新華網北京7月17日電(石海平) “對煤化工産業而言,範式變革既面臨挑戰也孕育着重大發展機遇。”國家能源投資集團有限責任公司黨組成員、副總經理閆國春在第12屆世界化學工程大會暨第21屆亞太化工聯盟大會(WCCE12 & APCChE 2025)上接受新華網採訪時如此&&。
在他看來,煤化工領域的範式變革應該是以科技創新為根本驅動力,以人工智能的應用賦能為主要特徵,通過科技創新與産業創新深度融合,來實現化學工程從技術研發—裝備研製—項目建設—生産運營—産品升級—應用拓展的全産業鏈深層次結構性變革。
煤化工領域範式變革:以科技創新為根本驅動力
問:作為本次大會主席團成員單位,國家能源集團如何理解和應對“迎接全球挑戰的化學工程範式變革”大會主題?
答:國家能源集團深入踐行“四個革命,一個合作”能源安全新戰略,堅持“能源供應壓艙石,能源革命排頭兵”的公司使命,秉持“綠色發展,追求卓越”的核心價值觀和“實幹、奉獻、創新、爭先”的企業精神,聚焦“三個轉型”,堅持“四個面向”,爭當“三個排頭兵”,積極構建“創新引領、以煤為基、多能互補、産業協同、綠色低碳、數字智能”的綜合能源現代産業體系。
作為全球規模最大的煤化工企業,國家能源集團現代煤化工的技術和産業發展得到黨和國家的高度重視。煤化工發展承載着化學工程産業鏈自主可控的光榮使命,也面臨着原始技術創新、産業範式變革、綠色低碳轉型的挑戰。煤化工領域的範式變革應該是以科技創新為根本驅動力,以人工智能的應用賦能為主要特徵,通過科技創新與産業創新深度融合,來實現化學工程從技術研發—裝備研製—項目建設—生産運營—産品升級—應用拓展的全産業鏈深層次結構性變革。
技術研發層面,通過AI驅動的高通量模擬與智能建模替代傳統試錯實驗,實現分子設計與反應路徑的理性規劃,顯著壓縮研發周期。
裝備研製層面,聚焦智能化與模塊化突破,開發極端環境材料與精密傳感系統,並推進連續流反應器等核心裝備的自主研發與智能集成。
項目建設層面,採用數字孿生技術構建雲原生工廠,結合模塊化設計與綠電配套實踐,實現低碳施工與效率躍升。
生産運營層面,依託AI大模型實現全流程動態優化控制,通過循環經濟模式將碳廢料轉化為高值材料,建立資源閉環體系。
産品升級層面,從大宗通用品轉向高端定制化,開發高性能特種材料與生物基綠色産品,並延伸至"産品-服務"融合解決方案。
應用拓展層面,煤化工産品在工業、民用領域更多應用,積極替代高污染材料,並開拓建材、日用品等新場景,促進綠色低碳發展。
問:在本次大會上,貴公司帶來哪些新技術和新産品?他們有哪些特色?
答:本次大會,國家能源集團聚焦煤炭清潔轉化新途徑,從煤化工産業高端化、多元化、低碳化三個層面,展示了集團公司近年來煤化工産業新技術、新裝備、新工藝和示範工程項目。
高端化方面。國家能源集團持續加大高端化工新産品開發力度,研發生産高性能、高附加值、稀缺産品。聚焦煤基特種燃料,開發煤基特種燃料製備成套技術,支撐長征十二號運載火箭成功首飛;煤基通用柴油可滿足極寒、高熱、高海拔等特殊環境下的性能要求,在大型工礦企業廣泛應用。聚焦鈷基高熔點蠟,開發了固定床鈷基費托合成制高熔點蠟成套技術,製備出115#高熔點蠟等高附加值産品,産品性能達到國際先進水平。
多元化方面。從單一的油品和聚烯烴産品生産,向“油—化—新材料”多元化産品生産體系轉變,不斷豐富化工産品品類,構建多聯産産業新格局。聚焦煤液化潤滑油技術,開發出Ⅲ類+CTL潤滑油基礎油和Ⅳ類聚α-烯烴(PAO)潤滑油基礎油成套技術,工業化産出46#、68#高性能抗磨液壓油、汽油發動機油、柴油發動機油、汽輪機油等多種全合成高端潤滑油産品並已推廣應用。聚焦聚烯烴技術,開發高熔融指數、中熔融指數聚烯烴産品製備工藝技術,可生産均聚、抗衝共聚和無規共聚三大系列的多用途聚丙烯産品。
低碳化方面。國家能源集團堅定不移走綠色低碳發展道路,以現代煤化工産業推動煤炭高效清潔利用,不斷推進節能減排,推動化工産業“由黑到白”“由黑到綠”。聚焦可降解材料,開發煤基可降解材料製備成套技術,建成全球首個5萬噸/年聚乙醇酸(PGA)可降解材示範工程。與傳統聚烯烴塑料相比,PGA噸産品原料煤耗可降低約50%,二氧化碳排放降低約65%,工業增加值增加2-3倍。PGA産品已取得美國及歐盟降解認證證書7項。聚焦CCUS技術,開發了煤化工領域CCUS成套技術,在鄂爾多斯建成全球首個10萬噸級全流程CCS工業示範項目,實現了CO2的捕獲、運輸、封存和持續監測。在烏魯木齊建成新疆地區最大規模30萬噸/年CCUS項目,獲得環境效益和社會效益“雙豐收”。聚焦煤化工與新能源耦合,打通電-氫-化系統,實現合成氨裝置耦合綠氫,填補我國光伏制可再生氫耦合煤制合成氨系統運營的空白。建成光伏發電-電解水制氫-綠氨合成-高溫儲熱制蒸汽示範裝置,實現空氣-水電催化合成綠氨,探索出煤化工與新能源耦合的新路徑。
煤化工國際合作:以技術輸出為核心、本土化運營為紐帶
問:國家能源集團如何利用國際合作來實現我國化工行業資源的優化配置和高效利用?在國際化和國際合作方面進行哪些實踐?
答:國家能源集團的煤化工國際合作以技術輸出為核心、本土化運營為紐帶,通過重大項目和研發聯盟深化全球布局。積極融入國家“一帶一路”倡議,利用國家能源集團煤化工技術優勢,聯合裝備製造、工程建設企業,共同推進“一帶一路”國家的煤化工項目布局,促進“一帶一路”命運共同體建設。
國家能源集團堅持“以我為主、開放合作”的協同創新理念,全面加強煤化工領域國際科技合作。在德國建立歐洲研究院,與弗勞恩霍夫研究協會、萊布尼茨研究聯合會等4家國際一流科研機構簽署戰略合作協議,與荷蘭埃因霍溫理工大學共建“催化合作實驗室”,與多家高水平機構達成國際聯合實驗室意向。
一是合作開發化工用途加壓純氧流化床生物質氣化技術。與弗萊貝格工業大學和 DBI-Virtuhcon 公司合作,創新性地提出INCI內循環流化床氣化概念,並針對進料、排渣、燒嘴、氣固兩相流反應和流體力學等進行了全面優化設計,該技術展現出原料適應性寬、碳轉化率高、有效氣含量高、設備投資成本低等技術優勢。
二是合作開發低二氧化碳選擇性合成氣直接轉化制長鏈α-烯烴成套技術。與荷蘭埃因霍芬理工大學等機構聯合研發全球首創純相碳化鐵為主要活性相的線性α-烯烴合成技術,填補國際技術空白,研究成果在《自然》期刊發表。
三是參與組建國際碳中和組織。與清華大學聯合實施“碳中和與能源智聯”國際大科學計劃培育項目,作為創始會員單位加入世界碳中和學會。
AI正從底層重構化工行業的價值創造邏輯
問:AI正在改變百行千業,您認為AI賦能將對化工産業帶來哪些影響?貴公司在AI賦能方面進行了哪些探索,取得了哪些經驗?
答:AI正從底層重構化工行業的價值創造邏輯,其變革性可概括為“三重驅動、雙向躍遷”。
一是AI顛覆了傳統研發範式。推動化工領域研發從“試錯實驗”轉向“預測設計”,通過深度學習分子結構與性能的映射關係,將原本長達數年的研發周期壓縮至數月級。
二是AI深度重塑生産運營體系。在實時控制層面,算法通過動態優化反應參數,顯著提升資源利用效率與産品一致性;在安全管理維度,AI構建的預測性維護和風險預警模型,將被動應急轉化為主動防禦,大幅降低事故發生率。這種全流程智能化改造,正在推動化工生産從“經驗依賴”邁向“精準控制”的本質安全升級。
三是AI打破了産業協同壁壘。通過整合供應鏈、研發與生産數據,構建跨企業協同&&,實現從原料採購到産品交付的全鏈條優化。這種生態級重構不僅解決了傳統化工“數據孤島”導致的效率損耗,更催生了如數字孿生、智能調度等新型産業協作模式,為行業集約化發展注入新動能。
國家能源集團積極推動AI賦能煤化工産業發展。一是推進AI4S(人工智能驅動的科學研究)。國家能源集團把AI4S列入集團公司重點科技攻關項目,聚焦煤化工催化劑、新型煤基材料、氫能、儲能、CCUS、煤炭礦井水利用、分析表徵等高價值科研場景,構建高質量數據集,開發科研大模型,同時積極建設煤化工催化劑、水質分析、元素分析等無人實驗室,初步實現了“乾濕結合,迭代優化”的科研新範式。目前,集團公司所屬低碳清潔能源研究院、化工科技公司均聚焦化工領域開展AI4S的研發和應用工作。
二是推進煤化工行業大模型建設。6月28日,由國家能源集團自主研發的全球首個千億級發電行業大模型——“擎源”大模型已正式發布。它以重新定義管理智能化的全新範式,正在引領能源行業從“經驗驅動”向“數據驅動”與“全局協同”快速邁進。國家能源集團基於“擎源”大模型,持續推進人工智能技術在化工産業全方位落地,以多元技術集成支撐煤化工産業高端化、智能化、綠色化,實現煤化工行業高質量發展。圍繞智慧運營,智能生産,智能運維,安全環保,工程建設,市場營銷,科技研發等7個重點業務域35個高價值應用場景,構建一套覆蓋煤化工核心業務場景的高質量數據集,通過行業數據研訓、模型算法優化、智能體構建,打造端到端智能應用解決方案。
三是推進智慧化工發展。國家能源集團已建成化工産業工業互聯網&&,集中統建智慧化工製造執行系統(MES)、虛擬現實等12套系統,實現煤化工“生産、設備、能源、安全、物流、運營”等全業務數字化管理和智能化應用。深度融合生産數據與工藝技術,構建快速感知、實時監測、超前預警、聯動處置的新型安全能力體系,研發了智能控制、氣化用煤配煤優化、催化劑性能優化、物料平衡等17個生産工業模型和24個安全機理模型,有效保障了運營效能和生産安全。推進基層單位全面開展控制系統和生産裝備的智能化升級改造,建成寧夏煤制油公司、包頭化工公司、榆林化工公司等國家級智能製造示範工廠。
煤制油煤化工:實現産業鏈協同 構建高效循環産業生態
問:化工行業是我國能源體系的重要組成部分,負責能源資源的深加工。在“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦下,煤制油煤化工行業在保障國家能源安全方面發揮着什麼特殊作用?
答:在中國“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦下,煤制油煤化工行業相較石油化工能夠更好地利用我國煤炭資源優勢,降低對進口石油的依賴。國家能源集團通過近二十年的發展,掌握了煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇等技術,並實現了産業化,滿足了下游油氣及化工品的需求,增加國家在能源領域的國際話語權。此外,煤制油煤化工可以與煤炭電力等能源系統更好的進行産業鏈協同,有助於構建高效循環的能源-化工生態。
在我國西北地區,煤炭資源、風光資源都很好,具備發展煤炭-電力-化工-熱力多聯産系統,實現能源梯級利用、物料互供,大幅提升資源的綜合利用效率和經濟效益。國家能源集團正在新疆地區策劃近零排放的化工園區,通過多能互補,不僅能實現能源效率的提升,最大限度的發揮化石能源的作用,也有助於實現能源行業的綠色轉型。
煤化工正走出具有中國特色的轉型之路
問:當前全球化工行業加速向綠色化學轉型,這對我國煤化工行業帶來哪些啟示?在您看來,我國煤化工行業未來將如何實現更高水平的發展?貴公司有哪些戰略來促進未來更好發展?
答:中國煤化工行業正走出一條具有中國特色的轉型之路。一是技術創新驅動産業升級。我們正在構建"基礎研究-技術攻關-工程示範"的全鏈條創新體系。國家能源集團第三代煤氣化技術碳轉化率達98%,10萬噸級CO₂封存示範項目封存率達99.2%。
二是産業集群構建循環生態。我們在寧夏寧東基地打造的"煤-化-材"一體化園區,通過22條産業鏈耦合,使煤炭資源轉化率提升至82%,固廢綜合利用率超95%。這種模式正在新疆哈密等富油煤産區複製推廣。
三是數字智能重塑産業形態。國家能源集團建設的全球首個煤化工全流程智能工廠,通過1500多個智能監測點實現實時優化,綜合能效提升15%。正將這一模式推廣至所有新建項目。
面向未來,國家能源集團將堅持“煤油氣儲、油化並舉”,做到一體化、差異化、基地化布局,全力推進重大煤化工項目建設,打造能效高、水耗低、碳排少、效益好的樣板工程。
一是堅持綠色低碳轉型,突破可再生能源制氫制氧與煤化工合成耦合技術,顯著降低煤化工工藝過程碳排放。提高新建項目電氣化水平,大幅提升綠電應用比例,實現煤化工過程耗能的零碳化。開展煤化工 CCUS 技術攻關,突破煤化工二氧化碳低成本捕集、化工和礦化利用、驅油地質封存技術,為煤化工低碳零碳發展提供兜底技術。
二是堅持創新驅動引領,加快推動煤直接液化新一代技術、石腦油甲醇耦合製芳烴烯烴技術、先進高效超大型合成氣制甲醇、煤化工與新能源耦合技術開發及工程化示範驗證等關鍵核心技術攻關,加強煤基特種燃料、煤液化瀝青基碳材料、煤基系列生物可降解材料等開發與應用技術研究。
三是堅持智慧化工賦能,提高産業智能化水平。新建項目依託5G 網絡+雲計算+工業互聯網&&+各類應用軟體系統的新型IT架構,高標準建設智能工廠,提高智能生産運維和安全監控能力,爭做服務國家戰略的“排頭兵”、引領行業發展的“先行者”。