基于熵权-层次分析法的中国现代煤化工行业可持续发展综合评价

doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2019-1195

化工进展 ›› 2020, Vol. 39 ›› Issue (4): 1329-1338.DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2019-1195

基于熵权-层次分析法的中国现代煤化工行业可持续发展综合评价

李俊杰^1,²(),程婉静²(),梁媚³,严晓辉⁴,杨靖东¹,张岳玲⁵,冯连勇³,田亚峻²(),谢克昌^4,^6,⁷

^1.中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京 100083
^2.北京低碳清洁能源研究院，北京 102211
^3.中国石油大学（北京）经济管理学院，北京 102249
^4.国家能源集团，北京 100011
^5.华北电力大学环境科学与工程学院，北京 102206
^6.中国工程院，北京 100088
^7.太原理工大学煤科学与技术教育部重点实验室，山西太原 030024

收稿日期:2019-07-26 出版日期:2020-04-05 发布日期:2020-04-28
通讯作者: 程婉静,田亚峻
作者简介:李俊杰（1989—），男，博士研究生，研究方向为煤炭清洁高效利用与发展战略。E-mail：ljj-buaa@outlook.com。
基金资助:
中国工程院重大咨询项目(2016-ZD-07);中国工程院中国工程科技知识中心项目(CKCEST-2018-2-4)

Comprehensive evaluation on sustainable development of China’s advanced coal to chemicals industry based on EWM-AHP

Junjie LI^1,²(),Wanjing CHENG²(),Mei LIANG³,Xiaohui YAN⁴,Jingdong YANG¹,Yueling ZHANG⁵,Lianyong FENG³,Yajun TIAN²(),Kechang XIE^4,^6,⁷

^1.School of Chemical and Environmental Engineering, China University of Mining and Technology (Beijing), Beijing 100083, China
^2.National Institute of Clean-and-Low-Carbon Energy, Beijing 102211, China
^3.School of Economics and Management, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China
^4.China Energy Investment Corporation, Beijing 100011, China
^5.School of Environmental Science and Engineering, North China Electric Power University, Beijing 102206, China
^6.Chinese Academy of Engineering, Beijing 100088, China
^7.Laboratory of Coal Science and Technology, Ministry of Education and Shanxi Province, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, China

Received:2019-07-26 Online:2020-04-05 Published:2020-04-28
Contact: Wanjing CHENG,Yajun TIAN

摘要/Abstract

摘要：

中国现代煤化工行业规模扩张迅速，但其可持续发展也面临高资源消耗、环境污染严重等挑战。本研究建立了基于环境、经济、社会和技术这4个方面的中国现代煤化工行业可持续发展综合评价指标体系。采用熵权法和层次分析法相结合的权重模型，量化了煤直接液化、煤间接液化、甲醇制汽油、中低温煤焦油加氢、煤制甲醇燃料、煤制天然气、煤制烯烃、煤制芳烃和煤制乙二醇这9种现代煤化工技术路线在4个方面的可持续性表现以及综合可持续发展指数，为行业的科学发展提供决策支持。研究结果表明，每种技术路线在环境、经济、社会和技术这4个方面的可持续性表现差异较为明显。煤间接液化的综合可持续性表现最优，其次为中低温煤焦油加氢、煤直接液化和煤制天然气；而甲醇制汽油和煤制芳烃的综合可持续性表现较差。除了煤炭资源丰富的地区之外，在水资源较丰富、环境容量较大的地区布局示范项目理论上也支持现代煤化工行业的可持续发展。最后，基于结论提出建议，为现代煤化工行业制定可持续发展战略、科学布局与合理规划提供重要参考。

关键词: 现代煤化工, 可持续发展, 综合评价, 熵权法, 层次分析法

Abstract:

With the scale booming in recent years, the sustainable development of China’s advanced coal chemical industry (ACCI) has faced many challenges such as high resource depletion and serious pollution simultaneously. This study establishes a comprehensive evaluation index system for sustainable development of China’s ACCI based on four aspects: environment, economy, society and technology. Using the weight model combining entropy weight method (EWM) and analytic hierarchy process (AHP), the sustainability performances in four aspects and comprehensive sustainable development indexes for the nine technology routes of ACCI (namely direct coal liquefaction, indirect coal liquefaction, methanol to gasoline, low-temperature coal tar hydrogenation, coal to methanol fuel, coal to synthetic natural gas, coal to olefin, coal to arene and coal to glycol) are quantified to provide decision support for the scientific development of the industry. The results show that the environmental, economic, social and technological sustainability performance of each technology route varies significantly. Indirect coal liquefaction has the best comprehensive sustainability performance, followed by low-temperature coal tar hydrogenation, direct coal liquefaction and coal to synthetic natural gas. However, the comprehensive sustainability performances of methanol to gasoline and coal to arene are poor. In addition to the areas rich in coal resources, laying out projects in the areas with abundant water resources and large environmental capacity could support the sustainable development of ACCI in theory as well. Finally, implications are put forward to offer a valuable reference for preparing sustainable development strategies, scientific layout and rational planning of ACCI.

Key words: advanced coal to chemicals industry, sustainable development, comprehensive evaluation, entropy weight method, analytic hierarchy process

中图分类号:

李俊杰,程婉静,梁媚,严晓辉,杨靖东,张岳玲,冯连勇,田亚峻,谢克昌. 基于熵权-层次分析法的中国现代煤化工行业可持续发展综合评价[J]. 化工进展, 2020, 39(4): 1329-1338.

Junjie LI,Wanjing CHENG,Mei LIANG,Xiaohui YAN,Jingdong YANG,Yueling ZHANG,Lianyong FENG,Yajun TIAN,Kechang XIE. Comprehensive evaluation on sustainable development of China’s advanced coal to chemicals industry based on EWM-AHP[J]. Chemical Industry and Engineering Progress, 2020, 39(4): 1329-1338.

图/表 9

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指标	量化方法描述	数据来源	影响
C1	生产单位产品的CO₂排放量	企业调查	逆向
C2	生产单位产品的SO₂排放量	企业调查	反向
C3	生产单位产品的NO_x排放量	企业调查	逆向
C4	生产单位产品的煤炭资源消耗量	企业调查	逆向
C5	生产单位产品的水资源消耗量	企业调查	逆向
C6	投产单位产能的平均投资	中国工程院^[20]	逆向
C7	技术路线的年平均开工率	中国工程院^[20]	正向
C8	生产单位产品的利润	企业调查	正向
C9	生产单位产品的最高利润与当前利润之差	中国工程院^[20]	正向
C10	征收碳税后生产单位产品利润的下降比例	中国工程院^[20]	逆向
C11	市场最大需求量与当前需求量之差	中国石油和化学工业联合会^[21]	正向
C12	省级CO₂排放控制目标与计划产能占比加权	国家发展与改革委员会^[22]	正向
C13	省级SO₂减排目标与计划产能占比加权	国务院^[23]	逆向
C14	省级NO_x减排目标与计划产能占比加权	国务院^[23]	逆向
C15	省级煤炭资源外供能力与计划产能占比加权	国家统计局^[1]，中国工程院^[20]	正向
C16	省级水资源外供能力与计划产能占比加权	国家统计局^[1]，中国工程院^[20]	正向
C17	省级人均GDP与计划产能占比加权	国家统计局^[1]，中国工程院^[20]	逆向
C18	产品进口量与消费量之比	中国石油和化学工业联合会^[21]	逆向
C19	投产单位示范项目的平均产能	中国工程院^[20]	正向
C20	关键技术具有自主知识产权的产能占比	中国工程院^[20]	正向
C21	在国家政策中提及重点发展的次数	国家能源局等^{[10,24,25,26,27,28]}	正向
C22	专利数量	国家知识产权局^[29]	正向

指标	量化方法描述	数据来源	影响
C1	生产单位产品的CO₂排放量	企业调查	逆向
C2	生产单位产品的SO₂排放量	企业调查	反向
C3	生产单位产品的NO_x排放量	企业调查	逆向
C4	生产单位产品的煤炭资源消耗量	企业调查	逆向
C5	生产单位产品的水资源消耗量	企业调查	逆向
C6	投产单位产能的平均投资	中国工程院^[20]	逆向
C7	技术路线的年平均开工率	中国工程院^[20]	正向
C8	生产单位产品的利润	企业调查	正向
C9	生产单位产品的最高利润与当前利润之差	中国工程院^[20]	正向
C10	征收碳税后生产单位产品利润的下降比例	中国工程院^[20]	逆向
C11	市场最大需求量与当前需求量之差	中国石油和化学工业联合会^[21]	正向
C12	省级CO₂排放控制目标与计划产能占比加权	国家发展与改革委员会^[22]	正向
C13	省级SO₂减排目标与计划产能占比加权	国务院^[23]	逆向
C14	省级NO_x减排目标与计划产能占比加权	国务院^[23]	逆向
C15	省级煤炭资源外供能力与计划产能占比加权	国家统计局^[1]，中国工程院^[20]	正向
C16	省级水资源外供能力与计划产能占比加权	国家统计局^[1]，中国工程院^[20]	正向
C17	省级人均GDP与计划产能占比加权	国家统计局^[1]，中国工程院^[20]	逆向
C18	产品进口量与消费量之比	中国石油和化学工业联合会^[21]	逆向
C19	投产单位示范项目的平均产能	中国工程院^[20]	正向
C20	关键技术具有自主知识产权的产能占比	中国工程院^[20]	正向
C21	在国家政策中提及重点发展的次数	国家能源局等^{[10,24,25,26,27,28]}	正向
C22	专利数量	国家知识产权局^[29]	正向

n	RI
1	0.00
2	0.00
3	0.52
4	0.89
5	1.12
6	1.26
7	1.36
8	1.41
9	1.46
10	1.49

n	RI
1	0.00
2	0.00
3	0.52
4	0.89
5	1.12
6	1.26
7	1.36
8	1.41
9	1.46
10	1.49

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基于熵权-层次分析法的中国现代煤化工行业可持续发展综合评价

Comprehensive evaluation on sustainable development of China’s advanced coal to chemicals industry based on EWM-AHP

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