“煤代油”: 30年持续创新启示录

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“缺油、少气、富煤”是中国能源结构的特点。随着社会经济的发展，对石油和石化产品的需求迅速增加。2013年，中国生产原油2.1亿吨，消费近5.14亿吨，生产乙烯和丙烯3000万吨，消费5934万吨。供需矛盾突出，对外依存度高，严重制约了国民经济和相关产业的发展。20世纪70年代的石油危机之后，中国下定决心要找到一条打破石油限制的新途径。甲醇制低碳烯烃(dmto)的研究和开发已经开始。回顾这30年的“马拉松”创新壮举，它带给我们更多宝贵的思考和启示。

经过30年的不断创新，最困难的路段往往出现在油价下跌、石油短缺似乎有所缓解的市场乐观时期，这让R&D团队有些尴尬

在1月9日举行的国家科技奖励大会上，甲醇制低碳烯烃技术获得了国家技术发明奖一等奖。此时，国际油价刚刚跌至每桶50美元。这项以“煤代油”为标志的技术再次面临这样一个问题:“油价便宜，这项技术还有用吗？”

在30年的研发过程中，每当油价下跌时，人们总是会产生疑虑。“幸运的是，我们的研发工作没有被市场的变化打断。dmto是一项关系到国家能源安全的重大技术，它需要的是前瞻性的愿景、长期的规划和持续的研究。”大连理工大学总经理、中科院大连化学物理研究所副所长刘对这一点非常有把握。“中国石油短缺的事实是无法改变的，我们终究必须找到另一种解决办法。”事实证明，即使油价下跌，dmto仍有优势，并显示出技术的力量。

乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的有机化工原料，被认为是现代化学工业的基石。看似陌生的词语在我们的生活中是不可或缺的。由此产生的下游产品广泛应用于我们生活的各个方面。依靠传统技术，烯烃都是从石油中提炼出来的。

在中国，有没有一种技术可以用资源相对丰富的煤代替石油来生产烯烃？这个话题一提上日程，就激起了科技界的热情。中国科学院大连化学物理研究所接受了这个世界难题的挑战。

30年的持续创新是一场坚定不移的马拉松。在这次长跑中，最困难的路段往往出现在油价下跌、石油短缺似乎缓解的乐观时期，这让R&D队有些尴尬。20世纪90年代中期，大连化工学院完成“二甲醚合成气制烯烃工艺”中试后，国际油价大幅下跌，最低达到每桶10美元，研究工作陷入低潮。“当公司账目时，技术很好，但不能赚钱。没有人愿意投资我们。”刘向中科院“新娘家”求助，该院直接拨出100万元专款，使研究得以继续。

30年的持续创新也是代代相传的接力赛。说起dmto技术研发的前辈，刘总是从“老师的老师”说起。29岁时，他被选为甲醇制烯烃研究小组组长，成为该研究所最年轻的研究小组组长。当接力棒落到他手里时，他已经是第三代了。

接力不仅是人才的传承，也是技术的变革。第一代甲醇制烯烃成功后，他们开始准备新一代技术，现在他们保留了第三代技术以保持技术领先。“盯着一项技术可能会有问题，我们必须从多个方向考虑这个问题。”刘说，“例如，我们不仅做甲醇制烯烃，而且还专注于合成气制烯烃。从这个角度来看，一心一意是不够的。”

“当你最需要支持的时候，你找不到钱。成功之后，你就会追逐投资。”这是中国创新活动中遇到的最普遍的问题

对于工业领域的主要工程设备来说，没有什么“新奇”，但在基础研究方面有许多技术组合和一系列突破。dmto需要解决的是一系列与反应原理、催化剂和反应过程相关的科学技术问题。然而，实验室的成功只是一小步，真正的考验还在前面——中试规模、工业实验、10000吨、100000吨和百万吨实验装置。每一个渐进的过程不是简单的扩大或增加，而是一个过程替换和过程再造。

到目前为止，dmto的总产值已达500亿元，利税达100亿元。19套工业装置的技术实施许可合同已经签署，为石化和煤化工行业开辟了渠道，一个新的战略烯烃产业正在迅速形成。

现在大连化工学院已经成为一个被追捧的“技术之星”。不仅是国内项目，还有国外用户和合作意向都来了。

“当你最需要支持的时候，你找不到钱。成功之后，你就会追逐投资。”他们遇到的是我国创新活动中的通病。

作为最重要的创新单位，如果一个企业对市场有超前的判断，了解创新的规律，并积极参与创新链，将会大大提高创新的成功率。

2004年，国际油价开始上涨。作为煤炭大省，陕西省计划建设一个煤制烯烃项目，并为此成立一家国有公司。在认真听取了政府经济顾问的意见后，陕西省主动决定以牺牲陕西国有企业为代价，与大连化工学院一起完成工业试验。测试的投资风险由陕西承担。

生产、学习和研究紧密相连，这为dmto技术的成功奠定了基础。洛阳石化工程公司在大连化工学院中试研究成果的基础上，发挥了其在国内一流的工程技术优势，并在陕西建成了一套年产16700吨甲醇的工业试验设备。为了建造这个世界级的dmto工业测试设备，所有的设备和材料都是中国制造的。通过这一工业试验，开发出了一整套具有自主知识产权的dmto产业化技术。

工程和产业化项目中的创新单元能否紧密联系，关系到最终的成败，而技术产业化的过程就是创新链完善的过程。刘认为:“通过与工程设计公司的合作，将相关技术进行封装，使停留在实验室和试点阶段的技术转化为企业易于接受的技术包。与企业对接的成功率会高得多。”

中国第一次dmto工业试验完成后，它作为世界上最强的美国竞争者的地位被完全取代了

当人们问及大连的“D”的特殊含义时，张涛院士自豪地解释说:“D是‘大连’的首字母。”这项革命性的技术永远标志着“中国制造”的标志。

创新者强，领导者赢。多年来，dmto一直有强大的竞争对手。一家美国公司拥有大规模工业运营和集成技术的优势，也是唯一一家在国外获得dmto技术许可的跨国公司。2004年以前，其技术研发水平与大连化工学院基本同步，并一直在说服中国石化用户直接应用其技术，进行成千上万次的工业放大。然而，大连化工学院完成了dmto的第一次工业性试验后，它就进入了国际市场

在刘的办公室里，有一张神华包头60万吨/年煤制烯烃项目的图表。图表中的每一条技术链都对应着掌握该技术的国家的国旗，五星红旗在甲醇制烯烃项目的位置上醒目地标出。这是煤制烯烃工业技术中的一个“关键环节”，也是刘最引以为豪的——拥有完全自主知识产权。

2014年，这是dmto工厂启动的高潮。靖边、中煤榆林、宁夏宝丰、山东神达、浦城能华(第二代技术)等五套dmto工业装置相继投产，烯烃产能提高280万吨/年，经济效益提高60多亿元。已投产的7套dmto装置的烯烃总产能已达到400万吨/年，带动了中国甲醇制烯烃战略性新兴产业的快速形成。2015年，五个dmto工业装置计划完成并投入运行。

随着北美页岩气的开发，天然气价格下降，这为dmto技术在海外市场的应用提供了发展机遇。“一方面，dmto和烯烃下游联合装置可以在当地建造；另一方面，美国正在掀起甲醇生产的热潮。中国是他们的主要目标市场，可以稳定地为我们提供廉价的甲醇原料，这有利于中国沿海地区dmto工业的发展。”他们有信心成功，雄心勃勃，头脑清醒。