Технологичните иновации са основата за растеж на развитите икономики през XXI век. Те отразяват условията в една страна да се разработват нови продукти, нови методи на производство или нови модели за доставка. Един от начините за измерване на равнището на иновациите в дадена държава е чрез анализ на защитата на интелектуалната собственост чрез патенти. Патентите гарантират изключителни права върху дадено изобретение, а по-широкият им анализ показва в кои области една държава развива иновации и прави нововъведения. Тъй като патентите се подават месеци или дори години преди продуктите да се появят на пазара, патентната информация често е индикатор за посоката, в която поемат технологиите. В много от технологичните направления като генеративен изкуствен интелект, оптики, медицински устройства или полупроводници водещи с най-много патенти са държави като Китай, САЩ, Южна Корея или Япония. Къде обаче Европа е първенец по брой патенти и по-важното, какво можем да научим от европейското лидерство в тези направления?

Водни технологии – завършена екосистема за иновации

Ако има сфера, където европейските компании и организации са водещи иноватори в световен мащаб, вероятно това са водните технологии. По данни на Европейското патентно ведомство в периода 1992 – 2021 г. 40% от патентите в световен мащаб за свързаните с водата технологии идват от европейски кандидати. За сравнение 23% идват от САЩ и 12% са от Япония. На какво се дължи лидерската позиция на Европа?

Иновациите в сферата на водните технологии са подплатени от екосистема, съчетаваща политика за снабдяване с качествена вода и инвестиции във водна инфраструктура, подкрепа за стартиращи компании и учени в областта, както и развитие на мултинационални компании, базирани в Европа.

На първо място Европа е дом на 4 от 10-те най-големи водни оператори в света по приходи. Това са компаниите Veolia, Suez, Acciona Agua и Aqualia. Те развиват собствено технологично ноу-хау в сферата. Acciona има собствен Център за водни технологии в Барселона, който създава необходимите решения за справяне с недостига на вода и проблемите с чистотата ѝ. Центърът поддържа всички фази на водния цикъл – от лабораторна дейност до изучаване на технологии в пилотни инсталации и тяхното последващо промишлено внедряване. За тази цел центърът работи и върху разработването на авангардни технологии за обезсоляване, пречистване, повторно използване и разпространение на вода. Водните технологии на европейските компании намират приложение далеч извън границите на Стария континент. Така дружеството Veolia Water Technologies си партнира с Културното селище Катара в Катар, за да открие най-голямото съоръжение за повторно използване на вода в арабската държава, което значително намалява зависимостта от сладководни ресурси.

На следващо място, политиката на ЕС за водите през последните 30 години е насочена към опазването на водните ресурси, гарантирането на доброто качество на водата и инвестициите във водна инфраструктура. Всички елементи на европейската политика в областта са свързани чрез Рамковата директива за водите. Европейският бюджет за управление на водите надхвърля 15 млрд. евро – една част от него е предназначена за инфраструктура за събиране и пречистване на отпадъчни води, друга е отделена за насърчаване на иновации като инструментите на Европейския институт за иновации и технологии в областта на водите (EIT Water). Не на последно място, индустрията в Европа също влага много във водни технологии, които се разработват от стартиращи компании – от извличането на вода от въздуха, до превръщането на солена вода в прясна и всичко между тях.

3D принтиране – успешният тандем между германската промишленост и академичната прецизност

3D принтирането е сфера, която започва да се развива с първите разработки в областта на стереолитографията през 80-те години, започва своята комерсиализация през 90-те години, а от 2010 г. започва масовото ѝ приемане. По данни на Европейското патентно ведомство между 2001 и 2020 г. 32,9% от всички патентни заявки в сферата на 3D печата и адитивното производство* в световен мащаб са с произход Европа. Най-голям принос за водещата позиция на Стария континент в развоя на решения, продукти и услуги за 3D печат е Германия с 41% от всички заявки за патенти. Германската екосистема в сферата на 3D печата е една от най-интересните, защото съчетава две мрежи на сътрудничество – първата е между университети и научни институти за първокласна наука, а втората е между промишлени предприятие и бизнеси, целяща бързото внедряване на разработките в промишлеността.

В основата на много германски промишлени успехи е дружество „Фраунхофер“ – обединение на научни институти, което се превръща в най-голямата европейска научна организация, ориентирана към приложни изследвания. Адитивното производство е една от сферите, където дружеството развива сериозна дейност и има разгърната мрежа от 20 изследователски института от световна класа под шапката на Центъра за компетентности в сферата на адитивното производство „Фраунхофер“ (Fraunhofer Competence Field Additive Manufacturing). Институтите не работят сами, а развиват научно сътрудничество с университети в цяла Германия. През 2016 г. се създава съвместно предприятие с Рейнско-Вестфалския технически университет в Аахен, а през 2017 г. в Техническия университет в Дрезден е изграден общ център за компетентност. Друг участник, който Германия включва в системата си за иновации в 3D принтирането, са научните центрове. Федералният институт за материали и изследвания и изпитвания (BAM) и Институтът за изследване на твърдо състояние и материали „Лайбниц“ са изследователски партньори за потенциални инвеститори за разработването и подобряването на нови материали за адитивно производство.

Втората половина от формулата за успехите на Германия в сферата е проактивната промишленост и бизнес, които са готови да внедряват научните разработки в дейността си. През 2023 г. автомобилният концерн BMW е произвел повече от 300 000 части с 3D печат в своя кампус за адитивно производство в Германия, а още 100 000 са произведени в глобалната им производствена мрежа. Друго германско дружество – Bosch, съвместно с Технологичния институт в Карлсруе и химическата компания BASF през 2022 г. успешно произвеждат първия по рода си 3D отпечатан микрореактор, изработен от техническа керамика. Той позволява да се наблюдават химични реакции при идеални температурни условия и изисква по-малко суровини и по-малко енергия от големите реактори. Експертите могат да анализират тези резултати в малък мащаб и да ги екстраполират за широкомащабно внедряване. Нещо повече, в Германия има фонд за рисков капитал, който инвестира само в проекти за индустриален 3D печат и следващо поколение адитивно производство – AM Ventures. Дружеството влага 100 млн. евро в 17 компании за 3D принтиране, които създават 602 работни места, но и множество иновации, които помагат на Германия да задържи водещата си позиция в това направление.

Водородни технологии, задвижвани от нов модел на финансиране

По данни на Световния икономически форум компании и организации от ЕС са подали 28% от всички международни патентни семейства (IPF) във водородните технологии през 2011 – 2020 г., Япония – 24%, а САЩ – 20%. Броят патенти в сферата на водородните технологии в Съюза отразява не само научната работа, но и инвестициите в развитието на множество промишлени проекти. В ЕС има няколко клъстера в сферата на водорода – Мюнхен, Рурската област в Германия и във френската столица Париж. В Рурската област групата за производство на стомана Thyssenkrupp е един от големите заявители на патенти, свързани с водород. Дружествата в групата на големите производители на електролизери работят по технология за електролиза на алкална вода и имат значителен брой осъществени проекти в света – повече от 600 инсталации с над 10 ГВт капацитет, но също и целят да развият в стоманодобивните си заводи футуристични иновации като водородни доменни пещи. От една страна, преобразуването на доменните пещи в стоманодобивните заводи е един от най-големите индустриални проекти за декарбонизация в света. От друга страна, електролизерите са от съществено значение за превръщането на водата във водород. В края на миналата година германският машиностроителен концерн Siemens официално даде старт на завода си за производство на PEM електролизери с мощност 1 ГВт. Това е една от първите фабрики с такава мощност в света, която ползва роботи и дигитални решения за силно автоматизирано производство.

За да задържи водещата си позиция в патентоването и производството на водородни технологии, Европа развива и своя вътрешен пазар, който поддържа търсенето. Това става и чрез нов инструмент – Европейската водородна банка, която започна работа през 2023 г. Банката предлага малко по-различна финансова помощ – тя провежда търг за ценова помощ при производството. Тоест участниците, които спечелят търговете, ще получат субсидия за преодоляване на ценовата разлика между техните производствени разходи и пазарната цена на водорода. По-важният заложен елемент в механизма на банката е, че всички оферти трябва да включват достоверни доказателства за предварителни договорни споразумения с купувачите. Тоест субсидиите се предоставят срещу пазарна валидация. Първият търг приключи на 30 април 2024 г. и разпредели 720 милиона евро за седем проекта за възобновяем водород, като допълнителни 2,2 милиарда евро са запазени за втори търг.

В бъдеще концентрирана подкрепа за водородни технологии и проекти няма да идва само по линия на Европейската водородна банка, а средства за научна дейност ще се отделят от Партньорството за чист водород (Clean Hydrogen Partnership), публично-частен орган, който управлява безвъзмездни средства по програмата „Хоризонт Европа“, също и от Платформата на водородните долини. Освен вътрешния пазар за Стария континент е важно да привлича частни инвестиции и пазарна валидация за водородните си проекти. Комбинацията от пазарен интерес, частни инвестиции и публична подкрепа е тази, която може да задържи водещата позиция на ЕС в сектора на водорода.

* Адитивното производство е технология, която създава 3D обекти чрез добавяне на материал слой върху слой, използвайки различни видове материали като пластмаса или метал.