21世纪制造业的发展趋势
——兼论化工产业如何创造更高价值
中国过程系统工程专业委员会副主任委员  杨友麒
　　● 规模经济走向范围经济：精细化、功能化产品创造更高价值
　　● 传统制造走向制造服务：应用与服务将是未来企业的核心竞争力
　　● 耗能污染走向绿色生态：现代产业发展的大势所趋
　　在当前这轮产业结构优化升级、发展现代产业体系、大力推进信息化与工业化融合以应对全球性金融危机的
浪潮中，我国所面临的挑战是：传统的产业结构不能适应新的形势，急待优化升级；依靠“三高（高物耗、高能
耗、高污染）两低（低人均GDP、低劳动生产率）”的增长方式难以为继；自主创新能力弱，国际竞争力不高；信
息化有了一定基础，但集成和协同薄弱。在这种形势下，我国制造业特别是化学工业该如何把握战略发展方向？
中国石化经济技术研究院  
　　一、 从规模经济逐步向范围经济过渡
    在工业化的过程中一直存在规模经济和范围经济两种模式的基本矛盾。规模经济指的是品种少、规模越大成
本越低的经济，它以装备规模大型化为基础，追求“做大做强”；而范围经济指的是品种越多、成本越低的经济
模式，又称“长尾经济”，它以信息化协调为基础，遵循“隐形冠军、利润为先”的理念。范围经济的经济性来
源于“同一范围内共享资源、均摊成本”，例如多个品种设计共享同一模板，中小企业共享同一生产园区的基础
设施和制度等，这种经济优势在很大程度上取决于协调发展。
　　长期以来规模经济都处于主导地位，但是随着信息革命时代来临，由于协调型生产力具备了坚实物质基础而
出现突变性发展，从而改变了规模经济和范围经济两种模式200年来的力量对比，使范围经济逐步上升为主导地
位。托夫勒的第三次浪潮理论指出：单一品种大规模生产转向小批量、多品种生产。
　　我国在规模经济发展上已经取得很大的成就，制造业规模达到世界第三位，其中2007年信息电子产业已达
到世界第二位；钢铁产量连续11年保持世界第一，比排名2～8位的日本、美国、俄罗斯等7国的总和还多；炼
油加工能力从1978年不到1亿t/a发展到2007年的3.7亿t/a，成为仅次于美国的世界第二大炼油国；乙烯产
量位居世界第二位；合成纤维占世界产量1/2以上，居世界第一。这种资源密集/资金密集型的制造业发展到今
天，供大于需的矛盾已经显现，“三高两低”的矛盾加剧。是继续沿着大规模、高产值的重化学工业化道路前进，
还是应该考虑一些新的发展思路？
　　化工产业：精细化、功能化、特种化学品创造更高价值
    对于化学工业，范围经济主要指精细化工，包括功能化学品和特种化学品，其处于化学工业的价值链的后端
位置，具有专用性强、功能性强、技术密集、附加价值高、经济效益好的特点。而且越靠近用户的特种化学品，
其价值越高、科研开发费用也越高，技术密集程度也相应提高。以每千瓦质子传导燃料电池功能材料的价格链为
例，可以体会到从大宗原料到特种化学品的增值过程：如果所用高分子膜的合成单体价格为1美元，则制成合成
材料为6美元，制成高分子膜为56美元，制成膜-电极装配（包括催化剂）成品要152美元。
　　精细化工是一个国家综合技术水平的标志之一，20世纪80年代发达国家精细化工率为45%～55%，21世纪初
已超过60%。目前，世界精细化学品品种超过10万种。我国精细化工经过50多年的发展，形成了约20～25个门
类，其中农药、染料、涂料、试剂、感光材料、化学医药等已经具有相当规模，在化学工业内部形成了独立的行
业；饲料添加剂、食品添加剂、工业表面活性剂、水处理化学品、造纸化学品、皮革化学品、油田化学品、电子
化学品、胶粘剂、生物化工、功能高分子等也已初具规模。据不完全统计，目前我国已有精细化工生产企业约8000
多家，产品品种达3万种以上，年生产量约1300万t，产值约3900亿元，精细化率为35%～40%。
　　我国精细化工生产虽然已有很大发展，但比起炼油、乙烯等大宗化学品便成了短腿。我国的精细化工生产之
所以落后，主要存在以下问题：①科研开发投入严重不足，自主创新品牌和高端产品少，国际竞争力差；②没有
解决投资主体的问题，难以形成有自主品牌的“旗舰”，世界排名100强之内的特大公司基本没有出手。只能靠
“门槛低、投资少、增值高、批量小”的特点吸引社会和民间零散资金；③信息技术缺失。企业生存尚成问题，
如何有能力关心信息化？因而这种十分依赖信息技术支撑协调效应的范围经济难以发挥优势，造成“恶性循环”。
　　
　　二、 从传统制造业向制造服务业过渡
    最早领悟到要从传统制造业转向服务业的是IT制造商，引领该潮流的IBM公司前总裁郭士嘉（Gerstner）
提出：面向21世纪的企业核心竞争力正在从技术、产品转向应用、服务。根据这种战略思路改造后的IBM逐步
由传统的硬件制造商转变为以应用服务为主的新型公司，从而使其在美国高科技不景气的年代以“一枝独秀”，
保持稳定的利润率。
　　台湾宏基公司创始人施振荣提出了著名的微笑曲线（见图1），他认为在整个制造产业链中（包括产品设计、
原料采购、仓储运输、产品制造、订单处理、批发经营以及终端零售等7个环节），产品制造处于曲线的底部，
利润最少。我国的制造业如果不从整合产业链下工夫，只管自己“Made in China”这一小块，我们岂不是吃了
大亏？郎咸平教授也指出：在高效整合的速度方面，我国和西方的差距是5～15倍。以纺织行业为例，在我国全
部走完这7个环节需180天，西班牙的ZARA是12天，这种高出15倍的高效整合速度大幅降低了成本，正是一
种转向服务业的整合。
　　应用与服务：未来化工企业核心竞争力
    从宏观层面上来看，发展化工服务业可以有不同的途径：
    1. 制造商主业（核心竞争力）的拓展：例如一些特大型能源化工（重化工）集团公司从只生产化工原料（如
乙烯、合成树脂）向下游精细化工、日用化工产品延伸，从而更加接近终端用户。美国最老牌的化学制造商杜邦
公司每年均开发出1000种以上的化工新产品，2007年其五年之内开发的新产品的销售额占总销售额的1/3以上。
连著名的波音飞机公司也提出将飞机产品当成服务的工具和平台，正在转向航空、卫星通讯、空中娱乐和设备维
修保养等领域的综合服务型公司。
    2. 制造商将原有生产服务部门独立出来，形成为社会服务的自负盈亏的生产服务公司：例如，中国石化集
团公司与香港电讯盈科公司在2002年合资成立的石化盈科信息技术公司，就是由原中国石化信息中心分离出的，
旨在利用香港母公司的管理经验和中国石化的项目市场打造我国流程行业领先的IT服务商，2007年的销售额达
到4亿元。

　　三、从高能耗、高污染的重化经济向绿色生态经济(特别是低碳经济)逐步过渡
    生态环境和气候变化问题是21世纪人类社会面临的最大挑战，而以低能耗、低污染为基础的绿色生态经济
（包括低碳经济)为我们提供了一个最新的解决方案,将成为减缓气候变化与实现可持续发展的主要途径和必由
之路。
    1．生态工业园区的循环模式
　　生态工业是指仿照自然界生态过程物质循环的方式来规划工业生产系统的一种工业模式。在生态工业系统中
各生产过程不是孤立的，而是通过物料流、能量流和信息流互相关联。生态工业追求的是系统内各生产过程从原
料、中间产物、废物到产品的物质循环，一个生产过程的废物可以作为另一过程的原料加以利用，达到资源、能
源、投资的最优利用。生态工业园区（Eco-Industrial Park，EIP）是生态工业的实践。20世纪70年代初丹麦
建立卡伦堡（Kalundborg）工业园区，以发电厂、炼油厂为核心，包括生物制药厂、硫酸厂、水泥厂、地区农业、
养鱼场以及居民区域供热，在这些工厂和部门之间实行废物、废热的有偿供给和交换，实现了物质的部分循环和
能源的逐级利用。更有意义的是，这些企业之间的物质和能量交换均是以经济合同形式实现的，不仅改善了区域
环境，在经济上也取得了很大的效益。
　　生态产业链的构建就是要在企业内部、企业之间建立产业链乃至更大范围的生态产业网络，以实现对物料和
能量的更有效利用。生态产业链是生态产业园的骨架，是生态产业系统构建的关键。最具代表性的产业共生网络
运作模式主要包括依托型、平等型、嵌套型和虚拟型4种：①依托型产业共生网络可以分为单中心依托型和多中
心依托型。广西贵糖集团和鲁北化工集团为典型的单中心依托型共生网络，丹麦卡伦堡工业共生体则是多中心依
托型的典型代表；②平等型共生网络是指一家企业会同时与多家企业进行资源的交流，企业之间不存在依附关系，
在合作谈判过程中处于相对平等的地位，依靠市场调节机制来实现价值链的增值，其中最为成功的是加拿大波恩
赛德工业园；③嵌套型工业共生网络是一种复杂网络组织模式，由多家大型企业和其吸附企业通过各种业务关系
而形成的多级嵌套网络模式，奥地利Styria生态产业园是其典型代表；④虚拟型共生网络借助于现代信息技术
手段，用信息流连接价值链建立开放式动态联盟，运营的动力来自多样化、柔性化的市场需求，以市场价值的实
现作为目标，整个区域内的产业发展形成灵活的梯次结构，因此具有极强的适应性。如美国德克萨斯州和墨西哥
交界处的Brownsville生态工业园，通过计算机模型和数据库，在计算机上建立起不同地区成员间的物料或能量
联系，虚拟EIP可以省去一般建园所需的昂贵购地费用，避免困难的工厂迁址工作，具有很大的灵活性。其缺点
是可能要承担较高的运输费用。
　　生态产业是一种信息强度很大的产业，无论是进行生命周期分析还是生态产业园的建设，所需要的信息量都
是巨大的，必须利用现在的网络技术建立灵敏的信息网络。生态产业园建设中需要的信息量要比传统的工业园大，
因为它需要企业在相互充分了解的基础上进行密切的合作。特别是虚拟型共生网络EIP更完全是建立在充分信息
化基础上的新模式，这些均需要信息技术的强大支撑，也是两化融合的重点方向。
　　生态工业：中国迈出步伐
　　我国从2001年开始陆续开展EIP的建设，截至2009年2月，由环境保护部批准建设的国家级生态工业示范
园区有33个。其中按照类型划分：行业类园区9个，占总数的27%，覆盖了制糖、电解铝、盐化工、矿山开采、
磷煤化工、海洋化工、钢铁和煤化工等行业；综合类园区23个，占总数的70%，其中国家级高新技术产业开发区
4个，国家级经济技术开发区11个，国家级保税区1个，环保产业园1个，省级工业园区6个；静脉产业类园区
1个，占总数的3%。
　　2．低碳经济的重要措施
   “低碳经济”( low carbon economy)一词最早正式出现于2003年的英国能源白皮书《我们能源的未来:创建
低碳经济》,是指以低能耗、低污染为基础的绿色生态经济。
　　几Ｎ大措施发展低碳经济
　　目前我国是全球温室气体排放第二大国。根据国际能源机构（IEA）的预测，我国的温室气体排放量将于2009
年前后超过美国，成为世界第一，由此面临控制温室气体排放的巨大压力。2007年9月8日,国家主席胡锦涛在
亚太经合组织(APEC)第15次领导人会议上郑重提出了4项建议，明确主张“发展低碳经济”，令世人瞩目。　
   （1）调整产业结构，发展资源回收利用的“静脉”产业,是大幅度减少资源、能源消耗的有力措施。全世界
每年产生的废物超过20亿t，按现在的趋势发展，到2030年我国每年将产生5亿t固体废物，印度为2.5亿t。
如果提高废钢回炼率，使回收的废钢直接短流程电炉炼钢，可以显著节能；又如其中钢渣、粉煤灰、电石渣、煤
矸石、磷渣等都可以用作建筑材料，节约生产建材的部分能耗。
   （2）调整能源结构是另一项重要措施。我国的能源结构以煤为主，这是造成我国高碳排放的主要原因之一。
国际能源机构估算，2001~2030 年，我国能源部门需要投资2.3万亿美元，其中80%用于电力投资，约1.84 万
亿美元。如此大规模的建设计划，如果只使用当前以火力发电为主的技术，对于环境的伤害是不可逆转的。核能
在扣除核材料生产和废物处理过程中所消耗能量后可视为无碳排放能源,欧洲的核发电比例较大,对推进低碳经
济起了很大作用，我国也应加大核电站的建设。生物质能源、风能、地热能、潮汐能等可再生能源都应作为低碳
能源进行重点开发。
   （3）通过产业链耦合或工业共生优化产业链是循环经济新的发展方向。例如，我国每年约有3 ×108 t以上
的煤用于炼焦,每生产1t焦炭会副产200m3焦炉气。焦炉气中含氢成分高，把焦炉气作为燃料使用并不合理，如
果把焦炉气全部替换出来，再与德士古、Shell炉生产的富碳合成气匹配，调节氢碳比后进入甲醇合成塔将会提
高甲醇产量，并具明显的节能效果。据统计，英国的工业共生项目有超过8000家公司参与，400多万t的工业废
物被循环利用，消除了35万t有害废料，减少了900万t废物，以及少利用630万t天然原材料，减排450万t
二氧化碳，而参与者的销售增加了2.08亿美元，节省开支1.7亿美元。
   （4）通过发展CO2利用技术推进低碳经济。目前许多以CO2为原料的新工艺正在开发之中，例如CO2合成碳
酸二甲酯；用焦炭还原CO2生产CO；通过CH4和CO2的直接催化转化制取高附加值产品等。

    四、结束语
    在全球化、信息化迅猛深入发展的今天，我国也进入一个工业化与信息化融合发展的新阶段。我国作为世界
化学工业中的制造大国，如何由“中国制造”走向“中国创造”，要求我们把握21世纪制造业发展的大趋势，把
握工业制造业加快调整产业结构、加快转变经济发展方式的时机，积极主动地将传统制造业推向新型现代制造业。