圖①：國能寧夏煤業(yè)煤制油分公司生產的煤基費托合成蠟產品。

本報記者 丁怡婷攝

圖②：國能寧夏煤業(yè)煤制油分公司生產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任公司生產的芳綸產品。

曹 婕攝

圖④：國能寧夏煤業(yè)400萬噸/年煤炭間接液化項目一隅。

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)、新產品。

煤炭“變形記”如何上演？近日，記者前往寧夏進行采訪。這里正加快建設現(xiàn)代煤化工基地，煤制油總產能居全國首位，煤制烯烴產能占全國約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，長征十二號運載火箭發(fā)射成功，作為主動力燃料的煤基航天煤油正是由煤炭轉化而來的。這也是長征系列運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，經過復雜的化學反應和工藝控制，最終得到純凈、高熱值的煤油產品?！眹軐幭拿簶I(yè)公司煤基航天煤油課題負責人宋迪介紹，這種油品具備低凝固點、低硫、低氮、低芳烴等特點，“能量密度更高，推進力強，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”。

走進寧夏泰和芳綸纖維有限責任公司，總經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多根細絲，能拉動1.8噸的汽車?！?/p>

這種對位芳綸纖維，被業(yè)內稱為“黃金絲”，強度是鋼絲的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，可應用于特種防護裝備、電氣絕緣材料、橡膠骨架等領域。

呂繼平介紹，煤炭通過相關工藝可提取芳烴，是芳綸產業(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，一個考慮就是這里的上下游產業(yè)鏈相對成熟，“目前，我們有三成左右的原材料來自寧東基地?！?/p>

提升質量、向高端化升級的同時，煤炭行業(yè)也積極向多元化發(fā)展。

來到國能寧夏煤業(yè)煤制油化工銷售分公司產品展廳，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，是煤制油的產品之一。它閃點高、不易燃易爆，便于運輸儲存，而且燃燒穩(wěn)定、效率高，受到市場歡迎?！痹倌猛婢咦⑺芰蟻碚f，企業(yè)生產的煤基材料具有高沖擊性能，銷售到廣東汕頭玩具生產基地，很受市場歡迎。

從剛開始只有液化石油氣、石腦油、普通柴油等幾種初級石油產品，拓展到如今的高熔點蠟、輕質白油等五大類、20余種精細化工產品集群……依托400萬噸/年煤炭間接液化項目，國能寧夏煤業(yè)煤制油分公司的噸煤價值提升了7倍左右。

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

更低碳、更綠色，也是煤炭變身的一個重要方向。

“在寧夏電力公司十幾個火電廠中，我們從虧損第一變?yōu)橛谝唬蛄藗€‘翻身仗’?！眹軐幭碾娏x鴦湖電廠董事長王明生說，成功的關鍵是將煤炭“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理劑，在溫室大棚中進行試驗使用，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、氮氣、除鹽水等“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，還實現(xiàn)全廠機組煤耗降低15克/千瓦時，年節(jié)約標煤24萬噸，減少碳排放65萬噸。

為何要變？

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

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

以煤基航天煤油為例，目前我國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，其儲量僅占世界原油總儲量的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85%以上，可以扮演航天能源戰(zhàn)略備份的重要角色。

“‘平時能活、急時保供’，煤制油可作為保障我國能源安全的重要‘底牌’，在關鍵時刻起到兜底作用?！眹軐幭拿簶I(yè)公司化工管理部相關負責人回憶道，2005年左右，寧夏煤業(yè)的煤制油項目準備與南非一家公司合作，但對方僅費托合成一項技術就要價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成一致。

“那時就感受到，關鍵核心技術買不來，必須牢牢掌握在自己手里?！痹撠撠熑苏f，后來，面對1000余個子系統(tǒng)、錨定37項自主國產化任務，300多名專家組成10多個創(chuàng)新工作室和攻關小組，不斷進行技術改進。2016年12月，400萬噸/年煤間接液化項目一次性試車成功，我國成為世界上少數(shù)掌握煤制油全生產鏈技術的國家之一。

煤化工的原料是煤炭，在生產過程中，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)高質量發(fā)展要解決的關鍵問題之一。眼下，不少企業(yè)推動煤化工與綠電、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)的煤炭高效轉化產業(yè)鏈。

在國能國華投資寧夏分公司清水營制氫廠，電解槽有序運行。它們利用光伏電站發(fā)出的綠電制氫，綠氫經壓縮機加壓后，由管道輸送至寧東能源化工基地的煤化工項目，替代部分煤制灰氫?！叭ツ?月投產以來，累計產氫量突破400噸，預計今年6月產能將釋放到最大，屆時年度減碳量可達近4.5萬噸?！敝茪鋸S副廠長史俊杰介紹。

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）示范項目二期項目合作方案簽訂，項目旨在將400萬噸/年煤炭間接液化項目排放的二氧化碳氣體捕集后，通過管道輸送至國內最大的油氣生產基地長慶油田進行驅油封存。項目整體建成投產后，減排二氧化碳總規(guī)模相當于每年植樹近2700萬棵，助力提升煤化工綠色低碳發(fā)展水平。

因何而變？

產學研用協(xié)作、各方優(yōu)勢互補、政策引導助力，推動科技創(chuàng)新和產業(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變。中國煤炭工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，我國煤制油、煤制氣、煤制烯烴、煤制乙二醇產能已發(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、高強絲等產業(yè)培育取得積極進展。

煤炭產品變化背后，是全行業(yè)優(yōu)化供給結構、著力推動科技創(chuàng)新和產業(yè)創(chuàng)新深度融合的不懈努力。

在國能寧夏煤業(yè)洗選中心，煤基鋰電負極材料中試線正在調試改進。“中試線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，過去規(guī)?；瘧镁窒抻谏a常規(guī)活性炭、增碳劑等低附加值產品，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)轉化方向，“太西煤基鋰電負極材料可以彌補鋰電池在低溫、快充等方面的短板，項目正準備產業(yè)轉化，為市場拓展奠定基礎?！?/p>

科技創(chuàng)新背后，離不開產學研用協(xié)作、各方優(yōu)勢互補。

2024年，CTL和PAO潤滑油基礎油成套技術萬噸級工程示范項目獲得立項批復，讓國能寧煤煤炭化學工業(yè)技術研究院負責人李瑞龍感到自豪：“我們成功突破了煤基高端潤滑油關鍵技術瓶頸，自主研發(fā)的基礎油產品具有低溫動力黏度低、氧化安定性高、純凈環(huán)保等特點，實現(xiàn)了這一技術領域的自主可控?！?/p>

中國石油大學（北京）助力研發(fā)異構脫蠟催化劑和精制催化劑；清華大學、天津大學等提供動力學理論研究成果；廣州國機潤滑科技有限公司提供潤滑油配方及調配參考；煤炭化學工業(yè)技術研究院負責成果整合轉化……企業(yè)和高校院所協(xié)同聯(lián)動、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。

“十四五”以來，寧夏科技廳大力支持現(xiàn)代煤化工產業(yè)科技創(chuàng)新，聚焦煤制油、煤基烯烴等領域，組織實施自治區(qū)重點研發(fā)計劃項目20余項，支持建設寧東現(xiàn)代煤化工中試基地等科技創(chuàng)新平臺載體，借助東西部科技合作機制，匯聚區(qū)內外科技創(chuàng)新資源，提升參與國家重點研發(fā)計劃項目的能力。

“煤炭產業(yè)發(fā)展要轉型升級，必須走綠色低碳發(fā)展的道路。”中國煤炭工業(yè)協(xié)會相關負責人說，下一步，行業(yè)要堅持延伸煤基產業(yè)鏈條，優(yōu)化調整產品結構，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、化工和新材料產業(yè)鏈，推動煤炭由燃料向燃料與原料并重轉變。