这是略带科幻的场景,工人不下井,只需动动鼠标,百米深井下的超大型采煤机便让煤炭源源不断离开矿井,颠覆人们印象中采煤工人灰头土脸的形象;这是创新奋进的画面,黑乎乎的煤炭经过化学反应的精细加工,变成甲醇、乙二醇、聚乙烯等化工材料,最后变身服装鞋帽、医用骨钉和餐具购物袋。

在国家重要能源基地陕西榆林,一场能源革命正加速推进。国内煤化工领域首个大型二氧化碳捕集封存示范项目启动压裂施工,国内首个煤化工碳五深加工项目建成投产……以创建国家级能源革命创新示范区为抓手,榆林正从传统能源基地向绿色低碳新高地跨越,奋力建设世界一流高端能源化工基地。

科技赋能 茫茫煤海迎来智慧蝶变

地处毛乌素沙漠边缘的榆林市煤油气资源富集,是国家能源安全保障基地,也是“西煤东运”“西气东输”“西电东送”的重要节点。2023年10月,国家发展改革委、国家能源局批复同意榆林创建能源革命创新示范区,榆林站上高质量发展的新起点。昔日“黑金”之地,正迎来一场深刻的智慧蝶变。

走进位于榆林榆神矿区的曹家滩煤矿,大屏幕上实时呈现着采、掘、运等环节的运行态势,60余套巡检机器人在矿井主排水泵房等界面工作,高智能综采工作面尽显人工智能给采煤行业带来的变革。记者了解到,机器人集群调度指挥系统建成后,系统生产期间的巡检人员由15人减少至5人。

“从地面操纵井下设备进行割煤,再到智能装车全煤流系统的顺/逆一键启停,以及煤量视频称重+激光监测、异物识别等功能,都可以在这个工作面实现。”陕煤曹家滩矿业有限公司副总经理刘江斌说,高端智能技术的应用,极大提高了采煤的效率和安全性。

作为国家首批智能化示范建设煤矿,曹家滩煤矿是榆林煤矿智能化建设的一个缩影。

近年来,榆林加快煤矿智能化建设力度,推动煤炭工业转型升级。“目前全市已建成智能化矿井31处、智能化采煤工作面85个、智能化掘进工作面70个,涉及年总产能近4.46亿吨。全市智能化煤矿年总产能已达到生产矿井年总产能的78.7%,标志着榆林煤矿智能化建设已走在了全国前列。”榆林市能源局副局长郭雄说。

记者行走在榆林各大煤矿,只见生产集控中心的大屏幕上实时显示着矿井各种设备的运行情况,智能预警监测系统通过AI算法分析并及时发出预警信息……井下生产、运输地面远程一键控制及安全管理精细化等功能,不但减少了井下作业人数,还大幅提升了整体生产效率。

科技赋能不止在矿区。在煤化工领域,核心技术攻关正让榆林加快从“挖煤卖煤”向“卖煤制品”转型。

“提高煤炭作为化工原料的综合利用效能,促进煤化工产业高端化、多元化、低碳化发展,要把加强科技创新作为最紧迫任务。”榆林市神木富油能源科技有限公司总经理李斌对此感触颇深。

历经多年科研攻关,神木富油能源科技有限公司先后研发出煤基航天煤油、特高压直流变压器油和特高压交流变压器油等科技创新成果,生产的工业白油、轻质白油等精细化、高附加值煤焦油基系列产品,被广泛应用于有机合成、纺织、制鞋业以及军工、航空航天和农业、医疗及生活用品领域,带动企业持续转型发展。2024年,公司销售收入40余亿元,其中甲基环己烷占有国内85%的市场份额。

跨界融合 筑牢能源安全“生命线”

在巩固传统产业优势的基础上,榆林积极推动能源产业从“新”出发,培育发展新技术新势能,让能源结构从“以煤为主”向“多能融合”转变,一条条新的产业链条发芽成长,迸发出转型发展的勃勃生机。

光伏发电、煤液化沥青储热、液流电池储能、碱性水电解制氢……在国家能源集团榆林化工有限公司厂区,塔罐林立,管道纵横,一个个现代化的化工项目成功调试并运行。

国能榆林化工甲醇厂净化甲醇装置副经理张今龙介绍,自2023年9月启动“煤化工与新能源耦合”项目以来,企业陆续攻克了一个又一个技术难点,不断为企业高质量发展注入新动能。

近年来,榆林坚持以多能融合为主线,一体推进煤油气风光电氢多能融合发展,推动现代煤化工与绿电、绿氢耦合,加快新型能源体系建设,化工产品从6种拓展至45种精细化学品。

加快布局氢能产业,是榆林创建能源革命创新示范区的重要发展方向。建成加氢站两座,示范运营氢能重卡30辆,陕氢氢燃料电池通勤车首发;华秦氢能产业园一期、超燃动力固体氧化物燃料电池等项目投产,建成国内领先的质子交换膜电解水制氢测试平台,世界首个实用化和规模化以氢能为主的零碳智慧能源中心稳定运行;固体氧化物燃料电池、氢化镁储氢等技术落地,推动氢能产业从“概念”走向“实用”。从制氢、储氢、加氢到氢能应用的完整产业链正在榆林加速形成。

记者了解到,榆林将氢能产业列为全市10条重点产业链之一,每年拿出3亿元支持氢能产业发展,加快培育壮大氢能产业,全力打造“西部氢能之都”。

在陕西氢能自用撬装(双河)加氢站内,每天有20辆满载“乌金”的氢能重卡在往返间隙前来补能……榆林在打好化工用氢“绿色牌”的同时,着力推进交通用氢先行先试。“我们计划2030年实现1万辆氢能重卡、5000辆公共交通及公务车辆运营,投用400座加氢站。”陕西氢能运力有限公司副总经理王刚说。

变废为宝 绿色低碳发展驶上“快车道”

采煤40余年,煤炭带动榆林高速发展的同时,减碳成为榆林创建国家级能源革命创新示范区的必答题。

巨型捕集塔如银色森林,无声剥离电厂烟气中的二氧化碳。经高压液化,它们通过钢铁管道奔涌至千米地下,被永久封存于岩层深处。在榆林市神木高新技术产业开发区,国能锦界能源有限责任公司的CCUS(二氧化碳捕集、利用与封存)示范项目正在稳定运行。

榆林市发展改革委负责人说,榆林积极探索源头减碳、过程降碳、末端固碳以及推动煤化工生产过程零碳化、负碳化的道路,主动融入以新能源为主体的煤基特种燃料、煤基生物可降解材料等发展大潮,积极推进兰炭等传统产业改造升级,走煤化工绿色低碳转型之路,一批减碳项目加快投运。

今年5月,“金属镁冶炼工业精准脱硝技术”在榆林府谷县发布,填补全球镁冶炼行业尾气脱硝技术空白,每年可减少氮氧化物排放约1万吨,排放水平下降70%,相当于再造20平方公里森林。

“陕西是全球最大的金属镁产地,但在金属镁冶炼过程中面临氮氧化物排放高、环保压力大等难题,这项技术为榆林低碳绿色发展开辟新路径。”中国科学院大连化学物理研究所高级工程师赵亮说。

在榆林中科洁净能源创新研究院大厅,异丙醇和氨反应制产物可调异丙基胺催化剂及技术、乙醇制1,3-丁二醇技术研发等项目成果,展示着榆林加快能源化工绿色技术研发的进展。

2022年8月,由陕西省、榆林市与中国科学院大连化学物理研究所联合成立的榆林中科洁净能源创新研究院正式投入使用。

“我们以榆林高碳城市的低碳化发展为目标,聚焦突破‘双碳’关键核心技术,以化石能源清洁高效利用与耦合替代、非化石能源多能互补与规模应用、工业低碳/零碳流程再造、数字化智能化集成优化为四条主线,打造先进储能、氢能综合示范、氢与煤化工融合、二氧化碳资源化利用四大平台,为构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系贡献力量。”榆林中科洁净能源创新研究院副院长卢巍说。

目前该院已建成25个实验室和工程技术中心,推进2个院士工作站建设,400余名科研人员在此开展关键技术攻关,锌溴液流电池储能系统等核心技术取得突破。

榆林市委主要负责同志表示,当前榆林正处于碳达峰碳中和承压期、转型发展阵痛期、高质量发展攻坚期,未来将以建设碳达峰试点城市为契机,持续以科技赋能传统产业、培育新能源势能,促进煤化工产业高端化、多元化、低碳化发展,为全国能源行业绿色创新高质量发展做出“榆林探索”。