基于灰色關(guān)聯(lián)度分析的無煙煤產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型路徑優(yōu)先級(jí)研究

袁 翔 晉能控股裝備制造集團(tuán)

一、引言

煤炭產(chǎn)業(yè)是中國能源供應(yīng)的支柱型產(chǎn)業(yè)，但隨著煤炭資源的日益枯竭，清潔能源的逐步替代，煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)迫在眉睫。國內(nèi)學(xué)者針對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)做了很多研究，但多是針對(duì)煤炭這一大類產(chǎn)品或某一區(qū)域展開整體分析，得出的結(jié)論較為寬泛。缺少對(duì)特定煤炭品種產(chǎn)業(yè)差異性的重視，忽略了煤炭因?yàn)楹剂?、硬度、灰分、揮發(fā)分、硫分等煤質(zhì)指標(biāo)不同，在工業(yè)應(yīng)用方向上存在較大差異的情況。在此基礎(chǔ)上形成的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)也各有不同，即使為結(jié)構(gòu)相同的產(chǎn)業(yè)鏈，經(jīng)濟(jì)效益也存在很大的差異性。因此，本文選取無煙煤這一特定品種，結(jié)合煤質(zhì)指標(biāo)及產(chǎn)業(yè)特質(zhì)，針對(duì)性地開展產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)路徑研究，對(duì)無煙煤產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)研究有一定的現(xiàn)實(shí)意義，期望能對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)理論研究有所延伸和補(bǔ)充，同時(shí)也希望能對(duì)無煙煤產(chǎn)地的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和無煙煤企業(yè)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)有所幫助。

二、無煙煤產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)必要性

隨著新型煤氣化技術(shù)突破和國家新的環(huán)保、產(chǎn)業(yè)政策出臺(tái)，煤化工企業(yè)紛紛推出固定床間歇造氣化爐退出時(shí)間表，無煙煤作為優(yōu)質(zhì)化工原料煤地位不斷弱化；煙噴吹煤、對(duì)無煙噴吹煤、燒結(jié)煤替代加劇，無煙煤在冶金行業(yè)市場份額不斷減少；無煙電煤受煤質(zhì)特性制約及無煙煤發(fā)電機(jī)組被淘汰的影響，在電力行業(yè)原處于配煤地位一再受到擠壓。無煙煤產(chǎn)銷失衡問題日漸嚴(yán)重，無煙煤產(chǎn)業(yè)正面臨前所未有的市場和用戶群體性、斷崖式萎縮風(fēng)險(xiǎn)。

多重因素作用下，無煙煤產(chǎn)業(yè)遭遇產(chǎn)業(yè)困境，必須謀求產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，積極適應(yīng)新的產(chǎn)業(yè)環(huán)境，結(jié)合產(chǎn)業(yè)自身?xiàng)l件，加大研發(fā)力度，努力突破技術(shù)難關(guān)，創(chuàng)造新的高附加值產(chǎn)品和消費(fèi)場景，構(gòu)建新的比較優(yōu)勢(shì)，走出一條適用于無煙煤產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)道路。

三、無煙煤產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型路徑優(yōu)先級(jí)研究

(一)無煙煤產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型路徑篩選

煤炭行業(yè)為前向關(guān)聯(lián)行業(yè)。煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展的質(zhì)量在于為后一產(chǎn)業(yè)部門提供生產(chǎn)要素的多寡，即后端產(chǎn)業(yè)對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)消耗水平的高低。所以，本文選取投入產(chǎn)出完全消耗系數(shù)作為無煙煤擬轉(zhuǎn)型產(chǎn)業(yè)選擇判定主指標(biāo)。通過利用完全消耗系數(shù)來對(duì)無煙煤產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行排序，從而確定其擬轉(zhuǎn)型升級(jí)的方向和重點(diǎn)。

無煙煤屬于煤炭的一種，它轉(zhuǎn)型升級(jí)的路徑會(huì)和煤炭保持一定的趨同性，且受限于煤炭產(chǎn)業(yè)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的缺失，本次路徑升級(jí)選擇依照采礦業(yè)產(chǎn)業(yè)相關(guān)宏觀數(shù)據(jù)展開。

本次選取2017、2015、2012年三年的國民經(jīng)濟(jì)核算投入產(chǎn)出完全消耗系數(shù)表作為數(shù)據(jù)來源，因投入產(chǎn)出表無煤炭行業(yè)，所以將煤炭行業(yè)對(duì)應(yīng)表中的采礦業(yè)對(duì)應(yīng)的完全消耗系數(shù)整理篩選，選取前5位列表如下：

表1 采礦業(yè)對(duì)應(yīng)完全消耗系數(shù)表整理表

從上表可知，從消耗的角度，無煙煤產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型方向依然需要以煉焦、煤化工、電力、熱力、碳材料等幾個(gè)方面為主要方向。

(二)運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度分析轉(zhuǎn)型路徑優(yōu)先級(jí)

本次研究從產(chǎn)業(yè)政策、產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿?、擬轉(zhuǎn)型產(chǎn)業(yè)對(duì)無煙煤產(chǎn)業(yè)的支持度、無煙煤產(chǎn)業(yè)對(duì)擬轉(zhuǎn)型產(chǎn)業(yè)的支持度四個(gè)維度，選取了七項(xiàng)三級(jí)指標(biāo)(表2)。

表2 無煙煤產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)路徑評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.產(chǎn)業(yè)政策：產(chǎn)業(yè)政策的支持程度。本次評(píng)價(jià)產(chǎn)業(yè)政策取限制、中性、支持三類，分別賦值0、50、100，數(shù)值越高，支持度越好。

2.行業(yè)基準(zhǔn)收益率：行業(yè)的最低可接受的收益水平。收益率越高，說明行業(yè)潛在盈利性越好。

3.行業(yè)工業(yè)增加值年度平均增長率：評(píng)價(jià)行業(yè)的發(fā)展增速。增速越大，說明該行業(yè)發(fā)展越快，對(duì)無煙煤等原材料的需求也將增加。

4.行業(yè)完全消耗系數(shù)：行業(yè)對(duì)煤炭業(yè)的完全消耗系數(shù)。系數(shù)越高，說明對(duì)煤炭的消耗比越大。因投入產(chǎn)出表中行業(yè)分類有限，所以選取了采礦業(yè)等大類數(shù)據(jù)作為指標(biāo)數(shù)據(jù)。

5.無煙煤消耗規(guī)模：行業(yè)對(duì)無煙煤的消耗量規(guī)模。規(guī)模越大，說明對(duì)無煙煤的需求越大。

6.無煙煤比較優(yōu)勢(shì)：無煙煤較該行業(yè)現(xiàn)有原料的比較優(yōu)勢(shì)。根據(jù)無煙煤與該行業(yè)主要競爭產(chǎn)品的必要優(yōu)勢(shì)計(jì)算得分，得分越高，優(yōu)勢(shì)越大。

7.無煙煤轉(zhuǎn)化技術(shù)成熟度：無煙煤應(yīng)用于該行業(yè)的技術(shù)成熟度。取尚有技術(shù)難關(guān)需要攻克、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)成功、工業(yè)化項(xiàng)目已立項(xiàng)、已工業(yè)化成功四類，分別取值25、50、75、100，得分越高，技術(shù)越成熟。

(三)評(píng)價(jià)指標(biāo)確定

1.電力行業(yè)各指標(biāo)數(shù)值確定

(1)完全消耗系數(shù)：參考《國民經(jīng)濟(jì)核算投入產(chǎn)出完全消耗系數(shù)表》，2017年采礦業(yè)對(duì)應(yīng)的電力、熱力、煙氣和水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)系數(shù)0.31977。

(2)無煙煤消耗規(guī)模：2020年用于火力發(fā)電的無煙煤約10000萬噸。

(3)工業(yè)增加值年度平均增長率：參考工業(yè)分大類行業(yè)增加值增長速度，2010—2020年電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)增加值均值5.96%。

(4)行業(yè)基準(zhǔn)收益率：參考《建設(shè)項(xiàng)目財(cái)務(wù)基準(zhǔn)收益率取值表》電力行業(yè)收益率8.5%。

(5)產(chǎn)業(yè)政策：《煤炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃(2015—2020年)》中明確提出鼓勵(lì)發(fā)展超低排放燃煤發(fā)電產(chǎn)業(yè)，同時(shí)要加快現(xiàn)役燃煤機(jī)組的升級(jí)改造工作，升級(jí)改造煤電節(jié)能減排。綜合來看，國家倡導(dǎo)煤電發(fā)展，但對(duì)無煙煤無針對(duì)性指導(dǎo)意見，所以產(chǎn)業(yè)政策定位為中性，評(píng)分50分。

(6)無煙煤比較優(yōu)勢(shì)分析。絕大部分無煙煤用于煙煤電廠配煤使用，不超過電廠耗煤的30%。綜上分析取值為0.3。

(7)無煙煤轉(zhuǎn)化技術(shù)成熟度：無煙煤發(fā)電主要是配煤和洗選，無附加加工難度，評(píng)估得分為100。

2.碳材料行業(yè)各指標(biāo)數(shù)值確定

(1)行業(yè)完全消耗系數(shù)：參考《國民經(jīng)濟(jì)核算投入產(chǎn)出完全消耗系數(shù)表》，2017年采礦業(yè)相對(duì)應(yīng)的非金屬礦物制品業(yè)系數(shù)0.281152。

(2)無煙煤消耗規(guī)模：依據(jù)中國科學(xué)院炭材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)數(shù)據(jù)，中國鋰電池石墨鋰電負(fù)極(石墨、硬碳)市場規(guī)模為100億，吸附活性炭中國100億，超級(jí)電容炭中國150億，對(duì)應(yīng)到碳材料產(chǎn)品約135萬噸，按含碳系數(shù)(90%)簡單折合為無煙煤約150萬噸。

(3)工業(yè)增加值年度平均增長率：參考工業(yè)分大類行業(yè)增加值增長速度2010—2020年非金屬礦物制品業(yè)增加值均值9.43%。

(4)行業(yè)基準(zhǔn)收益率：參考《建設(shè)項(xiàng)目財(cái)務(wù)基準(zhǔn)收益率取值表》化學(xué)新型材料行業(yè)收益率13%。

(5)產(chǎn)業(yè)政策：《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016—2030)》《中國制造2025—能源裝備實(shí)施方案》《工業(yè)強(qiáng)基2016專項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案》中均明確表示踐行“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”發(fā)展理念，利用好能源技術(shù)創(chuàng)新在清潔低碳能源體系中的引領(lǐng)功能。綜上，碳材料產(chǎn)業(yè)定位為支持，評(píng)分100。

(6)無煙煤比較優(yōu)勢(shì)：在相似的固定碳比例煤種下，無煙煤石墨化程度為81.4%，較普通電煅煤51.16%，為后者的1.58倍。綜上，比較優(yōu)勢(shì)取值1.58。

(7)無煙煤轉(zhuǎn)化技術(shù)成熟度：無煙煤低成本純化、節(jié)能催化石墨化、軟/硬碳雙層包覆技術(shù)三個(gè)環(huán)節(jié)尚有技術(shù)難點(diǎn)。綜上，轉(zhuǎn)化技術(shù)成熟度評(píng)定為尚有技術(shù)難關(guān)需要攻克，取值25。

3.煉焦行業(yè)各指標(biāo)數(shù)值確定

(1)行業(yè)完全消耗系數(shù)：參考《國民經(jīng)濟(jì)核算投入產(chǎn)出完全消耗系數(shù)表》2017年采礦業(yè)對(duì)應(yīng)的煉油、煉焦及化學(xué)品系數(shù)0.313431。

(2)無煙煤消耗規(guī)模：根據(jù)中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院有限公司、煉焦技術(shù)國家工程研究中心相關(guān)研究數(shù)據(jù)，無煙煤在焦化領(lǐng)域的市場容量預(yù)測約為1000—3000萬噸/年，本次評(píng)價(jià)取值3000萬噸。

(3)工業(yè)增加值年度平均增長率：參考工業(yè)分大類行業(yè)增加值增長速度2010—2020年石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)增加值均值6.54%。

(4)行業(yè)基準(zhǔn)收益率：參考《建設(shè)項(xiàng)目財(cái)務(wù)基準(zhǔn)收益率取值表》無機(jī)化學(xué)原料制造行業(yè)收益率11%。

(5)產(chǎn)業(yè)政策：政策對(duì)煉焦領(lǐng)域無明確鼓勵(lì)或限制，但對(duì)煉焦煤的洗選利用等有集約化、大型化、高效化的傾向，預(yù)計(jì)未來煉焦煤的市場供應(yīng)量有所下降。綜上，產(chǎn)業(yè)政策評(píng)定為中性，取值50。

(6)無煙煤比較優(yōu)勢(shì)：利用無煙煤作為原料進(jìn)行配煤煉焦可降低焦炭灰分0.1—0.5%、降低焦炭硫分0.05—0.1%、提高焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度約0.5—2%。從經(jīng)濟(jì)效益方面看，無煙煤比煙煤的價(jià)格低，用無煙煤替代煙煤作為煉焦配煤，可降低配煤成本約6%。綜上，無煙煤配煤比較優(yōu)勢(shì)約為1.005*1.01*1.02*1.06=1.097。

(7)無煙煤轉(zhuǎn)化技術(shù)成熟度分析：貴陽煤氣廠在JN4.3-80型焦?fàn)t上無煙煤配入量5%；安徽臨渙焦化廠在JN60-6型焦?fàn)t上利用無煙煤替代瘦煤。綜上，無煙煤配比煉焦已實(shí)現(xiàn)工業(yè)量產(chǎn)，技術(shù)成熟度評(píng)分100。

4.煉鋼行業(yè)各指標(biāo)數(shù)值確定

(1)行業(yè)完全消耗系數(shù)：參考《國民經(jīng)濟(jì)核算投入產(chǎn)出完全消耗系數(shù)表》2017年采礦業(yè)對(duì)應(yīng)的金屬冶煉、加工及制品業(yè)系數(shù)0.332912。

(2)無煙煤消耗規(guī)模：根據(jù)北京科技大學(xué)冶金噴槍研究中心相關(guān)研究數(shù)據(jù)，冶金無煙煤消耗規(guī)模取值4000萬噸。

(3)工業(yè)增加值年度平均增長率：參考工業(yè)分大類行業(yè)增加值增長速度，2010—2020年黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)增加值均值6.77%。

(4)行業(yè)基準(zhǔn)收益率：參考《建設(shè)項(xiàng)目財(cái)務(wù)基準(zhǔn)收益率取值表》，煤炭清洗行業(yè)收益率16%。

(5)產(chǎn)業(yè)政策：煤炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃(2015-2020年)中提出要推進(jìn)煤化工產(chǎn)業(yè)與電力產(chǎn)業(yè)、鋼鐵產(chǎn)業(yè)間的耦合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)煤炭的循環(huán)利用、能量梯級(jí)利用，降低能源消耗與污染物排放水平。政策總體上較為積極，但無針對(duì)性支持政策，綜合評(píng)定為中性，評(píng)分50。

(6)無煙煤比較優(yōu)勢(shì)：無煙煤塊煤可以代替部分焦炭進(jìn)行鐵合金冶煉，比例達(dá)20%，無煙煤配比冶煉可節(jié)約煤炭成本12%。綜上，比較優(yōu)勢(shì)系數(shù)取1.12。

(7)無煙煤轉(zhuǎn)化技術(shù)成熟度分析：高爐方面，日照鋼鐵公司已對(duì)利用無煙塊煤代替焦炭進(jìn)行高爐煉鐵生產(chǎn)開展工業(yè)試驗(yàn)；電弧爐方面，電弧爐煉鋼碳粉噴吹技術(shù)已成功試驗(yàn)應(yīng)用。但無煙煤在煉鋼流程中深度應(yīng)用，尚存在一些技術(shù)難點(diǎn)，主要集中在無煙煤品質(zhì)分析及在煉鋼的適用性研究及無煙煤在煉鋼過程中的反應(yīng)特性及煉鋼業(yè)質(zhì)量基礎(chǔ)研究。綜上，無煙煤在煉鋼行業(yè)中的技術(shù)尚處于技術(shù)攻關(guān)和小范圍試驗(yàn)階段，評(píng)分為50。

5.煤化工行業(yè)各指標(biāo)數(shù)值確定

(1)行業(yè)完全消耗系數(shù)：參考《國民經(jīng)濟(jì)核算投入產(chǎn)出完全消耗系數(shù)表》，2017年采礦業(yè)對(duì)應(yīng)的煉油、煉焦及化學(xué)品系數(shù)0.313431。

(2)無煙煤消耗規(guī)模：煤化工消耗無煙煤的市場規(guī)模約為5544萬噸。

(3)工業(yè)增加值年度平均增長率：參考工業(yè)分大類行業(yè)增加值增長速度2010—2020年化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)增加值均值8.82%。

(4)行業(yè)基準(zhǔn)收益率：參考《建設(shè)項(xiàng)目財(cái)務(wù)基準(zhǔn)收益率取值表》化肥業(yè)收益率10%。

(5)產(chǎn)業(yè)政策：《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2019年本)》中明確提出把運(yùn)用固定層間歇?dú)饣夹g(shù)的煤化工項(xiàng)目列為限制類，所以產(chǎn)業(yè)政策綜合評(píng)定為不支持，取值0。

(6)無煙煤比較優(yōu)勢(shì)：新的無煙煤氣化爐型煤炭氣化完全成本照航天爐完全成本比低3.5%，取值1.035。

(7)無煙煤轉(zhuǎn)化技術(shù)成熟度：現(xiàn)階段，JM-L爐在晉開延化公司和湖北華強(qiáng)化工有限公司進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)。項(xiàng)目開工建設(shè)前的各項(xiàng)前置手續(xù)已辦結(jié)，正處于設(shè)計(jì)階段。所以綜合評(píng)定為已有項(xiàng)目立項(xiàng)，具備產(chǎn)業(yè)化推廣條件，取值75。

6.民用煤行業(yè)各指標(biāo)數(shù)值確定

(1)行業(yè)完全消耗系數(shù)：參考《國民經(jīng)濟(jì)核算投入產(chǎn)出完全消耗系數(shù)表》，2017年采礦業(yè)對(duì)應(yīng)的電力、熱力、煙氣和水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)系數(shù)0.31977。

(2)無煙煤消耗規(guī)模：參考《中國統(tǒng)計(jì)年鑒2020》數(shù)據(jù)，2018年全國居民生活煤炭消費(fèi)總量7714萬噸。

(3)工業(yè)增加值年度平均增長率：參考工業(yè)分大類行業(yè)增加值增長速度，2010—2020年電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)增加值均值5.96%。

(4)行業(yè)基準(zhǔn)收益率：參考《建設(shè)項(xiàng)目財(cái)務(wù)基準(zhǔn)收益率取值表》煤炭開采、采選業(yè)收益率11%。

(5)產(chǎn)業(yè)政策：《煤炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃(2015—2020年)》中提出要減少散煤直接燃燒比例，加強(qiáng)民用煤炭潔凈化治理。嚴(yán)禁劣質(zhì)散煤銷售，大力推廣優(yōu)質(zhì)、低排放煤炭產(chǎn)品替代劣質(zhì)散煤。綜上，綜合評(píng)定民用煤替代產(chǎn)業(yè)政策為支持，取值100。

(6)無煙煤比較優(yōu)勢(shì)：民用煤市場無煙煤的主要對(duì)標(biāo)競爭產(chǎn)品為蘭炭，無煙煤燃燒持續(xù)時(shí)間高于蘭炭20%。綜上，評(píng)定比較優(yōu)勢(shì)系數(shù)為1.2。

(7)無煙煤轉(zhuǎn)化技術(shù)成熟度：無煙煤用于民用煤產(chǎn)品的開發(fā)在現(xiàn)有煤炭洗選技術(shù)能力支持下已無技術(shù)難點(diǎn)，且具備工業(yè)化量產(chǎn)能力，取值100。

7.參考數(shù)據(jù)列各指標(biāo)數(shù)值確定

參考數(shù)據(jù)列為理想化的比較標(biāo)準(zhǔn)，可以以各指標(biāo)的最優(yōu)值構(gòu)建參考數(shù)據(jù)列，也可以以各指標(biāo)最劣值構(gòu)建參考數(shù)據(jù)列，也可以根據(jù)評(píng)價(jià)目的選取其他參考值構(gòu)建參考數(shù)據(jù)列。本文選擇最優(yōu)值構(gòu)建參考數(shù)據(jù)列。

(四)關(guān)聯(lián)度分析

根據(jù)以上分析計(jì)算確定各指標(biāo)數(shù)值，構(gòu)成數(shù)據(jù)矩陣(如表3所示)。

表3 無煙煤轉(zhuǎn)型升級(jí)路徑指標(biāo)值

本部分選取理想方案數(shù)值作為參考(各參考數(shù)列最優(yōu)值)，利用式(1)計(jì)算該產(chǎn)業(yè)與其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)：

對(duì)關(guān)聯(lián)度進(jìn)行排序，如表4所示。

表4 無煙煤轉(zhuǎn)型升級(jí)路徑得分排序

由此可得，六條轉(zhuǎn)型路徑的優(yōu)先順序?yàn)椋好裼妹禾浚咎疾牧希緹掍摚倦娏Γ緹捊梗久夯ぁ?/p>

四、結(jié)語

無煙煤轉(zhuǎn)型升級(jí)路徑需根據(jù)自身特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序選擇，建議將民用煤替代應(yīng)作為無煙煤產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)首選路徑；碳材料應(yīng)作為無煙煤產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的首選儲(chǔ)備路徑；無煙煤產(chǎn)業(yè)要保持與煉鋼等冶金產(chǎn)業(yè)的同頻共振，積極拓展市場規(guī)模；無煙煤產(chǎn)業(yè)向電力行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)應(yīng)以建設(shè)適用無煙煤的坑口電廠為主；無煙煤行業(yè)向煉焦行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)以維持現(xiàn)有市場規(guī)模為主；在無煙煤氣化工藝未取得突破之前，謹(jǐn)慎轉(zhuǎn)型煤化工。