11月3日，由中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所李永旺團(tuán)隊(duì)參與完成的“400萬(wàn)噸/年煤間接液化成套技術(shù)創(chuàng)新開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目被授予2020年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，這項(xiàng)凝聚數(shù)代科學(xué)家心血的項(xiàng)目登上了科技巔峰。2016年12月28日，習(xí)近平總書(shū)記對(duì)神華寧煤煤制油示范項(xiàng)目建成投產(chǎn)作出重要指示：“這一重大項(xiàng)目建成投產(chǎn)，對(duì)我國(guó)增強(qiáng)能源自主保障能力、推動(dòng)煤炭清潔高效利用、促進(jìn)民族地區(qū)發(fā)展具有重大意義，是對(duì)能源安全高效清潔低碳發(fā)展方式的有益探索，是實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的重要成果?！?/p>

坎坷歷程，艱辛探索，我國(guó)創(chuàng)造煤制油的新歷史

2016年年底，神華寧煤400萬(wàn)噸/年煤制油工程打通全廠(chǎng)工藝流程，這對(duì)我國(guó)增強(qiáng)能源自主保障能力、推動(dòng)煤炭清潔高效利用具有重大意義。在這個(gè)目前世界上單體規(guī)模最大的煤制油項(xiàng)目背后，站立著一支攻堅(jiān)克難的核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)。

石油被稱(chēng)為“工業(yè)的血液”，但我國(guó)是一個(gè)富煤少油的國(guó)家，目前三分之二以上的石油依賴(lài)進(jìn)口，嚴(yán)重制約著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源安全。1923年，德國(guó)科學(xué)家費(fèi)舍爾和托普舍發(fā)現(xiàn)可以將煤間接液化，僅過(guò)一年，就有中國(guó)人緊跟世界技術(shù)前沿，開(kāi)始探索煤制油的途徑。1951年，新中國(guó)生產(chǎn)出第一桶煤制油，但隨著國(guó)內(nèi)油田依次被發(fā)現(xiàn)，煤制油技術(shù)逐漸淡出視野。

進(jìn)入改革開(kāi)放時(shí)代，石油價(jià)格波動(dòng)起伏，中科院山西煤化所集中科研力量，開(kāi)始了我國(guó)第二次煤制油之旅?？蒲腥藛T陸續(xù)研制出新型催化劑，開(kāi)發(fā)新式合成工藝，油收率得到較大提升。

1997年冬天，正在比利時(shí)根特大學(xué)和魯汶大學(xué)做博士后研究的李永旺，以中國(guó)科學(xué)院百人計(jì)劃入選者被召回國(guó)。一回國(guó)，他就被山西煤化所原所長(zhǎng)鐘炳急切地召集到辦公室，“所有參加煤制油攻關(guān)的課題組都處于解散的邊緣，你回來(lái)負(fù)責(zé)煤制油技術(shù)開(kāi)發(fā)，隊(duì)伍不能散?！币桓敝?fù)?dān)壓在了李永旺身上。

李永旺把與合成油相關(guān)的五個(gè)課題組整合在一起，并對(duì)合成工藝的主攻方向?qū)嵭兄卮筠D(zhuǎn)變，由原來(lái)的固定床合成工藝改變?yōu)楦鼮橄冗M(jìn)的漿態(tài)床合成工藝。任務(wù)掉頭，困難加倍。1998年實(shí)驗(yàn)室成功地研制出了高性能的低溫漿態(tài)床費(fèi)托合成鐵基催化劑，同時(shí)蠟催化劑分離技術(shù)獲得重大進(jìn)展，漿態(tài)床煤制油工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性瓶頸得到突破。李永旺團(tuán)隊(duì)仔細(xì)分析了從煤到成品油全流程工藝，并首次在國(guó)際上提出了全新的高溫漿態(tài)床費(fèi)托合成油概念和工藝技術(shù)。

蓄力二十載，自主技術(shù)突破瓶頸，煤制油走出實(shí)驗(yàn)室

李永旺的導(dǎo)師，國(guó)際著名化工工程專(zhuān)家Froment教授在他回國(guó)前意味深長(zhǎng)地對(duì)他說(shuō)：“可以預(yù)見(jiàn)，10年內(nèi)煤制油在中國(guó)有可能會(huì)有大動(dòng)作，而這個(gè)技術(shù)要達(dá)到工業(yè)化也至少需要10年，我教給你的動(dòng)力學(xué)與反應(yīng)器知識(shí)也許會(huì)有用?！?/p>

“那時(shí)真是到了山窮水盡的時(shí)候，研究初期，科研經(jīng)費(fèi)花得差不多了，眼看實(shí)驗(yàn)室就要赤字運(yùn)行?！闭诳鄲罆r(shí)，煤制油項(xiàng)目被列為首批啟動(dòng)的中科院知識(shí)創(chuàng)新工程重大項(xiàng)目，并得到了3000萬(wàn)元的經(jīng)費(fèi)支持，這也促進(jìn)了科技部“863”計(jì)劃“煤制油”重大項(xiàng)目的啟動(dòng)。

2002年9月，千噸級(jí)工業(yè)中試試驗(yàn)裝置建成并試車(chē)成功。一石激起千層浪，這個(gè)消息獲得了全行業(yè)最高關(guān)注度，省內(nèi)外企業(yè)紛紛前來(lái)考察，要求投入資金進(jìn)一步完善煤制油中試技術(shù)。2006年2月，由山西煤化所、內(nèi)蒙古伊泰集團(tuán)、神華集團(tuán)、山西潞安礦業(yè)集團(tuán)、徐州礦務(wù)集團(tuán)和連順能源共同投資，相繼成立了中科合成油工程有限公司和中科合成油催化劑有限公司。

一項(xiàng)技術(shù)必須經(jīng)過(guò)“實(shí)驗(yàn)室——工業(yè)中試試驗(yàn)——工業(yè)化示范——大規(guī)模工業(yè)化示范——商業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)”過(guò)程，李永旺說(shuō)，煤制油是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及幾百個(gè)專(zhuān)科、上千個(gè)節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上都有對(duì)應(yīng)的專(zhuān)門(mén)人員，而他所在的單位，掌握著成套的核心煤制油工藝和催化劑生產(chǎn)配方技術(shù)，一個(gè)人走了，不僅會(huì)導(dǎo)致技術(shù)外流，這個(gè)項(xiàng)目也得從頭再來(lái)，損失無(wú)法估量。

李永旺將市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)同國(guó)際上的先進(jìn)的獎(jiǎng)勵(lì)制度結(jié)合起來(lái)，研究出一套新型的激勵(lì)制度。從最初的三五個(gè)人到后來(lái)的300多人，再到1000多人，他的團(tuán)隊(duì)就像一塊巨大的磁鐵，不斷將科研行業(yè)精英吸引到身邊。2008年年初，科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)借貸方式投資擁有了公司部分股份，解決了科研人員的吸引、穩(wěn)定和長(zhǎng)期激勵(lì)等問(wèn)題?？蒲腥藛T卸下包袱輕裝上陣，加快了科研成果轉(zhuǎn)化的反應(yīng)速度，為煤制油示范廠(chǎng)建設(shè)運(yùn)行插上了騰飛的翅膀。

產(chǎn)學(xué)研用一體化，科研論文永遠(yuǎn)寫(xiě)在祖國(guó)大地上

回國(guó)不到十年，李永旺已經(jīng)按照和導(dǎo)師的約定，將煤制油技術(shù)往工業(yè)應(yīng)用方面推進(jìn)了一大步。

2009年初春，內(nèi)蒙古鄂爾多斯草原上，我國(guó)第一個(gè)16萬(wàn)噸/年煤炭間接液化示范裝置試車(chē)成功，烏黑的煤炭化作清澈的柴油噴涌而出，李永旺與伊泰集團(tuán)董事長(zhǎng)張雙旺緊緊擁抱在一起。2012年神華寧煤世界單套最大規(guī)模的400萬(wàn)噸/年煤制油商業(yè)示范裝置開(kāi)始建設(shè)。2016年實(shí)現(xiàn)了一次性開(kāi)車(chē)成功。2017年，內(nèi)蒙古伊泰杭錦旗120萬(wàn)噸/年和山西潞安100萬(wàn)噸/年的兩個(gè)百萬(wàn)噸煤制油裝置相繼建成投產(chǎn)……

隨著工廠(chǎng)規(guī)模越來(lái)越大，李永旺團(tuán)隊(duì)的關(guān)注點(diǎn)也發(fā)生了變化，“我們技術(shù)基本上成熟了，下一步就是向著大型綜合一體化、產(chǎn)品多元化高值化方向發(fā)展，裝置規(guī)模向500萬(wàn)噸級(jí)或1000萬(wàn)噸級(jí)的綜合一體化方向發(fā)展，加快技術(shù)升級(jí)步伐，形成柴油——汽油——航油——潤(rùn)滑油——化學(xué)品聯(lián)產(chǎn)成套新技術(shù)，爭(zhēng)取2025年左右把煤基合成油替代石油能力達(dá)到2000萬(wàn)噸以上”。

除了技術(shù)的突飛猛進(jìn)，煤制油的外部環(huán)境卻撲朔迷離。一方面煤炭和石油的價(jià)格始終影響著煤制油技術(shù)、工藝的發(fā)展速度；另一方面煤化工項(xiàng)目對(duì)二氧化碳減排的要求也越來(lái)越緊迫?！盀榱艘种泼簝r(jià)油價(jià)波動(dòng)對(duì)企業(yè)造成風(fēng)險(xiǎn)，只有通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，把經(jīng)濟(jì)效益提上去?！崩钣劳硎?，“我們要在延伸產(chǎn)業(yè)鏈上下功夫，深加工生產(chǎn)高值的特種燃料、潤(rùn)滑油、溶劑油、高熔點(diǎn)費(fèi)托蠟，如潞安除生產(chǎn)柴油、石腦油、LPG外，還生產(chǎn)出高值的太行牌潤(rùn)滑油、系列牌號(hào)的高熔點(diǎn)費(fèi)托蠟等產(chǎn)品。在未來(lái)的煤制油項(xiàng)目上我們將進(jìn)一步提高項(xiàng)目的能源綜合利用效率，將減排技術(shù)與煤制油技術(shù)相耦合，盡最大努力減排二氧化碳，同時(shí)滿(mǎn)足國(guó)家對(duì)油氣的重大核心需求?！?/p>

多年來(lái)，李永旺和他的研發(fā)團(tuán)隊(duì)在煤制油技術(shù)的研發(fā)過(guò)程中發(fā)表論文600多篇，申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利130多件，先后獲得中國(guó)科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)、國(guó)家能源科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、第二十一屆中國(guó)專(zhuān)利金獎(jiǎng)等等。他們已成為國(guó)際上最具影響力的煤制油研發(fā)團(tuán)隊(duì)之一。李永旺高興地說(shuō)：“中科合成油完成了當(dāng)初被中科院和山西省賦予的使命?！?/p>

煤制油未來(lái)前景如何，李永旺提出了一套發(fā)展思路：“我們的技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)將逐步由制油為主轉(zhuǎn)變?yōu)橹聘咧祷瘜W(xué)品和材料為主，并進(jìn)一步擴(kuò)大實(shí)現(xiàn)低質(zhì)褐煤、生物質(zhì)、有機(jī)垃圾等含碳資源的能源轉(zhuǎn)化，以實(shí)現(xiàn)技術(shù)革新，在國(guó)家‘雙碳’大目標(biāo)下保持技術(shù)的不斷發(fā)展和升級(jí)，為國(guó)家未來(lái)能源轉(zhuǎn)型和煤炭高效清潔低碳化利用作出新的貢獻(xiàn)?！?/p>

沈佳 李清波