基于聯(lián)產(chǎn)耦合模型下化工園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的構(gòu)建
——以四川為例

張 欣 高欣悅 鄧啟華 李 昊

(1.四川化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川瀘州，646099；2.西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川綿陽，621010)

縱觀歐美日對化學(xué)工業(yè)2020-2025年的發(fā)展規(guī)劃[1]，雖有歷史積淀，但不可避免地面臨著環(huán)境污染、經(jīng)濟(jì)全球化、轉(zhuǎn)型升級(jí)等新的挑戰(zhàn)。新形勢下化學(xué)工業(yè)急需破解難題，為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)雙贏，充分發(fā)揮產(chǎn)品鏈長、關(guān)聯(lián)度高和易于規(guī)?；鄣男袠I(yè)優(yōu)勢，基于3R原則，以物質(zhì)、能量、信息、資金和智力等流動(dòng)上聯(lián)行業(yè)與下聯(lián)企業(yè)[2]組建化工園區(qū)，走“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”發(fā)展模式[3]是必由之路。通過調(diào)研，本文梳理出化工園區(qū)主要循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式及特征，剖析四川化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)空背景，提出基于聯(lián)產(chǎn)耦合模型構(gòu)建化工園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，對組建本質(zhì)安全型、環(huán)境友好型、資源節(jié)約型和工藝先進(jìn)、附加值高、產(chǎn)品功能強(qiáng)的現(xiàn)代化四川化工園區(qū)具有十分重要的意義。

1 化工園區(qū)培育現(xiàn)狀及耦合模式分析

課題組調(diào)研了以四川為主的國內(nèi)近20個(gè)化工園區(qū)，多數(shù)園區(qū)是基于區(qū)域資源和市場優(yōu)勢，通過企業(yè)轉(zhuǎn)化、改組和培育，逐漸形成集團(tuán)化的大型化工園區(qū)。園區(qū)企業(yè)通過物質(zhì)、能量和信息流通[4]，形成生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈[5]。主要有單核耦合、多核耦合和復(fù)合共生耦合[6]幾種模式。

1.1 單核耦合模式

這類化工園區(qū)以一家大型頭部企業(yè)為核心，虹吸許多中小型企業(yè)，通過物質(zhì)流、能量流和信息流等，形成一種相互關(guān)聯(lián)的工業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)[6]，如圖1。如眉山金象化工園區(qū)以金象化工為頭部企業(yè)，采取“建鏈、補(bǔ)鏈、強(qiáng)鏈”方式建設(shè)天然氣化工、石油化工和磷芒硝三大產(chǎn)業(yè)鏈，并延伸到精細(xì)化工新材料領(lǐng)域。這種模式往往產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)，產(chǎn)品特色也很鮮明，但過于單一，韌性不夠，可能因某一環(huán)節(jié)中斷，導(dǎo)致系統(tǒng)功能弱化甚至癱瘓。

圖1 單核耦合園區(qū)

1.2 多核耦合模式

與單核耦合模式不同的是，多核耦合模式的頭部核心企業(yè)不止一個(gè)，如圖2。典型代表如瀘州西部化工城，借助豐富煤、硫、鐵、天然氣資源和優(yōu)勢化工產(chǎn)業(yè)，沿長江岸線分布4個(gè)園區(qū)，如圖3。四個(gè)園區(qū)產(chǎn)業(yè)相對獨(dú)立，核心企業(yè)與自身周邊的中小企業(yè)合作緊密，而核心企業(yè)之間相互依存度并不高。這種模式結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，韌性更足，耐沖擊能力相對更高。

圖2 多核耦合園區(qū)

圖3 多核耦合案例

1.3 復(fù)合共生耦合模式

有些園區(qū)則采取企業(yè)的串聯(lián)、并聯(lián)、混合等復(fù)合共生耦合模式，形成結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、功能更為齊備、自我調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)的“食物網(wǎng)”關(guān)系。一是通過物質(zhì)流實(shí)現(xiàn)上下游閉環(huán)運(yùn)行，減少廢棄物或副產(chǎn)品導(dǎo)致的價(jià)值弱化；二是通過能量流實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用、節(jié)能減排降耗。四川的典型案例有達(dá)州化工園區(qū)、樂山五通橋化工園區(qū)、自貢晨光化工園區(qū)。

2 四川化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展評析

2.1 四川化工的整體特色

四川省化工資源豐富，具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。天然氣化工歷史長、基礎(chǔ)好、潛力大，以川東北、川中和川北為主；硫、磷、鈦化工在國內(nèi)占有獨(dú)特地位，集中在川南(宜賓、樂山)、川西(德陽)；鹽化工產(chǎn)業(yè)歷史久、基礎(chǔ)強(qiáng)、發(fā)展勢頭好，分布于川南(宜賓、自貢、樂山)、川西(德陽、成都、綿陽)；瀘州已探明豐富的頁巖氣資源將開啟四川化工的新篇章。此外，攀西經(jīng)濟(jì)區(qū)開發(fā)高技術(shù)含量和高附加值的釩鈦產(chǎn)業(yè)[7]。四川具有資源就地轉(zhuǎn)化、發(fā)展優(yōu)勢化工的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，已成為國家重要的化工生產(chǎn)和科研開發(fā)基地。

2.2 四川化工園區(qū)的組合特性

四川化工產(chǎn)業(yè)在其發(fā)展過程中，積極推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的探索與實(shí)踐，形成了三種類型化工園區(qū)組合狀態(tài)：一是非循環(huán)園區(qū)，這類園區(qū)歷史悠久，傳統(tǒng)化工為主，產(chǎn)品相對單一，特色鮮明；二是半循環(huán)園區(qū)，以重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)或龍頭企業(yè)為主體，通過企業(yè)間副產(chǎn)物及廢棄物的循環(huán)使用，同時(shí)進(jìn)行建鏈、補(bǔ)鏈和強(qiáng)鏈[8]設(shè)計(jì)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，將分散的傳統(tǒng)化工企業(yè)整合而成，鑒于地域、資源等限制，處于半循環(huán)狀態(tài)；三是以新理念設(shè)計(jì)的內(nèi)循環(huán)園區(qū)，有比較完善的產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)劃，作為考量入園企業(yè)的門檻要求，且持續(xù)完善中。

2.3 四川化工園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在的主要問題

2.3.1 整體不平衡不充分

整體來說，四川省化工園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在不平衡、不充分。近10年規(guī)劃新建的園區(qū)，按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念設(shè)計(jì)培育而成，注重培植特色產(chǎn)業(yè)，結(jié)點(diǎn)企業(yè)依托上下游關(guān)系進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈耦合，物質(zhì)流、能量流能夠基本實(shí)現(xiàn)隔墻互供。而早期建立的園區(qū)，往往是依托傳統(tǒng)化工改組、轉(zhuǎn)化而成，甚至是通過“退城入園”被動(dòng)接納園區(qū)企業(yè)，并沒有對整條產(chǎn)業(yè)鏈銜接進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)條件比較薄弱，導(dǎo)致園區(qū)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式不太清晰，園區(qū)的入駐企業(yè)之間的耦合度不高。

2.3.2 “隔墻互供”機(jī)制不暢

多數(shù)園區(qū)欠缺公用平臺(tái)的搭建。明顯的具體表現(xiàn)為：一是公用工程建設(shè)存在盲點(diǎn)，安全環(huán)保設(shè)施、物流傳輸和能量梯級(jí)“公用工程島”等各自為陣；二是存在“信息孤島”，沒有信息共享平臺(tái)，信息流堵點(diǎn)明顯，信息不對稱導(dǎo)致了園區(qū)集群效應(yīng)減弱；三是技術(shù)鏈耦合上存在“孤島現(xiàn)象”，沒有真正產(chǎn)生科技創(chuàng)新協(xié)同效應(yīng)。

2.3.3 管理“標(biāo)準(zhǔn)化”程度不夠

由于循環(huán)經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)滯后，使得化工園區(qū)管理缺乏操作性強(qiáng)的程序化指導(dǎo)。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集缺乏科學(xué)性和即時(shí)性，不利于推行化工園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)績效定量考評?！把h(huán)”程度與“經(jīng)濟(jì)”效益局限于企業(yè)自身縱向比較，難以實(shí)現(xiàn)橫向?qū)φ蘸涂傮w效應(yīng)評價(jià)。

3 構(gòu)建聯(lián)產(chǎn)耦合的四川化工園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式

3.1 四川化工發(fā)展面臨新的時(shí)空背景

“立足國內(nèi)大循環(huán)、暢通國內(nèi)國際雙循環(huán)”的國家戰(zhàn)略和“成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈”國家決策為四川化工發(fā)展帶來新的時(shí)空背景?；ぎa(chǎn)業(yè)鏈比較完整，對外依存度相對較低，在國內(nèi)大循環(huán)中大有可為。特別是發(fā)揮巴蜀同根同源的油氣化工優(yōu)勢，通過“補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈”，以鏈引企形成一體化項(xiàng)目鏈，打造“公用工程島”，搭建物流運(yùn)輸系統(tǒng)，組建安全環(huán)保中心，提供一站式管理服務(wù)。放大優(yōu)勢、突出特色，建設(shè)大規(guī)模化工園區(qū)，構(gòu)建巴蜀化工命運(yùn)共同體，助力國內(nèi)大循環(huán)；借助中歐班列、西部陸海新通道和“一帶一路”等融入國際循環(huán)。

3.2 構(gòu)建聯(lián)產(chǎn)耦合的化工園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式理論分析

所謂聯(lián)產(chǎn)耦合的化工園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，是指眾多中小企業(yè)被虹吸在幾個(gè)龍頭企業(yè)周邊，構(gòu)成多級(jí)嵌套網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖4。中樞系統(tǒng)由實(shí)力相當(dāng)?shù)拇笮推髽I(yè)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)、能量、信息、人才和資金等流動(dòng)，互惠互利，平等共生。眾多中小企業(yè)則依附于某大型企業(yè)形成分支網(wǎng)絡(luò)，相互依托，或是產(chǎn)品鏈的上下游；或是能量梯級(jí)利用；或是三廢利用伴生關(guān)系；或是為園區(qū)提供檢測、包裝、倉儲(chǔ)、物流和銷售等生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)。園區(qū)設(shè)計(jì)中注意考慮增柔企業(yè)[9]、替代性方案[10]，減弱產(chǎn)業(yè)鏈自身風(fēng)險(xiǎn)。

圖4 聯(lián)產(chǎn)耦合模式

3.3 構(gòu)建聯(lián)產(chǎn)耦合的化工園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式實(shí)證分析(以硅產(chǎn)業(yè)為例)

3.3.1 四川硅產(chǎn)業(yè)概況

四川是我國僅次于新疆、云南的三大工業(yè)硅主產(chǎn)區(qū)之一。目前，四川基本形成了“成(都)—雅(安)—眉(山)—樂(山)”硅產(chǎn)業(yè)走廊。同時(shí)，四川還具有氟硅材料產(chǎn)業(yè)鏈、有機(jī)硅新材料發(fā)展優(yōu)勢。

3.3.2 聯(lián)產(chǎn)耦合硅產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)構(gòu)建分析

3.3.2.1 四川硅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈及相互聯(lián)系

四川硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展溯源可自1964年我國組建的峨嵋半導(dǎo)體材料廠(簡稱“峨半”)，率先實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體材料科研、試制、生產(chǎn)于一體。經(jīng)過近60年的發(fā)展，四川硅產(chǎn)業(yè)已經(jīng)積淀了資源、技術(shù)、人才和產(chǎn)業(yè)鏈集聚等明顯優(yōu)勢。其中，四川豐富的硅礦、鹽鹵、天然氣為硅產(chǎn)業(yè)提供原料支撐；向家壩等水電項(xiàng)目為綠色硅產(chǎn)業(yè)提供清潔能源；“峨半”、合盛硅業(yè)等擁有的技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目、示范工程等積淀了技術(shù)優(yōu)勢，形成了“人才洼地”；產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋了多晶硅、太陽能級(jí)硅、電子級(jí)硅、有機(jī)硅；地域上相對集中于川西南75°扇形范圍內(nèi)，呈現(xiàn)出聯(lián)產(chǎn)耦合循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的雛形。

3.3.2.2 四川硅產(chǎn)業(yè)園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)存在的問題

整體來說四川硅產(chǎn)業(yè)鏈相對完整，具備了多級(jí)交錯(cuò)套嵌的基礎(chǔ)，但鏈條短、附加值不高、抗風(fēng)險(xiǎn)能力低，且一定程度上各自為陣，重復(fù)性投資多而錯(cuò)位發(fā)展不明顯，跨鏈聯(lián)合、跨界融合、區(qū)域分工體現(xiàn)不夠充分。水電資源豐水期-枯水期周期性制約了成本優(yōu)勢。

3.3.2.3 聯(lián)產(chǎn)耦合硅產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)的完善構(gòu)想

四川硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展通過優(yōu)化頂層設(shè)計(jì)、謀劃空間布局、錯(cuò)位互補(bǔ)實(shí)現(xiàn)聯(lián)產(chǎn)耦合走循環(huán)經(jīng)濟(jì)道路具有必要性和現(xiàn)實(shí)性。“成(都)—雅(安)—眉(山)—樂(山)”硅走廊重點(diǎn)延伸電子級(jí)、太陽能級(jí)硅材料產(chǎn)業(yè)鏈，直至集成電路、光纜等深加工、終端產(chǎn)品。自貢、瀘州則著力有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)鏈，規(guī)模化生產(chǎn)氯硅烷單體，開發(fā)下游產(chǎn)品獲得高附加值。鑒于有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)應(yīng)用面廣、用戶分散、“定制化”服務(wù)等特征，在市場形成后組建穩(wěn)定的客戶圈并固化形成新技術(shù)壁壘至關(guān)重要。按照川渝聯(lián)合、跨界融合、區(qū)域分工的思路，可以設(shè)計(jì)出硅產(chǎn)業(yè)園區(qū)小循環(huán)、川渝組團(tuán)中循環(huán)、雙城硅業(yè)圈大循環(huán)等多層套嵌的聯(lián)產(chǎn)耦合硅產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，如圖5所示。

圖5 硅產(chǎn)業(yè)聯(lián)產(chǎn)耦合設(shè)計(jì)案例

基于前述對四川化工的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析，還可以設(shè)計(jì)出石油、天然氣(頁巖氣)、鹽鹵、硫磷等化工聯(lián)產(chǎn)耦合循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，在此不再贅述。按此思路，可以構(gòu)建如圖6所示獨(dú)具特色的聯(lián)產(chǎn)耦合雙城經(jīng)濟(jì)化工圈。

圖6 川渝雙城化工圈

3.4 構(gòu)建聯(lián)產(chǎn)耦合模式化工圈的支撐系統(tǒng)

3.4.1 以“標(biāo)準(zhǔn)體系”規(guī)范園區(qū)管理

四川化工園區(qū)后續(xù)在循環(huán)經(jīng)濟(jì)推行過程中要充分發(fā)揮《化工園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)范》(DB51T/2625-2019)基礎(chǔ)支撐和引領(lǐng)作用，宣貫執(zhí)行對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，從而規(guī)范園區(qū)管理。將技術(shù)、質(zhì)量、安全、環(huán)保和能耗等國家行業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)作為門檻條件。同時(shí)，開展關(guān)鍵性標(biāo)準(zhǔn)(如產(chǎn)業(yè)鏈耦合標(biāo)準(zhǔn)、績效評價(jià)標(biāo)準(zhǔn))的研究。產(chǎn)業(yè)鏈耦合標(biāo)準(zhǔn)用于指導(dǎo)化工園區(qū)在產(chǎn)業(yè)規(guī)劃上的頂層設(shè)計(jì)。鄧啟華等[4]提出了定量計(jì)算循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈耦合度公式：

式中：X1-6分別代表中間產(chǎn)品產(chǎn)量耦合度、耦合密度、原材料有效利用率、最終廢棄物生成率、余熱(廢熱)利用率和中間產(chǎn)品品種耦合度；k1-6為權(quán)重系數(shù)，建議k1、k2取1.1，k3、k4取1，k5、k6取0.9。通過計(jì)算，可以預(yù)判入園企業(yè)產(chǎn)品及規(guī)模對園區(qū)整體循環(huán)經(jīng)濟(jì)的相容性與支撐度，作為是否引進(jìn)的關(guān)鍵條件之一。

績效評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)則用于化工園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行績效考評，目前以定性為主，定量不夠；靜態(tài)多，動(dòng)態(tài)少?？梢越梃b國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)與文獻(xiàn)[11-14]，按照資源產(chǎn)出類、資源消耗類、資源綜合利用類、廢物排放類和園區(qū)特征類等五個(gè)維度，設(shè)計(jì)監(jiān)測點(diǎn)如表1，采用園區(qū)自查和專家評估結(jié)合的方式進(jìn)行評價(jià)。通過事實(shí)證明、數(shù)據(jù)說話形成動(dòng)態(tài)評估報(bào)告。既可進(jìn)行歷年比較，評估園區(qū)內(nèi)縱向發(fā)展趨勢；也可實(shí)現(xiàn)當(dāng)次參評的各化工園區(qū)之間橫向比較。定量動(dòng)態(tài)考評必須充分依靠信息化區(qū)塊鏈技術(shù)，采集能源、物質(zhì)的實(shí)時(shí)源頭數(shù)據(jù)，通過實(shí)際案例來研判參數(shù)和權(quán)重選擇的合理性。

表1 化工園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)績效評價(jià)維度及監(jiān)控點(diǎn)

3.4.2 以“飛地經(jīng)濟(jì)”增強(qiáng)園區(qū)韌性

成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈作為國家經(jīng)濟(jì)增長的第四極，為建設(shè)川渝化工圈提供了有利條件，其他“飛地經(jīng)濟(jì)”實(shí)踐中碰到的頂層設(shè)計(jì)不完善、發(fā)展模式不合理、利益分配機(jī)制不穩(wěn)定等困境[15]在國家統(tǒng)籌支持下有望得以突破，通過國家循環(huán)化改造、節(jié)能減排、綠色發(fā)展試點(diǎn)示范等政策支持，使企業(yè)獲得稅收優(yōu)惠、財(cái)政補(bǔ)貼、貸款貼息等“真金白銀”的實(shí)惠。在聯(lián)產(chǎn)耦合模式構(gòu)想下，充分挖掘各主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的價(jià)值鏈，構(gòu)建諸多副產(chǎn)品鏈作為“增柔劑”，發(fā)揮工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的“補(bǔ)償”與“替代”功能，形成持續(xù)的內(nèi)生動(dòng)力，增強(qiáng)園區(qū)韌性。

4 結(jié)論

構(gòu)建化工園區(qū)作為載體發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有獨(dú)特優(yōu)勢和必要性。本文系統(tǒng)分析了現(xiàn)有化工園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)培育模式及其特征，結(jié)合四川化工產(chǎn)業(yè)評析，認(rèn)為四川化工借助國家成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)重大部署唱好“雙城記”，聯(lián)手打造內(nèi)陸改革開放高地，積極參與國內(nèi)國際經(jīng)濟(jì)雙循環(huán)勢在必行。通過探討聯(lián)產(chǎn)耦合循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式、硅產(chǎn)業(yè)園區(qū)構(gòu)想案例分析和園區(qū)支撐系統(tǒng)構(gòu)建等，對后期建設(shè)聯(lián)產(chǎn)耦合循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的化工園區(qū)提供了理論和實(shí)踐借鑒。