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“富煤少油”是我國的資源稟賦，煤化工生產(chǎn)過程技術(shù)水平高，工藝流程復(fù)雜，以煤炭為原料生產(chǎn)甲醇,再經(jīng)分離生產(chǎn)出聚合級乙烯和丙烯是世界級難題。而催化劑就像“神奇藥水”，可以把別稱“烏金”的煤炭點(diǎn)化成乙烯和丙烯。

深耕能源化工科研領(lǐng)域近四十個春秋的中國工程院院士、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（下稱“大連化物所”）所長劉中民就是發(fā)明“神奇藥水”的“魔術(shù)師”。

回望來路，劉中民帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的煤經(jīng)甲醇制取低碳烯烴（DMTO）成套工業(yè)化技術(shù)，開辟了非石油資源生產(chǎn)低碳烯烴的新路線，實(shí)現(xiàn)了世界上煤制烯烴工業(yè)化零的突破；對實(shí)現(xiàn)煤炭資源清潔高效利用、緩解石油資源供應(yīng)緊張局面、保障能源安全具有重大意義，為國家創(chuàng)造了數(shù)千億元規(guī)模的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。該項(xiàng)技術(shù)獲得2014年度國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎。

展望未來，劉中民根據(jù)國家“雙碳”目標(biāo)需要，繼續(xù)積極承擔(dān)起能源科研與推動區(qū)域能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重任。

投身烯烴技術(shù) 

書寫“煤代油”歷史

大連化物所位于渤海的星海灣上，潮落潮起，過去與現(xiàn)實(shí)在這里激蕩。80年代初，劉中民進(jìn)入大連化物所讀研究生，并跟隨導(dǎo)師的步伐邁入了煤炭經(jīng)甲醇制烯烴的研究。

上世紀(jì)70年代，世界性的兩次石油危機(jī)使油價(jià)大幅攀升，石油價(jià)格一度推高到相當(dāng)于現(xiàn)在的200美金，塑料等產(chǎn)品制造成本隨之攀升，包括美國在內(nèi)的發(fā)達(dá)國家考慮以煤炭取代石油和石化產(chǎn)品，并啟動了以煤經(jīng)甲醇制烯烴的科技攻關(guān)計(jì)劃。

彼時(shí)大連化物所注意到國際這一研究動態(tài)后，經(jīng)研判認(rèn)為，我國石油資源短缺，原油依靠進(jìn)口，從長遠(yuǎn)看，石油替代技術(shù)的戰(zhàn)略意義重大。于是，大連化物所堅(jiān)定了研究“煤代油”技術(shù)的選擇。

“當(dāng)時(shí)我作為研究生，只是跟隨導(dǎo)師完成科研任務(wù)，后來了解得多了，逐漸明白，煤代油對我國戰(zhàn)略意義的重要性?！眲⒅忻窕貞?，當(dāng)時(shí)自己的心態(tài)很復(fù)雜?！耙环矫嫦Ｍ约簠⑴c研究的技術(shù)能被國家用上，另一方面也明白，一旦國家能用上這項(xiàng)技術(shù)，就說明石油可能不夠了。”

煤經(jīng)甲醇制烯烴，也就是先用煤制甲醇，然后用甲醇制取烯烴。但甲醇制烯烴技術(shù)，卻一直沒有被突破。這一世界性難題的突破和產(chǎn)業(yè)化，凝結(jié)了大連化物所四代科研人員近30年的長跑接力。劉中民所在團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的甲醇制烯烴技術(shù)，工藝技術(shù)代號為DMTO。

1990年年底，博士畢業(yè)不久的劉中民就被任命為研究團(tuán)隊(duì)的副組長，接過了接力棒，成為第三代主力。他博士畢業(yè)第二年，國家啟動了“八五”科技計(jì)劃，大連化物所研究員蔡光宇牽頭申報(bào)成功了“合成氣制低碳烯烴”項(xiàng)目，其中一個課題是“合成氣經(jīng)由二甲醚制取低碳烯烴”。年輕的劉中民有了牽頭參與國家“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目的機(jī)會。

1996年，劉中民牽頭負(fù)責(zé)的“合成氣經(jīng)由二甲醚制取低碳烯烴新工藝方法”獲中國科學(xué)院科技進(jìn)步特等獎。

2015年1月9日，國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會在北京人民大會堂舉行。大連化物所甲醇制取低碳烯烴（DMTO）技術(shù)榮獲國家技術(shù)發(fā)明一等獎。時(shí)任副所長的劉中民走上主席臺，從中共中央總書記、國家主席習(xí)近平手中接過國家技術(shù)發(fā)明一等獎榮譽(yù)。

“這是國家對煤化工方向認(rèn)可、對我們?nèi)〉眉夹g(shù)進(jìn)展的認(rèn)可，這么好的技術(shù)，我們必須堅(jiān)持做下去?！眲⒅忻裾Z調(diào)中難掩激動。

經(jīng)過多年的努力，劉中民帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在煤炭經(jīng)甲醇制烯烴技術(shù)上取得多項(xiàng)突破并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，對保障我國能源安全、煤炭清潔化利用等具有重要的戰(zhàn)略意義。

從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化 

“世界首套”帶出戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)

科研的道路上，技術(shù)難關(guān)可以層層闖過，經(jīng)費(fèi)卻成了劉中民“頭疼”的問題。

1997年，原油價(jià)格跌至10美元左右每桶，與石油制烯烴相比，煤炭制烯烴的工藝成本太高，國家和企業(yè)對“煤代油”生產(chǎn)烯烴項(xiàng)目的積極性也不高，劉中民的科研團(tuán)隊(duì)隨之陷入了經(jīng)費(fèi)困境。

他不得不四處尋找實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，柳暗花明之時(shí)出現(xiàn)在1998年。時(shí)任中科院院長的路甬祥院士到大連化物所考察，劉中民借機(jī)將準(zhǔn)備好的報(bào)告遞到了路甬祥手里，表達(dá)希望跟中科院“借錢”研究該項(xiàng)技術(shù)。不久，劉中民團(tuán)隊(duì)等來了中科院決定資助100萬元經(jīng)費(fèi)通知。

“在90年代，萬元戶都不得了，100萬能干很多事?。　边@一筆經(jīng)費(fèi)讓劉中民團(tuán)隊(duì)對甲醇制烯烴基礎(chǔ)研究做得更扎實(shí)，對技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)一步改進(jìn)和提高。

“科研成果出來后，不能躺在抽屜里睡大覺。”劉中民強(qiáng)調(diào)。甲醇制烯烴技術(shù)要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，需要進(jìn)行萬噸級工業(yè)性試驗(yàn)。

走出實(shí)驗(yàn)室，下一步該去哪里？

2004年，煤炭大省陜西拋來了“橄欖枝”，希望憑借豐富的煤炭資源，與大連化物所、中石化洛陽石化工程公司合作開展甲醇制烯烴工業(yè)性試驗(yàn)。當(dāng)年8月，年處理甲醇能力1.67萬噸的DMTO工業(yè)化試驗(yàn)裝置在陜西省華縣開工。劉中民團(tuán)隊(duì)在華縣化工廠安營扎寨，開始了700多天的大型試驗(yàn)裝置建設(shè)。

“沒錢的時(shí)候總想干大事，真有大事干的時(shí)候，壓力還是很大的。華縣大型試驗(yàn)裝置項(xiàng)目總投資超過8000萬元，之前并未負(fù)責(zé)過如此大體量項(xiàng)目”。劉中民向記者表示?！暗也⒉粨?dān)心技術(shù)，在大連好用的催化劑，不信拉到陜西就不能用了?！睆募夹g(shù)角度，劉中民很有底氣。

雖然對技術(shù)充滿信心，但DMTO技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)化，放進(jìn)超過10層樓高的裝置中，并不是簡單“放大”就可以的。

劉中民最操心的是安全和環(huán)保問題?！按笮凸I(yè)化試驗(yàn)裝置不像在實(shí)驗(yàn)室里操作相對靈活。裝置越大，操作范圍越窄，受制約因素越多，必須精準(zhǔn)操作。就像一輛精密的汽車一樣，少個螺絲可能就跑不了?！眲⒅忻衩刻於嫉浆F(xiàn)場和操作人員、技術(shù)人員一起觀察試驗(yàn)運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)并及時(shí)解決問題，歷時(shí)8個多月。

2006年，DMTO工業(yè)性試驗(yàn)宣告成功，日轉(zhuǎn)化甲醇75噸，而國外類似裝置一天轉(zhuǎn)化還不到1噸。業(yè)界鑒定，該工業(yè)試驗(yàn)裝置為世界上第一套萬噸級甲醇制烯烴的工業(yè)化試驗(yàn)裝置，規(guī)模和技術(shù)指標(biāo)世界領(lǐng)先。

試驗(yàn)成功，引起了國家發(fā)展改革委的高度關(guān)注。2006年，國家發(fā)展改革委核準(zhǔn)中國神華集團(tuán)獲得大連化物所技術(shù)許可、在內(nèi)蒙古包頭投資建設(shè)的DMTO項(xiàng)目。

2010年8月，劉中民（前排右二）在神華包頭項(xiàng)目開工現(xiàn)場。

當(dāng)時(shí)，神華集團(tuán)的項(xiàng)目從前端的煤氣化、凈化，到后端的聚乙烯、聚丙烯，用的都是國外成熟的技術(shù)。只有DMTO這一段采用的是國產(chǎn)技術(shù)，而且是首次工業(yè)化的技術(shù)。很多人并不看好DMTO首次工業(yè)化嘗試，一旦失敗，150多億的投資就將打水漂，劉中民團(tuán)隊(duì)壓力極大。

“神華集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)很有魄力，敢為人先，很感激他們對國產(chǎn)化技術(shù)的支持?！庇辛岁兾魇∪A縣大型試驗(yàn)裝置建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，劉中民帶隊(duì)轉(zhuǎn)戰(zhàn)包頭，投入到世界首套DMTO工業(yè)示范裝置的建設(shè)中。

2010年8月8日，該裝置一次開車成功并穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)；2011年1月起正式進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營階段。我國率先實(shí)現(xiàn)了甲醇制烯烴核心技術(shù)及工業(yè)應(yīng)用“零”的突破。

“在包頭現(xiàn)場的慶祝會上，大家臉上寫滿了興奮與幸福，不少同事的眼淚嘩嘩地流，我理解這眼淚背后的艱辛。當(dāng)然也很欣慰，終于將技術(shù)的接力棒傳到了中國煤制烯烴產(chǎn)業(yè)化的起跑線上。”劉中民回憶道。

神華包頭DMTO項(xiàng)目不只是產(chǎn)業(yè)大事，更具戰(zhàn)略意義：標(biāo)志著我國已從單純依靠石油制烯烴的石化工業(yè)的單一模式，邁入包括有煤炭經(jīng)甲醇制烯烴的煤化、石化并舉的工業(yè)生產(chǎn)模式。這項(xiàng)成果對我國實(shí)施石油替代戰(zhàn)略、走經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展道路和能源安全都具有重大意義。

技術(shù)想要保持領(lǐng)先地位，就必須不斷進(jìn)步。2014年，大連化物所研發(fā)推出的第二代DMTO技術(shù)，當(dāng)年，DMTO有5套工業(yè)裝置成功開車運(yùn)行，分別在陜西、寧夏、山東等化工大省投運(yùn)；2020年，大連化物所對該技術(shù)進(jìn)行持續(xù)創(chuàng)新，研制了新一代甲醇制烯烴催化劑，第三代甲醇制烯烴(DMTO-Ⅲ)技術(shù)在通過了科技成果鑒定，噸烯烴甲醇單耗較使用前的3噸左右有顯著降低，達(dá)到2.60—2.70噸，刷新行業(yè)紀(jì)錄，每年可為用戶企業(yè)增收上億元。

憑借開創(chuàng)并引領(lǐng)了煤制烯烴戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、實(shí)現(xiàn)煤炭資源清潔高效利用的重大貢獻(xiàn)。2019年，劉中民在中國能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展年會上獲評“能源·功勛人物”殊榮。

煤化工迎來新熱潮

破除壁壘實(shí)現(xiàn)多能融合

“您最近在忙什么？”

面對記者極其簡單的問題，劉中民認(rèn)真地回答：“最近一直研究煤化工和石油化工耦合的新技術(shù)，推動二者協(xié)調(diào)發(fā)展；作為所長，我在思考如何調(diào)整大連化物所的學(xué)科方向，將研究重點(diǎn)從化工轉(zhuǎn)向能源；作為牽頭負(fù)責(zé)人，我還在抓緊組織實(shí)施中科院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)‘變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范’……”

劉中民介紹說，與生產(chǎn)生活息息相關(guān)的烯烴等化工品的絕對量和需求量都在大幅度增加。煤化工的根本目標(biāo)是滿足社會發(fā)展基本需求。

“我們國家以煤為主的化石資源結(jié)構(gòu)，決定了煤炭、煤化工還要扮演重要的角色。‘十四五’時(shí)期是我國‘雙碳’目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的初期階段，首先應(yīng)該用好化石資源，特別是煤炭資源，堅(jiān)持煤炭清潔高效利用道路。”劉中民向記者強(qiáng)調(diào)。碳中和不是說不再有二氧化碳排放，而是排放與吸收達(dá)到一種平衡，我們不能從一個極端走到另外一個極端?！泵罕旧聿⒉皇俏廴荆貏e是與可再生能源、綠氫、綠電結(jié)合，煤炭就不再是一個高碳產(chǎn)業(yè)，并且煤化工還將迎來新的熱潮。

工信部等六部門6月29日印發(fā)的《工業(yè)能效提升行動計(jì)劃》提出加快推進(jìn)煤炭利用高效化、清潔化，有序推動煤炭減量替代，推進(jìn)煤炭向清潔燃料、優(yōu)質(zhì)原料和高質(zhì)材料轉(zhuǎn)變。近半年來國家部委發(fā)布的《“十四五“節(jié)能減排綜合工作方案》《工業(yè)能效提升行動計(jì)劃》《黃河流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》等多項(xiàng)文件均強(qiáng)調(diào)要抓好煤炭清潔高效利用。

煤炭支撐我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展，保障能源安全的壓艙石、穩(wěn)定器作用，但在劉中民看來，僅僅依靠煤化工行業(yè)自身的技術(shù)進(jìn)步和效率提升實(shí)現(xiàn)低碳清潔發(fā)展仍然面臨一些挑戰(zhàn)。

對此，劉中民表示，實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，各個領(lǐng)域不僅要突破諸多關(guān)鍵技術(shù)門檻，還要破除各類能源之間的壁壘?？珙I(lǐng)域、系統(tǒng)化布局不僅有巨大的創(chuàng)新空間，還會產(chǎn)生巨大的總體節(jié)能減排效果。多能融合的新型能源體系將提高能源儲備和保障能力，保障我國能源產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的安全和穩(wěn)定。

作為全國政協(xié)委員，2021年，劉中民圍繞跨領(lǐng)域多能融合技術(shù)積極建言獻(xiàn)策，聯(lián)合其他委員提出的《關(guān)于跨領(lǐng)域建立碳中和重大科技專項(xiàng)的提案》獲評全國政協(xié)年度好提案。他在提案中建議，在國家層面設(shè)立跨領(lǐng)域綜合交叉的碳中和重大科技專項(xiàng)，發(fā)揮國家體制優(yōu)勢，超越領(lǐng)域限制，突破關(guān)鍵核心技術(shù)，加快形成全面支撐我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的技術(shù)體系，推動我國能源體系及工業(yè)結(jié)構(gòu)全面升級。

劉中民介紹，我國能源轉(zhuǎn)型與發(fā)展越來越重視科技創(chuàng)新的作用。今年4月印發(fā)的《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》首次由國家能源局與科技部共同編制，“協(xié)同創(chuàng)新，形成合力”的原則最為突出。

從東北到全國

科技智慧服務(wù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展

大連化物所位于遼寧半島，作為大連化物所的負(fù)責(zé)人，劉中民表示：“我工作的單位雖然是中國科學(xué)院的研究所，從事的工作與國家需要緊密結(jié)合，但也不可能脫離區(qū)域發(fā)展的實(shí)際。所以，大連化物所將助力東北全面振興作為義不容辭的責(zé)任，也從未停下服務(wù)東北地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的腳步。”

今年6月，全球最大的液流電池儲能電站——大連液流電池儲能調(diào)峰電站實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)和電池充電，即將在今年8月份投入商業(yè)運(yùn)行。該電站是國家能源局批復(fù)的首個100MW級大型電化學(xué)儲能國家示范項(xiàng)目，采用了大連化物所自主研發(fā)的全釩液流電池儲能技術(shù)，將對緩解大連市乃至遼寧省電網(wǎng)調(diào)峰壓力、提高大連南部地區(qū)供電可靠性、加快新能源發(fā)展發(fā)揮重要作用。

這是大連化物所科研成果產(chǎn)業(yè)化落地，并助力東北地區(qū)能源轉(zhuǎn)型、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個縮影。

劉中民和團(tuán)隊(duì)最近正在協(xié)助政府研究制定大連低碳化發(fā)展路徑分析的戰(zhàn)略咨詢報(bào)告，以及遼寧省能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、低碳化發(fā)展戰(zhàn)略研究。“大連化物所與省里、市里形成了非常好的對接機(jī)制，并經(jīng)常交流，我們會提出針對性的建議，同時(shí)盡量將適合的先進(jìn)技術(shù)優(yōu)先用到遼寧、用到大連，希望對東北振興作出一些貢獻(xiàn)?！?/p>

不只東北，劉中民的目光更遼闊。

中科院是戰(zhàn)略科技力的“國家隊(duì)”，在中科院研究所工作的劉中民亦心系“國家事”、肩扛“國家責(zé)”。2019年，大連化物所聯(lián)合中科院內(nèi)部能源領(lǐng)域優(yōu)勢力量，牽頭組建了中國科學(xué)院潔凈能源創(chuàng)新研究院，劉中民任院長。

能源產(chǎn)業(yè)是非常系統(tǒng)的工程，詳細(xì)而復(fù)雜。他告訴記者，潔凈能源創(chuàng)新研究院成立的目的就是希望能源科研力量聯(lián)合起來，發(fā)揮集團(tuán)軍的作用與國家的體制機(jī)制的優(yōu)勢，讓各專業(yè)特長的科研人員優(yōu)勢互補(bǔ)，合力出成果。

近年來，潔凈能源創(chuàng)新院在陜西、山東等典型化工產(chǎn)業(yè)富集地區(qū)統(tǒng)籌部署多能融合相關(guān)技術(shù)先行先試，促進(jìn)技術(shù)迭代，積累經(jīng)驗(yàn)。

為什么將重點(diǎn)放在陜西榆林？

“榆林煤炭、石油、風(fēng)光等多種能源豐富，有化石能源和可再生能源耦合、多能融合的良好基礎(chǔ)。在能耗雙控的約束下，以榆林為代表的能源資源豐富地區(qū)如何發(fā)揮優(yōu)勢、低碳發(fā)展，是亟需破解的問題。”劉中民表示，若探索出一條適合榆林的低碳化發(fā)展路子，將對其他地區(qū)有典型的示范意義。

為了探索資源豐富地區(qū)多能融合的合適路徑，潔凈能源創(chuàng)新研究院與榆林市人民政府進(jìn)行了深度合作，成立了榆林中科潔凈能源創(chuàng)新研究院，預(yù)計(jì)今年7月中旬建成投運(yùn)，首批入駐科研人員87名。

從黃河中游的榆林，再來看下游的山東，這里工業(yè)門類最全，是能源生產(chǎn)和消費(fèi)大省。劉中民擔(dān)任中科院青島生物能源與過程研究所所長，時(shí)時(shí)牽掛著山東省的能源轉(zhuǎn)型問題。2021年1月，山東能源研究院正式成立，劉中民受聘為院長，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)致力于開展?jié)崈裟茉纯萍蓟A(chǔ)性、前瞻性和重大關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新研究，服務(wù)山東能源高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展。

為更好地服務(wù)國家“雙碳”目標(biāo)，適應(yīng)多能融合技術(shù)的發(fā)展趨勢，劉中民正在分析調(diào)整大連化物所的學(xué)科方向，將研究重點(diǎn)從化工轉(zhuǎn)向能源，“既要保持原來的特點(diǎn)和優(yōu)勢，又要把短板補(bǔ)上，更好地為國家服務(wù)。這是我作為所長的應(yīng)盡之責(zé)?！?/p>

此外，作為專項(xiàng)負(fù)責(zé)人，劉中民正緊鑼密鼓地組織實(shí)施中科院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”。他介紹，該專項(xiàng)有20多個研究所的科研人員參與，目前已經(jīng)突破了55項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，落實(shí)了接近30個工廠的合同，帶動投資1500億。

“科研的目標(biāo)是務(wù)實(shí)報(bào)國，也是我的價(jià)值目標(biāo)和精神支撐?！辈稍L結(jié)束時(shí)，劉中民向記者表達(dá)了自身作為一個科研人士的價(jià)值觀。

         資料來源：《能源產(chǎn)業(yè)聚焦》