常州智控信息科技有限公司創始人 劉振海博士
劉振海博士是常州智控信息科技有限公司創始人,兼任阿聯酋國家石油天然氣公司高級顧問。他1995年獲得帝國理工學院系統工程博士后曾任職英國英維斯集團全球咨詢部首席技術顧問。 作為間歇過程專家和信息化技術專家,為國內外幾十家集團公司提供控制性能優化和管理、企業信息化建設、最優調度和計劃等技術咨詢服務,涉及到石油、天然氣、電力、造紙、醫藥、飲料和食品行業。曾榮獲英維斯集團公司特別貢獻獎、阿聯酋國家石油委員會的技術進步獎以及常州市領軍型人才重點扶持獎。
我國石化行業正面臨資源短缺、產品質量升級換代、結構調整及激烈市場競爭等諸多挑戰,低碳環保要求的提高使得我國石化行業面臨產品標準和技術要求日益提高、監管日趨嚴格等各種壓力,導致投資及生產成本大幅增加。許多傳統石化產品的產能基本飽和,有些甚至相對過剩,產品同質化現象嚴重。2016年作為“十三五”開局之年,國家經濟政策指出,穩定經濟增長要更加注重供給側結構性改革。石油石化行業如何依拖科技創新加快產業結構調整,優化產業布局,由“大”轉“強”?本刊記者特別采訪了石化行業專家,常州智控信息科技有限公司創始人、阿聯酋國家石油天然氣公司高級顧問劉振海博士。
《自動化博覽》:作為關系國家經濟命脈的支柱產業,國家對石化行業的未來發展有何規劃?請您談談您的觀點。
劉振海:國內眾多科研院校、石化企業、專業咨詢機構及政府職能部門都對石化行業有比較詳細的系統化調研及展望論述。根據石化行業“十三五規劃”編制的要旨和思路,國家對石化行業在“十三五”期間的定位是“以自主創新為核心,以產業結構升級為重點,由石油化工大國向強國跨越為目標的產業結構升級規劃”。
近些年中國石化行業(確切說整個制造業)面臨著許多挑戰。作為國家支柱產業的石化行業,盡管“十二五”期間在產業結構調整、自主創新和節能增效方面都取得了一些成績,但整體上多數企業技術研發能力較弱、缺乏核心技術的自主創新能力、市場的快速響應和調整能力弱、產品附加值和產品精深度加工程度和發達國家同類企業相比有較大差距。面臨全球經濟發展的疲軟、國際地緣政治的不穩性因素,原油、天然氣和煤炭等化石燃料價格的波動,未來新能源材料和技術的突破可能帶來的沖擊,環保壓力、勞動力成本的增加等等因素給石化企業未來發展帶來更多不確定因素和挑戰。企業層面如何能系統化地分析和研究各種可變因素及不變因素對行業發展的影響制定相應的發展戰略,從國家層面正確引導和規劃基礎能源和可再生能源的開發和利用,這對保證長遠的經濟發展和能源安全顯得尤為重要。
我個人認為國家對未來石化行業的整體規劃和政策導向以及石化企業的發展戰略應當充分研究和考慮以下幾個因素和趨勢,從可持續發展的角度確保宏觀調控和規劃的合理:
(1)原油、天然氣和煤炭不可再生燃料(Conventional Fossilfuel)的最優化開采和利用。據英國石油2015年對世界能源狀況的調研表明,基于全球可確認的石油儲蓄量,世界原油可以滿足全球52.5年的生產;可確認的天然氣儲蓄可以滿足全球54.1年的生產;煤炭儲蓄可滿足全球110年的生產。儲備與生產比例指標R/P(Reserve/Production Ratio)表明,基于目前已探明的儲蓄量,中國的原油儲量僅能維持11.9年的生產,天然氣能維持25.7年,煤炭30年。基于世界能源資源2013年的報告,中國的煤炭儲蓄占世界總儲蓄的12.8%,但2014年中國的煤炭生產占全球總產量的46.9%。R/P比僅為30,遠遠低于北美的248和歐洲的268。國家對石化行業的規劃應當最大程度地利用目前市場原油和天然氣價格低迷的機會,合理地開發和利用國內有限的化石燃料資源,平衡短期的經濟增長和長遠的可持續發展。
(2)對頁巖油氣等新能源資源的勘查和商業開采的宏觀規劃和調控。頁巖油和頁巖氣的出現和商業開采改變了全球能源格局和地區能源政策,并給北美國家帶來了可觀的經濟和社會效益。但基于水利壓裂(Hydraulic Fracturing)技術的頁巖油氣開發,由于可能會帶來的不可逆轉的水資源、環境及地質結構破壞等負面影響,在許多國家都招到民眾的反對,并被法國、德國、保加利亞等國禁止開采。中國2011年完成了第一口水平頁巖氣井的勘探。中國日益增長的能源需求、對進口原油和天然氣的依賴以及相當有限的石油和天然氣儲量使得國家必須探索其它能源資源和渠道;美國能源署和中國國土資源部的評估報告顯示,中國頁巖油氣的巨大儲量,頁巖氣地球物理、鉆井、完井、壓裂和試氣等勘查技術的引進、消化吸收和創新;國家和企業的巨大財力投入和政府優惠政策;在石化行業及全球經濟低迷背景下頁巖油氣可能帶來的巨大經濟效益等種種因素都大大促進了國家及國內外企業對頁巖油氣開發的投入。中國作為北美之外第一個商業開采頁巖氣的國家,2014年中國頁巖氣產量達13億立方米。種種因素似乎表明中國頁巖氣的開發是“天時、地利、人和”。 但我個人認為在目前頁巖氣商業勘探和開采費用較高、國內環境壓力和水資源短缺的背景下,國家的規劃應合理地平衡短期效益和可能帶來的不可逆轉的水資源、地質結構破壞等負面影響,從長計議,至少短期內暫緩甚至禁止頁巖油氣的商業規模的開發。
(3)石化行業應為未來新一輪的能源革命所帶來的沖擊做好準備。不可再生的化石燃料的枯竭、全球對能源需求的不斷增加、環境壓力等決定了人類對新能源資源特別是可再生能源的探索腳步會大大加快。彭博新能源財經對全球可再生能源的發展趨勢調研報告顯示,全球對可再生能源的投資2014年較前一年增長了17%。中國的投資增長為39%,引領全球。能源轉化、能源存儲、新的光伏生產過程等相關的新材料和新技術的突破可能在不久的將來就會到來。以光能和風能為主的可再生能源利用效率的提升必將帶來新一輪的能源革命。而這一天的到來不僅將會對石化行業以及與其息息相關的中、下游行業帶來顛覆性的改變,也會徹底改變世界能源格局。國家及石化企業應當基于世界能源版圖的變化以及可再生能源技術突破的必然性制定相應的石化行業長遠規劃和發展戰略。
《自動化博覽》:您認為我國石化行業發展面臨著哪些挑戰?石化行業的未來發展對于自動化技術提出了哪些新的需求?
劉振海:我個人認為石化行業中長遠發展所面臨的挑戰尤為嚴峻,特別是當可再生能源的開發和利用出現質的變化、電動交通工具開始普及之時。短期內我國石化企業如何能在現有的國情和體制下盡快卸掉包袱、通過合理整合和投資優化來保證產值和利潤的增長,通過有效地利用現有資源和各種先進技術來實現降本增效是一個挑戰。
經過幾十年的努力,我國流程行業的自動化技術和應用有了破冰式的發展,不管是硬件系統還是對應的軟件技術上,為國內企業特別是中小型企業的自動化和現代化水平的提高做出了巨大的貢獻。 但整體上不論是在新技術的創新、軟硬件產品的研發,還是在自動化應用領域的規范化和標準化等方面與國外同行企業相比,一直還是扮演著“跟隨者”的角色,自主創新能力弱,系統化的解決方案和整體應用實施能力缺乏全球市場的競爭力。
國內外的經濟形式及石化等行業的智能化制造需求給自動化技術及相關企業帶來了新的機遇和挑戰。 一方面隨著DCS和PLC控制系統硬件利潤空間和與國外同類系統價格差距的縮小,傳統的以控制系統和對應的應用服務需求已成為常態,發展空間會受到限制。傳統的自動化行業過去幾十年來伴隨著改革開放所帶來的黃金發展時期可能已經過去。 另一方面流程行業對節能增效技術需求的增長及以工業大數據為基礎的智能制造等又為傳統的自動化行業帶來了新的發展機遇。如何將基礎的自動化技術與其它學科技術有機地結合起來,為企業提供完善的智能化決策、智能診斷、智能優化和智能管理的整體解決方案會成為未來自動化企業發展的方向。
《自動化博覽》:當前我國石化行業信息化、智能化改造情況如何?與國外發達國家和地區相比,在智能化、數字化工廠建設方面是否還存在差距?
劉振海:不論是對信息化重要性的認識、普及還是資金投入上,我國石化行業的信息化建設應當是遠遠領先于其它流程行業。在整體規劃和應用實施上也積累了很多寶貴的經驗。信息化系統基礎硬件設施及軟件的投入可能遠高于國外發達國家的同類企業。整體上我個人認為我國石化企業目前信息化建設水平和國外先進企業相比還是“有形無魂”,信息化的建設與企業的經營管理理念及企業文化相脫節。很多企業信息化的建設基本上還是停留在數字化和可視化層面,基礎數據的精度和可靠性差,信息化的投入尚未充分地為企業升級改造和綜合競爭力的提高發揮最大作用。
我個人認為未來的智能制造應具備五個特點:(1)安全(SAFE);( 2)清潔(CLEAN);( 3)競爭力(COMPETITIVE);( 4)柔性制造(FLEXIBLE);( 5)快速應變(RESPONSIVE)。這五個方面的要求不論是技術層面還是管理層面都離不開信息化的支持。企業信息化建設應以節能降耗、提高效率和產率,繼而全面提升企業的綜合競爭力為建設目標,并通過信息化的建設提升對市場狀況的宏觀預測和快速戰略調整,實現從管理到生產的雙“閉環”模式。如何把企業的信息化建設充分地融入到精細化管理體系和企業文化中會是智能制造成功的關鍵要素之一。
《自動化博覽》:對于當前石化行業信息化建設帶來的網絡安全問題,自動化企業應在哪些方面采取措施?
劉振海:我個人認為網絡安全問題自互聯網誕生以來就一直存在,只是企業信息化的建設使得網絡安全問題更加嚴峻。企業信息化建設包括企業產品及設計、企業生產過程、企業產品銷售、經營管理、決策以及信息化人才隊伍等多個方面。網絡安全只是信息安全的一個部分。
企業信息安全需要將信息管理體系和信息安全技術有機地結合起來,建立起包括軟硬件安全防護系統(例如安全網關、防火墻、安全路由器等)、文檔安全網關、入侵檢測系統(IDS)、入侵防御系統(IPS)、數據信息安全事故應急補救及容災設備等一套完整的信息安全保障系統。隨著中國企業信息化發展的不斷完善,國產信息安全產品的研發及應用發展很快。但在企業信息安全的管理、認識和信息安全人員投入上要遠落后于技術本身的發展。自動化企業在進一步提高DCS系統及網絡安全的同時,如何能與專業的安全技術廠商緊密合作,為企業提供完善的信息安全管理技術和系統,既是機遇也是挑戰。
摘自《自動化博覽》2016年2月刊