滾滾烏金走上了清潔高效利用之路。
有“中國科威特”之稱的榆林，可以把煤炭“化身”液體汽柴油、無色透明的乙醇、白色晶體顆粒的聚乙烯和聚丙烯，還有乙二醇、丁辛醇等豐富的精細化工產品……
如今，榆林已成為我國西部地區乃至全國重要的能源化工基地。
煤化工產業潛力巨大、大有前途——車輛駛入榆神工業區，醒目的標語映入眼簾。相比4年多前記者第一次來到這里，園區面貌煥然一新。一片片巨型裝置高聳林立，有球型圓罐、聳立高塔或呈圓柱體的龐然大物，乳白、淺藍等顏色的管廊縱橫，還能看見延長石油、陜西煤化、榆林能源等不同企業的標示。如今，這里已成為西部地區乃至全國重要的能源化工基地。
在榆林，煤炭可以“化身”液體汽柴油、無色透明的乙醇、白色晶體顆粒的聚乙烯和聚丙烯，還有乙二醇、丁辛醇等豐富的精細化工產品，滾滾烏金走上了清潔高效利用之路。未來5年，榆林還將舉全力建設世界一流高端能源化工基地。靠什么做深做細煤化工產業？科技創新是背后的最重要推動力。
提高綜合能效
熱氣沖天，榆神工業區一角，工人們頂著烈日忙碌。這是50萬噸/年煤基乙醇項目建設現場，下個月，這一全球最大的煤基乙醇工程就將正式投產，解決“煤變酒精”這道世界級難題，靠的是由中科院大連化物所開創的具有完全自主知識產權的技術路線。
“煤炭在我國現代能源體系中具有舉足輕重的地位，但面對‘雙碳’目標，煤炭自身也需要改變，朝著清潔化、低碳化方向發展。”中國工程院院士、中科院大連化物所所長劉中民表示，煤基乙醇就是一條清潔高效利用的全新路線，可有效提高煤炭作為化工原料的綜合利用效能。
除了榆神工業區，榆林還布局了靖邊、榆橫等多個園區，側重點雖有不同，目標卻都是為了走好煤炭精深加工之路。“1噸煤，價高時賣到上千元，加工成高碳醇產品，市場均價在1.5萬元/噸左右。早在2019年，全球高碳醇市場需求就達到3500多萬噸，我國需求量約有800萬噸，但長期以來供應受限。”中科院大連化物所研究員丁云杰告訴記者。
聽起來陌生的高碳醇，與我們日常生活息息相關，增塑劑、洗滌劑、化妝品等生產均會用到。由丁云杰團隊開發的鈷基漿態床費托合成制油與碳化鈷基漿態床合成氣制高碳醇兩種催化劑及其工藝，通過與陜西延長石油榆林煤化公司合作，在榆林完成了工業化示范。“這是煤炭高值化、精細化利用的又一項重要進展。”該公司總經理馮成海稱，以高碳醇為原料還能生產高碳α-烯烴和短鏈脂肪酸，分別為VI和V類潤滑油基礎油的生產提供原料。同期開發的全球首套炭載鈷基漿態床合成氣制油工業示范裝置，現已達產達效，為后續大型商業化裝置運營提供技術支撐。“沒有成熟經驗可參考，從2016年至今，一邊運行一邊技改，項目終于成功試車，催化劑性能歷經考驗。”
從源頭實現節能降碳
“全球首套”“全國首個”……諸如此類的詞匯，在榆林煤化工行業并不少見。背后，折射出煤炭走清潔高效利用之路的堅定與執著。
陜西延長中煤榆林能源化工有限公司副總經理呂春成向記者舉了一個例子：“我公司打造的填平補齊項目甲醇制烯烴裝置，采用新一代DMTO專用催化劑，為提高乙丙烯收率和裝置經濟效益注入新動能。去年，乙丙烯產量為69.46萬噸，內部測算盈利約12.18億元。煤制甲醇的綜合能耗優于行業標桿值，二氧化碳排放量較同行業先進值減少約60%，污水回用率超過97%。”
延長石油集團科技部部長王軍峰打開手機里的一張照片，只見一輪明月懸掛夜空，下方的試驗裝置熠熠生輝。時隔2年多，他仍清楚記得當時情景。
“這是2019年9月13日中秋節那晚，全球首套煤經合成氣制低碳烯烴千噸級全流程工業試驗裝置投料試車的關鍵日子。你看，凌晨1點56分拍的。包信和院士、潘秀蓮研究員帶著團隊成員認真嚴謹把控每個細節，大伙兒一起值守到深夜。看到月光傾瀉的瞬間，就覺得我們要成功了。”
事實上，這條成功之路已經走了十多年。“我們身上穿的衣服、手上拿的礦泉水瓶，很多生活中常見物品的生產都離不開含碳資源。在我國，含碳最多的資源就是煤。2007年，我們團隊便提出以煤為原料，由合成氣直接轉化制烯烴的構想。”中國科學院大連化物所研究員潘秀蓮坦言，傳統用以制烯烴的費托合成路線已有百年歷史，改變意味著重重考驗。
“我國煤炭資源分布多的地方，往往又是水資源稀缺地，榆林就是一個典型。從源頭改變才有可能降低水耗、能耗，把二氧化碳排放降到最低。”潘秀蓮表示，利用納米限域催化新概念，創立OXZEO?催化劑和催化體系，實現合成氣一步直接轉化制低碳烯烴，為煤炭高效清潔節水轉化提供了一條全新路線。基于該催化體系建設的全球首套千噸級工業試驗裝置，進一步驗證了路線的先進性和可行性，下一步計劃按30-60萬噸規模實施產業化放大。
清潔高效利用之路越走越寬
項目積少成多，煤炭清潔高效利用之路越走越寬。在劉中民看來，榆林肩負著更多重任。
“依靠資源優勢，榆林已構建了以煤油氣鹽開發為基礎，電力、化工、載能工業為主導的較為完善的能源工業體系。要充分挖掘資源潛力，通過多能互補讓產值升上去、排放降下來。”劉中民表示，以煤炭清潔高效利用為代表，榆林可作為化石資源富集區低碳化發展的代表，待取得一定經驗后，用相應技術、理念、模式等為同類地區提供參考。
為此，加強科技創新被視為最緊迫的任務。“榆林有‘中國科威特’之稱，煤、氣、油、鹽及可再生能源資源聚集，優勢更加突出。再加上當地有產業轉型需求，我們一拍即合。”榆林中科潔凈能源創新研究院執行院長任曉光介紹，以高碳城市的低碳化發展為目標，該院為榆林打造世界一流高端能源化工基地、創建能源革命創新示范區提供了科技支撐，解決能源安全和能源產業發展的關鍵技術問題。由中科院大連化物所與該院聯合設立的煤化工下游產品“高端化、多元化、低碳化”技術開發專項基金，將用于突破下游高附加值產品生產的核心技術。
另據榆林市委常委、市政府副市長楊向喜介紹，該市已編制《落實高端化、多元化、低碳化發展要求建設國家級能源化工基地（榆林）實施方案（2022-2030年）》，將全力打造世界級煤化工示范基地。“依托榆林發展煤化工的成本、規模等優勢，加快代表產業未來發展方向的國能大型煤基可降解材料基地項目、陜煤國內最大電解液生產基地項目、延長中科500萬噸煤制油項目、中煤二期國家煤化工行業碳排放評價試點示范項目等一批全產業鏈項目落地，探索開辟煤化工轉型升級新路徑，推動榆林發展從資源優勢轉為經濟優勢，進而轉向創新優勢。”