當(dāng)傳統(tǒng)能源遇上硬核科技，會(huì)迸發(fā)出怎么樣的變革力量？今天我們走進(jìn)中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所煤炭高效低碳利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

納米級(jí)催化劑重構(gòu)了煤炭基因密碼，機(jī)械臂成為實(shí)驗(yàn)室打工人，作為我國能源革命的重要戰(zhàn)略支撐，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室正在以零到一的原始創(chuàng)新突破行業(yè)天花板，以自主技術(shù)保障國家能源安全。

煤除了可以燃燒，還能干什么呢？

在記者的手上，左手一塊煤，右手一管煤制油。

煤炭可以制造汽油、柴油、航空燃油以及高端化學(xué)品等上百種產(chǎn)品。在中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所煤炭高效低碳利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，一塊煤可以完成綠色“72變”。

在實(shí)驗(yàn)室里，這些長(zhǎng)方形的反應(yīng)器就是轉(zhuǎn)化煤炭的“魔法瓶”。

簡(jiǎn)單來講，把煤炭變成油，需要兩大步，先把煤氣化得到合成氣，然后經(jīng)過催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為油品，其中催化劑的作用至關(guān)重要。中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所研究員董梅表示，中間的地方裝著催化劑，把甲醇置于一定的溫度和壓力下，轉(zhuǎn)變成液體燃料和化學(xué)品。

傳統(tǒng)煤化工通過煤炭氣化制造甲醇，但缺乏甲醇高效轉(zhuǎn)化技術(shù)，而實(shí)驗(yàn)室深耕了7年甲醇定向催化制芳烴烯烴技術(shù)，自主研發(fā)出了納米級(jí)的催化劑。如同在分子世界里，搭建起立體交通網(wǎng)，讓傳統(tǒng)工藝中橫沖直撞的碳?xì)浞肿訉?shí)現(xiàn)有序通行和高效轉(zhuǎn)化，精準(zhǔn)合成出三苯或三烯產(chǎn)品。

董梅表示，一噸催化劑我就要進(jìn)一噸的甲醇，出來的產(chǎn)品大概是400多公斤的烴類產(chǎn)品，300多公斤是三烯產(chǎn)品。

黑色烏金煤炭搖身一變成為了三苯三烯產(chǎn)品，用于生產(chǎn)塑料制品、化學(xué)纖維、特種橡膠等高端材料，不僅讓煤炭身價(jià)倍增，而且煤基原料成本較石油基材料降低了30%，應(yīng)用前景十分廣闊。

董梅表示，現(xiàn)在已經(jīng)在和浙江的一些石化企業(yè)洽談，把煤化工的技術(shù)進(jìn)一步拓展到千萬噸級(jí)的石化行業(yè)。

前沿的納米級(jí)催化劑技術(shù)，離不開這個(gè)擁有“智慧大腦”的實(shí)驗(yàn)室，自動(dòng)化平臺(tái)24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，超算中心提供數(shù)據(jù)支持，單日研發(fā)效率是5名研發(fā)人員的總和。

中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所副研究員劉星辰表示，大概1-2年之后，該設(shè)施就可以讓不同煤轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的研究人員去使用。

近年來，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室讓我國煤基高端材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從跟跑到領(lǐng)跑，首創(chuàng)了高溫漿態(tài)床費(fèi)托合成工藝、研制出全球最大的80萬噸級(jí)反應(yīng)器，開發(fā)了大型煤間接液化系統(tǒng)集成及清潔運(yùn)行成套工藝技術(shù)，支撐建成了年產(chǎn)400萬噸全球最大煤制油裝置，使我國成為唯一掌握兩種煤制油工藝的國家。從基礎(chǔ)燃料到化學(xué)纖維、特種橡膠，一塊煤正在解鎖108種高端材料形態(tài)，山西煤化所正以科技創(chuàng)新的反應(yīng)器催化著能源革命的深層變革。

煤炭高效低碳利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任白進(jìn)表示，我們將為煤炭高效低碳利用提供核心技術(shù)和系統(tǒng)解決方案，助力“雙碳”背景下煤化工的可持續(xù)發(fā)展，保障國家能源戰(zhàn)略安全。

來源：中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所