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一、研究方法及指标选取
(一)能源效率的研究方法及框架
数据包络分析(DEA)是运用线性规划和对偶理论构建观测数据的非参数分段曲面或前沿,通过比较决策单元与DEA前沿面的距离来评价它们相对有效性的一种方法。根据规模报酬是否可变的不同假设,DEA发展成CCR模型和BCC模型,CCR模型假设决策单位都处于固定规模效率,该方法计算出的技术效率被称为综合效率,BCC模型假设规模报酬可变(递增或递减),该方法计算的技术效率被称为纯技术效率,以及两者的比值即为规模效率。纯技术效率反映在现有管理和技术等因素下行业的投入产出水平,规模效率衡量企业是否处于最适度规模,综合效率衡量生产单元是否达到了技术与规模同时有效。Tone(2001)提出的非径向、非角度的SBM模型,有效的将非期望产出纳入到数据包络分析的相对效率的评价当中来,这种包含非期望产出在内的产出与能源及其他要素投入之间的综合效率被称为能源效率。对于有n个决策单元的评价系统,假设有m种类型的投入,记作X=(x1,x2,…,xn)∈Rm*n且xi>0;s种类型的产出,其中,s1种期望产出yg∈Rs1,Yg=(y1g,y2g,…,ygn)∈Rs1*n,s2种非期望产出yb∈Rs2,Yb=(y1b,y2b,…,ybn)∈Rs2*n,且ygi>0,ybi>0,包含非期望产出的生产可能性集为P=({x,yg,yb)|x≥xλ,yg≤ygλ,yb≥ybλ,L≤eλ≤u,λ≥0},非径向非角度的SBM非期望产出模型的基本形式为:式中,s-、sb分别为投入和非期望产出的冗余,sg是期望产出的不足。Ρ*为要计算的能源效率,取值区间为[0,1]。当Ρ*=1,i.e.,s-、sg、s-全部等于0时,表明决策单元有效;当Ρ*≤1时,表示生产单元存在效率损失,可以通过优化投入量和产出量来改善能源效率。
(二)样本、变量和数据
本文选取中国工业行业中具有代表性的14个行业为研究对象,分别为煤炭采选业、石油和天然气开采业、食品饮料烟草加工、纺织业、造纸业、石油加工及炼焦、化学原料及制品制造业、橡胶与塑料制品业、非金属矿物制品、金属冶金及压延、金属制品业、机械工业、交通运输设备制造业、电力热力的生产和供应,因为这14个行业的能源消费总量分别占2003年工业能源消费总量的91%和2011年的92%。并以工业行业的资本存量、就业人数以及能源消费总量为投入指标,工业产出为期望产出指标,污染排放为非期望产出指标,样本期间为2003-2011年。资本存量数据由固定资产净值年平均余额来度量,使用固定资产价格指数以2003年为基期对各期数据进行平减;劳动力投入数据,以工业各行业全部从业人员年平均人数来度量;能源投入指标将各行业消费的煤炭、油品和电力等折算成标准煤数量来度量。期望产出为规模以上工业企业总产值,使用工业品出厂价格指数以2003年为基期对各期数据进行平减。非期望产出指标选取工业废气排放量来度量。统计数据均来源于《中国统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》《中国工业经济统计年鉴》以及《中国环境统计年鉴》。
(三)能源效率测算结果与分析
根据上述基于非径向、非角度的SBM-UndesirableDEA模型的能源效率的测算方法,运用DEAsolverpro5.0软件,对考虑能源投入和非期望产出的工业能源效率进行了估算,测算结果如表1。表12003-2011年工业各行业平均能源效率及其分解从表1中可以看出,2003-2011年间中国工业14个行业的平均能源效率为0.45,总体工业能源效率较低,距离前沿面还有较大的改进空间,最根本的原因是我国工业行业总体技术水平还比较低且科技和企业研究开发投入不足。从行业细分来看各行业的差异较大,14个行业中能源效率最高的五个行业分别为:石油加工及炼焦、交通运输设备制造业、机械工业、食品饮料烟草加工、金属冶金和压延,能源效率最低的五个行业分别是:煤炭采选业、造纸业、非金属矿物制品、橡胶与塑料制品业、石油和天然气开采业。中国工业行业能源效率的高低与我国的行业结构具有显著的相关性,能源效率较高的行业大都为清洁密集型行业,该行业具有高技术、低污染、低能耗,能源利用效率高的特点,而能源效率低的行业是过度依赖高能源投入增长的污染密集型行业,生产投入冗余和环境污染严重造成了能源效率的下降。比较能源效率增长的分解指标,各行业纯技术效率变动的幅度范围要大于规模效率的变动,说明纯技术效率在推动工业行业能源效率变动差异中占主导地位,即纯技术效率解释了清洁密集型行业与污染密集型行业能源效率之间的差异大部分原因,清洁密集型行业能源效率高主要来自于纯技术效率贡献,这与该行业技术高,能耗少的特点相符合。中国工业能源效率主要是由规模效率决定,2008年之前工业能源效率逐步提高,主要的拉动力来自于纯技术效率;2008年之后其能源效率的停滞则是主要是由于规模效率的下降导致。究其原因,中国工业是典型的以高要素投入拉动经济增长的方式,工业规模较短时间内扩张,但又由于各地区经济社会发展水平上的巨大差异及受激励机制驱动产生了地方保护和市场分割,地方政府为了保护本地企业的生存和获利能力,会使用行政手段限制本地禀赋丰裕的能源流出,造成资源配置扭曲使得能源效率受损。世界金融危机发生后,我国国内市场严重分割的现象加剧,严重扭曲了市场为基础配置资源的原则,难以实现规模经济,从而拉低了我国工业能源效率。
一、机械工业是为能源发展提供装备的重要产业
是为国民经济各行业及国防建设提供装备的基础性战略性产业。目前,我国机械工业总体规模已连续多年位居世界前茅,我国发电设备的产量占全球60%左右,产业结构也有所改善,产品技术逐年提高。世界最大的单机容量泰山核电机组1号机组175万千瓦核能发电机成功研发,我国在特高压输变电设备的充电桩、高压绝缘套管等一大批长期受制于进口的关键零部件也都取得了重大突破。此外,我国在能源装备的其他方面这些年也有了长足进步,许多产品、许多关键技术已经替代了进口。但是,机械工业也是生产规模大、生产战线长的耗材耗能大户,肩负的责任更加重大。我们还有很多产品能源排放超标、技术改造乏力、工艺水平落后、高效节能等高档产品供给不足。在资源制约、能源安全与环境约束矛盾加剧的形势下,机械工业为能源产业和能源的生产、消费提供高端的产品以及加快转型升级的任务十分艰巨。因此,我们一方面要积极推行绿色制造,带头节能减排;一方面要加大技术创新力度,为社会提供先进、高效、节能和环保的设备和产品,为各行业和社会做出贡献。“十二五”以来,我们按照工业转型升级的总体部署,大力实施“主攻高端、创新驱动、强化基础、两化融合、绿色为先”的发展战略,特别是在创新驱动、绿色为先的战略推进中做了一些工作。我们加快发展核能、太阳能、风电、生物质能等新型清洁能源设备,加快发展高效节能技术装备、资源循环利用装备、煤炭清洁利用及海水综合利用装备,加快发展节能与新能源汽车等,并且努力高质量地满足钢铁、有色、建材、船舶等行业对高效、节能、低排放产品和装备的需求。与此同时,我们也通过推广节能减排技术、应用节能减排工艺设备,提高设计、制造环节的能源材料利用率等措施,加大推进自身节能减排、绿色制造步伐,促进行业产业结构调整和技术产品升级,努力为落实国家能源发展战略做出贡献。当前,机械工业正在按照党的“十八大”和十八届三中全会精神以及国家关于工业转型升级的总体部署在加快推进全行业深化改革和提质增效升级。
二、我国已进入全面深化改革的攻坚阶段
各行业都处在调整产业结构和转变发展方式的关键期。面对着经济全球化和科学技术的日新月异,面对着推动能源生产与消费革命的重要使命,只有加强相关产业间的合作协作,拧成一股绳、一股劲,共同破解难题,实现协同创新,才能加快推进产业转型升级,加快产业振兴步伐,共同行使中国作为负责任大国的使命,为建设资源节约型、环境友好型社会履行责任。这次会议就是以能源市场化改革和生产转型发展为主题,邀请各界精英共同探讨今后能源装备发展如何适应国家能源市场生产、消费方面的需求,从而实能源装备的高端制造化。我们也将广泛听取来自各界人士的真知灼见,以全力推进机械行业主攻高端、创新驱动、强化基础、两化融合、绿色低碳的发展战略,以实际行动为能源生产和消费及保障我国能源安全作出新的贡献。
作者:王瑞祥 单位:中国机械工业联合会会长
关键词:能源化学工程;本科层次;职业教育;基本思路
为贯彻落实国家职业教育改革实施方案,稳步推进本科层次职业教育试点,进一步优化专业设置,2020年4月3日教育部职业教育与成人教育司组织各职业院校开展本科层次职业教育试点专业论证工作。作为国民经济的重要支柱产业,能源化工产业发展的好坏,对促进经济增长和相关产业水平的提高起着重要作用。新疆拥有丰富的石油和煤炭资源,油气资源占全国油气资源总量的四分之一,煤炭储量占全国的40%。随着中国经济的发展,新疆丰富的能源储备和周边国家带动作用使其逐步成为投资发展的热点。现代职业教育体系应是中职、高职、本科及本科以上职业教育贯通式一体化的体系,能源化学工程本科层次职业教育专业设置有利于形成能源化工方向职业教育与学历教育的纵向贯通和横向融通的现代职业教育体系的构建。
1人才培养目标定位
本专业培养具有思想政治素质过硬、德智体美劳全面发展,掌握能源化工技术的开发及利用,面向化工、煤炭、环保、电力、供热等能源转化领域,能在石油石化行业、煤化工行业、天然气化工、新能源/可再生能源、环保和节能减排等领域从事工业生产过程运行、组织及管理、工程设计、技术开发和科学研究等工作,具有创新精神和能力的高层次应用型技术技能人才为目标[1]。
2就业面向
本专业主要面向石油加工和煤化工、天然气化工、新能源(可再生能源)化工技术、多晶硅技术、生物化工技术等行业,从事生产、设计、科学研究、技术管理等工作或继续深造。
3职业能力需求分析
一、总体来看,工科院校具有理论知识学习的优势,企业具有实践能力培养的条件,而培养学生工程实际能力的最好途径还是通过院校与企业进行广泛合作。因此,需要立足于校企合作长效机制的建立,探讨校企合作机制下的工程技术人才培养模式,研究通过校企合作方式深入开展工程教育改革的方法,在人才需求分析、培养计划制定、实践教学环节的完善、青年教师工程能力培养等方面,开展相应的教学研究工作,探索积极稳妥地推进工程教育改革的新思路。一、校企合作背景在经济和科技快速发展的背景下,各国都在研究需要什么样的工程人才。20世纪90年代,美国提出了工程教育“回归工程”;进入新世纪,又致力于培养具有创新能力和领袖素质的高水平工程技术人才。
欧洲一体化以后,欧洲高校进一步加强了与工业界的紧密结合,通过加强校际协作、学生交流等促进工程人才培养的国际化。日本、韩国、印度等国把实行产学合作、培养创新型工程科技人才作为工程教育改革的重点。加强工程师的综合素质培养;实施领导力培训计划,培养工科学生引领本国和世界工程科技发展的能力;培养工程师的国际视野和跨文化交流能力。美国的工程教育开展比较成熟,早在1949年MIT就发表了著名的Lewis报告,提出“实事求是的专业人员”概念,强调工程教育的实践和综合;1955年ASEE发表Grinter报告,提出了“工程科学”的概念,建立了完整的工程教育课程结构模式;1967年的《工程教育目标报告》提出了五年一贯制和工程硕士计划,改变了美国高校以研究为取向的传统路线;1989美国国家研究委员会(NRC)发表《美国工程教育实践模式》,强调理论与实践相结合的工程教育实践模式。2005年美国工程院(NAE)发表《2020工程师培养报告》,研究了2020年工程教育的战略、工程教育实施项目与机制,以及对2020年工程教育的具体建议。欧盟也在改革与发展过程中先后推出了一系列的研究计划,对工程教育的类型、模式和核心课程等问题进行了阐述。
我国高等工程教育受前苏联影响,习惯于从系统性和科学性出发组织课程及内容,而较少从需求出发进行考虑,体现了一种典型的学科课程观。这种传统的思维模式在人们的头脑中根深蒂固,几十年没有得到根本转变。我国近30年的课程体系改革,基本的思路还是在原有课程体系下的改善,而没有从根本上变革。表现在:大部分工程教育依然维持公共基础课程、专业基础课程、专业课的三段论模式;没有打破学科的壁垒,课程的思维仍在学科内单向进行;工程实践课与理论课的矛盾仍未解决。在卓越工程师教育培养计划启动之前,包括天津大学、西南交通大学、上海工程技术大学在内的高校已有计划、有目的地系统总结美欧日澳等发达国家和国内院校工程创新人才培养的先进经验,拟制了“工程创新人才基本要求大纲”,从工程创新人才的品行、能力、知识多个维度将工程创新人才的培养目标进一步细化,并通过品德养成计划、心理健康计划、工程实践校企合作下工程教育的改革与实践结合卓越工程师教育培养计划的特点和需求,从工程教育现状分析、校企合作互动模式的角度论述了校企合作下工程教育的能力培养计划、创新能力培养计划等教育实践当中的具体改革来完成培养目标的实现。哈尔滨工业大学等国内知名高校较早推进了工程教育改革实验区建设,加强实验室建设,改进毕业实习和毕业设计的方法,培养教师具有较高的工程素质,进而推进工程教育改革。近年来,教育部在全国范围内推进卓越工程师培养计划。该计划是教育部落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大改革项目,包括清华大学、上海交通大学、浙江大学、北京理工大学、同济大学、华中科技大学、西安交通大学、天津大学在内的61所高校,成为首批实施“卓越计划”的高校。“卓越计划”具有三个特点:一是行业企业深度参与培养过程,二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才,三是强化培养学生的工程能力和创新能力。遵循“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样”原则,从创立高校与行业企业联合培养人才的新机制、创新工程教育的人才培养机制、建设高水平工程教育师资队伍、扩大工程教育的对外开放、制订“卓越计划”人才培养标准等五方面推进该计划的实施。哈尔滨工业大学作为第一批实施“卓越工程师教育培养计划”的985高校,结合自身在工科专业和工程教育领域的传统优势,提出了“弘扬传统、与时俱进,科研支撑、校企联合,强化实践,突出特色,面向世界、培育英才”的基本思路,按照“卓越工程师培养计划”通用标准优化和调整了本科、研究生各阶段的人才培养方案,提倡学校各专业通过校企合作加强学生实践能力的培养。
二、校企合作的培养模式校企合作的培养模式,既能发挥学校和企业各自优势,又能共同培养社会与市场需要的人才,是高校与企业双赢的模式之一。企业参与工程教育,可以更好地宣传企业文化,满足对技术应用型人才的需求,学校为企业参与工程教育提供有利条件,也可以更好地培养学生的工程实际经验。以哈尔滨工业大学能源与动力工程专业为例,该专业目前共有在校生858人,为国防科工委“十一五”国防重点专业,所属动力机械及工程热物理学科为国家一级学科重点学科,教学和科研实力雄厚。卓越工程师培养计划实施以来,该专业与哈电集团下属的哈尔滨电机厂、锅炉厂和汽轮机厂等企业签署了“卓越工程师培养计划合作协议”。此外,学科牵头与哈尔滨电机厂共建了面向全国高校的国家级工程实践教育中心,校企合作层次得到了进一步提高。能源与动力工程专业实施卓越工程师培养计划以来,通过和企业的密切联系和深度合作,形成了若干校企合作的互动模式。归纳起来可以分为以下几点:
1.企业参与培养计划的制定由校企联合制定人才培养标准,根据培养标准,校企联合制定培养大纲,共同建设课程体系和教学内容,包括企业学习阶段培养方案的制订。学校在进行本科生培养计划方案修订过程中,通过与企业充分沟通,在第二学年新开设了“项目学习方法与实践”课程,在第三学年新开设了“企业专家讲座”课程,并结合工程化培养的需求详细制定了课程教学大纲和教学计划。另外,在学校和企业共同参与的情况下,结合专业课程及就业需求,深入分析和制定了学生实习计划,使学生深入了解企业的组织机构和生产组织管理情况、主要产品的开发方法和生产流程、产品的工作原理及典型部件的装配工艺过程、先进制造技术和现代化生产方式、技术文档资料的编写和管理规范等。
2.共同开发和共享人才资源企业具有经验丰富的工程技术人员,学校具有基础理论扎实的研究人员,双方可互为提供科研、讲学条件,形成优势互补,共同培养科技创新人才。学校每年派遣一定数量青年教师到企业接受工程化培养,也为企业科技人员提供攻读博士、硕士学位研究生、在职培训、学术讲座等形式的继续教育。另外,依托哈尔滨锅炉厂、电机厂、汽轮机厂等国有企业的资源,以能源与动力工程专业与国内大中型企业的长期科研和教学合作为基础,从企业中聘请富有教学经验的高级工程师壮大教师队伍。国有企业的工程师具有丰富工程经历和掌握较先进的工程技术,是补充“卓越工程师”教师队伍的师资源泉,目前已有10余名高级工程师在从事本科生毕业设计指导、研究生合作培养等教学工作。
3.加强本科毕业设计的工程化背景能源与动力工程专业每年约有40名本科生参与卓越工程师培养计划,毕业课题全部来自企业生产、开发和测试的实际工作,参与卓越计划的学生全部实施双导师制,由校内导师和企业导师共同制定毕业设计任务书,企业导师全程参与学生的毕业设计指导。答辩委员会由校企双方相关人员组成,答辩小组根据毕业设计(论文)工作情况和答辩情况给学生评定成绩,并向院学位委员会提出是否授予学士学位的建议。目前已有约70名参与校企合作培养的学生顺利毕业并获得学位,其中5名学生论文获得校优秀毕业论文。
摘要:简要介绍了我国玻璃工业的发展现状,论述了在能源危机日益加重的环境下,玻璃工业实现节能减排的重要战略意义,并对玻璃工业的未来发展进行了展望。
关键词:玻璃生产技术;节能减排;发展现状
引言
节约能源、保护环境是时代的发展趋势,同时也是我国实现可持续发展战略的重要组成部分,是发展绿色生态建材,改善人类居住环境的第一要素,也是新时代我国平板玻璃工业技术升级的重中之重。玻璃产品及其深加工制品广泛应用于地产建筑、汽车、消费电子、太阳能光伏以及装饰等领域,不仅是生产资料,也是不可缺少的生活资料。经过40年左右的发展,玻璃产业飞速进步,工艺水平和设备也取得了革命性突破。与此同时,玻璃工业也是高能耗产业,高污染排放的行业之一,是我国污染排放的重点行业。高耗能、低效率、高排放的经济发展模式造成了严重的大气污染已经成为制约全人类生存和发展的重大问题。我国玻璃工业发展仍未脱开粗放方式,存在发展无序、产能失控以及产业结构不合理的现象。节能减排成为全人类共同的责任和奋斗目标。
1玻璃工业的发展现状
平板玻璃工业是国民经济建设的基础材料工业。从1989年起至今,我国平板玻璃产量一直占据世界首位。2019年,全国平板玻璃产量9.3亿重量箱,增长6.6%,占全球总产量的60%以上。浮法工艺是我国平板玻璃生产的主要工艺,其中浮法玻璃产量占平板玻璃总产量的大约70%以上;国内三百多条浮法玻璃生产线总产能增幅达15.73%[1]。国际先进水平浮法线占我国浮法线能力的比例为30%,浮法线的平均规模由2005年的425t/d提高到524t/d,最大规模达到1000t/d[2]。随着新型技术的研究,逐渐研制出了超薄玻璃(0.12~1.3mm)、超厚玻璃(15~25mm)、在线镀膜玻璃(阳光膜和Low-E膜),以及自洁、超白、本体着色、微晶、防火超白压延、太阳能镀膜玻璃等新品种,并利用国产技术建成900~1000t/d大型浮法玻璃生产线[3]。据工信部统计,2019年,加工玻璃主要品种(钢化、夹层和中空玻璃等)年产近7.64亿m2。
2玻璃工业的能耗与排放