相對於石油,煤炭一直予人「低價、低效、高污染」的印象,但隨著國家科研人員努力不懈而帶來的技術突破,一座位於在寧夏東部戈壁灘上、全球規模最大的煤製油示範基地,正在重新定義中國能源版圖,為中國能源安全築起一道重要屏障。
寧夏寧東能源化工基地
記者近日來到寧東能源化工基地,見到巨型氣化爐、管廊與化工裝置綿延數十公里,昔日荒漠,如今已成中國現代煤化工重鎮。這裡生產的不只是柴油、航空燃料與化工原料,更是一場歷時二十多年的「能源突圍戰」。
「富煤」與「缺油」的國家困局
長期以來,中國能源結構存在明顯短板——「富煤、貧油、少氣」。寧東能源化工基地講解員向記者指出,我國石油開採分佈集中於馬六甲海峽周邊及新疆等邊境地區,「一旦遇到戰爭等危機,開採能力將大幅銳減」。近年全球局勢持續動盪,部分國家試圖在能源進口環節對中國「卡脖子」,更凸顯能源自主的重要性,「所以我們必須想辦法,把煤炭資源轉化成可以替代石油的戰略資源。」
寧夏寧東能源化工基地。巴士的報記者攝
中國煤炭資源豐富,寧夏更是典型「靠煤吃煤」地區,煤炭在當地能源結構中佔比超過九成。於是,一條「把煤變成油」的技術路線,被提上國家戰略日程。1999年,寧夏正式啟動煤製油前期研究;2004年,國家發改委通過招標,確定由神華寧煤承建煤炭間接液化示範工程。
寧夏寧東能源化工基地。巴士的報記者攝
曾遭外國「卡脖子」 中國決定自主研發
只是,當時中國在核心技術上幾乎一片空白。
煤製油分為直接液化與間接液化兩條技術路線。直接液化出油率高,但對煤質要求極高,寧東煤種並不適合;間接液化則需先將煤氣化,轉化成一氧化碳與氫氣,再合成油品。
寧夏寧東能源化工基地生產的煤製輕白油。巴士的報記者攝
然而,當時全球最先進的間接液化技術,掌握在德國西門子與南非薩索爾(Sasol)等外國企業手中。當年中國曾與南非企業談判,希望引進技術,但對方開出的條件極為苛刻:不僅要求高額專利費,還要求預金留生產地塊、減免稅收,甚至要求煤製油產品由對方獨家銷售。「等於油做出來了,銷售權還在人家手裡,還是在卡我們脖子。」
這場談判,最終讓中國下定決心,核心技術必須自己掌握。
五年攻關 一萬次改造 中國「神寧爐」誕生
真正的突破始於2011年,由中國煤科與神華寧煤聯合研發的「航天旋流乾煤粉氣化爐」技術取得重大突破,中國首次掌握大型煤製油核心裝備技術。這套後來被稱為「神寧爐」的系統,核心任務是把煤粉轉化為高純度一氧化碳與氫氣,相當於煤製油產業鏈的「心臟」。
「神寧爐」的核心任務是把煤粉轉化為高純度一氧化碳與氫氣,相當於煤製油產業鏈的「心臟」。巴士的報記者攝
但技術突破不等於工業成功。
從2011年技術成型到2016年底正式產出合格油品,中間整整歷時五年,團隊累計完成逾一萬次技術改造,單是噴嘴問題就反覆攻關多年。「有技術是一回事,真正能穩定運行又是另一回事。」
2013年9月,總投資550億元人民幣的400萬噸煤炭間接液化示範項目正式開工;2016年12月28日,全流程打通,產出合格油品。中國也由此建成全球首套單體規模最大的煤製油裝置。
太西煤是寧東煤田的主要品種。巴士的報記者攝
2017年,「神寧爐」奪得中國專利金獎;2020年,項目獲國家科技進步一等獎。更具象徵意義的是,這套技術如今已開始向海外輸出,中方甚至以單套約2億美元價格,向美國輸出相關技術方案。
不只是「造油」 背後是完整戰略工業鏈
外界容易將煤製油理解為「把煤變汽油」,但寧東真正的戰略價值,在於它打通了完整現代煤化工產業鏈。依託煤氣化產生的一氧化碳與氫氣,寧東基地已延伸出5大類、88種產品集群,形成完整現代煤化工體系。
寧夏寧東能源化工基地。巴士的報記者攝
煤氣化後產生的一氧化碳與氫氣,不僅能製油,也可生產烯烴、聚丙烯、芳綸、高端潤滑油、香精香料、醫藥材料等高附加值產品。好像在疫情期間,基地大量轉產聚丙烯熔噴材料,用於口罩核心過濾層。
寧夏寧東能源化工基地生產的聚丙烯。巴士的報記者攝
從日本近期就因為霍爾福之海峽關停,沒有天然氣來到製成化工產品石腦油,導致卡樂b薯片的包裝也要變黑白色一事可見,化工製品對各行各業的重要性。
寧夏寧東能源化工基地。巴士的報記者攝
更令人關注的是,中國航天使用的部分航空煤油,也來自寧東煤製油產品。去年長征十二號運載火箭已首次使用寧東煤制航空燃料,其十六烷值遠高於普通燃油,甚至可媲美最優質石油產品。此外,嫦娥五號與嫦娥六號探測器所展示的國旗材料,亦採用了寧東生產的芳綸材料,可承受月球表面正150攝氏度至負150攝氏度的極端環境;而高鐵與C919大飛機使用的輕量化蜂窩結構材料,也與寧東產業鏈密切相關。
中國航天使用的部分航空煤油,也來自寧東煤製油產品。巴士的報記者攝
換言之,煤製油技術撬動的,已不只是能源替代,而是航空航天、高端製造、新材料乃至國防工業的整體升級。
「平戰結合」能力 成最大戰略價值
在國家層面,寧東最受關注的,是其「平戰結合」能力。和平時期,它是大型化工基地;特殊時期,則可迅速轉向戰略燃料供應。煤炭作為中國最穩定、儲量最大的能源資源,一旦能持續轉化成液體燃料,意味中國在極端情況下,依然保有自主工業與軍事能源保障能力。
寧夏寧東能源化工基地。巴士的報記者攝
這也是煤製油項目多年來即使投資巨大,國家仍持續推進的重要原因。
目前,寧東煤製油項目每年可就地轉化約2400萬噸煤炭,生產約400萬噸油品與化工產品,近年在國際油價高企背景下已持續盈利。
從戈壁荒灘,到世界級能源化工基地,寧東走了二十多年。這場技術突圍的真正意義,不單只是「煤變油」,而是中國在關鍵核心技術與能源安全上的一次自主突圍。
寧夏寧東能源化工基地。巴士的報記者攝
正如《三秦都市報》副總編輯王宏哲在參觀後感慨說:「在西北、在寧夏,寧東能源化工基地無論在體量規模、科技含量還是經濟價值方面,都具有重要地位。許多高科技原材料產品,不僅應用於航空、交通、科技等領域,也深入服裝、醫療、日用等民生範疇,最終讓普通百姓受益。」