煤炭是我國的主要能源，污染重，效率低，資源浪費(fèi)大。中科院緊密圍繞國家潔凈煤技術(shù)的戰(zhàn)略需求，立足原始創(chuàng)新，長期堅(jiān)持不懈，在煤基清潔燃料及化工品生產(chǎn)領(lǐng)域形成一系列自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)。目前該領(lǐng)域具有國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)并在示范工程穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)幾乎全部來源于中科院，其中，煤間接法合成油、煤制烯烴、煤制乙二醇等技術(shù)在工程示范方面取得的突破尤為突出。

    面向國家需求，布局煤炭清潔高效利用技術(shù)體系

    煤炭在未來相當(dāng)長的時期內(nèi)仍將是我國最主要的一次能源。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤的消耗也在快速增長，目前占我國一次能源消費(fèi)總量的2/3左右。“煤炭轉(zhuǎn)化利用過程中有諸多問題與挑戰(zhàn)，如利用效率低下、環(huán)境污染嚴(yán)重、水短缺及二氧化碳排放量大等。”中科院山西煤化所所長王建國說，發(fā)展煤炭高效清潔綜合利用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排成為我國能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然選擇。

    我國將提高煤炭利用效率、減少煤炭消費(fèi)、減少環(huán)境污染、加大轉(zhuǎn)化、改善終端能源結(jié)構(gòu)作為國家發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的戰(zhàn)略目標(biāo)。國家能源技術(shù)“十一五”發(fā)展規(guī)劃將潔凈煤技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的先進(jìn)適用技術(shù)，主要包括煤炭加工、煤炭高效潔凈燃燒、煤炭轉(zhuǎn)化、污染排放控制與廢棄物處理等技術(shù)。

    中科院圍繞國家潔凈煤技術(shù)戰(zhàn)略需求，在相關(guān)領(lǐng)域過去30年積累的基礎(chǔ)上，針對關(guān)鍵的核心技術(shù)，通過部署全院重大、重要方向以及前瞻布局等項(xiàng)目，實(shí)施“百人計(jì)劃”等引進(jìn)人才，在煤制油、煤制乙二醇、甲醇制烯烴、IGCC及多聯(lián)產(chǎn)等方面取得重大突破，形成了自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，填補(bǔ)了我國的多項(xiàng)技術(shù)空白。

    此外，中科院還在煤氣化、燃燒、熱解、合成醇醚燃料與化學(xué)品、煤污染物脫除以及二氧化碳捕獲封存利用等領(lǐng)域進(jìn)行了布局。這些領(lǐng)域的核心單元技術(shù)有望在今后5—10年形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和解決方案。

    立足科學(xué)前沿，堅(jiān)持不懈造就潔凈煤技術(shù)領(lǐng)先地位

    烯烴是石油化工的基本原料，其下游產(chǎn)品是聚烯烴塑料制品，用途廣泛。由于我國石油資源有限，烯烴產(chǎn)品供需矛盾突出，因而開辟烯烴生產(chǎn)的新資源路線是一項(xiàng)長期的挑戰(zhàn)。多年來，中科院大連化物所堅(jiān)持研究以煤取代石油而生產(chǎn)重要的化工原料烯烴。

    “我國甲醇制取烯烴技術(shù)的研發(fā)始于上世紀(jì)80年代。受石油危機(jī)的沖擊，在70年代末引發(fā)了利用非石油資源生產(chǎn)烯烴的技術(shù)研究。”中科院大連化物所副所長劉中民說，該所的科研人員認(rèn)為用煤替代石油生產(chǎn)烯烴具有重要戰(zhàn)略意義，因而長期堅(jiān)持這項(xiàng)在有些人看來“不重要”、不起眼的研究。很多人不理解他們的舉動，特別是當(dāng)石油價格不足10美元一桶時，風(fēng)言風(fēng)語和質(zhì)疑聲不斷。但研究組沒有解散。隨著石油價格的不斷上漲，這項(xiàng)研究也愈發(fā)彰顯出其重要性。

    經(jīng)過30年的努力，大連化物所開發(fā)了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤制甲醇制取烯烴技術(shù)。2010年8月，神華包頭年產(chǎn)60萬噸烯烴MTO裝置順利生產(chǎn)出丙烯和乙烯產(chǎn)品，這標(biāo)志著甲醇制烯烴技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。

    從基礎(chǔ)研究到中試，從中試到工業(yè)示范和產(chǎn)業(yè)化，中科院在潔凈煤研究方面長期堅(jiān)持，面對外部形勢的變化，始終如一地推進(jìn)研發(fā)歷程。

    中科院福建物構(gòu)所也是經(jīng)過30年的不懈研究，才成功開發(fā)出擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的以煤為原料制備乙二醇的成套生產(chǎn)工藝技術(shù)。中科院在煤炭清潔高效利用領(lǐng)域取得的重要突破，如灰熔聚氣化技術(shù)、循環(huán)流化床技術(shù)、IGCC及多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)等，也都經(jīng)歷了幾十年的原始創(chuàng)新與技術(shù)研發(fā)。

    注重院地合作，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手鑄造產(chǎn)學(xué)研技術(shù)推廣體系

    多年來，中科院以系統(tǒng)性的基礎(chǔ)研究為源頭，不斷加強(qiáng)中試平臺建設(shè)，整合全院優(yōu)勢力量，加強(qiáng)與高校、企業(yè)、地方政府的合作，探索產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)推廣應(yīng)用模式，扎實(shí)推進(jìn)潔凈煤技術(shù)的發(fā)展。

    從上世紀(jì)80年代初開始，中科院山西煤化所就開展了煤制油工業(yè)技術(shù)的研究。王建國介紹說，1998年該所通過對各種煤制油技術(shù)路線的反復(fù)比較分析，大膽選擇高效漿態(tài)床合成油技術(shù)路線，并于2000年在實(shí)驗(yàn)室取得突破。在此基礎(chǔ)上，山西煤化所聯(lián)合內(nèi)蒙伊泰、山西潞安和中國神華等國內(nèi)大型煤炭企業(yè)，開始了年產(chǎn)1000噸合成油的中試研發(fā)，逐步掌握了煤制油的關(guān)鍵核心工業(yè)技術(shù)。該技術(shù)應(yīng)用于伊泰、潞安、神華煤基間接合成油的三個16萬噸示范工程項(xiàng)目，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，催化劑產(chǎn)能是國外同類技術(shù)的4—5倍，成本只有國外技術(shù)的1/3，標(biāo)志著我國已完全掌握了先進(jìn)高效的煤制油工業(yè)技術(shù)。

    循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是中科院從上世紀(jì)80年代就開始部署的煤清潔燃燒新技術(shù)，在此后20多年的實(shí)踐中逐步走出了一條基礎(chǔ)性研究—中試研究—技術(shù)示范—產(chǎn)業(yè)化推廣的技術(shù)轉(zhuǎn)化道路。

    1985年，中科院工程熱物理研究所建起了國內(nèi)首個循環(huán)流化床鍋爐工業(yè)化裝置。該所與多家鍋爐制造企業(yè)進(jìn)行合作，通過企業(yè)滿足市場的需求。研究所不但完成了多個國家級工程示范，而且完成了產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的研究開發(fā)工作。20多年來，研究所將循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)品不斷升級，合作產(chǎn)品已累計(jì)銷售2500多臺，產(chǎn)值超過230億元。該所副所長呂清剛說，研究所通過產(chǎn)研結(jié)合，為多家合作企業(yè)打造支柱產(chǎn)品，既帶動了企業(yè)的技術(shù)升級乃至行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，同時也提升了研究所的科研能力和綜合實(shí)力。