粉煤灰综合利用商业模式探究_于小琨.pdf
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1、摘要:我国煤炭燃烧产生的粉煤灰年均产量高达 6 亿 t,而其资源化利用率不足 80,将其堆弃填埋处理占用土地资源且极易引发生态隐患。在“无废城市”建设背景下,破解传统的粉煤灰综合利用困局,推进其综合利用商业模式由传统的线性模式向绿色循环可持续性商业模式转型至关重要。基于文献分析、重点区域和行业调研,提出了产业链延伸模式、区域内产业共生模式、跨区域产业共生模式 3 种粉煤灰综合利用的商业模式。应用商业模式画布方法,从价值创造、价值主张、价值传递、价值获取 4 个维度,分析 3 种粉煤灰综合利用商业模式的特征、应用场景、局限性。在此基础上,从促进技术创新、建立生态补偿机制、改革铁路运输、搭建信息化
2、平台等方面提出了相应建议。关键词:粉煤灰综合利用;商业模式画布;产业链延伸模式;区域内产业共生模式;跨区域产业共生模式Abstract:The average annual output of fly ash produced by coal combustion in my country is as high as 600 milliontons,and its resource utilization rate is less than 80%.Landfills occupy land resources and easy to pollute theenvironment.In th
3、e context of waste-free city construction,cracking the dilemma of traditional fly ashcomprehensive utilization,the transition from a linear model to a green circular sustainable business model is crucial.Based on literature analysis,key regional and industry research,this study proposes three busine
4、ss models forcomprehensive utilization of fly ash,namely,industrial chain extension mode,intra-regional industrial symbiosismode,and cross-regional industrial symbiosis mode.The business model canvas method was applied to analyze thecharacteristics,application scenarios and limitations of the three
5、business models for comprehensive utilization of flyash from the 4 dimensions of value creation,value proposition,value delivery and value acquisition.Promotingtechnological innovation,establishing an ecological compensation mechanism,reforming railway transportation,andbuilding an information platf
6、orm were put forward.Key words:fly ash comprehensive utilization;business model canvas;industrial chain extension model;intra-regionalindustrial symbiosis model;cross-regional industrial symbiosis model中图分类号:X321文献标识码:A文章编号:16741021(2023)010001-071引言我国在能源产业转型与结构升级方面不断迈出新步伐,但鉴于其投入成本和应用条件等诸多限制1,我国目前仍以
7、煤炭等传统化石燃料作为能源供应的主要来源。粉煤灰是煤炭燃烧的主要副产物,作为我国的大宗工业固体废物之一,粉煤灰平均年产量高达 6 亿 t 以上,其中超过 30因无法综合利用而被填埋堆存2,这不仅占用土地资源,而且极易形成危害生态环境及人类健康等的风险隐患,因此,粉煤灰的综合利用、管理处置问题亟待进一步有效解决。随着循环经济、清洁生产等理念在能源行业的推广普及,我国粉煤灰的利用模式从“以储为主”逐步升级转化为“以用为主”,但现阶段粉煤灰综合利用产品附加值较低,且回收行业对粉煤灰的综合利用程度高度依赖于地区发展水平及其供求关系,从而导致了我国西部地区“高产低需”、东部地区“供不应求”的粉煤灰综合利
8、用区域性差异3-4。为了摆脱我国粉煤灰综合利用困境,基于“无废城市”的建设背景,逐步取代传统的固废处置方式,实现大宗工业收稿日期:2022-10-24;修订日期:2023-01-10。作者简介:于小琨,男,1997 年生,硕士研究生,主要研究方向为工业固体废弃物管理。*通讯作者:吴婧,女,1976 年生,教授,主要从事环境评价、环境规划与管理、环境政策等相关研究,E-mail:。粉煤灰综合利用商业模式探究于小琨崇诗佳崔悦吴婧(南开大学环境科学与工程学院,天津 300350)*循环经济Recycle Economy1固废综合利用模式转型是必然趋势5。从市场视角下优化粉煤灰综合利用商业模式,识别重
9、要伙伴、关键业务、价值创造等要素特征,有利于提高粉煤灰综合利用商业模式的运行效率,进而推进粉煤灰资源化产业的健康发展。2传统粉煤灰综合利用途径粉煤灰主要来源于热力、电力供应生产以及其他煤炭燃烧过程,是以静电或沉淀等途径在烟道气中收捕到的粉末状颗粒,SiO2,Al2O3,Fe2O3,CaO,MgO等金属氧化物为其主要组分6。由于燃烧过程中的富集作用,粉煤灰中砷、镉、镍、铅等微量元素含量超过原煤的 4 倍7,未经处理直接填埋或堆存不仅占用大量土地资源,更会因其浸出特性导致土壤与地下水环境的重金属污染。因此,推进粉煤灰的综合利用,在经济、资源、环境等方面具有多重效益。粉煤灰的物质组成、凝胶性能和粒度
10、分布决定了其独特的物理化学性质,并使其广泛应用于多个领域。粉煤灰中存在大量的 SiO2和 Al2O3,使其具有类似黏土的化学组分以及水泥的结构特性,因此建材制造成为粉煤灰最主要的利用方式8;广泛的 pH范围和丰富的无机元素(N,P,K)使其在土壤 pH 调节、化肥生产、土壤改良剂制备等方面具有良好应用前景9;燃煤过程能将大量的金属元素保存,鉴于粉煤灰具有一定的浸出能力,从粉煤灰中提炼有价金属也将成为其极具潜力的综合利用方式之一10。3我国粉煤灰综合利用困境近 10 年间,我国粉煤灰综合利用率在 680767范围内波动上升,其中,用于建材制造的占比接近 80%11,极少部分用于农业环保、土壤修复
11、等高附加值领域。我国粉煤灰利用现状见图 1。图 1我国粉煤灰利用现状现有技术和商业模式下的粉煤灰加工产品附加值偏低,这在一定程度上限制了部分地区对粉煤灰综合利用规模的进一步扩大,造成了燃煤电厂和用灰企业之间偏重低价值化利用、产品市场半径小的粉煤灰综合利用困境。东西部地区不同的燃煤情况造成了粉煤灰产生量与利用率的地域性差异,处于消费端的东部地区经济发展迅速,用于建设生产的粉煤灰需求旺盛,但煤炭资源较少,中西部地区具有丰富的煤炭储量和较低的建设需求,粉煤灰产量与其消耗需求极不匹配,由此引发了不同区域对于粉煤灰综合利用供求关系的不平衡问题12。额外成本也是粉煤灰资源化综合利用的一大制约问题,技术引入
12、、设备增设、运输转移等过程都会产生不可避免的成本开销,这往往降低了相关产业的发展热情和企业的参与力度。针对我国粉煤灰综合利用现状,迫切需要破除传统资源化利用模式障碍,引导其产业转型发展,从而实现粉煤灰综合利用商业模式的升级优化。4粉煤灰综合利用商业模式研究早在 1957 年就有学者提出了“商业模式”的概念13,商业模式是以满足客户需求、实现客户价值、企业持续盈利为多赢目标,能使企业运行的内外各要素整合起来,使其形成一个完整高效且具有核心竞争力的运行系统的发展战略。为了更直观地评估、描述、优化商业模式,学者们提出了一种框架分析工具商业模式画布,其包括 4 个视角下的 9 个要素。其中,重要伙伴、
13、关键业务、核心资源属于价值创造视角;价值主张以产品与服务为体现;价值传递与交付包括客户关系、客户细分和渠道通路;价值获取以成本结构和收入来源为基本要素14-15。画布理论将商业模式中的各个要素标准化,并高度强调要素间的相互影响和协调合作。4.1粉煤灰综合利用商业模式画布粉煤灰综合利用的规模化发展不仅强调创新技术的挖掘和服务产品的研发,而且需要企业不断提升核心竞争力。传统商业模式下的线性产业流程往往以废弃物产生为终止,难以实现废物利用和经济循环,在坚持绿色发展理念的背景下,构建区别于传统粉煤灰综合利用的商业模式,以实现经济、社会、环境效益的多赢,对于企业运营与可持续商业模式发展转型具有重要意义。
14、为厘清粉煤灰综合利用商业模式,本研究开展了重点行业、重点区域和重点企业的调研,并对粉煤灰综合利用行业的运行管理方式以及所涉及的利益筑路回填4%农业环保5%其他14%低端建材26%混凝土12%水泥39%2环境保护与循环经济4.2粉煤灰综合利用商业模式4.2.1产业链延伸模式产业链延伸模式是最早出现的由企业自发形成的一种在电厂内部进行粉煤灰综合利用的商业模式。电厂通过延伸自身的产业链来开展新的生产线,以粉煤灰为原料再生防火材料、催化剂、吸附剂等基础材料,应用于企业内部建设,也可以向子公司出售再生产品(见图 3),这在一定程度上实现了企业内部粉煤灰的循环利用,并为电厂带来额外的经济收益,同时能够降低
15、粉煤灰的填埋成本与污染风险。图 3产业链延伸模式流程根据此模式的商业模式画布分析(图 2 中 a 模式),将要素分析划分为 4 个视角。首先,从价值创造角度,在产业链延伸模式下,电厂的重要伙伴包括电厂内部的需求部门、子公司市场中的产品需求者和政府。电厂内和子公司对粉煤灰及其加工产品的需求促进粉煤灰的消耗、回收、利用,有利于产业链向废物循环阶段延伸。政府通过合理的管理手段对电厂进行引导,并提供有效的激励措施。作为关键业务,粉煤灰的收集分选、再生制造技术构成企业的核心竞争力,并以资源化技术资本、管理资源为核心资源。其次,产业链延伸模式的价值主张体现在电厂对于粉煤灰“以用为主”的资源化处理方式。该模
16、式提倡利用电厂内部产生的粉煤灰,将其再加工为产品以满足电厂运行及内部市场的需要,这使得电厂在粉煤灰综合利用上有很大的潜力可以挖掘。随着“无废城市”建设的稳步推进,以及在循环经济、绿色发展的时代背景下,引导电厂进行粉煤灰的内部利用,对于解决粉煤灰堆积如山的现状,提高我国大宗工业固废的循环利用水平有着重要意义,这也是固主体进行深度剖析。重点行业涉及电力生产、有色金属冶炼、建材生产、运输(铁路、公路、水运);重点区域包括宁夏、天津、内蒙古、四川、贵州、湖北、安徽;重点企业包括粉煤灰产灰企业、用灰企业和运输企业。根据所涉及的利益主体,提出我国粉煤灰综合利用行业的 3 种商业模式,分别为产业链延伸模式、
17、区域内产业共生模式以及第三方参与的跨区域产业共生模式。3 种模式的商业模式画布分析如图 2 所示。图 2粉煤灰综合利用商业模式画布政府煤炭电网市场燃煤电厂分选设备渣场填埋粉煤灰综合利用产品生产中心产业链延伸产品流程粉煤灰流程政府补贴流程价值主张价值传递与交付价值创造重要伙伴关键业务价值主张客户关系客户细分核心资源渠道通路成本结构收入来源政府电厂内部和子公司的需求部门同区域用灰单位其他区域的用灰单位运输企业生产技术成本设备投资交易成本运输成本abcabcabcabcab cab cabcabc价值获取电厂自身内部和子公司需求部门同区域用灰单位运输企业其他区域的用灰单位政府补贴,销售利润,外部开销
18、缩减交易成本粉煤灰销售与消纳区域内合作跨区域合作粉煤灰再生加工制造以满足内部需求,减少填埋粉煤灰再生加工制造以满足市场需求,减少填埋,实现资源化数字化平台资源化政策宣传面向高需求用灰企业营销技术合作平台互动粉煤灰收集分选加工制造运输资源化技术资本,管理资源市场需求信息合作资源abc产业链延伸模式区域内产业共生模式第三方参与的跨区域产业共生模式3abc废资源化的环境价值体现。再次,从价值传递与交付角度来看,该模式下的客户细分为电厂内部及有产品需求的子公司,电厂通过数字化平台的信息传递与资源化政策宣传向内部客户传递粉煤灰资源化的价值主张,以产生的粉煤灰为原料展开生产投入,实现粉煤灰的内部销售与消耗
19、,避免了传统的堆弃填埋处理方式。最后,粉煤灰综合利用企业的价值获取包括成本结构和收入来源。在延伸模式下的产业链中,电厂在其原有生产环节的基础上,引入粉煤灰再生制造的仪器设备和生产技术,由此增添了额外的生产成本。但伴随着生产方式的改变,原本需要用于粉煤灰填埋的开销被缩减,且自产自销的利用模式降低了电厂向外部企业购买建材制品的开支,同时,粉煤灰产品的销售利润以及政府的财政补贴也是电厂收入的重要来源。产业链延伸模式的主要驱动力在于电厂企业内部对粉煤灰及其产品的需要,这使得该模式受粉煤灰综合利用产品市场需求的影响较低,因而具备较低的风险性和不确定性。从资源化水平来看,虽然产业链的延伸能够增加粉煤灰的循
20、环利用量,降低填埋量,但电厂及企业内部对粉煤灰产品需求有限,相较于粉煤灰的产生量,其消纳量还是较少的,且该方式只能从企业个体角度改善粉煤灰综合利用情况,对于粉煤灰产量巨大以及供求差异悬殊的地区,产业链延伸模式的优化效果并不显著。因此,仅仅依靠电厂自身的内部需求并不足以实现粉煤灰的大规模利用。鉴于粉煤灰能够作为多种大宗产品的生产原料,电厂等产灰企业可以考虑与潜在的用灰企业进行合作,以实现粉煤灰的进一步利用。42.2区域内产业共生模式针对粉煤灰消耗量与循环率低的问题,为了扩大其综合利用量,燃煤电厂选择与地区内的其他用灰企业进行合作,将其产生的粉煤灰转移给地区内的用灰单位,从而形成了区域内产业共生商
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