一块煤，靠啥实现7倍价值跃升

来源：科技日报

科技日报记者 王迎霞

不久前，全球单体规模最大的煤制油示范工程——国家能源集团宁夏煤业有限责任公司（以下简称“宁夏煤业”）400万吨/年煤炭间接液化项目智能化改造项目（以下简称“智能化改造项目”）全部完成并投运。

2025年，宁夏煤业油化品产量突破460万吨，年转化煤炭2400万吨，占宁夏煤炭年产量的四分之一，吨煤综合利用价值提升7倍以上，彻底跳出粗放卖煤的老路。

如今，宁夏煤业依托数字化、智能化升级持续优化生产链条，不断延伸高端油品、精细化工、民生新材料产业链，让深埋地下的乌金跳出燃料“宿命”。

自主突围“点煤成油”

石油被称为“工业血液”，直接关系国家经济运转与能源战略安全。一直以来，我国能源结构都是富煤、贫油、少气，过高的原油对外依存度让能源安全问题日渐突出。宁夏煤炭占能源比重超过90%。如何“点煤成油”，是能源结构性改革中筑牢能源安全“压舱石”、推动煤炭从燃料向原料转变的关键一招。

煤炭间接液化是煤制油的核心技术路线之一，即让煤炭在高温下与氧气和水蒸气进行反应，全部气化为一氧化碳和氢气的混合物，合成气经过净化再进入费托合成工艺，最后产出具有低硫、低芳烃等特点的油品，非常环保。“这项技术是煤化工领域最高深的‘魔术’。”宁夏煤业煤制油分公司生产部副部长何鹏说。

过去，我国在煤炭间接液化方面还是一片空白。该领域的鼻祖和龙头是一家国外企业。2004年1月，国家发展改革委经过反复筛选，确定宁夏煤业的前身——神华宁夏煤业集团有限责任公司为中方代表，负责与外国企业进行磋商谈判，意在推动煤制油技术合作。

岂料，这场拉锯式的谈判，一谈就是10年。掌控核心技术的外国企业不断提出附加条件，仅费托合成一项工艺就要价25亿美元。

谈判陷入僵局之际，国内研发形势取得突破性进展：宁夏煤业成功建成世界第一条煤制烯烃生产线，中科合成油公司在内蒙古伊泰建成16万吨/年煤炭间接液化项目生产线并产出合格产品。

关键时刻，宁夏煤业决定大胆采用具有自主知识产权的中科合成油公司中温浆态费托合成成套技术。2013年，400万吨/年煤炭间接液化示范项目正式获国家发展改革委批复。

攻坚克难闯出发展新路

自主创新之路并不好走。气化炉结焦、烧嘴寿命短、催化剂稳定性差……一个个技术难题如同一只只拦路虎，横亘在项目研发团队面前。

气化炉是煤炭间接液化过程中的龙头装置，承担着原料气的供给任务。设计之初，团队拟采用国外技术方案。但审查时发现，进口工艺存在诸多水土不服，且调整需要高昂费用。情急之下，团队决定自主研发气化炉。

2012年，具有自主知识产权的“神宁炉”成功诞生，并获得15项发明专利，打破国外技术垄断。相比于只“吃”精煤的进口气化炉，“神宁炉”“通吃”各种煤炭，为劣质煤清洁利用提供了新的途径。进口气化炉从此在我国市场失去竞争力。

历时39个月建设之后，2016年10月，示范项目产出合格甲醇，12月产出轻质油、重质油、合格蜡，同年12月21日产出合格油品。十余年间，团队联合国内29家企业和科研院所，完成37项重大国产化任务。

占地面积560公顷，相当于650个标准足球场；敷设电缆2.1万公里，相当于长城总长度；工艺设备1.3万台，电气设备1.5万台，仪表设备11万台，阀门25万台，控制点21.7万个……一个世界级工程在荒漠上崛起。

当沉睡亿万年之久的煤炭从地层深处走来，进入煤制油生产系统后，它将发生一系列神奇变化，最终衍生出柴油、石脑油、液化气、硫磺、费托蜡等一系列产品，实现价值裂变升级。

依托自主研发核心技术，航天科技集团联合多家企业研发的煤基航天煤油助力长征十二号运载火箭直冲云霄，打破航天煤油单一油源依赖；宁夏煤业自主研发的“C能+”系列高端润滑油，填补国产高端润滑油技术空白，11类产品覆盖车用、工业两大领域，其中68#抗磨液压油性能比肩国际高端产品。

未来目标锚定高端绿色智能

历经多年迭代发展，我国煤制油产业已实现跨越式突破——从过去仅产出液化石油气、普通柴油等初级燃料，到如今已拓展出油、蜡、气、材、精细化学品五大类40种产品集群。然而亮眼成绩背后，行业发展仍存诸多瓶颈。

“从目前产品种类来说，真正能称为高端的产品实际上并不多。”一位业内人士坦言，纵观头部企业产品结构，绝大多数仍属于中低端基础品类，高端产品占比较低。诸多高端化工研发成果仍停留在实验室小试阶段，未能落地工业化量产。

国家“双碳”目标为煤制油产业划定了清晰任务。当前，煤制油产业已探索出绿氢与煤化工装置深度耦合的成熟减碳路径，但从行业整体来看，绿氢应用渗透率极低。“即便是拥有国内规模最大绿氢耦合装置的宁夏煤业，每小时绿氢耦合使用量占煤化工总用氢量的比例也不到1%。”该人士透露。

此次宁夏煤业煤制油智能化改造项目完成后，核心装置区采用工业“自动驾驶”模式，装置自控率达99.8%，可实现长期无人值守运行。“但是放眼国内，这样的项目比较少，大量高危作业仍高度依赖人工操作，安全事故隐患持续存在。”一位不愿透露姓名的业内人士称，未来，我国煤制油产业的核心目标之一就是全流程智能化，实现生产本质安全。

短板已然摆在面前，突围方向也日渐清晰。业内人士认为，下一步，要向高端化、绿色化、智能化协同推进，多维度同向发力，推动煤制油产业实现从示范引领向产业高质量发展的跨越。高端化方面，要深化产学研联合攻关，打通科研小试到工业化量产通道，大力开发高附加值油品与精细化工产品；绿色化方面，持续扩大绿氢、绿电与煤化工装置耦合比例，配套碳减排技术，契合“双碳”目标要求；智能化方面，推动机器人、智能巡检设备全面覆盖高危工序，筑牢安全生产“生命线”。

从原煤直销到油品多元，从常规生产到低碳循环，相信下一个十年，我国煤制油行业定将交出更加精彩的答卷。