低碳經濟時代之跨領域 合作研究趨勢

1. 低碳經濟時代之跨領域合作研究趨勢 史欽泰 清華大學科技管理學院 資訊工業策進會 2010年12月8日,於師大

2. 21世紀人類面臨的十大問題 能源 水資源 糧食 環境 貧窮 恐怖主義與戰爭 疾病 教育 民主 人口 2003 65 億人口 2050 80-100 億人口 1 資料來源: R.E. Smalley, Energy & Nano Technology Conference, Rice University, May 3, 2003

3. 高油價時代來臨 2

4. 氣候變遷：風險與機會並存 Source: “How companies think about climate change: A McKinsey Global Survey”, McKinsey Quarterly, Feb. 2008

5. 各國政府迎接低碳經濟 • 各國政府透過投資綠色基礎建設，促進經濟成長。 • 主要投資項目：能源效率(68%) 、水(19%) 、再生能源(9%) 、其他低碳項目(5%) 。 • 中國與美國為全球低碳基礎建設投資最多的區域。

8. Learning by doingmore installation, lower cost (IEA, 2000)

9. 低碳科技創新之典範移轉 • 重視環境永續之低碳產業鏈 • 遵守環保承諾(compliance) • 綠色服務與產品 • 綠色供應鏈 • 石化能源基礎→潔淨/再生能源 • 風能、太陽能、生質能 • 提升能源效率之市場商機 • 回應需求之能源管理技術 • 能源知識服務業

10. 加州：能源效率的典範 Per Capita Electricity Sales (not including self-generation) ∆(2005)= 4,000kWh/yr = $165/capita United States kWh/person California Per Capita Income in Constant 2000 $恒量2000美元个人平均所得 1975 2005 % change改变 美国 国内生产总值/人US GDP/capita 16,241 31,442 94% 加州 州国民生产总值/人Cal GSP/capita 18,760 33,536 79%

11. 矽谷因應氣候變遷的跨領域合作 • 背景 • 環境與社會問題日趨複雜，非單一技術/領域可獲得解決方案。 • 結合多方資源、創意與知識，有效率地進行知識創造與創新活動。 • 技術進展加速知識流通與整合。 • 策略 • 強化實體空間與人際網路之跨領域交流。 • 政府與企業支持跨領域合作研究計畫，以解決氣候變遷的問題。 • 公部門提出願景目標，並提供私部門財務、教育與訓練、空間與諮詢等服務。 • 具體模式 • Stanford大學跨領域合作計畫與空間規劃 • San Jose市政府推動綠色願景Green Vision 2022

12. San Jose Green Vision 2022 • Goals: • 25,000 new Clean Tech jobs • Cut per capita energy use by 50% • 100% renewable electricity for San José • Build or retrofit 50 million square feet of green buildings • Zero waste to landfill • 100% beneficial reuse of wastewater • General Plan with measurable sustainability standards • Entire public fleet will use alternative fuels • 100,000 new trees and smart, zero-net streetlights • 100 miles of new trails • Focus: • Green Buildings • Energy • Green Mobility

13. San Jose 發展潔淨技術的整合模式

14. Stanford’s Precourt Energy Efficiency Center • 背景： • 成立於2006年，回應能源效率為美國與世界經濟、環境保護與能源安全的關鍵因素。 • 任務： • 推動能源效率技術、系統與實務。 • 了解市場、政策、技術與人類行為等障礙，並將研究成果擴散至大眾與政策制定者。 • 運作模式： • 教學、研究、研討會與工作坊 • 結合不同領域之校內外專家學者 • 研究主題： • 建築、運輸、系統、行為、能源模型、能源政策

15. Sustainable Stanford Program • 目的：在環境永續領域中，成為研究、教學與制度實務的領導者角色，並藉由規劃與執行的實務，將核心的永續原則落實於校園生活中。 • Advance sustainability knowledge • Reduce greenhouse gas emissions • Foster land stewardship • Conserve water resources • Create environmentally sound buildings • Encourage alternative transportation • Minimize waste • Purchase sustainably Y2E2 Building Jerry Yang & Akiko Yamazaki Environment & Energy Building

16. Stanford Y2E2 建築設計理念Laying the Foundation for a Sustainable Future • A community for collaboration • Ward W. and Priscilla B. Woods Institute • Precourt Institute for Energy • Department of Civil and Environmental Engineering (CEE) • Environmental and Natural Resources Law and Policy Program… • Designed for problem solving • Providing state-of-the-art research space • Promoting collaborative work • Demonstrating sustainable building practices • Built to conserve • to reduce energy consumption by 56% • potable water consumption by 30% • At the crossroads of science, engineering and medicine • the first of four new buildings forming a new science and engineering quad (SEQ) • SEQ is part of Stanford’s Science, Engineering, and Medical Campus (SEMC) Plan

17. Better Place 電池交換營運模式 • 類似行動電話之營運模式 • Better Place持有電池所有權，消費者根據能源使用(里程)付費 • 建置充電站與電池交換站 • 以色列、丹麥、澳洲、加州、夏威夷與加拿大已經採用 • 2012年前夏威夷將設置10萬座充電站 Source: “Electric Vehicles 101: Introduction”, MIT, Dan Lauber,Nov 13, 2009

18. 系統性模式 ---Better Place • 促成技術(an enabling technology) • 充電站 • 自動電池交換設備 • 電池監控專用軟體 • 有利政策(a favorable government policy) • 以色列電動車進口稅調降為10％，一般汽油車則調升為72％。 • 審慎的市場策略(a careful market-adoption strategy) • 以色列市場雖小，但具有前瞻創新、科技導向的環境，可作為灘頭堡市場。 • 有創意的商業模式(an innovative business model) • Better Place賣電力(里程) ，並擁有電池所有權 • 建立網路補貼硬體(汽車)，如同行動電話公司提供手機價格補貼

19. 加州節能減碳經驗的啟發 • 透過跨領域合作達成對重大議題的影響力 • 大學以跨領域研究教學環境培養回應社會需求的人才。 • 地方政府提供多元技術發展的市場與投資機會。 • 產官學研跨組織合作建立區域永續創新競爭力 • 區域永續發展相關知識創造、擴散與應用，促進技術創新與經濟發展。 • 以系統整合取代單一技術驅動跨領域合作 • 掌握價值鏈高端的創新活動，建立無可取代的地位。 • 綜合考量政策、技術、市場與營運模式之整合。

20. 技術推動 資訊技術 Internet/IP 寬頻網路 數位化 終端裝置 需求拉動(Rob Dowler, 2008) 快速服務 資訊豐富及多媒體 websites 使用者創作的內容及自我表現 資訊分享與合作 Uploading and downloading 數位匯流發展驅動力

21. 20 雲端運算重塑資訊產業樣貌 基於普及與穩定的網際網路,資料中心如同水、電一般，將成為公用基礎設施，支持巨量用戶數的超大規模新型服務因應而生 可進行運算資源分割(分享)與叢集(分工)的 新型系統設備(如伺服器、磁碟等) 用戶端毋須安裝應用軟體， 連線就可使用應用服務的新型裝置

22. Green by ICT 運用ICT於各領域，以達節能減碳之效果 21

23. Smart Green Building as an Integrated System • Interdisciplinary collaborations for integrated solution • Policy- and regulation- driven (initiated by public building) • Best practice and demonstration site for technology application • Project-based operation

24. Open Innovation的運作模式 技術收益 新市場 開發 內部創業 向全球搜尋創新源 現有市場 內部研發 產學合作 技術購併 研發聯盟 風險基金 政府資源 技術移轉 研 究 發 展 Chesbrough, H.

25. 演變中的創新策略 (歐盟) • 創新的本質 • 拓展至服務領域，包括非市場服務(如公共部門服務) ； • 比R&D更廣泛的創新，例如設計、行銷、組織創新； • 應用於社會議題– e.g. 氣候變遷、老年化社會等。 • 創新的落實 • 愈來愈多不同跨界的交流/互動：領域、地理與機構； • 成本壓力、競爭與降低風險的期望促進更多開放/合作策略； • 訣竅(know-how) 、組織資產、網路連結等隱性知識創造額外利益與競爭優勢。 Source:The OECDInnovation Strategy (2010)

26. 製造與服務界線趨模糊 • 各行各業產品創新皆包括實體物品與服務的創新。 • 製造業約有25%產品創新來自物品加上服務的創新，零售與通路商有40%來自物品的創新。 • Source: “Innovation in Services”, DTI/UK, 2007

27. 無形資產對經濟成長貢獻度 • 無形資產包括R&D、軟體、人力資本、品牌權益與組織架構等，有助於創造與應用知識，強化企業與國家競爭優勢。 • 瑞典、芬蘭、美國與英國之經濟成長投資中，無形資產高於有形資產(機器與設備)。 Investment in fixed and intangible assets as a share of GDP, 2006 Source: OECD (2010), Measuring Innovation: A New Perspective, OECD, Paris based on COINVEST [www.coinvest.org.uk], national estimates by researchers, EU KLEMS database and OECD, Annual National Accounts Database. 26

28. 企業的目的只有一個：創造顧客價值---沒有三級產業，最後都是服務業企業的目的只有一個：創造顧客價值---沒有三級產業，最後都是服務業 三級產業的分類觀念乃歷史產物，進入創新經濟後已失去其實質意義 此時不管那一產業其增值多來自服務成份，而相對地較少來自其實體成份 當一企業所提供顧客之事務，其服務含量達某種比例或重要性以上時，即被認為是服務業 在某種意義上，經濟發展代表屬於服務產業在一國經濟結構中重要性之增高 Source:元智大學講座教授許士軍

29. 系統化服務創新方法：服務體驗工程 FIND INNOnet Design Lab Living Zone 資策會創研所

30. 大學的角色 大學是未來創新網絡關鍵的一環

31. 轉變中的高等教育 1. 必須對區域/國家經濟發展有所貢獻(contribute to the economic welfare of a region and/or country) a. Researching social, economic, and environmental problems b. Commercializing Academic Research 2. To respond to academic competitive forces 3. Drive for prestige 4. To respond to increasing enrollments 5. Respond to globalization of education

32. Bio-X: Stanford跨領域研究 • 1998年成立之跨領域研究計畫 • 人文與科學、工程、醫學、地球科學及法學院 • 由初期的40位教授，目前已有超過300位教職員、1,500位學生與博士後研究人員 • 在Clark Center共同使用超級電腦、影像儀器等設備 • 跨組織合作的橋梁 • 舉辦年度生物科學相關研討會，扮演學校、科學社群、產業代表與政策制定者等交流平台。 • 成立Bio-X Advisory Council，讓學校了解產業動態，有助於合作、技術移轉與捐助等。 • 跨領域合作的成功因素 • 教職有意願驅動合作 • 初期並未嚴格限定研究主題 • 提供Hotel Space可彈性提供新活動空間 Source: John Hennessey, “Bio-X: Multidisciplinary Research and Education at Stanford”, Fauffman Thoughtbook 2007

33. Bio-X 計畫涵蓋主題 biocomputation genomics/ proteomics biodesign imaging biophysics regenerative medicine chemical biology brain and behavior Harvey Cohen, Professor, Pediatrics, Stanford School of Medicine, and Chair,The Interdisciplinary Initiatives Committee, Bio-X, Stanford University

34. 清大 U-spin 及 I-spin • 學校引進企業與校外資源成為教育的一部分 • 學校強化技術與知識商品化的機制 • 企業與學校建立長久合作關係 重視專利 重視投資報酬率 重視學術上的好奇心 重視發表 產業 大學 33

35. 清大U-spin 計畫 (2006-2008) 學術成果創新與篩選 子計畫一 子計畫二 專利加值與技術移轉 專利分析、專利佈局、專利加值、技術移轉、專利拍賣 學術創業 創業規劃、育成、成立公司、上市上櫃 子計畫三 子計畫四 以學術創業為驅動力，帶動產學合作 專利加值為副驅動力 以專業知識、實務經驗、資金、人力支援、設備支援為後盾 產業界 顧問團 產業夥伴 資金夥伴 34 Source: 產學研究商品化與創業之研究

36. I-Spin 之剖面圖 (2009) 電資學院與 積體電路中心 能源與環境中心 智財法務 校友與產業夥伴 服務科技與管理研究中心 技術創新與創業中心 服務設計 產業技術研發機構 35

37. 由 U-Spin 到 I-Spin • 學校開放創新與服務創新的嘗試 • 將服務與科技做整合，採用開放創新與服務創新的架構，加強跨領域的參與合作，並靈活運用組織內外部的各種資源，同時藉著新服務發展模型的階段與活動，將服務與市場結合，最後將具有產業應用面向的部分商品化。

38. 創造性破壞(Creative disruption) • 打破現況 • 打破現有營運模式 • 打破組織僵化 • 複雜性不僅是威脅，也是機會。風險是需要被管理的，而不需要迴避。

39. 結語 • 低碳經濟的典範移轉 • 全球關注與相互影響，高度不確定性 • 系統整合與跨領域合作 • 學研機構跨領域合作研究趨勢 • 機構與研究計劃解決社會問題的使命感 • 研究實驗空間設計促進跨學科交流、新技術的試驗場域 • 回應氣候變遷之人才培育與訓練 • 政府政策的角色 • 促進產學研合作的制度與政策 • 多元技術發展的市場平台 • 社會-技術制度的創新 • 引導行為變遷的制度 • 由開放式創新到服務創新

40. 謝謝聆聽