圖①：國(guó)能寧夏煤業(yè)煤制油分公司生產(chǎn)的煤基費(fèi)托合成蠟產(chǎn)品。

本報(bào)記者 丁怡婷攝

圖②：國(guó)能寧夏煤業(yè)煤制油分公司生產(chǎn)的特種化工品和特種聚合物。

馬 磊攝

圖③：寧夏泰和芳綸纖維有限責(zé)任公司生產(chǎn)的芳綸產(chǎn)品。

曹 婕攝

圖④：國(guó)能寧夏煤業(yè)400萬噸/年煤炭間接液化項(xiàng)目一隅。

許祎敏攝

上天，變身航天煤油、降落傘骨架材料；下海，成為輪船牽引纜繩；生活中，可用于制作餐盒、玩具、香氛蠟燭……黑黢黢的煤炭除了通過燃燒發(fā)出光和熱，還是重要的化工原料，可變換出許多新形態(tài)、新產(chǎn)品。

煤炭“變形記”如何上演？近日，記者前往寧夏進(jìn)行采訪。這里正加快建設(shè)現(xiàn)代煤化工基地，煤制油總產(chǎn)能居全國(guó)首位，煤制烯烴產(chǎn)能占全國(guó)約1/5。

有何變化？

向高端化、多元化、綠色化發(fā)展，提高煤炭作為化工原料的綜合利用效能

火箭還能燒“煤”上天？答案是能。

2024年11月30日，長(zhǎng)征十二號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射成功，作為主動(dòng)力燃料的煤基航天煤油正是由煤炭轉(zhuǎn)化而來的。這也是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭首次使用煤基航天煤油飛天。

“煤炭在高溫高壓環(huán)境下與氫氣反應(yīng)，經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)和工藝控制，最終得到純凈、高熱值的煤油產(chǎn)品?！眹?guó)能寧夏煤業(yè)公司煤基航天煤油課題負(fù)責(zé)人宋迪介紹，這種油品具備低凝固點(diǎn)、低硫、低氮、低芳烴等特點(diǎn)，“能量密度更高，推進(jìn)力強(qiáng)，有效解決了航天煤油原料來源過于單一的難題?！?/p>

煤，可以化為“一滴油”，還能變作“一根絲”。

走進(jìn)寧夏泰和芳綸纖維有限責(zé)任公司，總經(jīng)理呂繼平向記者展示了一根黃色的纖維：“別看它直徑不到1毫米，里面有1000多根細(xì)絲，能拉動(dòng)1.8噸的汽車?！?/p>

這種對(duì)位芳綸纖維，被業(yè)內(nèi)稱為“黃金絲”，強(qiáng)度是鋼絲的5至6倍，韌性是鋼絲的2至3倍，重量卻僅為其1/5，而且有耐高溫、阻燃、耐腐蝕等特點(diǎn)，可應(yīng)用于特種防護(hù)裝備、電氣絕緣材料、橡膠骨架等領(lǐng)域。

呂繼平介紹，煤炭通過相關(guān)工藝可提取芳烴，是芳綸產(chǎn)業(yè)鏈的重要原料來源。企業(yè)于2018年來到寧東能源化工基地投資建廠，一個(gè)考慮就是這里的上下游產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)成熟，“目前，我們有三成左右的原材料來自寧東基地?！?/p>

提升質(zhì)量、向高端化升級(jí)的同時(shí)，煤炭行業(yè)也積極向多元化發(fā)展。

來到國(guó)能寧夏煤業(yè)煤制油化工銷售分公司產(chǎn)品展廳，一次性刀叉、舒適的氨綸面料、零下20多攝氏度仍能正常使用的“極寒柴油”等展品讓人目不暇接。

指著一瓶無色透明的粗液體蠟，公司副總經(jīng)理張建壽告訴記者：“這是一款無煙無積炭的廚房新型燃料，是煤制油的產(chǎn)品之一。它閃點(diǎn)高、不易燃易爆，便于運(yùn)輸儲(chǔ)存，而且燃燒穩(wěn)定、效率高，受到市場(chǎng)歡迎?！痹倌猛婢咦⑺芰蟻碚f，企業(yè)生產(chǎn)的煤基材料具有高沖擊性能，銷售到廣東汕頭玩具生產(chǎn)基地，很受市場(chǎng)歡迎。

從剛開始只有液化石油氣、石腦油、普通柴油等幾種初級(jí)石油產(chǎn)品，拓展到如今的高熔點(diǎn)蠟、輕質(zhì)白油等五大類、20余種精細(xì)化工產(chǎn)品集群……依托400萬噸/年煤炭間接液化項(xiàng)目，國(guó)能寧夏煤業(yè)煤制油分公司的噸煤價(jià)值提升了7倍左右。

“2024年分公司銷售額達(dá)430.7億元，同比增長(zhǎng)5%，客戶拓展到36個(gè)國(guó)家和地區(qū)?！睆埥▔壅f。2024年，國(guó)能寧夏煤業(yè)超577億元的營(yíng)業(yè)收入中，有七成以上來自煤制油、化工產(chǎn)業(yè)。

更低碳、更綠色，也是煤炭變身的一個(gè)重要方向。

“在寧夏電力公司十幾個(gè)火電廠中，我們從虧損第一變?yōu)橛谝?，打了個(gè)‘翻身仗’?！眹?guó)能寧夏電力鴛鴦湖電廠董事長(zhǎng)王明生說，成功的關(guān)鍵是將煤炭“吃干榨凈”。

來到電廠的固廢資源化利用中心，由粉煤灰制成的蒸壓磚整齊擺放，變廢為寶；另一邊，由煤基固廢制成的土壤調(diào)理劑，在溫室大棚中進(jìn)行試驗(yàn)使用，可用于改善土壤條件、增加土壤肥力。王明生介紹，企業(yè)打造的工業(yè)蒸汽、氮?dú)狻⒊}水等“十能聯(lián)供”，以及電石渣、熱值廢料、污泥等“五廢回用”，不僅培育了創(chuàng)效增收點(diǎn)，還實(shí)現(xiàn)全廠機(jī)組煤耗降低15克/千瓦時(shí)，年節(jié)約標(biāo)煤24萬噸，減少碳排放65萬噸。

為何要變？

煤炭加工轉(zhuǎn)化，是統(tǒng)籌發(fā)展和安全、提升能源保障能力、推動(dòng)行業(yè)優(yōu)化升級(jí)的必然選擇

統(tǒng)籌發(fā)展和安全、提升能源保障能力、推動(dòng)煤炭行業(yè)優(yōu)化升級(jí)，要求我們加快推動(dòng)煤炭清潔高效利用。

以煤基航天煤油為例，目前我國(guó)使用的石油基航天煤油采用環(huán)烷基原油煉制而成，而環(huán)烷基原油是一種稀缺的石油資源，其儲(chǔ)量?jī)H占世界原油總儲(chǔ)量的2%左右。相比之下，煤直接液化油品組成以環(huán)烷烴為主、含量達(dá)85%以上，可以扮演航天能源戰(zhàn)略備份的重要角色。

“‘平時(shí)能活、急時(shí)保供’，煤制油可作為保障我國(guó)能源安全的重要‘底牌’，在關(guān)鍵時(shí)刻起到兜底作用?！眹?guó)能寧夏煤業(yè)公司化工管理部相關(guān)負(fù)責(zé)人回憶道，2005年左右，寧夏煤業(yè)的煤制油項(xiàng)目準(zhǔn)備與南非一家公司合作，但對(duì)方僅費(fèi)托合成一項(xiàng)技術(shù)就要價(jià)10億元，還有其他附加條件。十幾輪的磋商下來，雙方始終沒能就具體條款達(dá)成一致。

“那時(shí)就感受到，關(guān)鍵核心技術(shù)買不來，必須牢牢掌握在自己手里?！痹撠?fù)責(zé)人說，后來，面對(duì)1000余個(gè)子系統(tǒng)、錨定37項(xiàng)自主國(guó)產(chǎn)化任務(wù)，300多名專家組成10多個(gè)創(chuàng)新工作室和攻關(guān)小組，不斷進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。2016年12月，400萬噸/年煤間接液化項(xiàng)目一次性試車成功，我國(guó)成為世界上少數(shù)掌握煤制油全生產(chǎn)鏈技術(shù)的國(guó)家之一。

煤化工的原料是煤炭，在生產(chǎn)過程中，碳排放量往往高于石油化工。降低能耗和碳排放，是煤炭業(yè)高質(zhì)量發(fā)展要解決的關(guān)鍵問題之一。眼下，不少企業(yè)推動(dòng)煤化工與綠電、綠氫、二氧化碳捕集利用與封存等耦合發(fā)展，打造低碳循環(huán)的煤炭高效轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈。

在國(guó)能國(guó)華投資寧夏分公司清水營(yíng)制氫廠，電解槽有序運(yùn)行。它們利用光伏電站發(fā)出的綠電制氫，綠氫經(jīng)壓縮機(jī)加壓后，由管道輸送至寧東能源化工基地的煤化工項(xiàng)目，替代部分煤制灰氫?！叭ツ?月投產(chǎn)以來，累計(jì)產(chǎn)氫量突破400噸，預(yù)計(jì)今年6月產(chǎn)能將釋放到最大，屆時(shí)年度減碳量可達(dá)近4.5萬噸?！敝茪鋸S副廠長(zhǎng)史俊杰介紹。

一邊源頭“減”碳，另一邊終端“捕”碳。今年初，寧夏300萬噸/年CCUS（碳捕集、利用與封存）示范項(xiàng)目二期項(xiàng)目合作方案簽訂，項(xiàng)目旨在將400萬噸/年煤炭間接液化項(xiàng)目排放的二氧化碳?xì)怏w捕集后，通過管道輸送至國(guó)內(nèi)最大的油氣生產(chǎn)基地長(zhǎng)慶油田進(jìn)行驅(qū)油封存。項(xiàng)目整體建成投產(chǎn)后，減排二氧化碳總規(guī)模相當(dāng)于每年植樹近2700萬棵，助力提升煤化工綠色低碳發(fā)展水平。

因何而變？

產(chǎn)學(xué)研用協(xié)作、各方優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、政策引導(dǎo)助力，推動(dòng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合

跳出“挖煤—賣煤”的傳統(tǒng)路子，煤炭正由單一燃料向原料和燃料并重轉(zhuǎn)變。中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)煤制油、煤制氣、煤制烯烴、煤制乙二醇產(chǎn)能已發(fā)展到931萬噸/年、74.55億立方米/年、1972萬噸/年、1143萬噸/年，煤基特種燃料、煤基生物可降解材料、高強(qiáng)絲等產(chǎn)業(yè)培育取得積極進(jìn)展。

煤炭產(chǎn)品變化背后，是全行業(yè)優(yōu)化供給結(jié)構(gòu)、著力推動(dòng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合的不懈努力。

在國(guó)能寧夏煤業(yè)洗選中心，煤基鋰電負(fù)極材料中試線正在調(diào)試改進(jìn)?！爸性嚲€采用的太西煤被稱為‘煤中之王’，具備高熱值、低灰分、低硫分等特點(diǎn)，過去規(guī)?；瘧?yīng)用局限于生產(chǎn)常規(guī)活性炭、增碳劑等低附加值產(chǎn)品，特性沒有得到充分發(fā)揮?！毕催x中心副主任楊忠福說，這幾年，中心一直和高校院所保持溝通，尋求更優(yōu)轉(zhuǎn)化方向，“太西煤基鋰電負(fù)極材料可以彌補(bǔ)鋰電池在低溫、快充等方面的短板，項(xiàng)目正準(zhǔn)備產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，為市場(chǎng)拓展奠定基礎(chǔ)。”

科技創(chuàng)新背后，離不開產(chǎn)學(xué)研用協(xié)作、各方優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

2024年，CTL和PAO潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油成套技術(shù)萬噸級(jí)工程示范項(xiàng)目獲得立項(xiàng)批復(fù)，讓國(guó)能寧煤煤炭化學(xué)工業(yè)技術(shù)研究院負(fù)責(zé)人李瑞龍感到自豪：“我們成功突破了煤基高端潤(rùn)滑油關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，自主研發(fā)的基礎(chǔ)油產(chǎn)品具有低溫動(dòng)力黏度低、氧化安定性高、純凈環(huán)保等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了這一技術(shù)領(lǐng)域的自主可控?！?/p>

中國(guó)石油大學(xué)（北京）助力研發(fā)異構(gòu)脫蠟催化劑和精制催化劑；清華大學(xué)、天津大學(xué)等提供動(dòng)力學(xué)理論研究成果；廣州國(guó)機(jī)潤(rùn)滑科技有限公司提供潤(rùn)滑油配方及調(diào)配參考；煤炭化學(xué)工業(yè)技術(shù)研究院負(fù)責(zé)成果整合轉(zhuǎn)化……企業(yè)和高校院所協(xié)同聯(lián)動(dòng)、融通創(chuàng)新，最終助力煤炭高效“變身”。

科技創(chuàng)新，離不開政策引導(dǎo)。

“十四五”以來，寧夏科技廳大力支持現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新，聚焦煤制油、煤基烯烴等領(lǐng)域，組織實(shí)施自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目20余項(xiàng)，支持建設(shè)寧東現(xiàn)代煤化工中試基地等科技創(chuàng)新平臺(tái)載體，借助東西部科技合作機(jī)制，匯聚區(qū)內(nèi)外科技創(chuàng)新資源，提升參與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的能力。

“煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展要轉(zhuǎn)型升級(jí)，必須走綠色低碳發(fā)展的道路?！敝袊?guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)相關(guān)負(fù)責(zé)人說，下一步，行業(yè)要堅(jiān)持延伸煤基產(chǎn)業(yè)鏈條，優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，探索研究煤炭原料化材料化低碳發(fā)展路徑，打通煤制油氣、化工和新材料產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)煤炭由燃料向燃料與原料并重轉(zhuǎn)變。