学院，上海 201306）

通过对美国联邦政府海水淡化科技支持政策以及美国海水淡化产业发展历程与特点的梳理与对比分析，发现美国虽然没有国家层面的产业政策，但是拥有一个以联邦政府的科技研发支持政策为核心，促进新兴产业形成与发展的有效机制，这一产业促进机制，与美国强调市场竞争、追求市场效率的基本经济制度相一致。

海水淡化产业；科技创新；美国科技政策；产业政策

美国是一个市场经济国家，强调市场竞争，一般认为美国并不制定国家层面的产业政策。但是美国拥有一个强有力的以技术创新为引擎的新兴产业推进机制。从国家的根本利益出发，借助科技创新机制，通过国家意志推进技术创新，从而促使相关的高科技新兴产业的形成与发展，这是美国新兴产业成长与发展的最大的特点。美国海水淡化产业的发展，正是这一个机制成功的生动体现。

1 海水淡化技术发展历程简述

虽然人类很早的时候就会利用蒸发从海水获得淡水，但现代海水淡化产业，完全是由技术推动的。美国是现代海水淡化技术的策源地，而所有海水淡化关键原创技术，几乎都出自美国联邦政府支持的项目，可以说，海水淡化技术是美国技术政策成功的范例，正是借助政府强有力的技术创新政策，使得海水淡化这一新兴产业的在美国兴起与发展。二战期间，出于解决远距离作战部队淡水补给，美国及一些国家开始海水淡化技术的研究。20世纪50年代，美国政府为向淡水资源紧缺的州在解决其日益严峻的水供给不足问题上提供一种新的方法，对海水淡化技术的研发越来越重视。1952年美国政府在内务部内设立了海水办公室（1974年后改为海水研究与技术办公室），通过加大政府资助，发动大学、研究机构与企业对海水淡化的基础性与应用性技术进行研究。经过30年，共花费3亿美元，美国联邦政府对多种不同的海水淡化技术进行了探讨与研究，成效卓著。

早期海水淡化技术的研究，主要集中在热法，包括蒸发与冷冻（freezing） 这两个研究方向，其中最具意义的是对热法海水淡化过程中的防腐、除雾、传热以及海水淡化工厂建设材料等方面进行探索并取得了非常重要的成果。这些研究成果，为位于阿拉伯的世界上第一个大型热法（MSF）海水淡化工厂的设计与建设提供了直接指导与基本理论依据。或者说，这一时期的研究，直接导致了多级闪蒸技术的诞生与完善。到20世纪60年代后期，全世界商业用途的海水淡化能力达到每天8 000 m3，其80%以上为多级闪蒸（MSF）。一直到21世纪之前，多级闪蒸技术都是世界上最主要的海水淡化方法。由此可见，这一时期美国海水淡化研究所获得成果的意义重大。

20世纪50年代，美国海水办公室开始资助醋酸纤维脂高分子聚合物的研究，第一个用于海水淡化的膜就是利用这种分子聚合物制造的。1960年，Sourirajan and Loeb发现了通过加压使海水通过膜分离的脱盐技术。海水办公室资助的项目还包括膜传导中溶液渗透模式等，为膜技术的发展提供了理论基础。海水办室通过资助，促使企业进行了大量有关醋酸纤维素膜、三乙酸纤维素膜、中空纤维膜的研究。20世纪60年代后期，通过Riley and Cadotte的研究，使薄膜合成膜在低压条件下的水渗透率大大提高，为膜的商用提供了支持。

美国联邦政府在20世纪60年代的海水淡化研发投入，使薄膜合成的反渗透膜技术在70年代开始进入商用，80年代开始，反渗透膜市场飞速发展，目前反渗透膜技术已经成为海水淡化最主要的技术。借助联邦政府强而有效的技术创新机制，美国涌现了一批在海水淡化领域具有核心竞争力的企业，比如陶氏化学是目前世界上第一大膜生产与供应商，也是国际上最具竞争力海水淡化“一揽子”服务的提供商。另外，通用、IBM都是活跃在国际海水淡化市场，颇具竞争力的“一揽子”服务的提供商。

2 美国政府的科技创新机制——以海水淡化技术为例

美国政府对于科技支持的政策意图是通过立法的形式来实现的。美国政府制定的旨在推动科技研发的法案，往往不仅确立政府的目标，而且对政府推动科技研发的运行机制进行设计，具有非常强的操作性。如1952年制定的《海水淡化法案（the Saline Water Conversion Act（1952））》设立了政府关于海水淡化技术研究的目标，而且通过规定资助资金规模、资金来源、协调机构及其功能、资助范围、资助方式等内容，对政府资助运行的机制进行整体设计。随着海水淡化技术与产业的发展，美国海水淡化法案也随之不断修正，但其基本的运作机制非常稳定。

2.1 明确的政策取向与政府行为边界

战后，随着城市化带来的人口集聚以及气候的恶化，美国西部一些州面临严重的水资源紧缺，对于新的淡水供给来源的需求越来越急迫。美国政府对海水淡化的研发也随之从军事目的转为民用。美国海水淡化技术的研发目标随海水淡化技术的发展而变换，根据海水淡化法案修订调整的历程，大致可分为三个不同时期：

第一个时期（20世纪50年代至1984年），目标是获得从海水或苦咸水中大规模生产淡水的技术，为城市提供新的水源。随着城市人口急剧增加以及气候变化，美国加里福尼亚州、德克萨斯州和佛罗里达等州出现了严重的水资源短缺。与之相适应，这一时期美国海水淡化研发目标是获得从海水或苦咸水中大规模制取淡水的技术。

第二个时期（1996至2000年），海水淡化技术研发的目标在于提高海水淡化技术水平与经济效率。在中止对海水淡化资助12年之后，美国国会于1996年通过了《海水脱盐法（the Water Desalination Act of 1996）》，重启对海水淡化技术研发的支持。1996年的海水脱盐法明确政府的目标在于通过政府资助，确保用于实际所使用的生产海水淡化方法在技术上效率最高、经济上效益最好。因此，这一时期资助的重点是对已有生产实验工厂的技术与经济效率进行调研，并对试验工场和小规模试验工厂的建设进行资助，以对现有的技术效率进行验证，从而推动行业标准的制定。

第三个时期（21世纪至今），受到环境与能源压力以及社会安全的挑战，美国政府将脱盐技术作为新的、安全、可持续利用的水资源保证。在由联邦政府组织的调查报告中，明确提出海水淡化研发的目标为：到2020年，海水淡化技术将在保证供水的安全性、可持续性、成本可承受与充足供应方面获得显著改善。为此，在2011年通过的 《海水淡化法案 （Reauthorization of Water Desalination Act of 2011）》中明确提出，通过新能源特别是再生能源与脱盐技术相结合，为生活、工业与生态环境用水创造一个可以被广泛接受的新的淡水来源。其确定了政府重点支持以下两个方面的技术研发：第一，促使海水淡化工厂投资与经营成本的降低的技术；第二，减少海水淡化对环境的不利影响的技术。

美国是一个市场经济比较彻底的国家，一直崇尚自由竞争。因此在制度设计的时候，美国政府总是尽量使自己的目标追求控制在不破坏市场竞争的前提下。从对海水淡化产业发展的支持可以看出，美国政府关于海水淡化的政策目标虽然历经更迭，但其根本的价值取向却一直未变，就是通过政府的投入，促使海水淡化技术不断进步与发展，使淡化水成为能满足社会经济生活中一种可靠的新水源，从根本上保证国家水供给的安全与可持续。但美国政府始终从未曾将建设海水淡化设施与增加海水淡化能力作为联邦政府的目标，更未将其作为政府政绩。而且对于海水淡化技术研究的资助，联邦政府坚持有所为、有所不为的原则，将资助范围严格限定在海水淡化的基础性研究与应用性研究，即见效周期长、风险比较大、企业一般不太愿意投入的研究领域。而对于项目开发性研究这一类风险相对较少，投入回报可以预期，并能给企业带来明显回报的领域，政府一直秉持不进入的原则。比如，美国联邦政府在1984年中止对海水淡化技术的资金支持，其原因就是当时认为，海水淡化技术的基础性研究与应用性研究已经取得突破，海水淡化技术的研究已经进入了一个以企业为主体、为提高竞争力而展开项目开发性研发的阶段。

2.2 高效的技术创新机制

高效的技术创新机制，是保证政府技术创新目标实现的基础。美国海水淡化技术的迅速突破与发展，成功展示了美国技术创新机制的效力。

①成立高级别的专门协调机构。1952年，美国政府出台了《海水淡化法案（the Saline Water Conversion Act（1952））》，以立法的形式，设立直属于内务部的海水办公室（OWRT） （后改名为海水研究与技术办公室），代表政府专门负责海水淡化技术研发的事务。海水淡化办公室本身并不是一个科研机构也不是一个领导机构，而是海水淡化技术资金的投入管理、海水淡化技术资料与信息收集、海水淡化技术交流的平台与中心。具体来说，海水办公室主要是通过执行对海水淡化的基础性、应用性研究项目研究资金的资助，来推动大学、科研机构与企业等社会各方面的力量对海水淡化技术进行研究。其次，通过海水淡化技术有关信息资料的整理与收集，通过各种形式的学术交流活动的组织，推动技术的交流与创新。同时政府不定期组织第三方的独立机构或专家对海水淡化技术的支持政策、海水淡化技术研发的进展情况进行评估，为政策的调整提供支撑与建议。

②调动全社会的研究力量进行相关研究。联邦政府以海水办公室（后改为海水研究与技术办公室） 牵头，组织协调推动海水淡化技术的研究。但并未成立专门的科研机构，而是通过对相关项目的资助，充分调动与激发全国高校、研究机构与企业已有的科研力量对海水淡化技术的研究热情。这一模式不仅有利于调动现有的社会资源与力量，有利于各种科技机构与队伍之间的竞争，而且避免了设立单一院所，使研究的领域与研究路线受到限制，从而制约创新。

③大力支持创新。海水办公室对海水淡化技术的研发资助，其并未设定固定的技术路线，而是大力鼓励与支持各种具有创新性的研发活动。从以下所列美国联邦政府所资助的研究项目与内容，可以一窥美国创新机制的活力：海水办公室—直致力于对创新性的脱盐技术研究的资助，鼓励各种有关脱盐创新性技术的尝试。早期在对传统的脱盐技术与方法即热法脱盐技术进行深入全面的研究与尝试同时，就对新的脱盐方法――冷却法脱盐技术的研究进行资助；膜法技术、电渗析、电析法等技术都是出自于美国联邦脱盐技术的资助项目海水办公室资助的研究并不仅仅局限于海水脱盐技术，还包括广义的盐水有关技术的研究，如盐液体的物理性质、水化合物和有机溶液等，这些研究成果导致了无水（nonwater）应用技术的发展。由海水办公室基金直接资助研发的无水应用技术包括肾脏透析、烟气脱硫等。

当然，不是所有的研发项目都能结成胜利之果，更多没有走出实验的资助项目，也许更好地展示了美国联邦政府对海水淡化新技术研发的资助情况。比如以下所列的项目或方法，就是经美国海水办公室经过评估而进入其研究资助的项目，但最终却无法走出实验室或者小规模试验工厂的部分研究项目：各种不同的热蒸馏过程、各种不同的蒸气压垂直管道多效蒸馏、带有毛细凹槽管薄膜、液体与液体之间的热交换、水平喷淋的薄膜蒸发器、毛细凹槽管蒸发器、扩散式蒸馏

④长期、大量、稳定的资金投入保障。美国联邦政府通过立法的形式，确定将政府对于海水淡化研发的资助资金列入政府预算，以保证资金来源的稳定性、资助的长期性和投入的稳定性。从1952年开始第一轮资助以来，在整个20世纪60年代都是逐年增加的，直到70年代才出现下降。这一轮支持直到1984年才终止，具体如图1所示。按2006年价格计算，海水办公室和海水研究与技术办公室从20世纪50年代到80年代，总花费了15亿美元，产生了1 200个技术报告。

图1 美国联邦政府在第一轮资助中每年投入海水淡化的资助资金（以2006年的不变价格计算）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年美国国会通过的《海水脱盐法（the Water Desalination Act of 1996）》，决定以项目资助的方式，重新开始对海水脱盐与水的净化研发项目进行支持，具体的负责与协调部门是资源再生利用局（the U.S.Bureau of Reclamation）。该法案批准从1997年开始，对于列入资源再生利用局的海水淡化研发项目，每年给予500百万美元的资助。另外，还批准6年内拔2 500万美元用于对海水淡化示范项目的支持。由于在1998年至2006年期间，美国资源再生利用局对上述范围内的海水脱盐与水的净化项目的支出只有1 300万美元，后来美国政府又决定，对于已经批准但尚未拔付完成的资金，延期至2011年。

美国资源再生利用局还利用其科学与技术项目基金、水的再回收与利用项目基金支持海水淡化的研发，通过其设在亚利桑那州尤马的水质量改善中心，为海水淡化项目小规模试验工厂提供设备与支持。另外通过国会专项拔款的形式，可以获得政府额外的资金，比如设立在美国新墨西哥南部的阿拉莫戈含盐地下水脱盐研究设施，在2006年就获得了2 000万美元的国会专项基金。

除了美国联邦政府的资金外，能源部、军方（主要是海军研究办公室）、州政府等一些部门也根据自己的发展目标，对海水淡化相关项目进行支持。

美国联邦政府长期稳定的大规模资金支持，特别是美国联邦政府的资金绝大部分都投向关于海水淡化的基础研究与应用性研究，是保证各种海水淡化技术得以突破的重要原因。

表1 美国联邦政府海水淡化研发经费来源及经费的使用领域（2005，2006，2007财年）Tab.1 Significant Federal Desalination Research Funding in Fiscal Years 2005-2007

3 美国科技创新体制中的产业促进机制

美国联邦政府对于海水淡化产业的支持主要集中在海水淡化技术的研发，并且是对其中基础性研究与应用性研究进行资助，并没有对海水淡化厂的建设等项目开发进行买单，因此似乎并没有直接促使海水淡化产业发展的政策。

但是，美国的科技创新体制内蕴含着一个非常有效的科技转换机制，能迅速将政府投入所取的海水淡化技术研发成果转化为现实的产品与市场，为美国企业获得海水淡化技术方面的核心竞争力提供直接的推力与支撑，具体表现在以下几个方面。

第一，非常重视理论性与实用性研究项目的应用。在联邦政府的科研经费中，有相当部分是用于促使科技转换的中试的费用。海水办公室（OSW或海水研究与技术办公室）花费了大量的资金建设示范性（实验性）的工厂去验证、展示经实验室与理论研究的技术，这一类工厂主要包括：长管垂直多效蒸馏工厂（位于德克萨斯州的弗里波特市）、电渗析淡化工厂（位于韦伯斯特的南达科塔）、多级闪蒸蒸馏淡化工厂（位于加里福尼亚州）、压力环流蒸汽压缩工厂（位于新墨西哥州的罗斯威尔），还有建立在北卡罗来纳州的赖茨维尔镇，专为验证各种研发设备的各种各科的试验工厂和小规模试验工厂。

第二，由政府投入或资助而取得的科研成果的档案是公开的，国内居民与企业可以免费获得。而且海水办公室（后期为海水研究与技术办公室）有一项重要职能就是促使技术的传播与交流。该部门通过对科研资料的收集归档、提供免费查询、举办各种学术交流会议、不定期的对于海水脱盐技术与产业发展评估，促使技术扩散。

第三，大力吸引企业参与研发活动。无论是1952年的《海水淡化法案（the Saline Water Conversion Act（1952））》，还是1996年《海水脱盐法》，政府都是通过投资或资助，来吸引包括企业在内的各种科研机构参与海水淡化的研发。这使得企业直接进入研发的最前沿，保证了技术的研发与企业产品开发的无缝对接。

事实上，美国海水淡化研发成果的转化非常快，50年代关于热法的相关研究，直接让美国企业成为中东大型热法淡化海水淡化厂投资商；而70年代膜技术的研发，直接带来了20世纪80年代美国近1 000家膜企业的兴起。可以说，正是美国政府的海水淡化政策，为GE、陶氏、IBM等海水淡化企业保持在海水淡化行业的技术与服务领域领先地位提供了坚实的基础。

[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

（编辑：蔡大浩）

《海洋经济》编辑部

2012-08-03

郭永清，男，博士，副教授，主要研究方向：海洋经济、海洋金融。

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