《【大连】海洋经济深化的“生态之问”:港口城市如何从“大进大出”转向“精深加工+高端服务”的绿色石化生态?》
摘要
大连,作为东北地区最重要的开放门户与临港工业重镇,其产业命脉与“港口”和“石化”深度绑定。以长兴岛(西中岛)石化产业基地为核心载体,大连形成了从原油码头、仓储、炼化到基础化工原料生产的庞大石化产业集群,其传统发展逻辑深刻遵循“大进大出”的港口经济范式:依托深水良港进口原油,通过大规模炼化装置生产成品油及大宗基础化学品,再经由港口销往国内外市场。
本报告的核心命题是:大连能否超越这种以物流吞吐量和初级产品规模为核心的“流量变现”模式,通过一套基于工业生态学、价值链治理与碳资产运营的顶层设计,构建一个以“分子精准炼化”为价值起点、以“产业链深度协同”为核心支撑、以“绿色高端服务”为价值延伸的闭环式绿色石化生态?报告指出,这一构建的本质,是从依赖地理区位与规模效应的“港口租金”模式,跃迁至依靠技术复杂性、网络协同性与碳管理先进性的“技术租金”与“生态租金”模式。报告构建了“绿色石化生态三重价值架构”模型,提出生态系统的竞争力取决于其对“分子经济价值深度”、“产业链共生网络密度”与“碳要素资产化程度”三个维度的系统优化与集成运营水平。
诊断表明,大连在港口基础设施、炼化一体化规模、部分新材料领域具备显著优势,但在支撑分子级原料优化的智能化系统、驱动产业链跨企业精准匹配的公共平台、以及贯通碳排放监测-核算-交易-金融的全链条服务能力上,存在结构性短板。基于流程工业智能制造理论、工业共生网络分析与碳金融理论,本报告提出,大连应致力于成为“国家沿海重化工业绿色低碳转型的‘系统重构样板区’”。
具体路径包括:建设“石化分子管理智能中枢与原料柔性优化系统”,构建“基于数字孪生的区域石化产业链共生匹配与调度平台”,并设计“涵盖碳足迹、碳资产与碳金融的‘蓝色碳汇+工业减排’综合服务包”。这一系列架构旨在将大连的港口物流优势,升维为对全球石化价值链中高端环节的“分子设计权”、“产业链组织权”与“绿色规则定义权”,从而驱动城市从“国家石化产业基地”向“全球绿色石化创新与服务枢纽”的战略跃迁。
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引言:巨轮与管道的交响曲——“吞吐经济”的繁荣与隐忧
大连的城市工业化叙事,是一部港口与石化交织的宏大篇章。得天独厚的深水岸线资源,使其成为中国北方原油接卸与成品油输出的核心枢纽。依托这一枢纽优势,以中国石油大连石化公司、恒力石化(大连)等巨头为代表的炼化企业在此集聚,形成了超亿吨级的炼油能力和庞大的下游装置群。“大进大出”成为最贴切的产业写照:巨型油轮载着海外原油驶入港口,通过管道输往腹地炼厂;经过复杂的催化、裂解、重整,转化为汽柴油、对二甲苯(PX)、乙烯等产品,再通过船运或陆路分销至全国。这一模式在过去数十年有力支撑了大连乃至区域的工业经济增长,其价值创造的核心逻辑在于规模经济与物流效率,即通过最大化装置负荷与港口周转,摊薄固定成本,获取炼化环节的边际利润。
然而,在“双碳”目标战略约束与国内石化行业产能结构性过剩的双重背景下,这一传统模式的可持续性正面临严峻拷问。其内在局限性体现为两个层面的“价值流失”:一是产业链价值的纵向流失。“大进大出”模式将大连锁定在全球石化价值链的“中段”位置——即大宗基础原料的生产。价值链高端的特种材料、专用化学品、高端合成材料的研发与生产,以及价值链另一端的品牌、渠道与技术服务,大量分布于长三角、珠三角或海外。大连虽拥有庞大的物料通过量,却未能充分捕获物料转化过程中蕴含的更高阶价值。二是环境价值的隐性流失。大规模初级加工伴随着显著的能源消耗与碳排放,在现行环境成本尚未完全内部化的制度下,这部分成本由社会承担。随着碳定价机制的完善和环境规制的收紧,纯粹的规模扩张模式将承受越来越大的合规成本与碳成本压力。
因此,大连建设“产业结构优化的先导区”、打造“万亿级绿色石化产业集群”,其深层挑战在于能否实现一场根本性的发展范式革命:从追求“吨位”和“吞吐量”的线性增长,转向追求“分子价值”和“服务增值”的网络化共生。这要求大连回答:在巨轮往来与管道纵横的物理图景之上,能否构建一套更为精密的“数字化学与产业协同图谱”,使得每一滴原油中的碳氢分子都能被规划至最高价值的转化路径,使得每一家企业的副产品或废能都能在区域内找到“消化者”,使得每一吨碳排放都能被精确计量并转化为可交易的资产或可融资的标的?从“港口加工区”到“绿色石化生态圈”的跃迁,意味着大连必须将其核心竞争力,从自然禀赋赋予的“接卸与转化规模”,重构为知识、数据与规则定义的“优化与协同智能”。
第一部分:范式辨析——“吞吐经济”与“绿色石化生态”的系统性分野
为厘清转型升级的路径与内涵,本报告构建“绿色石化生态三重价值架构”模型,用以解构并对比两种发展范式的底层逻辑与价值生成机制。
1.1 “吞吐经济”范式:基于规模效率与区位租金的“流量通道”模型
这一范式是大连石化产业既往成功经验的概括,其经济学本质是“港口区位优势的产业化实现”。
价值创造核心:通过最大化炼化装置的处理量(进料)与港口码头的周转量(进出),获取生产环节的加工利润与物流环节的服务收益。价值函数简化为:利润 ≈ (产品价格 - 原油成本 - 加工成本) × 规模 - 环境合规成本。其增长高度依赖产能扩张与市场景气周期。
产业系统特征:
线性代谢主导:遵循“原油输入—炼化加工—产品输出”的单向线性流程。生产过程的副产物、余热、废气等被视为需要处理的“废物”或“负担”,系统内物质与能量的循环利用水平有限。
企业孤立运营:各石化企业(包括毗邻的企业)主要以独立运营为主,原料互供、能源梯级利用、废物协同处置等横向共生关系薄弱。园区更多是企业的“物理集合”而非“化学耦合”。
产品结构同质:以生产国标大宗品为主,产品差异化程度低,竞争集中于成本与规模。对下游高端产业需求的响应与牵引能力不足。
发展天花板与风险:增长受制于环境容量、土地资源与市场需求的刚性约束。面临国内新增大型一体化基地(如浙江舟山、广东惠州)的激烈同质化竞争。对原油价格波动极度敏感,抗风险能力脆弱。在碳约束下,规模越大,潜在的转型成本与风险也越高。
1.2 “绿色石化生态”范式:基于分子优化、网络共生与碳价值管理的“价值网络”模型
目标范式旨在将大连的石化产业集群重构为一个具有自适应、自优化能力的“产业生命共同体”。其竞争力建立在“三重价值架构”的协同之上:
第一重架构:分子经济价值深度——从“炼油”到“分子管理”
超越以生产特定大宗产品为目标的传统炼化模式,转向以最大化每个碳氢分子的经济价值为目标的“分子炼油”或“分子管理”。这依赖于:
全流程智能化:基于人工智能与机理模型,对从原油评价到最终产品出厂的整个流程进行实时模拟、优化与决策,实现“宜油则油、宜烯则烯、宜芳则芳、宜化则化”的柔性生产。
产品高端化与定制化:向下游延伸,发展高性能聚合物、特种弹性体、高端专用化学品、电子化学品等高附加值产品,直接对接新能源汽车、电子信息、生物医药等战略性新兴产业的需求。
这一重架构的目标是提升单位原料的价值产出率。
第二重架构:产业链共生网络密度——从“孤岛”到“循环共生体”
运用工业生态学原理,在区域尺度上构建企业间的物质、能量、水循环利用网络。核心是建立“工业共生关系”,例如:
炼厂副产氢气纯化后供给周边化工企业作为原料。
化工厂的余热蒸汽用于区域集中供热或驱动邻近企业的吸收式制冷。
一家企业的废催化剂成为另一家企业回收贵金属的原料。
这一重架构需要公共基础设施(如管道廊道)、信息匹配平台与利益分配机制作为支撑,目标是降低区域系统的物耗、能耗与排放总强度。
第三重架构:碳要素资产化程度——从“成本负担”到“价值载体”
将碳排放从环境外部性成本,转化为可管理、可交易、可融资的资产。这包括:
精准碳核算与足迹管理:建立覆盖全产业链的碳监测、报告与核查(MRV)体系,为每一批关键产品提供可信的碳足迹标签。
碳资产开发与运营:将企业通过节能改造、工艺革新、CCUS(碳捕集、利用与封存)产生的减排量,开发为核证减排量(CCER)等碳资产。
碳金融与衍生服务:基于碳资产开展质押融资、碳远期、碳期权等金融业务,为企业绿色转型提供低成本资金。
这一重架构的目标是将环境约束转化为新的价值创造源泉与竞争优势。
在这一范式下,大连石化生态的竞争力函数应进化为:生态竞争力 = f(分子优化AI模型效能, 共生网络连接度与稳定性, 碳资产数据可信度与金融产品创新度, 绿色标准与认证话语权)。
1.3 范式跃迁的认知与能力鸿沟:从“生产运营专家”到“产业生态系统架构师”
大连的石化产业队伍,深谙大型装置安全、稳定、长周期运行的“生产运营之道”。而构建绿色石化生态,要求其培育“产业生态系统架构师”的能力——即能够设计跨企业的物质能量交换网络,能够运营连接供需、技术、金融的多边平台,能够将碳排放等环境要素转化为金融工程产品。这需要跨越化学工程、系统工程、经济学与金融学的知识壁垒。
第二部分:大连现状诊断——“大”的体量与“浅”的价值
将大连石化产业置于“三重价值架构”模型下审视,可见其在“规模体量”上优势突出,但在“价值深度”、“网络密度”与“碳资产化”等维度上,仍处于起步或探索阶段。
2.1 “大进大出”的坚实基底与转型包袱
基础设施与规模优势:拥有国内领先的原油码头、储运设施和超大型炼化一体化装置,产业基础雄厚,具备向上下游延伸的物理空间和原料保障。
龙头企业引领:恒力石化、大连石化等企业已在炼化—化纤一体化、精细化工等领域进行布局,展示了向价值链下游延伸的潜力。
“规模惯性”与“锁定效应”:巨大的沉没资产(千亿级的装置投资)和成熟的“炼油—销售”盈利模式,形成了强大的运营惯性与路径依赖。转向需要巨额研发投入、市场开拓且回报周期长的高端化学品与服务业,面临内部决策阻力与外部市场不确定性。
2.2 构建“绿色石化生态”的四大关键断点
断点一:生产过程的“分子级”智能化与柔性化能力不足。当前炼化过程的优化更多基于班组经验与离线化验,缺乏贯穿全流程的、实时动态的分子级组成追踪与优化系统。装置“宜油则油、宜烯则烯”的柔性切换能力有限,难以根据原油品质与市场价格波动,实时调整生产方案以实现分子价值最大化。这限制了从“大宗品生产”向“高端化学品定制”跃迁的技术基础。
断点二:区域产业链“共生网络”构建迟缓,公共平台缺位。长兴岛等石化园区内企业间的原料互供、能量梯级利用仍处于自发、零散状态,缺乏系统规划与第三方运营的公共管廊、气体管网等关键共享基础设施。更缺乏一个数字化的“工业副产品与能源供需匹配平台”,使得潜在的共生机会因信息不对称和交易成本过高而无法实现。园区生态仍呈现“聚而不联”的特征。
断点三:碳管理停留在“合规应对”层面,远未达到“资产运营”高度。企业对于碳排放的管理主要为了满足政府强制报送与履约要求,属于被动合规。对产品碳足迹的精细核算、对减排项目碳资产的主动开发、对碳金融工具的运用,普遍缺乏意识、能力与专业团队。大连尚未形成服务于区域石化行业的第三方碳核算、碳认证、碳资产开发与交易服务集群。
断点四:面向高端化与服务化的“产学研用”协同体系薄弱。特种材料、电子化学品的研发与产业化,需要与下游应用端(如芯片厂、面板厂、汽车厂)进行紧密的“共同开发”(Co-Development)。大连本地高端制造业生态相对薄弱,与下游应用市场的物理距离和心理距离较远,导致研发与市场脱节。同时,缺乏连接高校院所前沿技术、工程公司转化能力与生产企业应用场景的专业化中试与孵化平台。
2.3 “高端装备”与“绿色石化”的产业协同机遇未被激活
大连在高端装备(如重型压缩机、大型反应器、海工装备)领域同样具有优势。这两大主导产业本应形成强力协同:绿色石化需要的高端特种泵阀、节能装备、环保装置,是本地高端装备产业的潜在市场;高端装备的轻量化、耐腐蚀新材料需求,又是绿色石化新材料产业的创新方向。目前,这种跨产业的协同创新与供应链耦合尚未形成机制化通道。
第三部分:生态架构路径——构筑“黄渤海绿色石化协同创新共同体”
大连的破局,必须启动一项旨在赋能分子优化、编织共生网络、激活碳资产、贯通产学研用的系统性工程。本报告提出构筑“黄渤海绿色石化协同创新共同体”的完整方案。
3.1 智能基座:石化分子管理智能中枢(M-MIC)与区域工业共生数字孪生平台
建设“大连石化分子管理智能中枢(M-MIC)”:
系统架构:联合中科院大连化物所等顶尖科研机构及龙头企业,开发集成原油快速评价、实时流程模拟(RTO)、先进过程控制(APC)与人工智能决策的云端一体化系统。
核心功能:接入企业实时生产数据(需脱敏),利用数字孪生技术,对生产流程进行分钟级滚动优化。系统可推荐在当前原料价格、产品市场价格、碳价及装置约束下的最优生产方案与调度指令,动态调整产品收率,并向采购部门提供原油采购品种与时机建议。该系统可作为第三方工业互联网平台的核心服务向企业提供。
构建“长兴岛工业共生数字孪生平台”:
平台定位:园区尺度的物质流、能量流、碳流可视化、模拟与调度工具。
核心模块:
企业资源能力地图:鼓励企业登记其可对外供应的副产物、富余能源、可共享的仓储与物流设施、可开放的技术能力。
智能匹配与可行性分析:基于物质流分析(MFA)与热力学分析,自动识别潜在的共生机会,并模拟构建连接管道、实施技术改造的经济与环境效益。
虚拟管线规划:为规划中的公共管廊、氢气管网等提供最优路径模拟与承载力分析。
3.2 服务与市场引擎:“产品—技术—碳”三位一体的高端服务中心
成立“大连高端化学品定制化服务中心”:
运营模式:采取“市场牵引+技术驱动”的“反向创新”模式。中心深度对接长三角、珠三角下游电子信息、新能源车企的需求,将具体的材料性能指标(如耐高温、高绝缘、低介电)转化为分子结构设计与合成路径,组织本地研发力量攻关,并通过中试平台进行快速验证与样品生产。中心承担初始市场风险,促成订单后与研发团队、生产企业分享收益。
设立“大连石化碳资产管理与服务中心(DCAM)”:
核心业务:
碳核算与认证:提供符合国际标准(如ISO 14064)与国内要求的碳盘查、产品碳足迹核算与认证服务。
碳资产开发:为企业节能、CCUS等项目开发CCER等碳资产,并提供项目设计文件(PDD)编写、申报、核证等一站式服务。
碳金融与交易:作为综合服务商,连接企业、交易所与金融机构,提供碳资产托管、碳质押融资、碳交易策略咨询等服务。探索基于区块链的碳资产溯源与可信交易。
3.3 规则与金融创新:绿色溢价采购机制与产业链碳足迹责任共担协议
推动建立“大连绿色石化产品政府采购与大型企业优先采购机制”:
规则设计:由大连市政府牵头,联合本地大型国企、龙头民企,发起绿色采购倡议。对于达到特定绿色标准(如低碳足迹、高回收含量)的本地化工产品,在政府采购和大型企业采购中给予一定比例的价格溢价或优先采购权。此举为绿色创新产品提供初始市场出口,形成“绿色溢价”激励。
设计“基于区块链的产业链碳足迹责任共担与收益共享智能合约”:
应用场景:针对某一下游高端品牌客户(如汽车品牌)对低碳材料的需求,其上游的树脂生产企业、更上游的单体生产企业共同参与。
合约机制:各方将经核查的碳排放数据上链。智能合约根据预设的分配规则(如基于质量分配法、经济价值分配法),自动计算各环节对最终产品碳足迹的贡献比例。当该低碳材料获得市场绿色溢价时,智能合约根据贡献比例自动将溢价部分分配至链上各参与企业。该机制解决了产业链协同降碳的收益分配难题,激励上游企业主动减排。
从“物流门户”到“价值总部”——大连在国家石化产业格局中的战略升维
大连构建“精深加工+高端服务”绿色石化生态的探索,其深远意义在于为中国庞大的沿海重化工业带应对资源环境约束与全球价值链重构挑战,提供一个基于系统优化与生态化发展的“港口城市转型范式”。这场转型的成功,不取决于大连能否继续扩大其炼油能力,而取决于其能否成为全球绿色石化技术创新、标准输出与高端服务供给的关键节点。
“黄渤海绿色石化协同创新共同体”的构想,是为这一战略升维设计的集成操作界面。这一转型要求大连完成三重历史性的角色蜕变:在产业功能上,从国家能源与原材料安全的“保障基地”,跃迁为引领石化产业绿色化、高端化发展的“创新策源地”与“服务输出地”;在经济形态上,从依赖大宗商品贸易与加工的“流量经济”,转向依托知识产权、数据服务与碳资产运营的“质量经济”与“深度经济”;在区域影响上,从东北亚重要的货物中转港,进化为辐射环渤海乃至东北亚的绿色化工产品定价中心、碳资产管理中心与产业协同规则设计中心。
这场转型成功的标志,将是当一家欧洲汽车企业寻求低碳工程塑料时,会优先与“大连高端化学品定制化服务中心”接洽;当国内石化企业规划节能减碳项目时,会委托“大连石化碳资产管理与服务中心”进行资产开发;当学术界研究工业共生最佳实践时,“长兴岛工业共生数字孪生平台”的优化案例会成为经典教材。届时,大连“港口城市”的内涵将被彻底刷新:它不仅是中国北方联通世界的海运门户,更是全球石化产业向绿色未来转型进程中,一个集分子设计智慧、网络协同算法与碳金融创新于一体的“价值创造总部”。这,才是“产业结构优化的先导区”所应展现的先锋姿态,也是大连在新时代赋予“面朝大海”的全新战略深意。
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