我國典型煤化工技術(shù)潛在出口能力評價(jià)

張 凱，王雅靜，趙茜陽，耿笑穎，向 杉，李 墨

(1.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，北京 100083；2.中國科學(xué)院 大連化學(xué)物理研究所，遼寧 大連 116023)

0 引 言

在世界能源多元化、清潔化、低碳化轉(zhuǎn)型的背景下[1]，以煉油化工、煤化工等為主能的全球能源化工行業(yè)正發(fā)生著深刻的變化，大批新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用，加速了能源化工行業(yè)的轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。與此同時(shí)，世界范圍內(nèi)集技術(shù)和裝備為一體的成套技術(shù)裝備出口規(guī)模不斷擴(kuò)大，并通過集團(tuán)效應(yīng)有效拉動(dòng)出口國設(shè)備制造、工程設(shè)計(jì)、EPC承包等行業(yè)的海外發(fā)展[2]。目前，能源化工技術(shù)裝備出口主要掌握在歐美發(fā)達(dá)國家，比如丹麥[3]、美國等。近年來，隨著我國能源化工技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，技術(shù)輸出逐漸得到重視，2013年習(xí)近平總書記提出“一帶一路”倡議構(gòu)想[4]，能源產(chǎn)業(yè)及相關(guān)設(shè)備制造業(yè)的合作發(fā)展被多次探討；2018年劉中民院士提出推動(dòng)能源化工成套技術(shù)裝備的出口，打造我國海外技術(shù)輸出的“第3張名片”，大連化物所研發(fā)的DMTO工藝技術(shù)在同類技術(shù)中國內(nèi)市場占有率最大，高達(dá)74.3%。由此可見，當(dāng)下我國能源化工行業(yè)工藝技術(shù)已擁有十分扎實(shí)的基礎(chǔ)，“一帶一路”倡議為其提供前所未有的戰(zhàn)略機(jī)遇，未來我國煤化工技術(shù)出口具有很大潛力，“走出去”勢在必行。同時(shí)，俄羅斯、哈薩克斯坦等“一帶一路”沿線國家大都具有較強(qiáng)烈的能源化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，特別是化石資源豐富、化工產(chǎn)業(yè)相對落后、經(jīng)濟(jì)上受到西方國家制裁的國家，急需引進(jìn)國際先進(jìn)能源技術(shù)裝備，提升能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。這種強(qiáng)烈的能源化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求為我國能源化工技術(shù)工藝出口提供了廣闊空間。

層次分析法運(yùn)用于某種現(xiàn)象評價(jià)或者風(fēng)險(xiǎn)評估已經(jīng)十分成熟[5-8]，且模糊綜合評判和層次分析法(AHP)等也已在評價(jià)技術(shù)輸出相關(guān)方面被廣泛應(yīng)用[9-11]，如李烴等應(yīng)用層次分析法與模糊綜合評判法構(gòu)建出口技術(shù)服務(wù)平臺運(yùn)行能力綜合評價(jià)模型，郭菊娥基于AHP構(gòu)建了陜西技術(shù)出口潛力評價(jià)指標(biāo)體系。但目前，在煤化工領(lǐng)域尚未出現(xiàn)系統(tǒng)的評價(jià)指標(biāo)體系和可用的計(jì)算模型來評價(jià)我國煤化工技術(shù)的潛在出口能力。綜上，嘗試采用層次分析法對煤化工技術(shù)潛在出口能力進(jìn)行評價(jià)。

基于此，筆者通過調(diào)研構(gòu)建煤化工技術(shù)潛在出口能力評價(jià)指標(biāo)體系，基于層次分析法建立模型進(jìn)行計(jì)算，選取煤化工領(lǐng)域代表性技術(shù)：煤氣化技術(shù)—神寧爐、甲醇制烯烴技術(shù)—DMTO和煤炭間接液化成套工藝技術(shù)包(中科合成油)進(jìn)行潛在出口能力評價(jià)，為我國煤化工技術(shù)出口提供前置評價(jià)體系。

1 成套能源化工技術(shù)潛在出口能力評價(jià)

1.1 潛在出口能力評價(jià)基本流程

煤化工技術(shù)潛在出口能力評價(jià)過程如圖1所示。首先，通過問卷調(diào)研確定典型煤化工技術(shù)，并初步構(gòu)建潛在出口能力評價(jià)指標(biāo)體系；其次，向行業(yè)專家征求意見，修正評價(jià)指標(biāo)體系，在此基礎(chǔ)上由各專家打分計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重；最后，對各指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，形成出口能力評價(jià)量化結(jié)果。

圖1 煤化工技術(shù)潛在出口能力評價(jià)流程Fig.1 Flow chart of potential export capacity evaluation of coal chemical technology

1.2 潛在出口能力評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

建立潛在出口能力評價(jià)指標(biāo)體系的目的是檢驗(yàn)我國目前已有的煤化工技術(shù)是否存在潛在出口的價(jià)值與能力，為保障指標(biāo)體系的全面性、客觀性和合理性，同時(shí)考慮我國煤化工行業(yè)的發(fā)展，指標(biāo)體系建立遵循3項(xiàng)約束性遴選原則。原則如下：① 性能與經(jīng)濟(jì)效益雙優(yōu)原則：即評價(jià)體系中有技術(shù)性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)；② 面向出口原則：即評價(jià)體系中有出口競爭力指標(biāo)；③ 核心技術(shù)、關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化原則：即評價(jià)體系中有技術(shù)自主可控指標(biāo)。

基于以上原則，選取了3層共47個(gè)指標(biāo)，構(gòu)成了成套能源化工技術(shù)潛在出口能力評價(jià)的指標(biāo)體系，如圖2所示。該體系劃分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。其中，目標(biāo)層為評價(jià)綜合量化指標(biāo)。準(zhǔn)則層則從技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)、出口競爭力指標(biāo)和技術(shù)自主可控4個(gè)層面考慮，其中技術(shù)指標(biāo)重點(diǎn)考慮轉(zhuǎn)化效率、清潔程度、運(yùn)營成本(投入物消耗)、規(guī)模負(fù)荷性能等是否達(dá)標(biāo)，也可能會考慮技術(shù)的安全性；經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)重點(diǎn)考慮技術(shù)帶來的年收益、投資收益、價(jià)格優(yōu)勢以及市場的投資規(guī)模；出口競爭力指標(biāo)著重注意技術(shù)的商業(yè)化程度以及在國際市場的競爭程度；技術(shù)自主可控指標(biāo)主要考慮知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)力度與自主可控的能力，知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)力度集中于國內(nèi)外專利數(shù)量，自主可控的能力評價(jià)偏向于核心技術(shù)自主制造比例以及專利比例。

1.3 典型煤化工技術(shù)的方案評定標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)圖2評價(jià)體系，向?qū)＜医M發(fā)放指標(biāo)層調(diào)查表，進(jìn)行打分。專家組針對不同指標(biāo)設(shè)置不同評定等級，具體見表1—表3。

表1 神寧爐方案層評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Ningmei furnace plan layer evaluation standard

表2 DMTO方案層評定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 DMTO plan layer evaluation standard

表3 煤炭間接液化成套工藝技術(shù)包方案層評定標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Indirect coal liquefaction complete technology package plan layer evaluation standard

續(xù)表

1)神寧爐評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：P1中，廢水和固廢排放參數(shù)采用定性評價(jià)，廢氣排放參數(shù)統(tǒng)一考慮NOx的排放量；因投煤量和不同廠區(qū)的管理制度差異，水消耗參數(shù)評價(jià)無法統(tǒng)一，因此評價(jià)時(shí)水消耗參數(shù)不予考慮；因無催化劑的使用，評定時(shí)不使用催化劑或其他資源消耗參數(shù)；根據(jù)問卷的反饋情況和數(shù)據(jù)獲取的難度，制造成本和P2的指標(biāo)層采用定性指標(biāo)；國際同類技術(shù)擁有企業(yè)數(shù)量在評估中意義不大，因此在煤氣化的指標(biāo)評定中該項(xiàng)指標(biāo)不予考慮。

2)DMTO評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：P1中，該工藝生產(chǎn)過程中沒有廢水、廢氣的直接產(chǎn)生，工藝固廢也大多交由有處理資質(zhì)的單位處理，因此不考慮三廢排放參數(shù)；P2中，不同化工產(chǎn)品市場價(jià)格不同，如聚乙烯7 800～9 030 元/t(7月華東市場)、聚丙烯8 400～10 050元/t(7月華東市場)，因此評價(jià)化工產(chǎn)品價(jià)格/同類產(chǎn)品優(yōu)勢程度不能單獨(dú)只用一個(gè)數(shù)據(jù)來評估，將其優(yōu)化為定性指標(biāo)。

3)煤炭間接液化成套工藝技術(shù)包評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：P1中，煤制油產(chǎn)品豐富且三廢成分復(fù)雜，不能用一個(gè)指標(biāo)概括，因此產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率、三廢排放參數(shù)采用定性指標(biāo)；因原材料的差異性，其消耗參數(shù)不具有統(tǒng)一評價(jià)性，該參數(shù)不予考慮；P2中，考慮到煤制油的工藝特點(diǎn)，不同原材料的使用和產(chǎn)品類別的差異都會影響工廠經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，因此指標(biāo)均采用定性評價(jià)。

1.4 權(quán)重計(jì)算

層次分析法(AHP)是由美國運(yùn)籌學(xué)家Saaty在20世紀(jì)70年代初提出的對復(fù)雜問題作出決策的一種簡單方法[12]。其基本原理是將與復(fù)雜問題的決策相關(guān)的元素系統(tǒng)劃分為目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，逐層對單一層次元素進(jìn)行比較判斷和估算，最終獲得總體目標(biāo)數(shù)據(jù)[13]。具體過程如下：

1)根據(jù)潛在出口能力指標(biāo)體系設(shè)計(jì)調(diào)查表，向?qū)＜医M中的領(lǐng)域?qū)＜野l(fā)放調(diào)查表，請各位專家對潛在出口能力指標(biāo)體系的指標(biāo)層開始進(jìn)行打分，從而得出各層次指標(biāo)間的相互重要程度[14]。判斷矩陣相對重要性的程度可以分別用1～9及其倒數(shù)進(jìn)行標(biāo)度[15]。

2)根據(jù)所列判斷矩陣計(jì)算的最大特征值及特征權(quán)向量，即得到指標(biāo)權(quán)重。

3)利用一致性比率CR(一致性指標(biāo)C和隨機(jī)一致性指標(biāo)R之比)作一致性檢驗(yàn)，若CR<0.1則通過一致性檢驗(yàn)，否則調(diào)整判斷矩陣，直到滿意為止[16]。若判斷矩陣一致，權(quán)向量即為各指標(biāo)權(quán)重值。

1.5 數(shù)據(jù)來源與技術(shù)篩選

數(shù)據(jù)主要來源于國家統(tǒng)計(jì)年鑒的能源化工行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)，中國石油和石油化工設(shè)備工業(yè)協(xié)會、中國石油行業(yè)網(wǎng)上公布的數(shù)據(jù)，問卷調(diào)研法專家反饋的數(shù)據(jù)以及各企業(yè)(國家能源集團(tuán)寧煤公司、大連物理化學(xué)研究所旗下的新星化工有限公司、中科合成油技術(shù)有限公司等)調(diào)查反饋的各項(xiàng)技術(shù)的相關(guān)數(shù)據(jù)。

根據(jù)問卷反饋，成套煤化工技術(shù)多是神寧爐、DMTO,mvr等。基于資料比較，發(fā)現(xiàn)：國內(nèi)暢銷的煤氣化技術(shù)——神寧爐由國家能源集團(tuán)寧煤公司開發(fā)完成并具有自主知識產(chǎn)權(quán)，其一系列優(yōu)勢打破了國外技術(shù)的壟斷[17]；甲醇制烯烴技術(shù)—DMTO為大連化物所的專利專有技術(shù)，其使用的SAPO-34分子篩催化劑是由大連化物所在世界上第1個(gè)宣布使用的，而且DMTO已經(jīng)申請和被授權(quán)了40余件專利[18]；煤炭間接液化成套工藝技術(shù)包(中科合成油)中的技術(shù)成熟度、制造成熟度比較好，但是缺少海外市場。綜上，選擇神寧爐、DMTO及煤炭間接液化成套工藝技術(shù)包作為代表性煤化工技術(shù)進(jìn)行評價(jià)。

2 典型能源化工技術(shù)方案出口潛力評價(jià)

2.1 權(quán)重確定

基于以上計(jì)算，獲得到各層指標(biāo)權(quán)重值，如圖3所示。經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)在煤化工技術(shù)潛在出口能力評價(jià)體系中，P2和P4權(quán)重值最大，即2者對潛在出口能力評價(jià)影響最大。P2用以評價(jià)技術(shù)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益，投資者最看重的就是經(jīng)濟(jì)效益，其受轉(zhuǎn)化效率的影響顯著，P1的轉(zhuǎn)化效率權(quán)重(0.341)和P2的投資項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)收益權(quán)重(0.500)即可體現(xiàn)。成套裝備中裝備或者核心零件自主制造比例以及專利自主比例一定程度上反映技術(shù)能力的自主可控，核心設(shè)備的自主制造率越高說明該設(shè)備對外部依賴越小，成套出口的可能性更大。

圖3 準(zhǔn)則層權(quán)重分布Fig.3 Rule layer weight distribution map

2.2 典型滅化工技術(shù)方案出口潛力結(jié)果

對主要工藝技術(shù)進(jìn)行評價(jià)，評分結(jié)果由高到低分別為煤氣化技術(shù)——神寧爐(90.82分)、甲醇制烯烴技術(shù)——DMTO(89.92分)、煤炭間接液化成套工藝技術(shù)包(中科合成油)(87.21分)；準(zhǔn)則層和商業(yè)化程度指標(biāo)層評價(jià)指標(biāo)對比結(jié)果如圖4和圖5所示。由圖4可知，在P1,P3,P4方面，國家能源集團(tuán)的神寧爐皆略高于其他設(shè)備或技術(shù)，尤其是P3指標(biāo)；DMTO的四大指標(biāo)分?jǐn)?shù)均較為居中，且P2略高；煤炭間接液化成套工藝技術(shù)包基本處于末尾，其潛在出口能力低于其他技術(shù)。

圖5 典型煤化工技術(shù)商業(yè)化程度分?jǐn)?shù)Fig.5 Commercialization degree score of typical coal chemical technology

2.3 典型煤化工技術(shù)方案出口競爭力關(guān)鍵因素

由圖4和5可知：國家能源集團(tuán)神寧爐的國外技術(shù)許可合同數(shù)量領(lǐng)先于其他設(shè)備或技術(shù)，是其評分最高的重要因素之一；DMTO技術(shù)自主可控性高，但是目前其國外技術(shù)許可合同幾乎沒有，這也成為DMTO評分排名第2的原因；煤炭間接液化成套工藝技術(shù)包技術(shù)成熟度、制造成熟度比較好，但其投資難度大、準(zhǔn)入門檻高，國外技術(shù)許可合同數(shù)量為0，國外技術(shù)許可合同數(shù)量低說明其商業(yè)化程度不足，商業(yè)化程度高能給項(xiàng)目產(chǎn)生更多的經(jīng)濟(jì)效益，反之，商業(yè)化程度不足項(xiàng)目的利潤也會被壓低，這是其本次評分最低的原因之一。綜上可得：

圖4 典型煤化工技術(shù)準(zhǔn)則層分?jǐn)?shù)Fig.4 Tier scores of typical coal chemical technology standards

1)國際商業(yè)化程度低，投資規(guī)模小，海外競爭力不強(qiáng)是限制我國能源化工行業(yè)走出去的關(guān)鍵因素之一。國家能源集團(tuán)神寧爐因具有海外業(yè)績，投資規(guī)模拓展范圍廣，應(yīng)用程度高；DMTO和煤炭間接液化成套工藝技術(shù)雖工藝成熟、自主可控性高但沒有海外業(yè)績，國際商業(yè)化程度低，這也是二者評分稍遜于華神寧爐的重要原因之一。同時(shí)，從國家能源集團(tuán)神寧爐、DMTO等技術(shù)可看出我國能源化工設(shè)備總體基本成熟、實(shí)力較強(qiáng)，但是截止2019年全球化工50強(qiáng)中國僅占4席[19]。相比之下，其他國際化工企業(yè)擁有獲得國際投資的青睞的優(yōu)勢，而我國該行業(yè)對國際投資的吸引力與規(guī)模都較小，競爭力不足。

2)國際技術(shù)許可、專利數(shù)量少，產(chǎn)品國際化認(rèn)證不夠。DMTO為國內(nèi)比較成熟并先進(jìn)工藝，相比UOP/Hydro公司的UOP-MTO技術(shù)，DMTO催化劑性能優(yōu)異，原料單程轉(zhuǎn)化率高，低碳烯烴選擇性好，但是在海外技術(shù)許可授權(quán)方面，DMTO并未有顯著的業(yè)績，而國內(nèi)內(nèi)蒙古久泰能源公司、魯西化工集團(tuán)股份有限公司、惠生工程技術(shù)服務(wù)有限公司等多家企業(yè)已被授權(quán)使用UOP-MTO技術(shù)。

3)成套能源化工技術(shù)的核心技術(shù)水平亟待提高?；跀?shù)據(jù)反饋以及資料查詢，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)部分成套技術(shù)轉(zhuǎn)化效率欠佳、能耗較大，其核心技術(shù)研發(fā)水平亟待提高，如電廠脫水廢水分鹽結(jié)晶技術(shù)和泥低溫帶式干化成套設(shè)備雖實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)，但其部分核心部件或材料仍為國外進(jìn)口。同時(shí)，2014年幾家特大型公司的主要數(shù)據(jù)表現(xiàn)出：低端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩；高端產(chǎn)品缺乏基礎(chǔ)，嚴(yán)重依賴進(jìn)口，引進(jìn)量大且進(jìn)口均價(jià)高的材料國內(nèi)產(chǎn)量較少，甚至質(zhì)量不符合客戶公司標(biāo)準(zhǔn)；即使國內(nèi)具有自主生產(chǎn)能力，部分技術(shù)仍依靠外國進(jìn)口專利引進(jìn)，國內(nèi)技術(shù)水平存在欠缺，呈現(xiàn)出“大而不強(qiáng)”的態(tài)勢[20-21]。

3 結(jié) 語

依據(jù)指標(biāo)遴選原則，篩選出技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、出口競爭力指標(biāo)、技術(shù)自主可控指標(biāo)四大指標(biāo)，構(gòu)建適用于國內(nèi)已有的具有輸出潛力的煤化工技術(shù)的評價(jià)指標(biāo)體系；基于層次分析法(AHP)完成典型煤化工技術(shù)的潛在出口能力評價(jià)，評價(jià)結(jié)果表明：整體而言，煤氣化技術(shù)—神寧爐、甲醇制烯烴技術(shù)—DMTO、煤炭間接液化成套工藝技術(shù)包(中科合成油)評分依次降低；從出口競爭力角度出發(fā)，發(fā)現(xiàn)國外技術(shù)許可合同、專利數(shù)量以及核心技術(shù)水平等是關(guān)鍵制約因素。

根據(jù)評價(jià)結(jié)果提煉出的問題，提出以下建議：① 完善成套能源化工技術(shù)出口的政策體系，加強(qiáng)能源化工成套技術(shù)出口的政策扶持，為能源化工成套技術(shù)出口創(chuàng)造有利的制度環(huán)境和高效的運(yùn)營環(huán)境。依托“一帶一路”倡議，主動(dòng)開展能源外交，加強(qiáng)與沿線國家，以及非洲、拉美等地區(qū)能源富集國家開展雙邊、多邊國際能源化工領(lǐng)域合作的力度，為國內(nèi)能源化工相關(guān)企業(yè)的海外輸出創(chuàng)造更為廣闊的市場空間；運(yùn)用多種經(jīng)濟(jì)、金融手段支持成套能源化工技術(shù)出口，為能源化工成套技術(shù)出口提供較為完善的經(jīng)濟(jì)金融服務(wù)；② 抓住“一帶一路”機(jī)遇，加快適應(yīng)與市場化、國際化接軌的全球規(guī)則，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級。加強(qiáng)行業(yè)發(fā)展引導(dǎo)，保持與發(fā)改委、能源局、中國駐外使領(lǐng)館等政府部門和各大型金融機(jī)構(gòu)的聯(lián)系與溝通，以了解國內(nèi)外各政策的有關(guān)最新動(dòng)向以及解決資金難題；同時(shí)大型能源類央企發(fā)揮引領(lǐng)作用，引導(dǎo)能源化工產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)合作，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)整合，提升產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)集中度，帶動(dòng)設(shè)備制造商、工程項(xiàng)目EPC承包商、工程建筑商以及相關(guān)企業(yè)或公司一起走向海外市場，形成集團(tuán)效應(yīng)，帶動(dòng)行業(yè)鏈整體科學(xué)、健康、可持續(xù)發(fā)展；③ 加強(qiáng)自主研發(fā)創(chuàng)新，提升工藝技術(shù)水平，樹立國際品牌形象。企業(yè)應(yīng)大力提高原始創(chuàng)新能力、集成創(chuàng)新能力和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新能力，積極尋求與高校、科研院所合作、交流學(xué)習(xí)，加強(qiáng)自主研發(fā)創(chuàng)新，構(gòu)筑和保持自己在某一領(lǐng)域的優(yōu)勢。同時(shí)傳統(tǒng)化工行業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)“兩化融合”，從智能化、數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化3個(gè)層面轉(zhuǎn)型升級，進(jìn)一步提高設(shè)備性能，提升國際競爭力。