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1、全国第19届新型肥料技术及新工艺推介研讨会论文资料汇编化肥工业发展新方向和新战略孙先良 (上海化工研究院上海)摘要本文从构建知识库、数据库等知识工程体系出发，面对大数据时代来临，采用数据挖掘和 创新理论及方法等优化技术创新寻找规律为新思路；指出节能减排、综合利用、新型智能肥料开发为新 方向；拓展化肥工业产业链、产品链、市场应用链为新的增长点；提出技术创新和战略研究为核心，强 大企业，循环经济、战略联盟为新战略。为此，我国化肥工业将迎来新一轮前所未有的结构调整发展的 新机遇，从而为实现我国农业现代化和农产品安全作出新贡献。最后，提出建议和意见。关键词技术创新新战略研究新型智能肥料大数据0前言 根
2、据国际肥料工业协会(IFA)公布(20122013年全球肥料供应展望分析认为，由于全球粮食存储消费比偏低，国际农产品和粮食价格很高，致使很多国家高度重视粮食安全问题。美欧等也制定新 的农业政策，以期刺激农户种植积极性。由于发达经济体和发展中国家不约而同地对粮食安全问题加以 关注，加上全球农产品价格高涨，为应对全球粮食紧缺局面，2013年全球化肥市场需求将有所增加。 2013年全球化肥需求量有望增长24个百分点，达1816亿t。1我国化肥工业将迎来一轮前所未有的结构调整发展的新机遇 按照目前全球70亿人口计算，全球每年粮食产量需求达到40亿t，才能解决人口粮食需求。2012年11月联合国粮农组织
3、预计20122013作物季全球谷物产量为2284亿t。由此可见，目前全球粮食产 量距离解决全球人口饥饿问题的水平还很远。耕地和水资源都是有限的。要在有限的条件下提高粮食产 量，只能通过科学施肥来提高农作物单位面积产量。目前全球化肥施用量正在以每年5的速度增长。 随着全球粮食价格高涨，化肥需求已成为粮食增长的网性需求。从我国来看，2012年我国获得第9个粮食丰收年，到2020年预测我国粮食需求将达66亿t，这意 味着我国粮食年均增长率达2，但目前仅为1。而每年我国进口粮食达1000万t。为此，国家为了 激励农民种粮积极性，已大幅度提高农作物的收购价，继而导致农民将加大对农业的投入，其中包括对 化
4、肥需求的投入。20122013年，全球140个扩能项目投产，其中50扩能项目投产在中国。据国家发 改委数据显示，2012年全国化肥产量为7432万t(折纯)，同比增长109。随着我国农业现代化的发 展，国家提出农业产业化的战略目标，化肥工业作为重要的农业上游产品，农业产业化将会推动化肥企 业提升竞争力和需求量。未来最先农业产业化的应当是油料作物、蔬菜、水果、园艺、药材、超级水稻、 超级小麦、超级玉米、水果玉米、食用菌、动物饲料等各种经济作物及动物养殖业以及农业产业化大集 团公司，因为这些产业化和大集团经济效益更加明显，采购能力更加集中化，更加专业化。当今，硝基复合肥在欧洲、北美等发达国家得到普
5、遍推广使用。国家发改委根据我国土壤结构及特 性已将硝基复合肥列入重点鼓励发展产品，硝基复合肥亦要向硝基复合肥缓控释方向发展。我国有7 亿亩耕地占总耕地面积的389，适合施用硝基复合肥，每年需要3000万t。目前产能仅为250万t。加上在建有85万t，还有2000多万t的缺口需求，缺口占硝基复合肥总需求的67。这就是化肥工业 结构调整中需要重点发展的硝基复合缓控释肥品种的前景和市场空间十分巨大。尤其是我国西部地区有 巨大的潜在市场。陕西省仅苹果需要硝基复合肥达640万t，约占总硝基复合肥的21。新疆、内蒙古 地区干盐碱土地都需要硝基复合肥，市场前景十分看好。另外，缓控释肥具有提高化肥利用率和肥效
6、， 降低化肥使用量，降低对水和空气的污染，降低农业生产成本等特点。目前，国内缓控释肥产能不足企业一般可在支付平台上备案多个用于税费电子支付的账号，法人卡用户可通过点击“修改可操作账号”，将这些银行账号的操作权限给予指定的操作员卡用户，并设定最大可操作金额。of accountability, redress of orders and prohibitions. Strengthening the honesty and self-discipline of leading cadres honesty in politics and education work, enhance leade
7、rs ability to resist全国第19届新型肥料技术及新工艺推介研讨会论文资料汇编 67200万t，不到国内化肥总量的O3。但缓控释肥市场空间将会不断扩大。近期，国家发改委公布的产 业结构调整指导目录(201 1年本)，首次将缓控释肥纳入优先发展农业项目；农业部首次将缓控释肥 为主推技术，科技部将缓控释肥列入“十二五我国缓控释肥产业”，将在“十二五”期间迎来跨越 式发展。为此，鉴于上述农业产业化和国家发展规划，我国化肥工业将会迎来一轮前所未有的结构调整 发展的新机遇。2 构建知识库数据库等知识工程体系，采用数据挖掘和创新理论及方法优化技术创新，从中寻找规律是化肥工业发展新思路 当今
8、世界正面临着大数据时代的来临，美国波士顿提出，立志打造成“世界大数据之都”的宏伟目标。如何以最经济、晟无污染、最安全和最快速度的技术手段生产出各种各样产品和技术成果以解决当 今化肥工业发展中的各种问题，不仅需要创新的科技成果，更加需要一种构建知识工程体系和创新理论 及方法，从中寻找规律，努力完善共享机制，消除信息孤岛，实现大数据概念的互联互通，从浩瀚的人 类知识库和数据库中挖掘出有价值的数据和知识，以发现问题解决理论为创新思维和方法，为解决 问题提供方法和方案，从而提高资源能量和化肥利用率，对解决环境污染，保护生态环境具有重大的现 实意义。21 用信息化和工业化“两化”融合，提高化肥企业经济效
9、益MES(Manufacturing Execution System)制造执行系统是在传递信息中使得以下单完成产品之间的 生产过程能够达到最佳化。生产活动在进行时，MES系统使用及时正确的数据，提供适当的引导、响 应及报告。针对条件改变，立刻作出快速反应，可以减少无附加价值的活动，达到更有效的生产作业及 流程。MES系统可改善设备回收率、准时交货率、库存周转率、边际贡献、现金流量绩效。该系统由 三级指标构成：一级指标有三个，即就绪度(基础)、成熟度(应用)、贡献度(绩效)；二级指标 有9个，即组织规划、投入、信息化组织、单项应用、协同集成、深度应用、竞争力、经济效益、社会 效应；三级指标共3
10、3个。两化融合程度又分4个等级：即初步融合、基本融合、深度融合、高度融 合。就绪度(基础)：在构建MES系统时，必然会涉及对原有信息、数据、知识资源如网络、专业 应用软件的完善(应用)：成熟度(应用)：通过充分应用MES系统这个平台所提供的各种功能模块， 对企业生产过程、安全管理、能源管理等进行优化，必然会提升“成熟度”(应用)指标的水平；贡 献度(绩效)：在不断充实和完善就绪度(基础)和成熟度(应用)等MES系统正常稳定运行，并为 企业生产管理提供最大化服务、最优化生产，这样必然会使MES系统给企业贡献度(绩效)：指标水 平大大提高，从而使企业获得良好的经济效益。目前MES系统已在云天化、中
11、海油公司、湖北宜化、 河南心连心、赤天化等化肥企业推广应用。据赤天化公司报道，实施MES系统达到直接目标有：提 高操作安全性，误操作故障率O，5；降低一段转化炉能耗，一段炉水碳比30；实现生产过程的 精细化管理，从而使合成氨净耗气为960 m3t，合成氨综合能耗为3185 GJt NH3，预计节能增效可达442万元的良好经济效益。通过MES系统实施，使化肥企业朝着“科学化、智能化、最优化、信息化、 精细化”方向发展。22知识工程优化科学施肥 北京科技大学信息工程学院知识研究所所长杨炳儒教授在国家自然科学基金项目“基于数据库与知识库的知识发现及其农业应用系统的研究”(项目编号：)资助下，从199
12、9年1月至2000年 12月，经过努力开发出面向科学施肥的农业知识发现系统(KDIST-SF)将KDTICM与ICCKDSS成功 应用于科学施肥中，在ICCKDSS的基础上，他们研发出面向科学施肥的农业知识发现系统(KDIST-SF)， 开发环境是KDISTV1，用户只需提供自己的数据库和知识库：基本数据库是土壤肥力参数的样本知 识库；基本知识库是科学施肥专家系统的样本知识库，由KDD*和KDK*构成相应的知识发现工具箱， 就可以进行土壤肥力评估、旅肥量的确定、目标产量确定等方面的知识发现和精细化。68全国第19届新型肥料技术及新工艺推介研讨会论文资料汇编通过使用ICCKDSS对安徽省合肥市相
13、关的农业数据进行挖掘发现，水稻干物质累积和对硒(Se) 的累积不同步。前者高峰在生长中期，后者以生长后期为主。另外，水稻对Se有一定生物富集作用， 将这些规则存于知识库后，可根据这些规则在农业措施上，在水稻灌浆充实前增施1次硒肥。可在缺 se和低se地区施用，se肥可显著提高水稻含se量，以改善大米营养品质起抗癌作用，可提高其市场 竞争力。这些数据库可指导人们科学合理施肥，另外可指导化肥企业在不同阶段添加不同的微量元素，以适 应农业生产需求。实践证明，安徽省合肥市油菜施肥专家系统的知识库经过知识发现，可进一步完善和 精细化科学施肥。23信息化优化处理，实现可变施肥 世界上，美国率先采用GPS定
14、位系统实现可变施肥，这是一种精准农业技术，在减少种子、肥料、水等投入同时，可最大限度减少农业对环境的负面影响，增加粮食产量和提高农产品质量。近年来，北 京市农林科学院国家智能装备技术研究中心精准农业部，采用先进的GPS定位系统和信息采集系统， 将一片土地的土壤情况、肥力等土壤信息，降雨、日照等气象信息以及农业生产动态等信息收集起来， 利用信息分析系统，将这些信息进行综合分析处理，可决定耕作的种类、方式，在装有肥料配方的自动 农耕机上将大规模农业耕作中扮演全方位的角色，农民也可在小块土地中使用小型农用车辆，实施可变 施肥、喷农药。根据不同土地情况进行精耕细作，实现“电脑施肥”，从而有效提高农产品
15、质量和品质， 节约成本，减少环境污染。目前已在黑龙江、新疆等地粮食主产区大面积推广，应用效果良好。3节能减排、综合利用、新型智能肥料开发是化肥工业发展的新方向 最近，世界银行一份研究报告指出，国民总收入(GNI)中9的财富收入是由于环境污染被自白地损失掉。也就是说，如果国民总收入增加10，而由于环境污染使国民总收入又被损失掉9，那么 国民总收入就等于没有过快增长。即经济增长必须与环境治理结合起来，两者并不冲突，要相互促进， 相互发展。最新绿色GDP出炉，我国环境代价近万亿元。2009年环境退化成本和生态破坏损失成本合 计达139162亿元(139万亿元)，约为当年GDP的38。如此高消耗、高污染、高风险的发展方式 是不可持续的。然而在化肥工业生产和使用过程中都会存在着不同程度的环境污染问题，在合成氨、磷肥、钾肥生 产中都会产生废气、废液、废渣、废热等问题。如不采取措施就会产生污染，危害人类健康。如果不断 开展技术创新、节能减排、综合利用就会将废变宝，就可提高资源能量和化肥利用率，就可提高企业的 经济效益和社会效益，造福于社会和人类。31节能降耗、提高资源和能量利用率311航天炉煤气化技术是提高煤炭转化率、节能降耗的技术2011年11月山东鲁西化工集团公司采用HT-L粉煤加压连续气化技术的航天炉一次开车成功。全 年长周期安全稳定运行，累积运行380天，给公司带来巨大成本优势，
