发布时间:2026-06-30
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大众认知里煤炭仅用于燃烧发电,实际上依托国内自主研发的气化、费托合成成套煤制油技术,煤炭可转化为航天煤油、高端润滑油、合成香料、弹性体、芳纶纤维、锂电负极材料等多类高附加值产品,宁东400万吨煤制油项目大幅提升煤炭经济价值,煤基航天煤油补齐高端能源原料供给短板保障国家能源安全,行业同步推进绿氢、CCUS低碳改造降低碳排放,依靠产学研协同与政策扶持持续突破高端新材料、特种油品技术瓶颈,实现煤炭从单一燃料向燃料与高端化工原料并重的产业转型。

一、煤制油:打破国外技术垄断
在我国西北,坐落着全球单体规模最大的煤化工装置,具备年产400万吨煤制油的能力。在这片管道纵横、塔罐林立的化工装置集群里,煤炭正经历从固态矿物燃料到清洁液体能源的神奇转变。将煤从固态转化为液态,关键在于气化与合成两步。
然而,长期以来,大型煤气化技术被国外垄断。我国研发团队经过多年努力,成功研制出拥有完全自主知识产权的气化炉——神宁炉。神宁炉性能卓越,既能处理粗煤,也能加工精煤,有效解决了气化炉点火难、挂渣难、洗涤差、运行不稳定、维修费用高等行业难题,为煤制油技术的稳定运行与大规模推广奠定了坚实基础。
随后,我国自主研制的百万吨级费托合成装置,对气化后的煤炭进行重新组合,使之转化为清澈透明的液态产品,这便是煤制油的中间产物。这一环节是煤变身为高品质油的关键步骤,也是煤制油产业链中技术含量最高、反应最为复杂的核心部分。经过一系列复杂的反应、分离与提纯,费托合成产物中的直链α-烯烃被成功提取。别小看这种看似普通如水的化合物,它却是下游高附加值化工品的重要原料,为煤制高端油品、香料、合成材料等开辟了新路径。
基于直链α-烯烃,研发团队开发出新一代煤制全合成润滑油,在高温高负荷条件下,能为发动机提供持续、稳定、可靠的润滑保护,性能远超国家标准规定的20%换油指标限值。在宁夏煤业,依托400万吨煤制油示范项目,一吨煤的经济价值提升了七倍以上,煤炭不再仅仅是“燃料”,更是推动高端制造、绿色转型的“新材料”。
二、煤炭的多元应用:上天入海,走进生活
煤制油过程中产生的基础碳氢原料——α-烯烃,可部分替代天然花香分子,是合成香料的重要成分。宁夏新化化工有限公司董事长王平表示,作为合成香料的基础原料,α-烯烃可用于食品添加剂领域,在香烟、白酒、蛋糕、饼干中都有应用,还能用于制作香水、洗衣液、洗头膏、洗面奶等日化产品。
煤化工产业还能制造出被称为“黄金弹性体”的材料,这种材料柔韧性和回弹能力惊人。实验测算显示,其回弹率通常在60%-80%之间,在理想条件下,从1米高度自由落下后,能反弹接近80厘米,远超普通弹性塑料。作为目前密度最低的一类合成弹性体材料,它已广泛应用于汽车保险杠、家电封边、医疗用品、运动器材、建筑密封等领域,也是新一代光伏组件胶膜制造的核心材料。
如今,我国煤炭利用已突破“挖煤-烧煤”的传统模式,正加速向燃料和原料并重的方向转型。煤炭不仅能“上天”,变身为航天煤油、降落伞骨架材料;还能“下海”,成为轮船牵引缆绳;在日常生活中,可用于制作餐盒、玩具、香氛蜡烛等。煤炭作为重要的化工原料,正以多种新形态、新产品走进人们的生活。
三、转型升级:高端化、多元化、绿色化发展
我国新型运载火箭长征十二号运载火箭点火起飞,作为主动力燃料的煤基航天煤油正是由煤炭转化而来的。煤炭在高温高压环境下与氢气反应,历经复杂的化学反应和工艺控制,最终得到纯净、高热值的煤油产品。这种煤基航天煤油具备低凝固点、低硫、低氮、低芳烃等特点,能量密度更高,推进力强,有效解决了航天煤油原料来源过于单一的难题。
煤不仅能化为“一滴油”,还能变作“一根丝”。在宁夏泰和芳纶纤维有限责任公司,总经理吕继平展示的黄色纤维——对位芳纶纤维,虽直径不到1毫米,内部却有1000多根细丝,能拉动1.8吨的汽车。这种纤维强度是钢丝的5至6倍,韧性是钢丝的2至3倍,重量仅为钢丝的1/5,且耐高温、阻燃、耐腐蚀,可应用于特种防护装备、电气绝缘材料、橡胶骨架等领域。煤炭通过相关工艺提取的芳烃,是芳纶产业链的重要原料来源,该公司约有三成左右的原材料来自宁东基地。
在提升质量、向高端化升级的同时,煤炭行业积极向多元化发展。在国能宁夏煤业煤制油化工销售分公司产品展厅,陈列着一次性刀叉、氨纶面料、“极寒柴油”等丰富多样的展品。其中,无色透明的粗液体蜡是一款无烟无积炭的厨房新型燃料,作为煤制油产品,它闪点高、不易燃易爆,便于运输储存,燃烧稳定且效率高,深受市场欢迎。企业生产的煤基玩具注塑料具有高冲击性能,在广东汕头玩具生产基地十分畅销。
国能宁夏煤业煤制油分公司依托400万吨/年煤炭间接液化项目,产品从最初的几种初级石油产品,拓展到如今的五大类、20余种精细化工产品集群,吨煤价值提升了7倍左右。2024年,该分公司销售额达430.7亿元,同比增长5%,客户遍布36个国家和地区,国能宁夏煤业超577亿元的营业收入中,七成以上来自煤制油、化工产业。
四、煤炭转型的战略意义与实现路径
我国加快推动煤炭清洁高效利用,煤炭加工转化是统筹发展和安全、提升能源保障能力、推动行业优化升级的必然选择。以煤基航天煤油为例,我国现用的石油基航天煤油由环烷基原油炼制,而环烷基原油储量稀缺,仅占世界原油总储量的2%左右。与之相比,煤直接液化油品以环烷烃为主,含量达85%以上,可作为航天能源战略备份。煤制油在保障我国能源安全方面作用关键,是重要的“底牌”,关键时刻能发挥兜底作用。
过去,我国在煤制油技术上遭遇困境。2005年左右,宁夏煤业煤制油项目与南非公司合作时,对方仅费托合成一项技术就索价10亿元并附加其他条件,合作最终未能达成。此后,我国依靠自身力量,组织300多名专家组成10多个创新工作室和攻关小组,针对1000余个子系统,完成37项自主国产化任务。2016年12月,400万吨/年煤间接液化项目一次性试车成功,我国成为世界上少数掌握煤制油全生产链技术的国家之一。
煤化工生产过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业高质量发展的关键问题。不少企业通过推动煤化工与绿电、绿氢、二氧化碳捕集利用与封存等耦合发展,打造低碳循环的煤炭高效转化产业链。例如,国能国华投资宁夏分公司清水营制氢厂利用光伏电站绿电制氢,绿氢加压后输送至宁东能源化工基地煤化工项目,替代部分煤制灰氢。自去年9月投产以来,累计产氢量突破400吨,预计今年6月产能达最大,年度减碳量近4.5万吨。
宁夏300万吨/年CCUS(碳捕集、利用与封存)示范项目二期项目合作方案签订,将400万吨/年煤炭间接液化项目排放的二氧化碳捕集后,输送至长庆油田驱油封存。项目建成投产后,减排二氧化碳总规模相当于每年植树近2700万棵,有力提升煤化工绿色低碳发展水平。
煤炭从单一燃料向原料和燃料并重转变,背后是全行业优化供给结构、推动科技创新和产业创新深度融合的努力。中国煤炭工业协会数据显示,我国煤制油、煤制气、煤制烯烃、煤制乙二醇产能不断发展,煤基特种燃料、煤基生物可降解材料、高强丝等产业培育也取得积极进展。
在国能宁夏煤业洗选中心,煤基锂电负极材料中试线正在调试改进。太西煤作为“煤中之王”,过去应用局限于生产低附加值产品,如今其特性得到深入挖掘。太西煤基锂电负极材料可弥补锂电池在低温、快充等方面的短板,项目正准备产业转化,拓展市场。
国能宁煤煤炭化学工业技术研究院在CTL和PAO润滑油基础油成套技术万吨级工程示范项目上取得突破,成功立项批复。该研究院自主研发的基础油产品具有低温动力黏度低、氧化安定性高、纯净环保等特点,实现了技术领域的自主可控。这一成果得益于产学研用协作,中国石油大学(北京)助力研发异构脱蜡催化剂和精制催化剂;清华大学、天津大学等提供动力学理论研究成果;广州国机润滑科技有限公司提供润滑油配方及调配参考;煤炭化学工业技术研究院负责成果整合转化。各方协同联动、融通创新,推动煤炭高效“变身”。
此外,政策引导对科技创新至关重要。“十四五”以来,宁夏科技厅大力支持现代煤化工产业科技创新,聚焦煤制油、煤基烯烃等领域,组织实施自治区重点研发计划项目20余项,支持建设宁东现代煤化工中试基地等科技创新平台载体,借助东西部科技合作机制,汇聚区内外科技创新资源,提升参与国家重点研发计划项目的能力。