国能榆林化工厂区全景(10月13日摄)。 本报通讯员 刘家硕摄

榆林化学1500万吨/年煤炭分质清洁高效转化示范项目一期工程现场(资料照片)。 受访单位供图

本报记者 王晨曦 苏欣雨

能源重镇榆林,正在涌动着绿色发展的潮流。

在现代煤化工产业基地,一块块煤炭“由黑变白”,转化为高附加值的化工产品;在中试试验基地,一项项新成果、新技术正在被“放大”,与产业化“链接”;在试验田里,由煤矸石转化的生态土壤,正在培育出新鲜的蔬菜……

煤炭的“七十二变”

榆林是国家重要能源化工基地,煤炭预测储量2800亿吨。2024年,榆林原煤产量6.2亿吨,占全国总产量的13%。

如何更好利用丰富的煤炭资源?榆林的选择是从全产业链出发,通过技术创新实现煤炭清洁高效利用,让一块煤实现“七十二变”,成为乙醇、塑料、纺织品、氢能原料等高附加值产品。

10月13日,走进国家能源集团榆林化工有限公司(以下简称“国能榆林化工”),展台上透明罐子里的白色颗粒引人关注。“这些都是由煤炭转化而成的塑料颗粒。”国能榆林化工规划发展部主管刘彤解释。

作为一家拥有“国家队”背景的煤化工企业,国能榆林化工承担着煤炭清洁转化和化工新材料研发的重任,是榆林促进煤化工产业绿色低碳转型的重要参与者。

“我们的产品主要有两条工艺路线,一条是以煤为原料,气化为甲醇,再将甲醇转化为烯烃,通过聚合工艺生产出聚乙烯和聚丙烯,就是大家常见的塑料。”刘彤介绍,“还有一条是将煤转化为乙二醇。这个产品可用于防冻剂、清洁剂。”

近年来,国能榆林化工以科技创新驱动转型升级,不断加大资金投入和“产学研用”合作力度,探索现代煤化工发展的新路径、新材料、新工艺,相关成果不断涌现——

自主研发国内首套甲醇制烯烃产品气中二氧化碳脱除项目;

在煤化工废水处理领域成功应用国内首套低温临界冷冻加真空热法分盐技术;

……

今年7月,国能榆林化工承担的“煤化工与新能源耦合关键技术研究与示范”通过中国煤炭学会组织的科技成果鉴定,被评定为“国际领先水平”,推进了煤化工与新能源绿色协同发展。

在能效方面,国能榆林化工的表现同样优秀。“去年,我们获得‘陕西省2024年度重点用能行业省级能效标杆企业’称号,此前,还被评为2022年度水效领跑者标杆企业(煤制烯烃)。”国能榆林化工安全环保监察部节能环保主管高向旗说。

不仅是国能榆林化工,在陕煤集团榆林化学有限责任公司,全球规模最大的180万吨/年乙二醇项目,从开工到满负荷运行仅29个月,就以全国1/5的产能贡献了1/3的产量;在陕西榆能精细化工材料有限公司,100万吨/年高端化学品新材料项目加速建设,助力榆林煤化工产业链进一步延伸,环氧丙烷、丙烯酸乳液、聚醚用减水剂等10余种化工产品将填补西部市场空白。

近年来,榆林围绕能源化工产业,深度拓展产业链上下游,目前已构建煤炭分质利用、煤制甲醇—烯烃及下游、煤制芳烃—乙二醇—聚酯、煤制油、煤基高端化工、氯碱化工等6条产业链。

科技的创新突破

2023年10月18日,创建榆林能源革命创新示范区获国家发展改革委、国家能源局批复。

近年来,榆林以创建国家级能源革命创新示范区为引领,加强科技创新和核心技术攻关,探索“基础研究+中试试验+产业示范”全周期技术创新模式。榆林中科洁净能源创新研究院(以下简称“榆林创新院”)等一批科教融合平台在此落地。

10月11日,记者走进榆林创新院的工艺放大平台多种反应器工艺验证中试平台,映入眼帘的是各类反应器及公辅配套设施,金属的光泽在灯光下熠熠流转。工程师们在交错纵横的银色管道之间来回穿梭,认真检查和调试,为下一项中试试验做好开车准备。

“工艺放大平台是我们创新院的特色平台,旨在解决从实验室小试到工业化应用之间的问题——中试放大问题,降低产业化风险。”榆林中科洁净能源创新研究院工作人员王靖博介绍,“工艺放大平台在建设过程中注重选用通用型的设备,为公辅配套条件中涉及温度、压力、流量等控制单元的负荷预留了较为充足的余量。若有试验需要,只需更换核心反应器,连接好公辅配套设施,便可开展试验。”

榆林创新院2022年8月投用以来,累计科研立项69项,已形成科技成果14项,涵盖氢能储能、煤化工下游、人工智能等领域。

其中,成功转化的金属镁冶炼烟气精准脱硝技术使脱硝成本降至每吨镁80元至90元,较传统技术节省设备投资70%、运营成本80%。尤其通过协同处置含氨废水,日处理量达20吨,形成“以废治废”的循环经济模式,实现环保与效益双赢。

近年来,榆林始终把加强科技创新作为最紧迫任务,加快推动能源发展质量变革、效率变革、动力变革。该市突破合成气一步法制低碳烯烃等10项关键核心技术,拥有全球全国首台(套)技术、装备28个。

发展的绿色之路

10月11日,在位于榆阳区的陕西省碳基固废资源化利用中试基地,试验田里一片翠绿,一棵棵大白菜长势旺盛。谁能想到,种植这些大白菜所用的生态土壤,是由煤矸石转化而来的!

榆林煤炭开采量巨大,煤矸石年产量6000多万吨,大量堆积的煤矸石是沉重的“环境包袱”。如何绿色、高效地处理煤矸石,成为榆林亟须解决的问题。

此背景下,陕西省碳基固废资源化利用中试基地承担起万吨级煤矸石分质利用制备生态功能土关键技术中试示范项目。在这里,煤矸石作为主要原料,通过“分级分质——微生物降解耦合全量利用耦合技术”,可精准转化为硬质骨料以及低阶煤等产品。

“基地突破了技术瓶颈,成功将煤矸石等煤基固废转化为生态修复的‘利器’,相关产品可用于国土空间生态修复、林业生态修复、防沙治沙等领域,为榆林乃至全国的煤矸石大宗固废综合利用提供可适用的样板。”榆林中科环保科技集团有限公司总经理郑仕梅说。

去年,榆林将固体废物综合利用纳入全市“五大攻坚战”,围绕建材、矿井充填(矿坑回填)、高值利用及跨产业链接等方向,累计新建投运22个固废综合利用示范项目,新增工业固废综合利用能力2190万吨/年。

绿色,始终是榆林的发展底色。

走进榆横工业园区,一辆满载液态二氧化碳的槽罐车正从榆林城投佰盛二氧化碳综合利用项目厂区缓缓驶出。这些产品的原料是中煤陕西公司煤化工项目工业尾气中的二氧化碳。高碳排放在这里变为财富。

“煤化工项目的工业尾气通过管道输送至此,经过预冷、压缩、深度脱硫、低温液化精馏提纯等环节,最终变为高附加值的液态二氧化碳。”榆林城投佰盛化学科技有限公司总经理李夏园介绍,相关产品可满足工业级、高纯工业级、食品级等不同标准要求,比如做化肥原料,或是给碳酸饮料加气泡。

近年来,榆林立足CCUS(二氧化碳捕集、利用与封存)产业链条完整、捕集成本低等优势,加速推进技术攻关,扎实高效推动相关产业规模化发展。截至目前,榆林已形成每年115万吨的二氧化碳捕集能力,探索出一条资源型城市绿色转型发展的新路径。

“接下来,榆林将坚持从保障国家能源安全、服务能源强国建设的大局出发,系统推进煤、油、气、可再生能源等多能融合发展,着力提高煤炭清洁高效利用水平和新能源规模化应用水平,在推动能源绿色低碳转型上加快形成一批标志性成果。”榆林市发展和改革委员会相关负责人说。(记者:王晨曦 苏欣雨)