二十一世纪技术创新的理论与实践
摘要：笔者经过几年的探索、研究，找到了一些在能源、动力、排放领域能引起产业革命性发展和变化的技术创新着力点。同时，对整个创新过程进行系统的思考和整理，提出关于技术创新的系统思路，希望能带给同行们一些参考意见。
进入二十一世纪，中国经济遇到了前所未有的发展压力，但同时也拥有同样前所未有的社会环境、工业基础和经济实力，如何利用好自己的优势，避开自己的劣势，找到新的经济增长点，抓住机遇，实现经济的持续、快速发展成为当务之急。不可否认，调低经济增长预期，改变经济增长模式确实非常必要，也是实属无奈。但如果能通过创新，找到环境友好、市场巨大、社会综合效益显著的出路，重新走上一条又快又好的发展道路，是最好的结果！
现在社会上热炒的很多概念都不同程度存在缺陷，有的概念远离实体经济，华而不实，如互联网+、大数据；有的对现有的产业造成严重制约，短期内造成巨大的伤害，如环保、减排；有的打破摧毁现有产业链，间接造成更大的资源浪费，如电动车。这些概念很多属于“热炒剩饭”，多是拿出几十年前的陈旧技术进行再包装，几乎没有创新，本质上都一样，没有通过真正的技术创新来解决实际的产业发展问题。
笔者经过几年的探索、研究，找到了一些在能源、动力、排放领域能引起产业革命性发展和变化的技术创新着力点。同时，对整个创新过程进行系统的思考和整理，提出关于技术创新的系统思路，希望能带给同行们一些参考意见。
一、 创新概念
要实现技术创新，首先必须辨明技术创新的本质，这样才有利于我们明确前进的方向，抓住工作的重点，才能有效、高效的推动技术创新的实现！人人都在喊创新，到底创新是什么？下面先提出几个基本上得到学术界公认的创新定义：
创新是指以现有的思维模式提出有别于常规或常人思路的见解为导向,利用现有的知识和物质,在特定的环境中,本着理想化需要或为满足社会需求,而改进或创造新的事物、方法、元素、路径、环境,并能获得一定有益效果的行为。
创新是指人们为了发展的需要，运用已知的信息，不断突破常规，发现或产生某种新颖、独特的有社会价值或个人价值的新事物、新思想的活动。创新的本质是突破，即突破旧的思维定势，旧的常规戒律。创新活动的核心是“新”，它或者是产品的结构、性能和外部特征的变革，或者是造型设计、内容的表现形式
和手段的创造，或者是内容的丰富和完善。
创新从哲学上说是人的实践行为，是人类对于发现的再创造，是对于物质世界的矛盾再创造。人类通过物质世界的再创造，制造新的矛盾关系，形成新的物质形态，是利用已存在的自然资源或社会要素创造新的矛盾共同体的人类行为。
这些定义比较专业和晦涩，我们找出其中的共性，把它翻译一下，用一句话定义技术创新：技术创新是成熟技术结合市场需求的具体应用。
再对比一下创造和创新的区别，创造是从无到有，创造是科学发展的结果，是技术领域的概念，是技术进步，非市场推动；也是对未知世界的探索，不确定性大、风险大、投资大、回报周期长；创造追求学术成果、理论进步、和现实生活结合不紧密，对未来意义可能更大；
创新是从有到用，创新是技术应用的结果，是经济领域的概念，是经济发展，由市场推动；是对成熟技术成果的举一反三应用实现，结果能预见，风险小、投入少、见效快；创新追求经济效益和社会效益，和现实生活结合紧密，社会价值和经济效益立竿见影！
创新的手段不胜枚举，人们都早已习以为常、熟视无睹了，如：古为今用、洋为中用；它山之石可以攻玉；照猫画虎，依葫芦画瓢；改革开放以来，我们创新成绩比比皆是，随处可见，日新月异；创造的成绩则不及创新的九牛一毛。
大家公认日本的技术、韩国的技术不是世界一流，比欧洲落后，但是他们是世界一流的创新国家，经济发展成绩有目共睹！
冰箱的诞生是创造，经过了几十年的发展才实现了市场化应用；冰箱从单门改为多门、单压缩机改为多压缩机，技术进步不大，但市场成长很快，这是创新。山东一个民间发明家利用二战的脉冲喷气发动机改造了喷雾器，几乎没有技术理论进步，但新的喷雾器获得巨大的市场推广，是典型的创新！我们的高铁技术中，为了减少车体的横向震动，把习惯垂直使用的减振器用于水平阻尼减振，也是典型的创新！
虽然缺少中国创造，但是中国的创新到处都有，成绩斐然。没有中国创新，就没有改革开放30年的成绩，就没有中国的汽车、飞机、高铁、家用电器等等，没有我们现在的生活！
举两个笔者个人认为的反面例子：电动车概念诞生近百年了，近期的发展除了人为炒作之外，主要得益于电池和电机技术的成熟，但推广电动车是来源于环境压力，不是市场需求！是环境政治任务不是市场经济追求，属于创新吗？不是。
即便到了2025年，我国实现500万辆电动车的保有量，那么在机动车总量里面也只占有2.5%，能说明什么？能带动产业经济的大发展吗？不能！
石墨烯技术非常前沿和先进，是成熟技术吗？不是！现在基本成熟和产业化的锂电池应用还没有完全替代古老的铅酸电池，更别说石墨烯电池，形成产业应用至少十年以后。来源于市场需求推动吗？不是！是创新吗？不是！能带来现代社会经济的快速发展吗？显然不能！
创新是设想、热情、行动和汗水的结合物，是把设想变成真实的过程，是人类伟大而独有的特质。创新无处不在，创新绝不是科学家、设计师的专利，而是每个人生活的一部分，是你无法躲避的必要技能。作为一个企业、民间组织，一般来说没有能力创造，不应该承担创造的义务，但是只要想生存，就应该创新、而且必须创新！
二、 创新方向
技术创新可以说无处不在，但是对于一个创新者，什么该做？什么优先做？什么样的创新适合自己？什么方面的创新会更好体现个人价值？什么领域的创新可以带来更好的社会效益和经济效益？这些还是值得探讨和研究。
从技术创新的定义我们可以得出一个理解，那就是创新是经济领域的概念，一个技术创新是否成功，衡量的一个标准就是看对人类的贡献、看最后的市场经济价值！
比如，指甲刀剪指甲的时候，剪落的指甲乱飞，有人设计一个带一个小盒子的指甲剪，解决了这个问题。这是创新！但是指甲剪的市场总量有限，这个创新价值就不大。前面说的用脉冲喷气发动机改造的创新产品喷雾器，现在已经广泛用于农业、城市有害生物防治等等领域，每台1000~2000多元，确实淘汰了很多传统的喷雾器，市场面比指甲剪窄，但金额大了几十倍，总量也还是有限。如果我们创新用液态空气替代汽油，让现在所有的汽车变为不烧油、不用电，吸收环境热能转化动力的新动力车，那么国内有2亿辆要改造，国外还有数亿辆可以改，有数万亿市值的市场！如果我们采用热泵技术设计新的锅炉，能效达到300%以上，全国、全世界的锅炉来一次升级换代，市场总量将大到无法估量。
因此，关于创新方向，我们建议在有条件的情况下，关注一些单件、单项金额比较大，或者未来数量可以很容易达到可观规模的项目产品。通常，这些项目都和人们的生产、生活的主要过程息息相关。主要都处于能源、动力、排放等领域。
这些年能源、动力、减排领域国家大力支持，希望有新技术、新产品、新工艺出现，但是大多从事节能、减排、新能源的行业、企业发展都不尽如人意，企业的利润都眼巴巴盯着国家的扶持、补贴，没有几个能依靠市场的力量推动。就真的没有机会了吗？其实，我们目前面对的是一个100多年没有大变化的产业现状，只要有了理论的进步、思路的创新，发展的空间海阔天空！处处有黄金！下面，我们提出三个创新理念：
1、 让能量动起来
人类千百年形成的使用能源的习惯就是消耗能源物质来满足需求。能量守恒定律又让我们想当然认为能源物质的利用效率最大不会超过100%。但是实际上，能量当然是守恒的，但是获取能量的方式则有很多方式，其中有些还可以成倍获取。比如常见的空调，当我们用空调采暖的时候，在获得同等热量的情况下，空调耗电量，是电炉、油汀、红外线烤炉的三分之一到六分之一！
也正因为有能量守恒定律，当用搬运能量的方式来获取能量，就会发生有的介质的能量减少，有的介质能量增加，减少的部分和搬运过程新消耗的都到了获得能量的一方，当然大于新消耗的部分，也就是超过了100%。随着“热泵”方式、温差、驱动能源种类等条件不同，新消耗一份能源，可以造成能量流动的量也不同，从不足一倍到数十倍都有可能。
现在人们还把主要精力用在如何获取能量、能源物质上，挖空心思寻找“新能源”、“可再生能源”、“清洁能源”，但想要靠这些能源满足人类不断增长的生产、生活需求，仍旧不能减少能源最终的热量排放。而如果能让能量流动的方式来满足生产生活的能量需求，环境中新增热量排放、能源物质消耗成倍减少，我们现有的水能、光能、风能、原子能就完全有可能满足人类目前和未来的能源需求。
把思路从动辄消耗能源转化获取能量，调整到需要能量首先设法用“热泵”搬运的方式形成能量的流动来满足需求，这个变革将引起现在绝大多数耗能设备发生本质的变化，更重要的是这种变化由于实现数倍至数十倍的能效比，从而大幅度减少新增能源消耗，产生可观的经济效益，具有强大的市场动力。热泵的种类也有压缩式、吸收式、半导体、热管、射流等很多形式，都是成熟技术，完全符合技术创新的各种要素，蕴含无数有价值的技术创新机会！
2、 让热机冷下来
瓦特的蒸汽机、卡诺的火的动力，都是利用能源物质释放的热量，让常温介质升温膨胀，推动机械做功。基于这个原理，人们发明了汽车、轮船、飞机、火
箭，几乎所有的动力机械都和火有关，都和高温有关。理论界也形成了一种共识“工作温度越高、热能效能越高”，没有人再去思考使用火的本来目的，热机则成了这些机械的统称。
事实上这些动力机械还有一个更科学的名字，那就是“膨胀机”。人们使用火的本来目的是获取热量，让工作介质从常温升温到高温，内能增加、压力升高、具备膨胀势能，能源物质燃烧是手段，内能增加、具有膨胀势能才是追求的目的。热机是把热量转换为机械能的装置，热量不仅仅是高温的介质具有，只要没有达到绝对零度的物质都有热量，热机是“热量机”，本意不是“热的机”！我们应该回归热机、膨胀机工作的基本原理，将热机工作温度段落不要僵化、教条固定在从常温升高到高温这一段落，开放、调整一下思路，工作起点可以从低温、超低温开始，让低温介质吸收常温环境介质含有的热量，实现升温膨胀，使得常温的热量也能通过热机、膨胀机转变为机械能，汽车、飞机、火箭不再排热、喷火，让热机理论来一次应用飞跃！
这个过程没有挑战传统的理论，技术是成熟的，应用条件相比现有的热机更简单、更开放，材料、工艺要求更低，将带来动力机械的一次全面的变革，产生巨大的经济效益，也符合我们对技术创新的定义，存在无数的技术创新机遇。
3、 让排放变资源
人类烧煤获取热量、排放二氧化碳看似天经地义，但实际上产生的排放“废弃物”、“污染物”的市场价值数倍于燃烧过程中释放的热量！千百年来的习惯做法其实是“捡了芝麻、丢了西瓜”！排放烟气就是排放了钱和效益。现在的技术已经可以清洁、高效率回收燃烧排放的烟气中的二氧化碳和其他污染物。进入二十一世纪，我们应该改变一下习惯，回收并再利用二氧化碳，让燃煤、燃油、燃气的经济效益和社会效益成倍提高，并实现真正零排放！这个过程中所需的技术均是成熟技术，技术的应用将产生巨大的市场价值，同样符合我们对技术创新的定义，有无数的创新机会等着我们。
三、 创新方法
技术创新是脑力劳动，是灵感，是思想的火花，本来没有一定的套路可言。但是创新要善于大胆设想既要敢想，更要会想。通过近几年笔者的创新实践，总结出了一些规律性的东西，有利于进行系统的技术创新，主要有以下四点建议：
1、 理论的再认识
我们现在工业领域普遍应用的重大技术，很多都来源于100多年前。很多基
础理论本身是没有问题的，但是前人在使用过程中往往增加了自己的主观认识，影响后人对理论本质的认识和应用。
如能量守恒定理当然正确，但是能量的获取可不是只有靠能量形态转换、能源物质释放获取的少数方式，还可以通过“热泵”搬运，能量流动等方式更高效率来满足，能量利用率可以达到百分之几百、百分之几千甚至更高；热机理论是热量转换为机械能的理论，但没有限定只有人类感觉“热”的热量才能转化为机械能，热机当然可以工作在人类感觉“很凉”的超低温到常温的温度段落。
例如卡诺循环是1824年N.L.S.卡诺在对热机的最大可能效率问题作理论研究时提出的。卡诺定理阐明了热机效率的限制，指出了提高热机效率的方向，可以理解为提高高温温度、降低低温温度、减少其它机械摩擦和热损耗。老师在给学生传授有关卡诺定理知识的时候，常常忘不了额外补充几句，比如：“实际上、低温热源温度降低很难实现，人们大都考虑如何提高高温热源温度，来提高效率”、“显然，高温热源温度越高，过程效率越高”、“卡诺循环决定了热机的最高理想最大效率，任何系统的效率都不可能超过这一结果”，等等。这几句话表面上看好像没有问题，但是再仔细推敲一下，还是有点问题，需要回到原点，重新认识一下卡诺循环。
从卡诺循环的公式可以看出，想要提高热效率，除了增大处于分子位置的高温热源T1，还可以通过降低处于分母位置的低温热源T2。并且对于热量总量有限、高低热源温度绝对值差值不大的情况，减小分母可以迅速提高效率！实际是工作温段越低，热机越容易获得高效。因此，我们应该设法采用让“热机冷下来”的思路来提高热量的利用效率，减少热机相对常温环境的热量排放。
这个“让热机冷下来”的理论创新，会影响现在所有的热机、膨胀机，所有的汽车、轮船、飞机、火箭都有了创新改造的切入点，会产生无数有价值的创新。
2、 理论再发展
这一百多年人类虽然取得了很多巨大的科技进步，但是也经历了两场世界大战和很多重大社会变革，也许还没有来得及发展理论，像火电厂、内燃机的工作基本理论几乎没有进步；以前的理论不一定错误，但限于当时的历史条件，很可能研究的不彻底，实践应用的限制条件可能较多，与应用实践需求不能完全适应，没有跟上社会生产发展的要求；人类对能量的认识，从早期的热质说，发展到了能量守恒，进而又理解了质能守恒，现在还在发展。因此，有必要对早期的应用
理论也进行客观的分析，结合近百年来的多学科科技进步，有可能实现某些理论的再次进步和发展。
先以朗肯循环（英语：Rankine Cycle）为例，该理论是一种将热能转化为功的热力学循环。郎肯循环从外界吸收热量，将其闭环的工质（通常使用水）加热，实现热能转化做功。朗肯循环理论虽然诞生于19世纪中期，但即便到了今天，郎肯循环仍产生世界上90％的电力。郎肯循环诞生的年代太早了，很可能也存在历史局限性，那个时代研究热力学的条件、流体力学理论和现在差距很大，难免存在一些不足。主要的问题是输出效率低、热量浪费巨大。该系统将热能转化为机械能的转化效率约32~43%，理论值很难达到50%，而且随着效率的提高，系统成本、安全风险、实施难度均大幅度增加。
一个对高低温、高低压变化非常敏感的蒸汽动力循环系统，应该充分考虑流管面积、空间、流速、压力、温度、动压、静压等混合因素，充分利用这些因素之间的关系，实现高效率的热动力循环。我们设计了一种新的蒸汽动力循环，改进后新的循环首先利用非机械动力的方式实现对完成做功后的乏蒸汽进行再利用，其次设法直接回收再利用未能直接利用的乏汽凝结释放的冷凝热，让未能通过汽轮机一次转化为功的热量有机会参与下一次做功循环，经过多次转化做功，在理论上实现蒸汽动力循环整体热效率的大幅度提高。
科学家卡诺提出了卡诺循环，该理论是近一百多年来所有汽车、飞机发动机的基本热力学理论。该理论确实没有错误，但是应用条件太理想化了，和现实里面很多应用场景的差异也越来越大。比如他只考虑理想气体、绝热环境、稳定热源，遇到非理想气体、传热环境、热源维持的手段和方法问题，则超出他的应用领域。我们提出一种改进的卡诺循环，将卡诺循环和逆卡诺循环结合起来，实现热量的循环高效再利用。如果再结合多个卡诺循环对热量的阶梯重复利用，也有可能让所有热机效率来一次大的进步和提高。
3、 突破惯性思维
人们在生产生活中形成很多知识、经验、习惯，而且一代代流传下来，影响着我们的行为。炼油过程采用冷凝技术已经快两百年了，当年的技术，最后总有
大量“不凝气”产生，无法收集和利用，只能排放或无害化燃烧。今天超低温技术很成熟，成本也很低，在超低温世界还有“不凝气”吗？没有！几乎所有的气体都能在一定温度下变成液体甚至固体。应该越过冷凝工艺人为设置的“槛”，来一次进步和发展！
人类千百年来养成一个惯性思维：需要热量，就习惯用传统的煤、气、油、电等能源转换成热能来利用。人们熟知的能量守恒定律，让我们许多人忽略了使用一种叫“热泵”技术的热能搬运 “杠杆”作用。即消耗一份能量，带动其它介质中已有热量的转移、再利用，目标得到同样热能，但新消耗的高品位能源、石化燃料大大减少，实现大幅度节能减排。这个“让能量动起来”的思路，将直接影响目前绝大多数用能设备，仅仅全世界的锅炉和使用锅炉的工业系统也都将发生质的变化！
瓦特发明蒸汽机的时候，他能利用的只有水这种介质，沸腾汽化膨胀成高温、高压水蒸气推动蒸汽机。而现在的超低温的液氮、液态空气、干冰，都可以不需要火，吸收常温的空气或水的热量就能沸腾、汽化、气化，成为常温、高压气体推动“蒸汽机”工作。
例如，点火烧煤使用锅炉，当然要安烟囱，肯定要冒烟。减排工作常常仅限于让烟变的纯净、干净一些，没有人想到为什么不能不排烟？如果我们设计一个化工生产过程，用燃煤来生产二氧化碳，那么还会把产品排放掉吗？热量在过程中成了副产品；仔细算算，一吨煤燃烧可以放出热量，也产生了四吨二氧化碳，其中放出的热量价值不到1000元，而排放的四吨二氧化碳则市场价值近3000元。当然，以前二氧化碳无法回收，现在则很容易回收，如果我们现在还不考虑回收利用，真是说不过去了，该改变一下了！
4、 理论跨界应用
过去，一个人往往穷其一生也只能成为某一个领域的专家。技术工作中人们往往也习惯于通过细致的分工来组成团队，去完成一个项目，各司其职、各负其责的模式，影响了技术交流和跨界应用；如汽车发动机、底盘，大部分还停留在靠机械凸轮齿轮时序、机械涡轮、液压阻尼完成主要功能控制和过程的状态，新材料、新理论、新技术，特别是计算机技术，还远没有得到应有的广泛应用；互联网时代的来临，让我们学习新技术、掌握新技术、交流多学科技术变的可行、方便、快捷、高效，我们个人应该朝着一专多能发展，拓展我们的思路，广泛、低成本、高效率开展多学科、跨学科交叉应用，让传统技术应用产品焕发青春。
受热力学第二定律影响，人们使用的热交换器都是习惯于冷热媒直接热传导交换，想当然认为热量只能从高温介质传导到低温介质，没有考虑利用其它领域的技术，对冷热源进行调整准备。比如对空气增压就可以让空气源换热器的换热起点升高；对空气减压则可以降低散热器冷源空气温度起点。某种意义上实现了从热量从低温介质向高温介质的流动。可以在低温环境下减少蒸发器结霜、高温环境下改善冷凝器散热。
工业上已经开始使用的空气放大器，用少量的气体通过射流或其他方式推动、撬动大量气体流动，可以把压缩空气的利用率提高5~100倍！现在有人利用这个原理实现无叶片风扇，这样的理论，在100多年前是不可想象的，而类似的技术还有很多，需要我们灵活应用、交叉应用，来改变我们的传统工艺和生产技术了，产生无数的创新应用项目。
四、 创新态度
创新不容易，第一，创新意味着改变，所谓推陈出新、气象万新、焕然一新，无不是诉说着一个“变”字;第二，创新意味着付出，因为惯性作用，没有外力是不可能有改变的，这个外力就是创新者的付出;第三，创新意味着风险，从来都说一份耕耘一份收获，而创新的付出却可能收获一份失败的回报。创新确实不容易，所以总是在创新前面加上“积极”、“勇于”、“大胆”之类的形容词。
因此，实现技术创新，除了选择适合自己、适合市场需求的方向，运用一些系统的方法之外，还需要有正确、积极的主观态度来指导我们的行动。
1、 相信自主创新
现在很多人口头上喊的是创新，但实际上做的则是处处跟风，不约而同都在搞大数据、3D打印、无人机、自动驾驶、机器人。我们只有这些方向可以创新吗？这些概念是新概念吗？
事实是我们要承认技术差距、科技差距、材料工艺差距，但要大胆创新，勇于自主创新，因为创新是成熟技术的应用过程，只要我们有智慧、抓住具体需求，绕开我们的短板，拼思想、拼创意，“广阔天地大有作为”，能源、动力、排放各行各业可做的、能做的、值得做的事情太多！
2、 坚持务实创新
创新是用成熟技术解决市场的具体需求，目的是创造经济效益。如果不是来源于市场，不接地气，总是创新出样品、展品、玩具、模型，虽满足了个人好奇心、创造欲，市场不会接受，如何创造价值？个人也不会因此在创业、就业等方
面得到帮助。技术创新过程还应该做到不贪图浮华虚荣。要培养自己踏实、系统、顽强的工作作风，不要浮躁，不要急功近利，要有知难而进、愚公移山的精神。
人的青春、生命只有一次，要为自己的未来负责！将来不要因为虚度年华而悔恨。不要因为人云亦云、随波逐流而去做一些无谓的“项目”。今天的付出，要成为明天创新、创业的基础。
3、 勇于开拓创新
有人面对新的理论、新的思想、新的项目总是提出类似的问题：别人做了没有？同行什么情况？国外什么情况？潜台词就是别的先进国家没有搞，肯定有原因，你不可能超过别人、别国。投资人为了降低投资风险，也热衷于那些有范例、样板的“成熟”项目。
一切创新都必须有理论的指导为基础，我们要科学的对待前人的经验，更要重视理论的发展。很多情况下，不是没有理论，是我们尚未认真把握理论的精髓、掌握事物的规律。比如膨胀机理论中，人们追求高温，却忽略了升温是膨胀的手段，不是目的，让我们回到原点，努力把握理论的内涵去大胆创新！
要想超越别人、超越自己进行技术创新，就要敢于突破一切条条框框、打碎一切坛坛罐罐，投身一场新的工业革命中，成为技术创新、工业革命的先锋！
4、 积极创新实践
有人遇到问题，马上找到很多困难和借口，比如肯定很难、不是自己的专业特长、成本太昂贵、风险太大、市场不容易转化、别人不做一定有道理，真是这样吗？其实他内心早已放弃，只是在为自己的懒惰找借口而已！
技术创新特点就是成熟技术应用，难度大多不高，几乎没有掌握不了的规律。但如果不去探索，永远不会摸清其中规律，只有积极探索、深入探索、反复探索，在探索过程中积累经验，增长知识，磨练意志，修正错误，最后才能踏上成功的顶点！实现技术创新不能仅仅停留在思想、口头上，需要的是：只为成功找方法，不为失败找借口，相信办法总比困难多！
创新需要行动，而且是积极行动、立即行动！
二十一世纪技术创新的理论与实践
摘要：笔者经过几年的探索、研究，找到了一些在能源、动力、排放领域能引起产业革命性发展和变化的技术创新着力点。同时，对整个创新过程进行系统的思考和整理，提出关于技术创新的系统思路，希望能带给同行们一些参考意见。
进入二十一世纪，中国经济遇到了前所未有的发展压力，但同时也拥有同样前所未有的社会环境、工业基础和经济实力，如何利用好自己的优势，避开自己的劣势，找到新的经济增长点，抓住机遇，实现经济的持续、快速发展成为当务之急。不可否认，调低经济增长预期，改变经济增长模式确实非常必要，也是实属无奈。但如果能通过创新，找到环境友好、市场巨大、社会综合效益显著的出路，重新走上一条又快又好的发展道路，是最好的结果！
现在社会上热炒的很多概念都不同程度存在缺陷，有的概念远离实体经济，华而不实，如互联网+、大数据；有的对现有的产业造成严重制约，短期内造成巨大的伤害，如环保、减排；有的打破摧毁现有产业链，间接造成更大的资源浪费，如电动车。这些概念很多属于“热炒剩饭”，多是拿出几十年前的陈旧技术进行再包装，几乎没有创新，本质上都一样，没有通过真正的技术创新来解决实际的产业发展问题。
笔者经过几年的探索、研究，找到了一些在能源、动力、排放领域能引起产业革命性发展和变化的技术创新着力点。同时，对整个创新过程进行系统的思考和整理，提出关于技术创新的系统思路，希望能带给同行们一些参考意见。
一、 创新概念
要实现技术创新，首先必须辨明技术创新的本质，这样才有利于我们明确前进的方向，抓住工作的重点，才能有效、高效的推动技术创新的实现！人人都在喊创新，到底创新是什么？下面先提出几个基本上得到学术界公认的创新定义：
创新是指以现有的思维模式提出有别于常规或常人思路的见解为导向,利用现有的知识和物质,在特定的环境中,本着理想化需要或为满足社会需求,而改进或创造新的事物、方法、元素、路径、环境,并能获得一定有益效果的行为。
创新是指人们为了发展的需要，运用已知的信息，不断突破常规，发现或产生某种新颖、独特的有社会价值或个人价值的新事物、新思想的活动。创新的本质是突破，即突破旧的思维定势，旧的常规戒律。创新活动的核心是“新”，它或者是产品的结构、性能和外部特征的变革，或者是造型设计、内容的表现形式
和手段的创造，或者是内容的丰富和完善。
创新从哲学上说是人的实践行为，是人类对于发现的再创造，是对于物质世界的矛盾再创造。人类通过物质世界的再创造，制造新的矛盾关系，形成新的物质形态，是利用已存在的自然资源或社会要素创造新的矛盾共同体的人类行为。
这些定义比较专业和晦涩，我们找出其中的共性，把它翻译一下，用一句话定义技术创新：技术创新是成熟技术结合市场需求的具体应用。
再对比一下创造和创新的区别，创造是从无到有，创造是科学发展的结果，是技术领域的概念，是技术进步，非市场推动；也是对未知世界的探索，不确定性大、风险大、投资大、回报周期长；创造追求学术成果、理论进步、和现实生活结合不紧密，对未来意义可能更大；
创新是从有到用，创新是技术应用的结果，是经济领域的概念，是经济发展，由市场推动；是对成熟技术成果的举一反三应用实现，结果能预见，风险小、投入少、见效快；创新追求经济效益和社会效益，和现实生活结合紧密，社会价值和经济效益立竿见影！
创新的手段不胜枚举，人们都早已习以为常、熟视无睹了，如：古为今用、洋为中用；它山之石可以攻玉；照猫画虎，依葫芦画瓢；改革开放以来，我们创新成绩比比皆是，随处可见，日新月异；创造的成绩则不及创新的九牛一毛。
大家公认日本的技术、韩国的技术不是世界一流，比欧洲落后，但是他们是世界一流的创新国家，经济发展成绩有目共睹！
冰箱的诞生是创造，经过了几十年的发展才实现了市场化应用；冰箱从单门改为多门、单压缩机改为多压缩机，技术进步不大，但市场成长很快，这是创新。山东一个民间发明家利用二战的脉冲喷气发动机改造了喷雾器，几乎没有技术理论进步，但新的喷雾器获得巨大的市场推广，是典型的创新！我们的高铁技术中，为了减少车体的横向震动，把习惯垂直使用的减振器用于水平阻尼减振，也是典型的创新！
虽然缺少中国创造，但是中国的创新到处都有，成绩斐然。没有中国创新，就没有改革开放30年的成绩，就没有中国的汽车、飞机、高铁、家用电器等等，没有我们现在的生活！
举两个笔者个人认为的反面例子：电动车概念诞生近百年了，近期的发展除了人为炒作之外，主要得益于电池和电机技术的成熟，但推广电动车是来源于环境压力，不是市场需求！是环境政治任务不是市场经济追求，属于创新吗？不是。
即便到了2025年，我国实现500万辆电动车的保有量，那么在机动车总量里面也只占有2.5%，能说明什么？能带动产业经济的大发展吗？不能！
石墨烯技术非常前沿和先进，是成熟技术吗？不是！现在基本成熟和产业化的锂电池应用还没有完全替代古老的铅酸电池，更别说石墨烯电池，形成产业应用至少十年以后。来源于市场需求推动吗？不是！是创新吗？不是！能带来现代社会经济的快速发展吗？显然不能！
创新是设想、热情、行动和汗水的结合物，是把设想变成真实的过程，是人类伟大而独有的特质。创新无处不在，创新绝不是科学家、设计师的专利，而是每个人生活的一部分，是你无法躲避的必要技能。作为一个企业、民间组织，一般来说没有能力创造，不应该承担创造的义务，但是只要想生存，就应该创新、而且必须创新！
二、 创新方向
技术创新可以说无处不在，但是对于一个创新者，什么该做？什么优先做？什么样的创新适合自己？什么方面的创新会更好体现个人价值？什么领域的创新可以带来更好的社会效益和经济效益？这些还是值得探讨和研究。
从技术创新的定义我们可以得出一个理解，那就是创新是经济领域的概念，一个技术创新是否成功，衡量的一个标准就是看对人类的贡献、看最后的市场经济价值！
比如，指甲刀剪指甲的时候，剪落的指甲乱飞，有人设计一个带一个小盒子的指甲剪，解决了这个问题。这是创新！但是指甲剪的市场总量有限，这个创新价值就不大。前面说的用脉冲喷气发动机改造的创新产品喷雾器，现在已经广泛用于农业、城市有害生物防治等等领域，每台1000~2000多元，确实淘汰了很多传统的喷雾器，市场面比指甲剪窄，但金额大了几十倍，总量也还是有限。如果我们创新用液态空气替代汽油，让现在所有的汽车变为不烧油、不用电，吸收环境热能转化动力的新动力车，那么国内有2亿辆要改造，国外还有数亿辆可以改，有数万亿市值的市场！如果我们采用热泵技术设计新的锅炉，能效达到300%以上，全国、全世界的锅炉来一次升级换代，市场总量将大到无法估量。
因此，关于创新方向，我们建议在有条件的情况下，关注一些单件、单项金额比较大，或者未来数量可以很容易达到可观规模的项目产品。通常，这些项目都和人们的生产、生活的主要过程息息相关。主要都处于能源、动力、排放等领域。
这些年能源、动力、减排领域国家大力支持，希望有新技术、新产品、新工艺出现，但是大多从事节能、减排、新能源的行业、企业发展都不尽如人意，企业的利润都眼巴巴盯着国家的扶持、补贴，没有几个能依靠市场的力量推动。就真的没有机会了吗？其实，我们目前面对的是一个100多年没有大变化的产业现状，只要有了理论的进步、思路的创新，发展的空间海阔天空！处处有黄金！下面，我们提出三个创新理念：
1、 让能量动起来
人类千百年形成的使用能源的习惯就是消耗能源物质来满足需求。能量守恒定律又让我们想当然认为能源物质的利用效率最大不会超过100%。但是实际上，能量当然是守恒的，但是获取能量的方式则有很多方式，其中有些还可以成倍获取。比如常见的空调，当我们用空调采暖的时候，在获得同等热量的情况下，空调耗电量，是电炉、油汀、红外线烤炉的三分之一到六分之一！
也正因为有能量守恒定律，当用搬运能量的方式来获取能量，就会发生有的介质的能量减少，有的介质能量增加，减少的部分和搬运过程新消耗的都到了获得能量的一方，当然大于新消耗的部分，也就是超过了100%。随着“热泵”方式、温差、驱动能源种类等条件不同，新消耗一份能源，可以造成能量流动的量也不同，从不足一倍到数十倍都有可能。
现在人们还把主要精力用在如何获取能量、能源物质上，挖空心思寻找“新能源”、“可再生能源”、“清洁能源”，但想要靠这些能源满足人类不断增长的生产、生活需求，仍旧不能减少能源最终的热量排放。而如果能让能量流动的方式来满足生产生活的能量需求，环境中新增热量排放、能源物质消耗成倍减少，我们现有的水能、光能、风能、原子能就完全有可能满足人类目前和未来的能源需求。
把思路从动辄消耗能源转化获取能量，调整到需要能量首先设法用“热泵”搬运的方式形成能量的流动来满足需求，这个变革将引起现在绝大多数耗能设备发生本质的变化，更重要的是这种变化由于实现数倍至数十倍的能效比，从而大幅度减少新增能源消耗，产生可观的经济效益，具有强大的市场动力。热泵的种类也有压缩式、吸收式、半导体、热管、射流等很多形式，都是成熟技术，完全符合技术创新的各种要素，蕴含无数有价值的技术创新机会！
2、 让热机冷下来
瓦特的蒸汽机、卡诺的火的动力，都是利用能源物质释放的热量，让常温介质升温膨胀，推动机械做功。基于这个原理，人们发明了汽车、轮船、飞机、火
箭，几乎所有的动力机械都和火有关，都和高温有关。理论界也形成了一种共识“工作温度越高、热能效能越高”，没有人再去思考使用火的本来目的，热机则成了这些机械的统称。
事实上这些动力机械还有一个更科学的名字，那就是“膨胀机”。人们使用火的本来目的是获取热量，让工作介质从常温升温到高温，内能增加、压力升高、具备膨胀势能，能源物质燃烧是手段，内能增加、具有膨胀势能才是追求的目的。热机是把热量转换为机械能的装置，热量不仅仅是高温的介质具有，只要没有达到绝对零度的物质都有热量，热机是“热量机”，本意不是“热的机”！我们应该回归热机、膨胀机工作的基本原理，将热机工作温度段落不要僵化、教条固定在从常温升高到高温这一段落，开放、调整一下思路，工作起点可以从低温、超低温开始，让低温介质吸收常温环境介质含有的热量，实现升温膨胀，使得常温的热量也能通过热机、膨胀机转变为机械能，汽车、飞机、火箭不再排热、喷火，让热机理论来一次应用飞跃！
这个过程没有挑战传统的理论，技术是成熟的，应用条件相比现有的热机更简单、更开放，材料、工艺要求更低，将带来动力机械的一次全面的变革，产生巨大的经济效益，也符合我们对技术创新的定义，存在无数的技术创新机遇。
3、 让排放变资源
人类烧煤获取热量、排放二氧化碳看似天经地义，但实际上产生的排放“废弃物”、“污染物”的市场价值数倍于燃烧过程中释放的热量！千百年来的习惯做法其实是“捡了芝麻、丢了西瓜”！排放烟气就是排放了钱和效益。现在的技术已经可以清洁、高效率回收燃烧排放的烟气中的二氧化碳和其他污染物。进入二十一世纪，我们应该改变一下习惯，回收并再利用二氧化碳，让燃煤、燃油、燃气的经济效益和社会效益成倍提高，并实现真正零排放！这个过程中所需的技术均是成熟技术，技术的应用将产生巨大的市场价值，同样符合我们对技术创新的定义，有无数的创新机会等着我们。
三、 创新方法
技术创新是脑力劳动，是灵感，是思想的火花，本来没有一定的套路可言。但是创新要善于大胆设想既要敢想，更要会想。通过近几年笔者的创新实践，总结出了一些规律性的东西，有利于进行系统的技术创新，主要有以下四点建议：
1、 理论的再认识
我们现在工业领域普遍应用的重大技术，很多都来源于100多年前。很多基
础理论本身是没有问题的，但是前人在使用过程中往往增加了自己的主观认识，影响后人对理论本质的认识和应用。
如能量守恒定理当然正确，但是能量的获取可不是只有靠能量形态转换、能源物质释放获取的少数方式，还可以通过“热泵”搬运，能量流动等方式更高效率来满足，能量利用率可以达到百分之几百、百分之几千甚至更高；热机理论是热量转换为机械能的理论，但没有限定只有人类感觉“热”的热量才能转化为机械能，热机当然可以工作在人类感觉“很凉”的超低温到常温的温度段落。
例如卡诺循环是1824年N.L.S.卡诺在对热机的最大可能效率问题作理论研究时提出的。卡诺定理阐明了热机效率的限制，指出了提高热机效率的方向，可以理解为提高高温温度、降低低温温度、减少其它机械摩擦和热损耗。老师在给学生传授有关卡诺定理知识的时候，常常忘不了额外补充几句，比如：“实际上、低温热源温度降低很难实现，人们大都考虑如何提高高温热源温度，来提高效率”、“显然，高温热源温度越高，过程效率越高”、“卡诺循环决定了热机的最高理想最大效率，任何系统的效率都不可能超过这一结果”，等等。这几句话表面上看好像没有问题，但是再仔细推敲一下，还是有点问题，需要回到原点，重新认识一下卡诺循环。
从卡诺循环的公式可以看出，想要提高热效率，除了增大处于分子位置的高温热源T1，还可以通过降低处于分母位置的低温热源T2。并且对于热量总量有限、高低热源温度绝对值差值不大的情况，减小分母可以迅速提高效率！实际是工作温段越低，热机越容易获得高效。因此，我们应该设法采用让“热机冷下来”的思路来提高热量的利用效率，减少热机相对常温环境的热量排放。
这个“让热机冷下来”的理论创新，会影响现在所有的热机、膨胀机，所有的汽车、轮船、飞机、火箭都有了创新改造的切入点，会产生无数有价值的创新。
2、 理论再发展
这一百多年人类虽然取得了很多巨大的科技进步，但是也经历了两场世界大战和很多重大社会变革，也许还没有来得及发展理论，像火电厂、内燃机的工作基本理论几乎没有进步；以前的理论不一定错误，但限于当时的历史条件，很可能研究的不彻底，实践应用的限制条件可能较多，与应用实践需求不能完全适应，没有跟上社会生产发展的要求；人类对能量的认识，从早期的热质说，发展到了能量守恒，进而又理解了质能守恒，现在还在发展。因此，有必要对早期的应用
理论也进行客观的分析，结合近百年来的多学科科技进步，有可能实现某些理论的再次进步和发展。
先以朗肯循环（英语：Rankine Cycle）为例，该理论是一种将热能转化为功的热力学循环。郎肯循环从外界吸收热量，将其闭环的工质（通常使用水）加热，实现热能转化做功。朗肯循环理论虽然诞生于19世纪中期，但即便到了今天，郎肯循环仍产生世界上90％的电力。郎肯循环诞生的年代太早了，很可能也存在历史局限性，那个时代研究热力学的条件、流体力学理论和现在差距很大，难免存在一些不足。主要的问题是输出效率低、热量浪费巨大。该系统将热能转化为机械能的转化效率约32~43%，理论值很难达到50%，而且随着效率的提高，系统成本、安全风险、实施难度均大幅度增加。
一个对高低温、高低压变化非常敏感的蒸汽动力循环系统，应该充分考虑流管面积、空间、流速、压力、温度、动压、静压等混合因素，充分利用这些因素之间的关系，实现高效率的热动力循环。我们设计了一种新的蒸汽动力循环，改进后新的循环首先利用非机械动力的方式实现对完成做功后的乏蒸汽进行再利用，其次设法直接回收再利用未能直接利用的乏汽凝结释放的冷凝热，让未能通过汽轮机一次转化为功的热量有机会参与下一次做功循环，经过多次转化做功，在理论上实现蒸汽动力循环整体热效率的大幅度提高。
科学家卡诺提出了卡诺循环，该理论是近一百多年来所有汽车、飞机发动机的基本热力学理论。该理论确实没有错误，但是应用条件太理想化了，和现实里面很多应用场景的差异也越来越大。比如他只考虑理想气体、绝热环境、稳定热源，遇到非理想气体、传热环境、热源维持的手段和方法问题，则超出他的应用领域。我们提出一种改进的卡诺循环，将卡诺循环和逆卡诺循环结合起来，实现热量的循环高效再利用。如果再结合多个卡诺循环对热量的阶梯重复利用，也有可能让所有热机效率来一次大的进步和提高。
3、 突破惯性思维
人们在生产生活中形成很多知识、经验、习惯，而且一代代流传下来，影响着我们的行为。炼油过程采用冷凝技术已经快两百年了，当年的技术，最后总有
大量“不凝气”产生，无法收集和利用，只能排放或无害化燃烧。今天超低温技术很成熟，成本也很低，在超低温世界还有“不凝气”吗？没有！几乎所有的气体都能在一定温度下变成液体甚至固体。应该越过冷凝工艺人为设置的“槛”，来一次进步和发展！
人类千百年来养成一个惯性思维：需要热量，就习惯用传统的煤、气、油、电等能源转换成热能来利用。人们熟知的能量守恒定律，让我们许多人忽略了使用一种叫“热泵”技术的热能搬运 “杠杆”作用。即消耗一份能量，带动其它介质中已有热量的转移、再利用，目标得到同样热能，但新消耗的高品位能源、石化燃料大大减少，实现大幅度节能减排。这个“让能量动起来”的思路，将直接影响目前绝大多数用能设备，仅仅全世界的锅炉和使用锅炉的工业系统也都将发生质的变化！
瓦特发明蒸汽机的时候，他能利用的只有水这种介质，沸腾汽化膨胀成高温、高压水蒸气推动蒸汽机。而现在的超低温的液氮、液态空气、干冰，都可以不需要火，吸收常温的空气或水的热量就能沸腾、汽化、气化，成为常温、高压气体推动“蒸汽机”工作。
例如，点火烧煤使用锅炉，当然要安烟囱，肯定要冒烟。减排工作常常仅限于让烟变的纯净、干净一些，没有人想到为什么不能不排烟？如果我们设计一个化工生产过程，用燃煤来生产二氧化碳，那么还会把产品排放掉吗？热量在过程中成了副产品；仔细算算，一吨煤燃烧可以放出热量，也产生了四吨二氧化碳，其中放出的热量价值不到1000元，而排放的四吨二氧化碳则市场价值近3000元。当然，以前二氧化碳无法回收，现在则很容易回收，如果我们现在还不考虑回收利用，真是说不过去了，该改变一下了！
4、 理论跨界应用
过去，一个人往往穷其一生也只能成为某一个领域的专家。技术工作中人们往往也习惯于通过细致的分工来组成团队，去完成一个项目，各司其职、各负其责的模式，影响了技术交流和跨界应用；如汽车发动机、底盘，大部分还停留在靠机械凸轮齿轮时序、机械涡轮、液压阻尼完成主要功能控制和过程的状态，新材料、新理论、新技术，特别是计算机技术，还远没有得到应有的广泛应用；互联网时代的来临，让我们学习新技术、掌握新技术、交流多学科技术变的可行、方便、快捷、高效，我们个人应该朝着一专多能发展，拓展我们的思路，广泛、低成本、高效率开展多学科、跨学科交叉应用，让传统技术应用产品焕发青春。
受热力学第二定律影响，人们使用的热交换器都是习惯于冷热媒直接热传导交换，想当然认为热量只能从高温介质传导到低温介质，没有考虑利用其它领域的技术，对冷热源进行调整准备。比如对空气增压就可以让空气源换热器的换热起点升高；对空气减压则可以降低散热器冷源空气温度起点。某种意义上实现了从热量从低温介质向高温介质的流动。可以在低温环境下减少蒸发器结霜、高温环境下改善冷凝器散热。
工业上已经开始使用的空气放大器，用少量的气体通过射流或其他方式推动、撬动大量气体流动，可以把压缩空气的利用率提高5~100倍！现在有人利用这个原理实现无叶片风扇，这样的理论，在100多年前是不可想象的，而类似的技术还有很多，需要我们灵活应用、交叉应用，来改变我们的传统工艺和生产技术了，产生无数的创新应用项目。
四、 创新态度
创新不容易，第一，创新意味着改变，所谓推陈出新、气象万新、焕然一新，无不是诉说着一个“变”字;第二，创新意味着付出，因为惯性作用，没有外力是不可能有改变的，这个外力就是创新者的付出;第三，创新意味着风险，从来都说一份耕耘一份收获，而创新的付出却可能收获一份失败的回报。创新确实不容易，所以总是在创新前面加上“积极”、“勇于”、“大胆”之类的形容词。
因此，实现技术创新，除了选择适合自己、适合市场需求的方向，运用一些系统的方法之外，还需要有正确、积极的主观态度来指导我们的行动。
1、 相信自主创新
现在很多人口头上喊的是创新，但实际上做的则是处处跟风，不约而同都在搞大数据、3D打印、无人机、自动驾驶、机器人。我们只有这些方向可以创新吗？这些概念是新概念吗？
事实是我们要承认技术差距、科技差距、材料工艺差距，但要大胆创新，勇于自主创新，因为创新是成熟技术的应用过程，只要我们有智慧、抓住具体需求，绕开我们的短板，拼思想、拼创意，“广阔天地大有作为”，能源、动力、排放各行各业可做的、能做的、值得做的事情太多！
2、 坚持务实创新
创新是用成熟技术解决市场的具体需求，目的是创造经济效益。如果不是来源于市场，不接地气，总是创新出样品、展品、玩具、模型，虽满足了个人好奇心、创造欲，市场不会接受，如何创造价值？个人也不会因此在创业、就业等方
面得到帮助。技术创新过程还应该做到不贪图浮华虚荣。要培养自己踏实、系统、顽强的工作作风，不要浮躁，不要急功近利，要有知难而进、愚公移山的精神。
人的青春、生命只有一次，要为自己的未来负责！将来不要因为虚度年华而悔恨。不要因为人云亦云、随波逐流而去做一些无谓的“项目”。今天的付出，要成为明天创新、创业的基础。
3、 勇于开拓创新
有人面对新的理论、新的思想、新的项目总是提出类似的问题：别人做了没有？同行什么情况？国外什么情况？潜台词就是别的先进国家没有搞，肯定有原因，你不可能超过别人、别国。投资人为了降低投资风险，也热衷于那些有范例、样板的“成熟”项目。
一切创新都必须有理论的指导为基础，我们要科学的对待前人的经验，更要重视理论的发展。很多情况下，不是没有理论，是我们尚未认真把握理论的精髓、掌握事物的规律。比如膨胀机理论中，人们追求高温，却忽略了升温是膨胀的手段，不是目的，让我们回到原点，努力把握理论的内涵去大胆创新！
要想超越别人、超越自己进行技术创新，就要敢于突破一切条条框框、打碎一切坛坛罐罐，投身一场新的工业革命中，成为技术创新、工业革命的先锋！
4、 积极创新实践
有人遇到问题，马上找到很多困难和借口，比如肯定很难、不是自己的专业特长、成本太昂贵、风险太大、市场不容易转化、别人不做一定有道理，真是这样吗？其实他内心早已放弃，只是在为自己的懒惰找借口而已！
技术创新特点就是成熟技术应用，难度大多不高，几乎没有掌握不了的规律。但如果不去探索，永远不会摸清其中规律，只有积极探索、深入探索、反复探索，在探索过程中积累经验，增长知识，磨练意志，修正错误，最后才能踏上成功的顶点！实现技术创新不能仅仅停留在思想、口头上，需要的是：只为成功找方法，不为失败找借口，相信办法总比困难多！
创新需要行动，而且是积极行动、立即行动！