【智庫研報】煤基精細化學品——煤化工2.0時代啟幕

創新與人才成轉型升級決定性因素

以煤制油、煤制氣、煤制烯烴、煤制芳烴、煤制乙二醇、煤制乙醇等為代表的現代煤化工，已經成為具有中國特色的基礎化工產業體系。經過二三十年的持續發展，在以“能源金三角”為核心的廣大中西部地區，已經培育形成了蔚為壯觀的現代煤基能源化工產業體系。

當前現代煤化工要進一步發展，或者說新時代的煤化工高質量發展，除了幾大基礎產業本身的固本強基提質外，加快向煤基精細化學品和新材料進一步延鏈補鏈，擴充并豐富具有中國特色的煤化工產業網絡版圖，是一項極為關鍵的中心工作。中國現代煤化工的二次創業，已經悄然而至，而創新與人才，正成為橫亙在產業轉型升級大計之前的一道險關阻隘。以當地人解決當地事的本土化思路，充分發揮西安交大、西北工大、蘭州大學及中國科學院相關駐西部研究所等當地骨干科教資源，探索深度產教融合的新模式新途徑，精心設計、合力攻堅，煤基精細化學品創新研發與產業化工作最終可以突圍，中國現代煤化工2.0的美好前景也一定會變為現實。

 煤化工基礎產業已趨于成型

自進入新世紀以來，我國以“能源金三角”為核心，現代煤化工產業布局發展步入快車道，其間雖歷經波折，但整體向著做大做強的方向砥礪跨進。以現代煤化工的六大主要方向來看，除了煤制芳烴尚處于產業化起步階段外，煤制油、煤制氣、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制乙醇都已經成功實現了產業化，并已形成相當大的產業規模，成為有別于世界其他主要化工產業國、具有中國特色的現代化工產業體系，對于補充和豐富世界化工產業大體系發揮了重要作用。

首先看煤制油，經過20多年的持續探索攻關，我國不僅建成了多套國外已有的間接法煤液化裝置，還開發了中國獨有的直接法煤液化技術，并成功實現了產業化布局。煤制油的產品種類，從最初的汽油、煤油、柴油，逐步擴充到特種油品、精品蠟、α-烯烴等十余種，并還在持續豐富擴充。此外，最初一直廣受詬病、成為產業發展達摩克利斯之劍的煤制油高耗水、高排碳問題，經過持續創新升級，也取得了一個又一個的刷新紀錄。比如，煤直接液化的噸油耗水量，已由最初的逾10噸降到現在的5噸以下。在碳減排方面，神華集團在鄂爾多斯實施的10萬噸/年CCS示范項目多年前就已經取得成功,為下一步百萬噸級CCS和CCUS項目的實施提供了支撐。位于陜西榆林的陜煤集團榆林化學公司正在建設40萬噸/年CCS項目，這是其400萬噸/年CCS示范項目的先導試驗項目，目前榆碳1井和榆碳2井已鉆井完井，地面裝置土建主體基本完成，正在進行二次結構及安裝工程施工，預計2024年底將實現二氧化碳試注。位于內蒙古鄂爾多斯的久泰集團建設的1萬噸/年二氧化碳制芳烴示范項目已經即將建成投產，成為我國二氧化碳捕集再利用的先鋒樣板工程。撫今追昔、展望未來，中國的煤制油乃至整個煤化工產業，不僅會成為高質高效的典范，同樣也會成為綠色低碳的新型工業化的亮麗名片。

煤制烯烴產業的發展，更是超出很多人甚至是煤化工從業者最初的預期。2024年底煤化工行業傳來捷報，寶豐能源400萬噸/年煤制烯烴第一系列的100萬噸/年生產線近期在內蒙古鄂爾多斯建成投運，這是其斥資千億建設的全球最大煤制烯烴項目的首條生產線。該項目不僅規模宏大，設備國產化率高達98%，而且技術水平卓越，采用最先進的大連化物所DMTO-Ⅲ技術，噸烯烴產品的甲醇消耗量進一步降至2.65噸，再次刷新行業最低消耗紀錄。另外，該項目也是全球唯一一個規模化用綠氫替代化石能源生產烯烴的項目，將光伏所產綠氫補充進煤制烯烴生產烯烴，從而消除煤化工先天的“碳多氫少、碳氫失衡”的弊端，為煤化工的低碳甚至零碳發展蹚出了一條光明大道，也顯示了煤化工與新能源融合發展的無限前景。

煤制氣、煤制乙二醇、煤制乙醇產業同樣實現了長足的發展，已經成為中國乃至全球化學工業的重要補充。在此重點說一下剛剛產業化起步的煤制芳烴產業，這是號稱中國煤化工“最后一個堡壘”的基礎性產業門類。芳烴作為重要的中間體原料，承上啟下，可以衍生出極為豐富的精細化學品和化工新材料產業鏈，為未來中國煤化工成長為與石油化工一樣豐富的產業門類和產業體系創造了條件、帶來了可能。

除了煤焦油物理提取芳烴外，化學合成法?煤制芳烴的五大工藝，目前在國內都已有研發，部分已經達到大規模產業化應用的條件。具體來看：一是?煤氣化制甲醇再芳構化?技術，這是煤制芳烴的主要工藝之一。原料煤經過煤氣化工序生產合成氣，再合成甲醇，然后通過甲醇制芳烴（MTA）技術生成芳烴。MTA技術是整個流程的關鍵控制性技術，但目前尚不成熟?。

二是?煤氣化制甲醇再芳構化再分離轉化?技術，這一工藝涉及煤的氣化、甲醇合成、芳構化和芳烴分離轉化等步驟。煤制甲醇和芳烴分離轉化技術已經成熟，但甲醇制芳烴的工業化技術尚未完全成熟?。

三是?煤氣化制甲醇再氧化生成對苯二甲酸（PTA）技術。煤經過煤氣化生成合成氣，再合成甲醇，通過甲醇制芳烴（MTA）生成對二甲苯（PX），進一步氧化生成PTA。PTA是生產聚酯的重要原料?。

四是?煤氣化制甲醇再歧化反應生成PX技術。該工藝在MTA技術的基礎上，通過歧化反應生成PX，進一步氧化產生PTA?。以上四種工藝目前都尚不成熟，離產業化仍有一定距離。

五是?流化床甲醇制芳烴（FMTA）技術。該工藝由清華大學魏飛教授團隊研發，采用酸性分子篩催化劑，通過流化床工藝，實現了高轉化率和芳烴收率。該技術避免了催化劑積碳失活的問題，具有較高的水熱穩定性，已具備大規模產業化應用的條件?。

就在近期，陜西榆林能源集團發布消息稱，榆能集團煤炭清潔轉化制百萬噸級芳烴及聚酯纖維一體化項目可研報告評審會在北京召開。專家組評審后一致認為，項目符合國家產業準入政策要求和現代煤化工發展方向，對于保障國家能源安全和產業鏈供應鏈穩定、促進西部地區產業轉型升級、推動榆林加快創建國家能源革命創新示范區具有重要意義。該項目將采用創新研發的FMTA技術，是該技術百萬噸級大規模產業化的首次落地驗證。
    通過對上述六大現代煤化工工藝路線的演變簡述，不難看出，具有中國特色的現代煤化工產業的主體框架和產業結構已經基本成型，隨著產業“地基”的打夯基本完成，萬丈高樓平地起，煤化工產業“大廈”建造的時機已趨成熟，中國現代煤化工的2.0時代宣告應運到來。

煤基精細化學品是轉升必由之路

中國現代煤化工2.0時代，其表面呈現是高質量發展，其內核卻是延鏈、補鏈、強鏈，將基礎煤化工引向深水區，壯大做強高端煤化工，包括煤基精細化學品和煤基新材料等。未來的煤化工升級發展之路，除了基礎產業進一步降本增效，推進低碳綠色發展，探索煤化工與西部地區風光氫新能源的深度融合與產業模式重塑外，剩下唯一的想象空間其實就只有向煤基精細化學品和新材料拓展，對此業界已有相當普遍的共識。

寧東能源化工基地是西部煤化工的龍興之地，起步早、規模大，影響也最為廣泛。作為寧夏回族自治區政府連續20年全力建設的全區“一號工程”，寧東基地一以貫之地做大做強煤化工產業，成為西部地區首個產值過千億元的化工園區，2023年工業總產值達1872億元，體量占寧夏全區的28.4％，也連續多年躋身中國化工園區30強的前列。截至目前，園區內世界上單體規模最大的400萬噸/年煤炭間接液化制油項目成功投產并穩定運行，建成煤基烯烴產能420萬噸/年、氨綸產能15萬噸/年、芳綸產能1.05萬噸/年，火電裝機容量達到1735萬千瓦、新能源裝機容量603萬千瓦、外送電達到1200萬千瓦，綠氫產能2.21萬噸/年，基礎產業平臺的厚實，為下一步的產業鏈延伸、產業層次升級打好了基礎。

除了體量大、基礎厚實的優勢外，寧東基地的發展劣勢其實也很明顯，主要體現在產業結構的層次單一，偏重化工業、偏基礎產業，特色化差異化、高技術高附加值的精細化工產業還很薄弱，尚處于起步發展階段。我們看到，近年來寧東基地承接了不少東部地區不得不轉移的原料藥、染料、香料、農藥、橡膠助劑及中間體等項目，雖然這些項目也屬于精細化工范疇，但寧東基地發展這些產業并無特別的競爭優勢，與基地內主導的煤化工產業也不能形成銜接貫通的產業鏈條，對于構建穩固強實的高能級、高價值產業鏈意義其實并不大。寧東基地的升級進階發展，還是應該發揮自身比較優勢，保持“弱水三千僅取一瓢飲”的戰略定力，依托基礎煤化工沿著產業鏈深入挖潛，延鏈補鏈強鏈，以煤為基、能化并進，將煤基精細化工與新材料產業做大做強，努力成為全球煤化工產業鏈條最豐富、結構最多元、技術最密集、附加值最高的產業高地。

因為產業結構單一且偏重偏基礎，生產的“大路貨”多，比如煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤焦化等基本都是當前產能飽和甚至過剩的領域，市場競爭早已白熱化，而具有“寧東牌”特色的差異化高端產品少，必然造成在市場競爭中隨波逐流與隨行就市。產值規模大，但經濟效益低，抗風險能力比較弱，這已經成為了寧東的現實之痛，已經到了必須要做出重大變革的關鍵階段。也正基于此，寧東基地順時應勢吹響了“二次創業”的號角，而其中的一個主攻方向就是延鏈補鏈強鏈，依托現有的煤化工產業基礎，做大做強煤基精細化學品和煤基新材料產業鏈，在更高的技術和價值層級上參與全國乃至全球化工產業的競爭。

“能源金三角”的另一極陜西榆林市，面臨著同樣的現實，也做出了同樣的產業轉型升級抉擇。榆神工業區是榆林市產業發展的龍頭陣地，2023年總產值達到1000.97億元，首次跨過千億大關，但同樣存在著產業鏈條短、產品偏重偏傳統、附加值不高的問題，抗風險能力比較弱。基于此，榆林市已經作出了一些探索，陜煤集團榆林化學公司的成立，在榆林拉開了延鏈補鏈發展壯大煤基精細化學品和煤基新材料產業探索的序幕，可謂第一個吃螃蟹的破局者。其成效也已經初步顯現，今年基礎傳統化學品市場十分低迷，從業企業普遍效益不佳，但一期項目達產的榆林化學卻逆勢增長，截至今年11月底利潤總額突破10億元，創歷史新高，充分顯示從低能級同質化競爭轉入高能級差異化競爭的思路，從理念到實踐都具有可行性，也具有必行性。

上文提到的榆能集團投建煤炭清潔轉化制百萬噸級芳烴及聚酯纖維一體化項目，同樣也是在這一理念思路下出爐的。作為榆林市屬能源化工產業發展主平臺，榆能集團認為，建設煤炭清潔轉化制百萬噸級芳烴及聚酯纖維一體化項目，將進一步增強企業內部各化工項目之間的關聯度，加快促進形成“縱向關聯、橫向耦合，綠色低碳、協同高效”的榆能特色千億級精細化工產業集群，是一件既利于企業自身、更利于榆林產業鏈條建設和產業集群發展的大事和好事。

總之，順應全球化工產業發展規律和產業競爭新態勢，加快延鏈補鏈強鏈，發展壯大煤基精細化學品和煤基新材料產業，已經成為中國煤化工產業的普遍共識，刻不容緩、時不我待。中國煤化工產業2.0時代，背靠產業高質量發展和新型工業化探索的歷史大幕，必將是一場曠日持久卻也更加精彩絢爛的恢弘華章。

轉型升級受制于創新與人才

方向明確、理想豐滿，但現實卻依然“骨感”。千條萬條，人是第一條，任何事都是人來干，也是由人干出來的。西部煤化工產業集聚區轉型升級發展煤基精細化學品和新材料產業，當前最大的堵點恰恰就在“人”這個環節上，難在創新、卡在得人。

精細化工是當今化學工業發展的戰略重點，也是化學工業中最具活力和潛力的新興領域之一，但精細化工的發展歷來都是以大量高層次創新人才為支撐的，因為精細化學品種類繁多，每一種產品技術含量和門檻都比較高，甚至有不少產品在世界范圍都屬于“僅此一家，別無分號”的獨家保密狀態。因此，要規?；l展精細化工產業，沒有吸引人、留住人的良好生態氛圍，要形成氣候是難以想象的。東部沿海地區之所以成為我國精細化工發展的集中地，除了當地靠近精細化學品核心消費市場外，更有所需的創新人才集中、創新資源富集的得天獨厚條件。

據寧夏大學一位化工教授“吐槽”：即便是“能源金三角”中唯一背靠省會城市的寧東地區，現在同樣吸引不來、也難以留住優秀的高層次創新人才，當地的博士人才目前僅十幾名，且分散在不同的領域，這樣的人才配置，如何能夠支撐寧東的“二次創業”呢？這種情況在榆林和鄂爾多斯同樣存在，雖然當地經濟社會發展取得了突飛猛進的進步，但高層次科創人才所需的“巢”是多元的立體的，西部地區在一流研發平臺、創新資源渠道、生活配套乃至社會文化氛圍等軟硬件方面的綜合吸引力，對于“鳳凰”們來說依然不強。優秀人才吸引不來，來了也難以長久留得住，這一難題不破解，打造產業創新熱土和世界煤基精細化工產業高地的美好愿景，可能難以為繼。

寧東的痛點，何嘗不是“能源金三角”乃至整個西部地區共存的瓶頸問題。高質量發展必須以創新為驅動，著重發展一批高精尖的技術和產品，培育壯大新質生產力，但本土科研能力和技術創新能力與精細化工產業必須加快發展的現實需求之間，存在著很大的差距，創新能力不足根源又在于創新型人才和高科技復合型人才缺乏，高層次創新人才缺乏又歸根于本地的現實環境和條件依然缺乏吸引力，邏輯環環相扣，陷入死結一般的負反饋循環。

在煤化工發展的1.0階段，西部地區解決技術“荒島”問題，普遍采取的是拿來主義，將東部經濟發達地區乃至世界范圍內成熟的技術，統統舶來而試用之。殼牌的煤氣化技術，南非沙索的煤制油技術，國產的煤直接液化制油和煤制天然氣技術，日本的煤制乙二醇技術，等等，堪稱“萬國牌”。經過20多年的實踐驗證，這種拿來主義似乎也行得通，畢竟產業演變的今昔巨變就很有說服力。

但應該說明的是，老經驗、新問題，原有的路子現在很可能走不通?；A化工產業往往需要的是平臺型大眾技術，而精細化工產業則更需要高度差異化、定制化的小眾技術。平臺型大眾技術可以舶來引進，現買現用，但小眾技術更適合自研自用，一來小眾技術供給渠道本來就很少，二來小眾技術往往具有高度的環境條件特定性與限定性，沒有放之四海而皆準的模板。比如中國科學院大連化物所創新研發的煤制烯烴DMTO技術就屬于典型的平臺型關鍵技術，目前在全國已累計許可落地30多套工業裝置,烯烴產能達2000多萬噸/年,預計拉動投資超4000多億元,全部投產后可實現年產值超過2000億元。但如果是從煤焦油中提取商品化的高純萘、酚、吡啶、蒽等高附加值精細化學品，或者是以煤制芳烴為原料再精深加工芳基吡唑腈、α-芳基乙醇、芳基磷酸酯等精細化學品，就很難引進現成的技術了，必須以死磕的勁頭一項一項自行加以攻克，并進而走通產業化落地的路子。

站在新舊交替的關鍵節點，中國煤化工產業要順利翻開2.0發展的新篇章，從基礎化工產業如期升級到精細化工和新材料產業，沒有革新的思路、創新的模式、全新的路徑，是絕難如愿的。創新和人才的難題不解決，中國煤化工2.0的故事就不會到來，至少不會如期到來。

以本土化思路破解“人”的難題

西部地區煤基精細化學品產業的創新發展，最終還是要回歸到本土化思路上來，本地人解決本地事，以自我創新研發為主、引進外來技術為輔，將高質量發展建立在自主科技創新的堅實基礎之上。

下一步煤化工2.0階段創新研發的重點，應包括但不限于如下方向：

●煤炭特性與組分基礎性研究。煤炭基于現代科學的基礎研究已經有200年的歷史，但時至今日煤炭究竟是個啥東西、里面究竟包含了哪些元素和組分，依然沒能揭開全貌。而且隨著近些年來西方“棄煤”的進程加快，發達國家對煤炭的基礎研究更加弱化。中國貧油少氣富煤的國情，決定了煤炭在我國能源資源中壓艙石的地位將長期存在，中國有必要接過西方科學研究的大旗，將煤炭特性與組分基礎性研究的工作繼續深入挖掘下去。只有真正透徹地了解了煤炭，才能進一步去開發和利用好它。

●煤炭清潔高效利用路徑分析。煤炭清潔高效利用已經成為國家戰略，將貫穿國家能源革命的全過程，目前關于煤炭清潔高效利用的路徑選擇和技術架構，尚處于非常早期的概念設定階段，還有待大量的研究與探索。

●煤化工與新能源的深度耦合研究。西部地區不僅富煤、也富風光氫等新興能源，煤化工是高耗能行業，同時存在“碳氫失衡、碳多氫少”的天然弊端，將新能源作為煤化工的動力源，將液態陽光甲醇和“綠氫”導入煤化工工藝路線，有著廣大而光明的前景，這方面還需要做大量的開創性研究探索。

●煤基精細化學品生產工藝與產業鏈研究。

●煤基化工新材料生產工藝與產業鏈研究。

●煤化工園區化與產業集群建設研究。相對于石油化工產業，煤化工產業的園區化發展和產業集群建設，還處于遠未成熟和定型的中早期階段，煤化工園區建設的技術規范、煤化工產業鏈的建設指引、水電氣煤等要素供給參數、能耗與排放監測及管控、物流建設指引等，都還需要深入研究完善。

●煤化工綠色低碳化技術路徑研究。煤化工是高耗水、高排碳行業，煤化工實現低碳甚至零碳發展，不僅對于行業自身意義重大，對于整個國家“雙碳”戰略同樣具有極為重要的意義，需要加大創新研究。

●煤化工與社會經濟協同發展研究。如何在嚴重缺水和生態脆弱地區建設煤化工大工業體系，建設宏大的產業園區和產業集群，都是很新的課題，而且這是一個跨多領域的“復雜巨系統”課題，既很有研究價值，也極富創新挑戰。

在創新本土化思路的具體落地舉措上，一方面，西部地區此前跟東部地區高層次科研院校聯合組建的一批科技創新中心等平臺，需要做業務合作的再梳理。實踐證明，東西合作的創新平臺，無論其名頭多響、背書多硬，只要技術供方單位的本部核心人才不常駐西部當地，發揮的作用都會比較有限。煤化工2.0階段，東西合作的分院分所模式依然有生命力，但如何讓創新人才相對固定地留下來守得住，還需要大膽創新摸索。

另一方面，要更大力度地發揮西安交通大學、西北工業大學、蘭州大學、中國科學院山西煤化所和蘭州化學物理研究所、太原理工大學、山西大學、新疆大學等本地高層次創新平臺和資源的科創主力軍作用，在科技創新的前沿陣地打攻堅戰。國家對科技創新有“四個面向”的戰略導向，煤炭和煤化工既是國家能源資源主糧，也是西部地區的主導產業和優勢產業，理所當然應成為西部地區科研院校創新攻堅的主責主業之一，既是本分也是擔當。圍繞煤炭資源的基礎研究和精深加工高值化清潔化利用課題，由西部地區強校強所擔綱主力，配置科研精干力量和創新主體資源，最有可能比較順利地破解西部地區面臨的創新瓶頸。

西安交通大學是聞名遐邇的C9名校，基礎研究和科研水平在國內均屬一流。圍繞西部地區的創新需求，該校2018年成立了高水平的中國西部創新港，由平臺區、學院區及孵化區構成，依托交大的相關院系組建了電子信息、高端裝備、能源科學與技術、空天與力學、電氣科學與技術、材料科學與工程、生物醫學與健康工程、化學工程與技術以及大型儀器設備共享試驗中心等創新研發平臺，目前已匯聚包括數十名院士在內的3萬余名科研人才，也取得了一批重大創新成果。未來，發揮西安、蘭州、銀川等西部樞紐城市的人才匯聚優勢，組建集政府、院校、園區、企業更大范圍的創新聯合體，產教融合、以教助產、以產促教，并逐步探索端口前移，向“能源金三角”等產業一線和前沿陣地進軍布局，組建產教研融合的寧東實驗室、榆林實驗室、鄂爾多斯實驗室、新疆實驗室等，將在校的碩士和博士人才提早納入到煤化工2.0創新的火熱實踐中，就能真正落實當地人解決當地事，助力推動煤化工的創新升級與高質量發展。

西安交通大學?中國西部科技創新港

鳳鳴西陲，國邦昌隆。展望未來的中國化工產業，將同時存在著以油和煤為原料的兩條產業大龍，殊途同歸，同樣精彩。而煤化工依托西部地區廣袤的土地和豐富的新能源，甚至可能后發趕超，在低碳零碳的21世紀關鍵議程上為世界創造出獨特的中國方案。要實現這一宏圖愿景，關鍵是人才，創新是支撐。行則必至，干者必成，偉大的事業召喚萬馬千軍，誠愿此文一石激起千層浪，成為呼喚2.0新時代快快到來的第一篇戰斗檄文。

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