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科研机构如何推动核技术应用产业发展?

2021-12-26 11:06     来源:华高莱斯      核技术医用同位素中广核中核集团
科研机构如何推动核技术应用产业发展?(下)

二、先进经验借鉴——美国国家实验室对核技术应用产业的推动

3.国家实验室依托核心优势资源,将“研力”转化为“产力”

在核科研领域的多年积累,使得能源部旗下的国家实验室形成了以技术、设备、人才等为核心的优势资源。虽然资源的类别多有相似,但由于实验室所涉及的领域不同,保密性质也不同,因此在“研产联动”的具体手法上各有侧重。可将其分为两类:一是涉及核武器这类国家安全问题的实验室,具有较强的保密性质,显得相对“高冷”,侧重于“渠道构建”;二是主攻科研的实验室,保密性弱一些,因而显得相对“热情”,为推动产业发展进行了多维度的“制度创新”。

类型一:渠道构建型——“不是想做什么,而是能做什么”

这一类型的实验室就是前文提到的,由国家核安全管理局管理的三个实验室,即劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory,LLNL)、洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory,LANL)、桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories,SNL),它们肩负着与核武器相关的、确保国家安全的重任。在美国能源部的历年预算中,这三个国家实验室的预算额度都远高于其他国家实验室,也从侧面反映了这三个国家实验室的重要性。

对于这样具备保密要求的国家实验室,在促进“研产联动”时,“能做什么”比“想做什么”更为要紧,因此,对产业的作用方式要更为可控,通过主动构建设备渠道、技术转移渠道和产业化渠道,使得外界可以有机会接触到该类实验室的优势资源。

• 设备渠道——整合资源,适当开放,通过设备共享提高企业科研实力

国家实验室的设备主要满足能源部的科研需求,但仍为外部用户创建了访问和使用的机会。当然,这些用户的主体是学界和科研界的人员,只有少部分来自产业界。在具体的设备渠道构建中,国家实验室将与核科研相关资源进行整合,包括独一无二的设施、高素质的人才,以及实验能力等,形成一套“组合拳”,如劳伦斯利弗莫尔国家实验室的加速器质谱中心(Center for Accelerator Mass Spectrometry,CAMS)、洛斯阿拉莫斯国家实验室的洛斯阿拉莫斯中子科学中心(Los Alamos Neutron Science Center,LANSCE)、桑迪亚国家实验室的核设施资源中心(Nuclear Facilities Resource Center,NUFAC)。这些中心都会有专人负责设备的对外使用。

以劳伦斯利弗莫尔国家实验室的加速器质谱中心为例。该中心的设施可以作为分析资源,向需要长寿命、低丰度放射性同位素测量和离子束工具的企业研究人员开放。

根据其官网资料,该中心安排了5名工作人员,负责不同领域的分析咨询工作,如碳循环分析、气候变化分析、离子束分析等。需要使用该资源的公司,需要在联系工作人员后,启动一系列合同流程,包括提交CAMS分析合同申请、签订战略合作伙伴项目协议(Strategic Partnership Project Agreement),进而创建账户用来支付样本分析的费用。只有当用户成功付款后,加速器质谱中心才能提供相应的样本分析服务。

• 技术转移渠道——设立部门,构建体系,助力技术到产业的“惊天一跃”

2015年,美国能源部成立了技术转移办公室(the Office of Technology Transitions,OTT),用来促进技术的商业化应用。具体到国家实验室,也都设立了类似的部门,虽然这个部门的名字不尽相同,但是想要实现的功能都是一样的。

如劳伦斯利弗莫尔国家实验室建立的创新与伙伴关系办公室(Innovation and Partnerships office,IPO),就专门负责实验室与工业界的接触。从设立至今,创新与伙伴关系办公室已经与超过100家企业签订了技术许可协议,并与数十家企业签订了合作研发协议,这使得实验室每年的技术和版权收入超过800万美元,给企业带来的产品和服务销售收入更是每年超过3亿美元[1]!

想要完成技术到产业的“惊天一跃”并不容易,不仅需要成立具体的部门,还需要有完善的技术许可体系来支撑。以桑迪亚国家实验室为例。不管是面对小型初创企业,还是大型跨国公司,桑迪亚国家实验室向来“不以规模论胜负”,而是会通过科学的认证程序考虑公司将产品推向市场的能力,包括对资金、技术能力、相关资质等内容的审核。

在具体的许可协议中,桑迪亚国家实验室会就许可期限、相关费用、使用领域、使用地区等内容进行清晰地约定。也就是说,即使是小型公司,只要提出完整可行的提案计划,也能获得技术的独家许可,伊甸园放射性同位素有限责任公司(Eden Radioisotopes LLC)就是最典型的例子。

2013年11月,这家名为伊甸园放射性同位素有限责任公司的初创公司,获得了桑迪亚国家实验室关于钼-99反应堆概念设计的许可。钼-99这个同位素,最重要用途就是制造衰变产物锝-99m,要知道锝-99m广泛应用于医学诊断、是使用量最多的医用同位素之一!但锝-99m的半衰期仅有6个小时,只能由钼-99衰变这一种方式制备,因而世界上普遍面临着产能不足的问题。

这项转移的技术就是设计专门用来生产钼-99的反应堆,功率小(仅为2MW)而效率高,可以说能够有效应对锝-99m的供应危机。得到技术许可后的五年中,该公司在桑迪亚实验室的帮助下,获得了资金和土地,反应堆也正在建造之中。2019年,该项目成功获得了联邦实验室技术转移联盟(The Federal Laboratory Consortium for Technology Transfer,FLC)颁发的区域技术转让卓越奖。

• 产业化渠道——创建园区,在实验室旁打造一片非机密的“合作天堂”

由于涉及机密,国家实验室往往显得“高冷而神秘”,让人觉得难以靠近。但是如果在实验室旁边划一块地,是不是就能在保密的前提下,创造出一片使企业能共享到实验室资源的“乐土”?桑迪亚国家实验室早就开始这样的尝试。

1998年,桑迪亚国家实验室成立了计划办公室和开发公司,致力于打造桑迪亚科技园(Sandia Science & Tech Park,SS&TP)。该园区位于桑迪亚国家实验室的大本营,也就是美国新墨西哥州的阿尔伯克基市,占地340英亩,拥有极佳的地理位置——毗邻桑迪亚国家实验室和柯特兰空军基地(Kirtland Air Force Base)的空军研究实验室(the Air Force Research Laboratory,AFRL),园区内的企业能够与这些顶级实验室就技术、产品和服务进行广泛的合作。在桑迪亚国家实验室的管理下,园区目前聚集了40家公司和组织以及近2000名员工[2]。

此外,在加利福尼亚州利弗莫尔市,桑迪亚国家实验室的第二个主要实验室,也与相邻的劳伦斯利弗莫尔国家实验室开启了相似的产业化渠道探索。园区被命名为利弗莫尔谷开放校园(the Livermore Valley Open Campus,LVOC),占地110英亩,同样位于以上两个顶级国家实验室旁边,用来促进国家实验室与外部伙伴的合作。

目前,利弗莫尔谷开放校园还在持续建设中。2021年8月,核安全管理局局长吉尔·赫鲁比(Jill Hruby)与两名众议员一同参加了开放校园新办公楼的剪彩活动。“投资于科学意味着投资于我们的劳动力和我们的未来,”其中一名众议员麦克纳尼(Jerry McNerney)说,“该设施将为实验室和私营企业的顶尖人才之间提供合作空间。我们的国家将是受益者!”类似的,布鲁克海文国家实验室也开启了产业园区的建设,即探索公园(Discovery Park)。由于该园区还在规划中,因此本文不做过多探讨。

类型二:制度创新型——“既能做又想做,就可以多做”

第二种类型的国家实验室包含,除上一部分提到的三个实验室外,其余的14个实验室。在美国能源部的部署中,这些国家实验室主要针对科研领域(除核武器外)进行突破,因而园区的开放性更高。除了许多大科学装置的共享,如橡树岭国家实验室的高通量同位素反应器(High Flux Isotope Reactor,HFIR)等,这些实验室在对接产业时,拥有了更加开放的尝试,在“能做又想做”的同时,实验室选择了“多做”。具体做法是依靠合作制度、转化制度和人才制度上的创新,增强与产业界的互动。


图2-4 橡树岭国家实验室的高通量同位素反应器(HFIR)
图片来源:橡树岭国家实验室官网

• 合作制度——为企业提供多样化合作方式,降低二者的合作壁垒

与上一部分“高冷”实验室明显不同的是,这些更为“热情”的实验室在与企业的合作方式上更为多样。以布鲁克海文国家实验室为例,该实验室为企业提供了四种不同类型的合作协议,创造了灵活的选择空间。具体情况可见图2-5。


图2-5 布鲁克海文国家实验室与企业的4种合作协议
来源:布鲁克海文国家实验室官网

• 转化制度——“技术试驾”携手“商业化经理”,共同助力实验室的技术转移

就像费尽九牛二虎之力追到手的姑娘可能并不合适一起过日子,转移到企业的技术也存在不匹配的问题。为了避免这一情况的发生,太平洋西北国家实验室(Pacific Northwest National Laboratory ,PNNL)创新了“技术试驾”制度(Exploratory Licensing Agreement),让企业能够以非常低的代价,试用国家实验室可供转移的先进技术,极大地促进企业参与技术转移的积极性。

在该制度的支持下,美国企业仅需要签署一份两页的协议,支付1000美元,再等上不到两周的审批时间,就能够轻松“试驾”六个月。这六个月之中,企业可以随时评估这项技术是否适用于自身,再决定要不要申请该技术的完整许可。

此外,太平洋西北国家实验室还设置了“专业的商业化经理”,让懂技术的人专门负责技术转移工作。这些经理都是相关领域的精英,其中不乏拥有多年专业工作履历、而且具备相关博士学位的高水平人才。

他们的日常工作就是持续关注市场需求,寻找实验室开发成果的用武之地,促进技术的产业化应用。目前这支队伍还在扩招中,官网上就清楚地写着对于新一位商业化经理的要求——“我们正在寻找一位专注于生物加工、生物技术、催化剂材料和核技术领域的商业化专家”。

• 人才制度——为科研人员提供“创业假”,降低人才的决策成本

人才是科技创新的根本。为加强实验室科研人员的市场意识,促进技术的商业化,美国能源部自2015年起,开展了国家实验室创新团队项目(Lab-Corps)。

项目将研究人员与产业顾问集中到一起,进行为期两个月的培训,帮助科研人员找到有价值的技术议题、进行客户发现调查、为技术开拓有价值的市场,从而形成一种具有市场意识的实验室文化[3]。

但总的来说,这些研究人员依旧“困在”实验室之中,始终与市场之间隔着厚厚的“围墙”。为了顺利将技术推向市场,太平洋西北国家实验室在这方面另辟蹊径,为科研人员制定了“创业假”制度,使其能够“走出”实验室,不仅降低了人才的决策成本,还促进了实验室对产业界的积极影响。

该制度叫做“技术跋涉”(Tech Trek)计划,由于专为科研人员提供,所以可称之为“创业假”。获得批准后的科研人员能够选择加入或创办企业,将他们在太平洋西北国家实验室发明的技术推向市场。

通过创业假,合格的研究人员可以全职(最多三年)或兼职(最多六个月)休假到企业工作。在批准的休假期间或结束时,该科研人员可以决定完全离开实验室与企业合作,或者如果实验室名额有空缺,也可以返回实验室继续工作。

而且,为了帮助这些有抱负的“企业家”,太平洋西北国家实验室还提供为期两天的创业培训,内容涵盖公司组建、市场评估、发展战略、商业模式、成本和定价等。

三、如何加强我国科研机构与核技术应用产业的联动

面对着巨大的产业机遇,我国已经有不同量级的城市开启了核技术应用产业的布局。比如,南京目前正在发展的以“南京质子源”为内核、以“质子应用”为纽带的千亿级产业集群,又比如,浙江省嘉兴市海盐县正在打造的核技术应用(同位素)产业园等。值得关注的是,由于核工业“军用转向军民两用”的特殊发展背景,许多曾经担任核研发重担的科研机构都分布在辽阔的西部地区,尤以四川和甘肃最为典型。从地区发展规划来看,核技术应用产业也是这些拥有优势“核科研机构”的地区正在抢占的风口,比如:

• 四川省绵阳市游仙区正在建设的中国(绵阳)科技城核医疗健康产业园

中国(绵阳)科技城核医疗健康产业园项目规划用地4000亩,计划总投资约186亿元,建设周期五年,是市政府与中国广核集团签署的战略合作框架协议下,以中国工程物理研究院核技术民用研发能力为支撑,紧密结合民用核技术应用产业发展,对中物院研究成果进行产业转化,是集核医学研发、生产、配送、诊疗为一体的核医学产业园区。

• 四川省乐山市夹江县正在建设的夹江核技术应用产业园

夹江县核技术园区规划面积1.2平方公里,预估总投资100亿元,项目依托中国核动力研究设计院,重点引进放射性同位素应用、密封放射源和放射性药物生产、辐照加工、核仪器仪表和放射医疗设备制造、核技术服务等相关核技术应用及配套产业。打造国家级军民融合核技术应用产业示范基地。

综上,未来针对核技术应用产业的发展,可以重点从以下三方面进行突破:

一是要加强核技术应用产业的整体统筹。

目前,我国核技术应用产业缺少带有全局性和战略性的系统的产业发展规划和有效的政策指引。

一方面,需要认识到核技术应用产业的重要性,加大人才培育力度,不断研发创新,争取全面掌握核心技术,改变一些关键设备、重要同位素长期依赖进口、受制于人的局面。

另一方面,也要根据核技术应用产业的特点,建设促进成果转化的良性机制,制定有利于产业发展的政策与规划。

二是核科研机构也要行动起来,探索“研产联动”新模式。

依据各个机构的特征和优势,可适当参考美国的做法,对于“保密性质相对强”的实验室,在允许的范围内,构建相关渠道,使企业能够接触到实验室的优势资源;对于“保密性质相对弱”的实验室,适度进行制度创新,更大限度地发挥科研机构的力量,进而推动核技术应用产业的发展。

三是充分发挥中核集团、中广核集团等央企的龙头带动作用。

中核集团、中广核集团等央企是我国核工业的主体,与国内其他单位相比,在核技术应用的技术和产品研发方面具有明显优势,因而要进一步建立和完善适应产业化发展的体制机制,发挥企业的龙头带动作用;对于想要发展核技术应用产业的地区,也应当积极争取这些央企的资源支持,从而迅速实现产业生态的构建,抢占核技术应用产业的高地!
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