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【关键词】煤化工,技术发展,路线
中图分类号: P618 文献标识码: A
一、前言
随着当今社会的不断发展,中对我国现代煤化工技术的要求也日益渐高。因此,积极采用科学的方法,不断完善煤化工技术管理就成为当前一项十分紧迫的问题。
二、我国煤化工产业发展现状
1、我国传统的煤化工产业优势项目主要是煤炭焦化和煤气化。
(一)、煤炭焦化项目
据中国炼焦行业协会初步统计,2011年,我国又新增80多家焦化企业,至此我国焦化企业达到330多家,焦炭的年产量可以达到3.77亿吨,2011年焦炭产量达到了4.28亿吨,比去年同期增长11.78%。全国大中型企业新增48座焦炉,预计焦炭产能2622万吨,其中炭化室高5.5米捣固、6米顶装及以上焦炉42座、焦炭产能2424万吨。各种设备、焦化技术也达到世界较高的水平,出产的焦炭质量也在逐年提高。
(二)、煤气化技术项目
煤气化技术是煤化工产业发展的标志性技术。在我国化工机械、冶金建材等行业广泛应用。在我国气化炉大多为固定床气化炉。而且逐步引进加压鲁奇炉、德士古水煤奖气化炉,用于氨的合成、生产甲醇和城市煤气。其中“九五”期间,兖矿集团与一些高校和科研机构进行合作,在先进气化技术上取得了突破性的成果,成功开发出了能每日处理22吨的多喷嘴水煤浆气化炉中试装置,在考核试验中,其性能优于德士古。标志着我国拥有了达到国际先进水平、与我国能源结构相适应的、具备自主知识产权的煤气化技术,填补了国内空白。
2、煤化工产业整体水平低
同世界发达国家的技术水平相比,我国煤化工产业规模小、整体水平落后,主要表现在设备技术水平低,导致能耗高、加工能力小、产品品种少、而且对环境污染过于严重。因此国家在上海等一些地方筹建高水平的煤化工产业装置,来提升煤化工产业的技术水平与生产能力。
三、我国现代煤化工发展对策
作为石油和石化产业的有效补充和替代产业,现代煤化工产业具备长期发展潜力,但现代煤化工项目普遍投资在百亿元以上,工艺技术相对石油化工复杂,对设备的磨损、水耗普遍高于传统石油化工,国外技术和设备也需经过工程化考验,应有控制地发展。同时需要构建成熟的信息通道和技术经济平台,新上项目尤其须做好市场分析,避免盲目上项目带来的产能过剩。在技术研发和示范运营方面,经过近10年来的大规模建设,不少项目暴露出来一些难以解决的问题,应当重视局部技术的研发和推广,尤其是关系到循环经济和节能减排方面技术的升级,提高大型煤化工的整体经济社会效益。
在发展步骤上,应在示范成功的基础上适度推广,并经过一定经济周期的检验。重点发展煤制化工原料的技术创新工作,通过技术发展提高产品附加值。做好热能梯级利用、各类资源通过循环经济实现物尽其用。积累各种现代煤化工项目的物料平衡、热量平衡和消耗定额数据,重视煤质变化对整套系统的影响。争取到2015年现代煤化工部分产业进入成熟期,水耗大幅降低,产品与石化产品具备成本优势,具备大规模推广的技术、经济、环境条件,到2020年成为石油化工的替代补充产业。
四、现代煤化工的主要技术路线
1、煤制油
煤制油主要指煤的间接液化与直接液化,液化产品包括汽油、柴油、航空油、石脑油及烯烃等。随着国际油价的不断攀升以及我国对石油进口依赖度的逐渐增大,发展煤制油具有重要意义。但由于工艺技术相对复杂,我国煤制油工业化生产还处于起步阶段。间接液化需要进一步解决费托和成浆态床反应器设计与制造、催化剂的研制、反应热回收利用及合成尾气甲烷转化利用等方面的问题;直接液化则面临煤质要求高、设备材质要求高以及催化剂一次性加氢液化活性提高等问题。此外,耗煤耗水量高、投资风险巨大也成为了制约煤制油技术发展的瓶颈,应持谨慎态度发展。
2、煤制天然气
天然气是高热值的清洁能源,又是重要的化工原料。目前,国内“少气”的局面主要依靠国外进口管输天然气和液化天然气解决,因此,发展煤制天然气是有利的缓解途径。煤制天然气的能量效率最高,是最有效的煤炭利用方式,同时,单位热值耗水量低,的排放量也比较低,能够实现大规模长距离管道运输。该技术在开发高效污水处理和回用技术,提高转化效率和工艺装置规模及与煤气化技术组合等方面还有很大的发展空间,随着未来天然气价格的持续走高,煤制天然气将成为现代煤化工技术中的一支潜力股。
3、煤制烯烃
煤制烯烃技术主要有两种,中间都经过甲醇:一种是MTO技术,指甲醇制乙烯、丙烯等低碳混合烯烃的技术。另一种是MTP技术,指甲醇制丙烯工艺。在煤炭资源丰富、烯烃供需缺口巨大、国家政策支持以及经济优势明显等有利形势下,中国已成为亚洲唯一一个发展MTO和MTP项目的国家,预计2012-2015年将有16个项目陆续投产,带来合计约10Mt/a的烯烃产能。虽然煤制烯烃还未实现工业化,但经过多年的努力,我国已拥有大连化学物理研究所甲醇制烯烃二代技术(DMTOⅡ)、中石化甲醇制烯烃技术(SMTO)和流化床甲醇制丙烯技术(FMTP)三项重要的自主研发技术。如能克服水资源消耗量大及运输等问题,煤制烯烃将成为煤清洁高效利用的重要发展方向。
4、煤制乙二醇
乙二醇是一种重要的有机化工原料,主要用于生产聚酯纤维、防冻液、不饱和聚酯、剂、增塑剂、表面活性剂、涂料等。目前,我国仅通辽金煤一项20万吨/年煤制乙二醇项目,产品自给率很低,进口依赖度很大,这使得煤制乙二醇具有广阔的市场发展前景。今后应从生产规模大型化、合成水处理与回用、副产气、尾气的综合利用等方面逐步提高技术水平和产品质量,从而提高与中东低成本乙二醇的竞争力。
5、煤制醇醚燃料
煤制醇醚燃料是指以煤为原料,生产甲醇和二甲醚。甲醇是一种重要的化工原料,含50%的氧,特性与汽油相似。与普通汽油相比,甲醇燃料不仅具有很高的辛烷值,而且对于降低PM2.5中含碳、含氮类有害物质的浓度也起到积极作用。二甲醚是替代柴油的清洁能源,其性质与液化天然气相似,与LPG掺混可作为民用燃料。虽然近些年醇醚燃料的研究受到大力发展并取得了一定的成绩,但不得不承认的是甲醇具有毒性,对金属有腐蚀,遇水容易分层。而二甲醚的沸点常压下仅为-23.7℃,对某些合成材料有很强的溶胀性。安全性与可靠性还有待进一步提高,这些都成为醇醚燃料进行市场推广的主要阻力。同时,为使车辆与燃料匹配,还必须重新开发新车或对现有车辆进行改造。而这部分费用势必最终由消费者承担。因此,醇醚燃料替带油品显然还有很长的路要走。
6、IGCC联合循环发电
IGCC联合循环发电是指煤在加压下气化,产生的煤气经净化后燃烧,高温烟气驱动燃气轮机发电,再利用烟气余热产生高压过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电。相较于传统的燃煤发电,IGCC联合循环发电高效、清洁,能将煤化工的“废气、低汽”完全利用,并大大减少冷却水的用量,这使得该技术受到煤化工行业与电力行业的广泛关注。但由于流程长,设备投资大,操作复杂,经济性较差等原因,阻碍了IGCC项目建设的步伐。不过,值得期待的是将大型煤化工装置与IGCC
五、结束语
煤化工技术管理作为工程项目施工管理的核心工作之一。对我国现代煤化工工程方面具有十分重要的作用。我们必须将科学技术和管理方法融合到建筑项目管理工作中。
参考文献
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针对在超临界水环境下进行煤气化过程所使用的管壳式换热器,建立了在管程和壳程内同时存在物料流动和换热的三维管壳式换热器模型,利用CFX软件(计算流体力学分析软件)对管程和壳程中物料的换热和相变过程进行了模拟研究,成功应用IAPWSIF97(国际通用工业用水和水蒸气热力性质计算公式)数据库模拟了超临界水的物性状态,阐述了管程内物料从亚临界相到超临界相的转变过程。利用已有的实验结果对模型进行了验证。模拟结果表明,随着壳程内物料流量增大,壳程压降和传热系数随之增大;壳程出口温度增大的速率渐趋平缓;当换热器板间距从117mm增大到150mm时强化传热效果并不明显,同时大大增加了壳程的流动阻力;在压力为23MPa,温度达400-600℃的操作条件下,换热器中辐射传热影响较大,进行数值模拟时不应忽略这部分的影响。研究指出:换热器结构设计时需要综合考虑传热和煤颗粒沉积的影响。
关键词:
管壳式换热器;数值模拟;超临界水;煤气化
近些年来,在超临界水环境下进行低温催化煤气化反应过程,用来制造清洁能源(氢气和天然气),引起了国内外大量学者的关注和研究[1-2]。其中换热器是超临界水煤气化过程中必不可少的热交换设备,通常用来作为加热反应器进口冷物料的预热器,同时也用作反应器出口热产物的冷却换热器。鉴于实验条件下不能直观地得到超临界相态的过程,利用CFD(计算流体力学方法)预测其内部流场和相变十分必要。国内外研究者利用计算流体力学对换热器进行了广泛的数值模拟研究,包括对其压降、传热、传热效率、传热系数、湍流混合以及停留时间分布的研究等[3-9]。对于换热器中相变的研究,一般只针对常压下液态水到气态水的相变[10],对于从亚临界水到超临界水状态转变的过程研究较少,而这一过程却是超临界水煤气化反应前预热必经的过程,对超临界水煤气化工艺过程的研究起着至关重要的作用。本研究针对煤气化中的超临界水的相态转变过程,建立了在管程和壳程内同时存在物料流动和换热的三维管壳式换热器CFD模型,模拟了在不同超临界水流量条件下换热器壳程和管程的压力分布、温度场和传热系数,指出了超临界水相变的过程,以及辐射传热的影响。
1换热器几何模型
本研究对管壳式换热器进行模拟研究,其基本结构如图1所示,为一单壳程双管程换热器。总长1050mm,管程为16×2根管,管程出口入口如图1所示,管程管径15mm,管程容积为0.0082m3。壳程入口管直径50mm,壳程公称直径为150mm,容积为0.0122m3,壳程采用上进下出式,壁面绝热。
2数学模型与计算方法
网格划分使用Gambit软件(网格划分软件),划分非结构化四面体网格,壳程网格数为118万,管程网格为102万,在管程和壳程传热壁面的两侧分别划分了边界层,保证了传热计算的准确性。超临界水独特的物性是最难把握的一点,只有准确定义超临界水的物性,才能更可信地模拟超临界态的煤气化反应。本研究采用IAPWSIF97数据库数据来模拟计算超临界水的状态[11]。应用ANSYSCFX13.0软件进行模拟,采用稳态计算,流体采用气液混合物模型,超临界水物性采用IAPWS物性数据库数据,传热模型采用thermalenergy模型(热能模型),湍流封闭模型应用k-ε,辐射传热模型应用P1模型,当考虑颗粒相时曳力应用gidaspow模型,颗粒间应用颗粒碰撞模型。由于本研究的换热器仍处于设计阶段,研究中简化为物料中仅含超临界水,并对其换热和相变进行模拟研究。亚临界的液态水为平衡限制组份,超临界态水为平衡自由组份。壳程和管程分别为两个域,之间的管程管壁和壳程折流挡板为可传热的壁面,接触热阻为0.0002m2•K/W。壳程的外壁面为绝热。壳程为上进下出,进料温度570℃,压力23MPa,处于超临界状态,折流挡板8块,板间距117mm,出口相对压力为0Pa(参考压力为23MPa)。管程为下进上出,为减小网格数简化模型,未模拟管程左侧的管箱段。如图1所示,靠下部的16根管为管程入口,上部的16根管为管程出口,压力23MPa,温度370℃,处于亚临界状态。管路采用三角形排列。时间步长采用自由时间步长,收敛标准为10-4,观测点出口温度、两侧传热系数在迭代时间步300步左右达到稳定值,在迭代时间步600步时结束计算,单个算例所需时间18h。结果显示收敛性良好,RMS残差已达到收敛标准。
3结果分析与讨论
3.1模型验证由于换热器处于设计阶段,本研究采用实验中的盘管对模型进行验证。盘管全长20m,管径12mm,直管段3m,弯管段2m,共两圈,容积为0.00226m3,水平放置。水与物料混合后进入盘管,出口压力值24.1MPa,实验条件下的进出口压差值列于下表中,以实验温度500℃为例,水煤浆浓度为水煤质量比6.27,盘管进出口压差为0.139MPa,模拟同实验条件下的盘管压降为0.14MPa,相对误差小于1%,由此验证了CFD模型模拟的可靠性。
3.2相变及温度场/压力场超临界水管程走冷流体,即需要被加热的反应物料,入口温度370℃,处于亚临界状态,将被加热到超临界状态。壳程走热流体,即从反应器反应完成后循环回来的热流体,入口温度570℃,处于超临界状态。在壳程流量保持不变的条件下,比较管程流量不同的条件下流场和温度场的变化。在0.3kg/s和0.15kg/s的管程流量下管程超临界相水的质量分数分布如图2所示。入口均为亚临界状态下的液体,被加热后出口均变为超临界态。从模拟结果很好地给出了管程冷流体从亚临界到超临界状态的变化以及相变发生的位置。当管程流量从0.3kg/s减小一半时,由于管程流体流速降低,停留时间增大,相变的位置离入口更近。为减小误差,模拟设定参考压强为23MPa,则出口处相对压强为0Pa,如此得到相对压强的管程分布图3。结果可见,当管程流量从0.3kg/s减小到0.15kg/s时,管程压降明显降低。管程冷流体被逐步加热,流量较小的管程流体停留时间长,被加热到的温度较高。管程流量在0.3kg/h时,出口温度为650.76K,加热温升为7.6℃。管程的温度分布如图4所示。
3.3壳程不同热流体流量的影响壳程流量从0.075kg/s到1.0kg/s变化时,壳程内压降、出口温度和壳程传热系数的变化如图5所示。由图可见,在保持管程流量不变的情况下,将壳程流量从0.075kg/s逐步增大到1.0kg/s时,超临界水流速增大,整体压降显著增大;同时,流动强化了传热,壳侧的传热系数也随之增大。壳程出口温度开始迅速增加。继续加大流量,温度增加趋势逐渐平缓。说明过大的流量增量对传热温差的影响将变得不明显,因此,为了保证降低能耗同时保持强化传热,有必要对壳程流量进行优化。
3.4挡板间距的影响对于双管程单壳程的换热器,尝试采用更大的挡板间距,以此来减小在大流量操作条件下的壳程压降。模拟对比了壳程和管程流量都为0.15kg/h时,且在同样换热器长度下,具有8块折流挡板、挡板间距为117mm的换热器和具有6块折流挡板、板间距为150mm换热器的流动和传热结果。由图6压力云图可见,当降低折流挡板的数目时,压降从586Pa降到405Pa,壳程的压降显著降低。温度分布图7可见,板间距虽然有所改变,但壳程的出口温度都在790K左右,差别不大。可知,在此换热器操作条件下,增加折流板数,减小板间距,强化传热效果并不明显,同时却大大增加了壳程的流体流动阻力,使得壳程压降增大明显。因此在此操作条件下,仅出于传热考虑可以使用150mm的板间距,即6块折流挡板。与此同时,由速度矢量图8可以看出,在两种板间距的结构条件下,都会出现“流动死区”,这些区域不仅会因为流速很小导致局部结垢以及煤颗粒沉积,同时也会影响总体传热效果。因此,实际换热器结构设计时需要综合考虑传热和沉积的影响。
3.5辐射传热的影响对比同条件下加辐射传热模型和不加辐射传热模型的情况如表2所示。结果可见,在不考虑辐射传热的情况下,超临界态的换热器的壳程的出口温度同考虑辐射传热的结果相差较大,仅考虑对流传热的壳程温差明显较小,只有21K,仅为考虑辐射传热情况下的一半,也即辐射传热在超临界态水总传热中占有一定比例,由此可见辐射传热在此操作条件下不可忽略,模拟应考虑辐射传热的影响。
4结论
建立了超临界水环境下进行煤气化过程所使用的换热器模型,应用CFX并采用IAPWS物性数据库准确地计算了超临界水环境的物性,并成功地模拟了水从亚临界态到超临界态的转变,直观地阐述了管程内超临界水相变的过程,并得出以下结论:(1)壳程流量增大,壳程压降随之增大,同时传热系数也随之增大;壳程出口温度先增大后随之趋于平缓。因此,为了保证降低能耗同时保持强化传热,有必要对壳程流量进行优化。(2)增大挡板间距(此换热器板间距从117mm增大到150mm)对强化传热效果并不明显,也大大增加了壳程的流动阻力。出于传热效果的考虑此换热器选用150mm板间距即可。在实际设计中还应综合考虑传热和沉积的影响。(3)在压力为23MPa,温度为400-600℃的操作条件下换热器的辐射传热所占比例较大,模拟时应更多考虑辐射传热的影响。
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[关键词]煤化工 污染 防治
中图分类号:T696 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)40-0389-01
“绿色生产”“低碳经济”“可持续发展”等是近几年来人们关注的词汇。煤化工的污染及防治一直是我国需要不断研讨解决的问题。近几年来我国已经意识到生态环境治理的重要性,国家政府越来越重视煤化工的生产过程中的污染及其防治措施。国务院积极推出煤化工健康发展的相关政策,从而控制煤化工的污染程度和提升污染的防治效率,推动煤化工在可持续发展的道路上走的更远。
一、煤化工的污染现状概述
1.“三废”污染源的生成
根据我国发展的现状,煤炭易燃作为我国的主要能源,由于科学技术的制约煤化工的开发造成的“三废”污染远远超过其它能源的开采过程,从而造成严重的环境污染,是制约其发展的主要因素之一。其污染的治理相对于其它工业污染防治需要更先进的技术与设备和更多资金投入。煤化工的生产过程采用的气化方案的不同,则产生的污染气体的种类和含量都有所变动,因此可以选择不同的气化方案,减少污染气体、液体或固体的生产,以及选择治理污染物难度低的气化方案,从而不断优化煤化工的生产过程。
2.水体污染
煤化工生产所产生的污染中水污染一直是指污染防治的难点和重点。焦化污水包括氢、烃、酚、氨和硫化氢等污染物质;煤化工生产中的气化过程会产生氨、醇、烃等污染物质。污染水中含有丰富的醇、酸、醛、酯等有机物。这些物质溶于水体后进行溶解,有些物质甚至很难用生化降解的进行分解,部分污染物仍没有得到有效的处理方案。
3.大气污染
大气污染主要是由露天矿开采的生产过程造成,主要是指在表层剥离、爆破、铲装等生产环节造成的大量粉尘;还有储煤场也会产生一定的粉尘;除此之外还有煤炭等矿物质的燃烧也会产生一氧化碳、一氧化氮、二氧化硫等污染气体,煤矿开采所产生的粉尘以及污染气体严重超标,绝大多数原因在于露天煤矿开采过程中没有及时做好防范措施,例如绿化、洒水等降尘等措施,造成大面积地面上进行开采,从而造成严重的大气污染。
4.污染物质的危害
煤化工所产生的污染物质对人们的生活和健康造成很多不利影响,甚至危害到人们的生命。例如一些有毒气体和粉尘释放到空气中,增加空气中的致癌物质,,降低人们生存的空气质量,增加肺癌的患病率,在一些严重区域人们甚至会产生头晕、恶心和呼吸困难等症状,人体吸收后严重影响到人们的生命健康;煤化工造成的焦化废水排放的有机物质会造成水体生物身体抵抗能力下降,有机物消耗水体中的氧气,造成水体生物的大量死亡;其中酚类化合物接触到人体皮肤,会造成过敏、头晕、贫血等症状,危害到人们的身体健康;有些煤化工为了降低成本对焦化废水没有进行系统的处理就直接排放到农田中,很可能造成农作物的严重污染和大量死亡,并且破坏土壤平衡,造成可耕土地锐减的现象等。
二、污染防治具体措施
1.建立污染防治的思想基础
我国前几年的经济发展模式导致煤化工的发展以相应生态环境的破坏为代价,这种发展模式是一种病态的发展模式,必须建立一种有利于可持续发展的经济模式。即从原先的粗放式经济模式转变为集约式的发展模式,提高煤化工的生产效率,降低其污染物的产生和加大防止污染的先进技术的研发力度,从而推动我国煤化工企业的综合实力,优化我国的经济模式。
2.扩展绿化面积
绿化是降低煤化工生产过程中污染物的主要防治措施之一。首先绿化的树种选取主要有利于降低煤化工所生产污染物的功效和生存能力强度来进行选取,并且煤化工企业也要重视绿化环境的维护。部分绿色植物可以有效吸收有毒气体,如法国梧桐可以降低二氧化硫的浓度,刺槐可以降低氟化氢的浓度等因此绿化树种的选取可以有效过滤有毒气体,从而提高空气中的质量;阔叶树种和密植树木还可以降低噪声污染,对噪音进行一定的吸收和反射;树冠茂密的树种还可以降低粉尘的扩散,对粉尘进行吸收、阻挡和过滤。一些植物树叶表层生成毛绒或黏液或油脂都可以对空气中的粉尘进行大量的吸附等。成功的绿化方案,可以改善周围的空气质量,创建一个美观、整洁和卫生的生存环境。因此创建良好的林带或草地是污染治理的有效措施之一。
3.加大煤化工企业的监管力度
我国政府应该对相应的煤化工企业根据相应的监管制度和政策进行严格的监管,首先要完善煤化工行业涉及的相关标准进行优化;其次地方政府根据该标准对该地的煤化工企业进行严格的控制和监管,对于严格按照相关规定执行的企业给予相应奖励。对于触犯相关规定的企业给予严格的考核,对于造成严重影响的企业需追求其相应的法律责任;最后是对于不符合规定的煤化工企业要下达改革或停厂的指令,遵循优胜劣汰的生存法则,逐渐优化我国煤化工企业的生产环境和经济发展模式。
4.提高煤化工企业的生产技术
政府在煤化工企业生产过程中大力推广“绿色”生产和“清洁”生产的理念,促进企业从生态环保的方面对生产技术进行更新。煤化工企业的生产工艺十分复杂,期间造成的污染物十分繁多,其技术研发的空间十分宽广,为了降低污染处理为企业增加的经济负担,企业应该从根本上解决问题,研发相应的技术,而非只顾眼前利益,不顾法律法规的约束,触犯相应规定,对企业造成不可估量的损失。例如废水经过处理后可再次循环利用,如将其用作在降低粉尘、补水等环节。
结束语
综上所述,煤化工的生产过程存在很多的生态问题,其生成的污染物质以各种形态对人们的生存环境造成不利影响,从而危害到人们的生命健康。我国煤化工企业需建立健康的经营模式,通过扩展绿化面积,加大煤化工企业的监管力度和提高煤化工企业的生产技术水平等方面降低煤化工企业对环境的破坏程度,从而实现绿色生产的目标。
参考文献
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【关键词】黑龙江;资源型城市;产业省级;比较
资源型城市的发展不但为经济社会发展提供了大量的初级资源产品,创造了巨额的社会财富,也加速了我国的城市化与工业化进程,为社会经济的发展做出了不可磨灭的历史贡献。但是资源的储量是一定的,许多矿山随着资源的耗竭面临着闭坑,特别是20世纪80年代以后,许多在20世纪五、六十年代建立的资源型城市相继面临着“资源”危机,进入资源开发的衰退期。为了应对挑战,20世纪末21世纪初以来,我国一大批资源型城市走上了经济转型光辉而艰难的历程,这其中就包括我省的大庆、伊春,开始了破解世界性难题的艰辛探索。
大庆、鸡西、伊春三个城市所处的生产力发展水平、科技水平、金融环境、市场开放程度、产业结构不同,因而在转型方向、途径、措施、道路等诸多方面表现出重大差异。在转型升级过程中既存在遇到的共性问题,也存在选择路径上的差异,通过分析对比,对于我们全面分析资源型城市转型升级一般路径具有重要意义。
一、转型的共性问题
(一)资源面临枯竭,可持续发展受限
资源型城市形成来源于其得天独厚独自然资源,然而,这些自然资源是不可再生的,随着不断开采,必然导致这些资源的日益衰竭。正如素有“林都之称”的我国最大森工基地——黑龙江省伊春市,活林木总储积量由开发初期的4.28亿立方米锐减到2.47亿立方米,公顷蓄积量由167立方米减少到87立方米,可采的成熟森林只有1.7%,可采木材不足500万立方米。
资源利用效率的低下是加剧资源型城市的资源衰竭的又一诱因。为了追求经济效益最大化,资源型城市往往对资源进行掠夺式开采、采富矿弃贫矿,加上只注重主要产品的开发,导致了资源的低效利用和严重浪费,也加剧了我省后备资源供给不足。据有关部门统计我国的国有煤矿的一般资源利用率只有50%,县级煤矿这一比率为20%-30%,资源的平均回收率仅为30%。
(二)产业结构单一,国有企业比重过大
我省的资源型城市主要以资源型产业为支柱,产业结构较为单一,第二产业比重过大,第三产业严重滞后,对资源型产业的依赖性极大,缺乏综合发展的产业结构体系,经济结构失衡。现有的资源型产业也都处于煤炭、石油、天然气等不可再生资源的开采和初级加工层面,科技含量低,产品附加值小,相应的资本积累缓慢,如果资源开采进入衰退期,那么现有的主导产业对经济发展的贡献将显著降低。有些进入转型期的资源型城市,转型过程中仍然主要依托本地资源,没有从根本上摆脱资源型经济的特征,经济可持续发展的动力不足,增长潜力受限。
大力发展第三产业是资源型城市转型的重要抓手,但是目前我省大多资源型城市的企业成长环境建设较为滞后,小微企业发展后劲不足。企业是促进城市可持续发展的主力军,只有数量庞大的企业群体的兴起,才能创造更多的社会财富、更多的就业岗位,才能培育出更多的财政税源。虽然企业的发展,特别是就业吸纳力强、经营灵活的小微企业应该在未来的资源型城市中发挥更大的作用。而创造适宜于投资创业的环境是实现城市可持续发展的必要条件。由于历史和体制的原因,资源型城市国有企业的垄断效应依旧不减,交通、金融、物流等城市功能不够完善,政府服务效率过低、市场环境差等问题普遍存在。这些问题极大地制约了招商吸引力、私营企业、小微企业的诞生和成长。
(三)区位较为偏离,顶层设计缺乏
我省大庆、鸡西、伊春等资源型城市位于北部内陆边远地区,受制于区位条件的制约,偏离国内国际市场及交通枢纽的影响,信息不畅,物流成本增加,极大地限制了接续产业的发展。因区位条件限制,我省资源型城市之间尚未建立统一高效的区域资源整合机制,煤炭、森林等资源各自具有自己的生产销售渠道,缺乏与省外国外的集成合作。对外开放水平低,缺乏长远的科学规划和战略层面的顶层设计,与国内发达地区及周边国家的合作仍然没有明确、配套的有效措施,缺乏相关的合作机制,缺少外在的资金、技术等方面的外援。
(四)转型资金不足,技术革新受限
资金严重短缺制约我省资源型企业实现转型的又一短板,过去计划经济时期制定的财税融资政策,资源由国家统一调配,企业发展靠国家拨款或贷款,自身留存利润少,发展资金不足。资源型企业的税收由中央统一支配,发展过程中对地方财政的贡献较小,以大庆市地方税务局石油分局为例,该局直接负责大庆油田有限责任公司和大庆石油管理局地方工商税收的征收管理工作,平均每年完成工商税收总额近20亿元。加之资源型城市的主导产业附加值远低于下游加工业,资源价格又受国家宏观调控限制,资源型城市利益受到影响,政府财政能力薄,导致企业结构调整、安全生产、技术革新等实现转型所需要的资金缺口依然很大。
(五)结构性人才短缺,导致转型后劲受限
现代产业经济发展日益信息化、机械化,大量的新设备、新工艺被应用于生产实践,劳动知识技术含量越来越高,简单的体力劳动者已经不能适应这种巨大变化。在资源型城市里,一方面由于技能单一,文化水平较低,缺少创新和创业人才,存在大量的下岗失业职工;另一方面又有大量的新兴中小企业招不到适合的管理和技术人才,城市存在严重的人力资源结构矛盾。以黑龙江省为例,6座资源型城市中,每万人在校大学生数只有128人,而非资源型城市则达到468人。工作实践中经常会遇到这样的情况,招商来的高技术企业进驻资源型城市后,招不到适合的高级创业人才或高素质劳动者,即使招上来的人员也看不懂技术资料,需要企业支付大量的岗位培训成本,导致招商引资企业入驻我省资源型城市的积极性不高。
(六)创新驱动不足,内生增长受限
产品创新可以直接提高消费者的消费品位和企业的投入产出效率,技术创新有助于突破资源瓶颈,提升产品的科技含量和附加价值。例如,煤矿中对厚煤层采用综采放顶煤开采技术可以提高回采率,大庆油田研发的开发表外储层技术,突破了低贫油层的开采,相当于为大庆增加了一个地质储量7.4亿吨的大油田。可以说,创新在城市经济转型中的作用无所不在。
二、转型的个性差别
(一)转型模式和选择路径上的差别
接续替代主导产业的选择培育是经济转型的核心。在我国,大多数资源型城市都把接续主导产业选择的重点和主要方向放在资源型产业的升级方面,而在发展高新技术产业方面坚持量力而行的方针,采取渐进式战略。更多是把技术创新的重点放在用高新技术改造嫁接传统产业上,适度发展有基础、有优势的高新技术产业。在具体的转型模式上,大庆选择的是多元产业模式,因为具有雄厚的经济基础和产业基础,初步形成了产业集群。目前,由原来的中直国有企业为主导、中小企业为补充的产业格局,转变为现在的石油产业和非油产业平分秋色,形成了石化和农产品、加工纺织、新材料、机械制造、电子信息“1+5”的接续产业发展格局,金锣、奥维、华科、日月、惠尔康等一批企业迅速做大做强,创建了大豆产业园、精细化工园、皮革城、轻纺城、石蜡工业园、橡胶工业园、注塑城、塑编城等19个优势产业园区。伊春选择的是替代产业模式,因为经济基础较为薄弱,原有森林资源已经耗尽,只能依托原有森林资源开展绿色食品生产、开发北药、发展生态畜牧和生态旅游等产业。而鸡西选择的是延伸产业链模式,经济基础较为一般,现有煤炭储量还有存量,形成以煤焦化、煤气化、煤液化等为重点的煤化工产业群,以矸石、燃煤、瓦斯、焦炉余气、风力和生物质能发电为重点的电力产业群。
(二)指导思想和发展战略上的差别
我国资源型城市经济转型虽然在20世纪七、八十年代初现端倪,但纳入资源型城市和国家的重要议事日程是20世纪末21世纪初。此时,传统增长模式已弊端毕现,可持续发展理念已成为时代潮流。所谓转型的指导思想在地方政府主政层面集中表现为执政思想,也就是统筹地方政治、经济、文化、社会发展的总纲领。纵观近年来大庆、鸡西、伊春三个资源型城市政府工作报告,我们会发现在指导思想上各有侧重:大庆市人民政府为“加快建设全面现代化专业国际化城市”,具体途径为“全党抓发展,中心抓经济,重点抓项目”、“一二三四五发展战略”,更为突出“国际化”、“现代化”的高度和“项目建设”的重要性;鸡西市人民政府为“建设成为绿色矿区、生态城市、宜居家园和黑龙江东部地区中心城市”,具体途径为“1266发展战略”,更为侧重“区域性”核心和“绿色发展”的主题;伊春市人民政府为“建设美丽富庶、文明和谐、健康幸福新伊春”,具体途径是“生态文明”发展战略,更为侧重“自身性”发展和“环保”发展。指导思想不同——“国际性”、“区域性”、“自身性”,背后反映的是经济基础的差别,直接反应在我省城市综合竞争力的排行榜上——大庆第二位、鸡西第五位,伊春第十一位。
(三)转型主体和政府角色上的差别
我国的资源型城市多形成于计划经济时期,由于特殊的工业化背景,一般都是现有资源后有城市,使得我国资源型城市规模大、涉及面广,转型不仅对资源型城市至关重要,对整个国民经济的发展、社会稳定影响深远,这也决定了国家和资源型城市政府对经济转型有更多更深的参与和管理。鸡西市人民政府与矿业集团分立而治,1957年建市;大庆市政府与大庆石油有限公司、大庆石油管理局分离而治,1979年建市;唯独伊春市政府与伊春林管局合二为一,至今为国有性质的“企业办社会”,1958建市,参与和管理社会事务的层次最深,也对转型升级的影响最大,起到了至关重要甚至是决定性的作用。
(四)市场发育与消费能力上的差别
图1 大庆、鸡西、伊春社会消费品零售总额比较 (单位:亿元)
以2012年政府工作报告数据为例:大庆实现社会消费品零售总额800亿元、同比增长20%,继万达广场之后,华联商厦、居然之家等品牌店投入运营,新兴便民商业网点增加3000个,市场发育程度较高;城镇居民人均可支配收入和农村居民人均纯收入分别达到25425元和11500元、同比增长13%和24%,均高于GDP增速,居民消费能力较强,对于转型产业要求也较高。
鸡西实现社会消费品零售总额165亿元,增长18%,市场发育程度一般;城镇居民人均可支配收入18100元,增长18%;农民人均纯收入突破13000元,增长20%,居民消费能力一般,对于转型产业要求也较为一般。
伊春实现社会消费品零售总额76.4亿元,同比增长15.5%,市场发育程度较低;城镇居民人均可支配收入达到1.4万元,农民人均纯收入突破1万元,分别增长20%和16%,居民消费能力相对较低;对于转型升级产业要求相对较低(见图2所示)。
综合以上数据,从社会消费品零售总额上看,大庆的社会消费品零售总额是鸡西的4.8倍,而鸡西又是伊春的2.2倍;从城镇居民可支配收入上看,大庆已经接近或达到小康水平,而鸡西和伊春较小康水平还有较大差距,因此,在资源型产业转型过程中,政府在提升社会服务方面需要不断加强,要让原有的工业产业成为第三产业发展的重要支撑,要让第三产业成为原有工业发展的消费驱动。
图2 大庆、鸡西、伊春城镇居民人均可支配收入、农村居民人均纯收入比较(单位:万元)
(五)发展基础和城市功能上的差别
从总体上看,我省的经济发展速度相对较慢,以大庆为代表的资源型城市发展基础更好一些,城市功能更完善,在我省经济发展上起到了重要的领跑作用。2012年大庆市实现地区生产总值突破4000亿元、增长10%以上,地方财政收入263亿元、增长24.8%,远高于黑龙江省的平均水平。铁路东西两站、国际会议中心、奥林匹克公园等重大工程顺利推进,油立方迁建等36个城建大项目竣工,区域中心城市功能进一步提档升级,将功能定位在了现代化和国际化上。
但是,鸡西、伊春等大多数资源型城市发展基础不够牢固,城市化水平不高,历史欠账较大,城市软硬环境较差,城市功能不健全、不完善,经济发展不活跃。
例如2012年鸡西市实现地区生产总值实现610亿元,增长15%,地方财政收入42.5亿元,同比增长26%;伊春市实现地区生产总值实现258亿元,
同比增长12.1%,地方财政收入30亿元,同比增长22.3%。
图3 大庆、鸡西、伊春地区生产总值、地方财政收入比较 (单位:亿元)
综合以上数据,从地区生产总值上看,大庆是鸡西的6.6倍,而鸡西又是伊春的2.36倍;从地方财政收入上看,大庆是鸡西的6.19倍,而鸡西又是伊春的1.42倍。可见,大庆的发展基础更为坚实,地方财政收入最多,推进城市功能建设能力最强,鸡西市次之,伊春最后。鸡西、伊春等后发资源型城市在转型升级中,不得不把更多的注意力放在推进城市化的进程上来,提升城市的宜居宜业功能,以此来增强资源城市魅力,增加观光旅游的看点。
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