本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
作者：Stijn van Ewijk
在一个瞬息万变的世界中，技术创新使我们能够适应、生存和发展。创新也可能对我们产生不利影响——蒸汽机带来了工业革命，随之而来的是经济增长和繁荣，以及环境污染和不平等。为了充分利用创新的好处，我们应该尝试理解它是如何运作的。
能源部门是更好地理解创新的一个典型案例研究，原因有几个关键方面。它是经济的支柱，并因污染问题而面临巨大压力；由于巨额投资和巨大的相互依赖性，它对变革具有抵制性；并且存在种类繁多的技术来维持系统的运转。
关于支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业： 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
对这样一个系统中技术创新的普遍理解包括利基市场的普遍观念。本文的问题是：利基市场真的重要吗？
关于创新如何发生的 dominant concept 可以总结如下：
像电力这样的部门或行业由大型 incumbents 统治，他们对 current practices 具有既得利益。由于其 dominance、inertia 和 coherence，它被称为 regime（体制）。
该体制在规模、组织和技术性能方面都非常发达。它为技术设定了明确而严格的性能要求，包括价格和性能。
人们认为，新技术是在体制之外的受保护市场空间中开发的，这些空间被称为 niches（利基市场）。利基市场由企业家和研究人员组成。它们的规模很小，并且它们对技术的性能要求与体制不同。
例如，利基市场可能比体制更重视环境性能。成熟后，预计新颖技术将从利基市场进入体制。
从历史上看，电力部门一直被归类为由几个利基市场服务。经常被提及的例子包括航空航天和地面离网应用。这些利基市场被用来解释重大的创新收益（例如，太空计划在太阳能光伏技术发展中的关键作用）。然而，这种对利基市场的过度强调阻碍了对创新过程更透彻的理解。
不轻易接受利基理论的一个充分理由是，许多技术仅从利基市场获得了少量收益。例如，现代风力涡轮机在美国农村地区的离网利基市场中使用了几十年，用于抽水。但是，正是石油危机和第二次世界大战期间空气动力学知识的增加，才使风能以显着水平进入电力部门。同样，太阳能光伏技术诞生于航空航天市场，但其真正的发展始于进入电力部门之后。
鉴于这些明显的矛盾，人们自然会问——创新如何在利基市场之外发展？
支持技术、价格和性能
技术发展最相关的条件是 supporting technologies（支持技术）的存在。像道路、电网和铁路这样的 infrastructures 支持技术，因为它们成倍地增加了汽车、发电厂和火车的效用。其他支持技术包括支持软件包的操作系统、支持发动机的汽车以及支持相机技术的智能手机。
重要的概念是，将技术与其 supporting counterparts（配套技术）结合使用会呈指数级地增加它们的用途。例如，一个单独的发电厂具有一定的价值，但当连接到大型电网时，可以更有效地部署。同样，当软件受到广泛使用的操作系统的支持时，它对用户来说才真正变得有价值。因此，只有当所有新颖技术都连接到类似的支持技术时，它们的性能才能与传统替代方案相媲美。
利基市场的存在是由于特殊应用，并且通常比价格更重视能源性能。然而，对于主流能源技术市场而言，价格与能源性能的比率更为重要。每单位能源输出的增加不如每单位价格的降低重要。因此，当新颖技术与其体制中的 supporting counterparts 连接时，价格会下降。
太阳能光伏
太阳能电池是这个概念的一个很好的例子。起初，它们在电力部门没有太大的价值，因为每单位的价格太贵了。然而，在吉米·卡特和许多其他人开始在屋顶上安装太阳能电池板之后的三十年里，太阳能光伏的每瓦成本降低了 9 倍。在同一时期，研发环境中测试的不同电池设计的能源效率仅提高了 2 倍。因此，对于太阳能发展而言，体制比利基市场发挥了更重要的作用。
当然，新技术很难与完全成熟的传统技术竞争。因此，supporting technologies 的连接需要辅以 protective regulation（保护性监管）。像上网电价补贴这样的政策最初保护了可再生技术免受激烈的基于价格的竞争。在需要这种保护的同时，太阳能光伏技术受益于可用的投资资本、商业利益和边干边学。
电动汽车
另一个不鼓励重视利基市场的技术示例是电动汽车。非常重要的是，在汽车的早期，电动汽车的销量超过了汽油和柴油车型。尽管电动汽车没有明确的利基应用，但它们经常出现在汽车历史上，最强烈的是在全球石油危机中，最近则是因为对全球气候变化的日益关注。
电动汽车缺乏重要的利基市场的原因是，用电动机代替内燃机相对容易。电动机已经在其他领域（如铁路和制造业）得到发展。这些领域显然不是利基市场。电动汽车最重大的挑战是开发更好的电池。这种需求目前不是在利基市场中解决的，而是在汽车行业本身中解决的。
那么，我们可以从这次讨论中得出什么结论呢？
虽然如果人们寻找利基市场，它们通常会存在，但它们不如人们希望的那样能很好地解释创新。为了理解创新，有必要将免受市场竞争的保护和支持技术的作用视为使创新发生的leading phenomena（主导现象）。两者结合可以在体制中找到——创新真正加速的地方就在这里。
关于作者：Stijn van Ewijk 是伦敦大学学院可持续资源研究所的博士研究员。他的工作重点是可持续发展指标和实现可持续发展的技术途径。可以在 Twitter 上找到 Stijn @StijnvanEwijk。他受 Plugged In 的梅丽莎·C·洛特邀请撰写这篇客座文章。
图片来源：内利斯空军基地太阳能阵列照片，由美国空军拍摄 - 由空军一等兵 Nadine Y. Barclay 拍摄 - 并使用知识共享协议找到。