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山西煤化所的科研产业创新路丨意见领袖

第一财经 2019-07-17 16:08:19

探索从科研到产业的创新之路丨意见领袖

精彩看点:

如何理性客观看待中国第一大能源——煤炭?

科研院所如何与市场结合让科研成果走出实验室?

如何激发科研院所内生动力?

中科院山西煤化所所长王建国,

分享山西煤化所在煤炭转型变身过程中,探索与实践的故事。

煤炭是储存分布最广泛的能源资源

作为我国资源最丰富、生产和消费最经济的优势能源,煤炭是中国的基础能源。在我国三大化石能源矿产资源已探明储量中,煤炭占94%以上,石油和天然气仅占6%左右。

煤炭为支撑中国经济发展,保障国家能源安全做出了巨大的贡献。虽然经过持续的能源结构调整,中国煤炭消费总量占比从80%以上下降到去年的60%以内,但煤炭能源生产与消费绝对量依然在不断增加。

中国的资源禀赋决定了煤炭在过去、现在和未来相当长的一段时间,还将是我国最主要的一次能源。中科院山西煤化所所长王建国认为,煤炭之所以如此重要,一是在于煤炭分布广泛,几乎任何国家或多或少都有煤炭资源。二是煤炭价格相对低廉,同样发热量,煤炭的价格大概是石油和天然气的1/8到1/9。

然而近年来,伴随经济转型、社会环保意识的加强,社会舆论将雾霾等污染现象的矛头指向煤炭,“去煤化”的呼声日益高涨。这就为煤炭的清洁高效利用提出了更高的要求,也为相关研究和产业发展提供了广阔的空间。

而煤炭清洁高效利用里,最重要环节是如何提高煤炭使用效率。王建国表示目前电力行业在煤炭清洁高效利用方面已经取得非常大的进步。“现在上的新的发电技术里边,后端的净化部分已经做得非常好了。脱硫、脱硝、脱重金属,还有去除二恶英等等,我们所里都在做这方面的工作。”

煤化工让碳排放捕获消除成本大大降低

虽然降低了煤炭和油品中的有害物质,但化石能源燃烧必然产生二氧化碳,这又是全球气候变暖的重要原因。王建国坦承目前还没有技术能大规模消解化石能源排放的二氧化碳。但他也强调,相比于发电厂烧煤产生的浓度只有13%的二氧化碳,煤化工产生的二氧化碳浓度可以达到90%。这就可以大大降低捕获二氧化碳的成本。“我们和潞安集团合作,二氧化碳是用来作为原料生产尿素的。同时我们还在开发二氧化碳,比如说做高分子材料、做碳酸二甲酯、或者是把它封存起来”。

煤制油具有保障能源安全的战略意义

除了煤炭提高使用率,将煤炭通过技术手段转化为更清洁的燃料,生产衍生化学品则是煤炭清洁高效利用的另一途径。其中,煤制油是一个重要的发展方向。煤炭经过转化后合成的油品,具有超低硫、低芳烃、高十六烷值、低灰份等特点,这些指标均优于国V和欧V标准,可有效降低城市空气污染。

除此之外,煤制油在降低我国石油对外依存度,保障能源安全方面也有重要的战略意义。然而这一技术在中国研发、走出实验室并落地工业化生产中,走走停停,经历了数次起落。煤制油涉及能源转换的过程,所以受到国际油价波动影响较大。王建国测算,大规模工业应用的情况下,煤制油盈亏平衡点大约是石油价格60美元/桶。高于60美元可以盈利,70-80美元才能稳定盈利。 但王建国认为不能只算经济账,“我们之所以一直能够坚持下来,就是我们始终认为煤炭是我们国家最主要的可以靠得上的能源,而油气资源不足。所以为了保障国家的能源安全,国家需要从能源战略安全的角度来搞技术储备。”

自主研发的煤制油技术

上世纪80年代初,中科院山西煤化所重新开始了煤炭间接液化的技术攻关,但由于技术与经济限制,一直没有规模化生产。1997年山西煤化所研究员李永旺在前辈们工作成果的基础上,重新组织研发团队,开展系统研究,成功突破一系列技术瓶颈。经过数年的潜心钻研,李永旺带领的科研团队创造性使用了中温费托合成工艺路线,将能源利用效率提升了5-8个百分点。并独创了高效催化剂大幅提高了反应活性,产油能力比此前国际通用技术提高3倍以上。这套自主研发的技术,让中国在煤制油领域处于世界领先水平。

从课题组到公司,科研体制机制做了哪些创新?

在技术走出实验室,成功工业化应用过程中,科研体制机制的创新起到了重要作用。山西煤化所通过引入社会资本和市场化运作,不仅为科技成果转化提供了资金保障,也改变了一些科研人员的固有观念。同时也为建立完整自主知识产权技术体系,继续培养行业人才、推进后续技术改进研发提供了良好的研究和实践平台。这让煤制油科研团队,从三五人的实验室,逐渐成长为上千人的工程技术公司。

而当技术落地展开工业示范项目,外部企业和资本进入后,除了原有的科研人员,还需要引入工程化的队伍。但是王建国强调,中科院煤化所的科研人员在其中依旧起到主导作用。“煤化所占的股份只有百分之十二点几,是个小股东,但是我们仍然是主导力量。因为技术公司和一般的经营企业不一样,所以技术人员一定要说了算的,这里边技术人员要负主要责任的。我们合作伙伴也非常好,比如说伊泰,比如说潞安、神华,他们基本上不干预技术方面的事,这也是这几年发展下来比较顺畅的一个重要的原因” 。在这一体系下,科研团队通过公司将技术变现,实现自我造血,从而反哺科研继续开发新技术。这就让整个研究与产业化体系形成了完整的产学研用闭环。

激励机制的改变,激发了科研人员的创新动力

如何激发科学研究内生动力,更好地将科研成果转化为现实的生产力?中科院山西煤化所作为解决煤炭高效利用研究的高技术基地型研究所,除了发展基础研究、关键核心技术和重大系统集成创新外,还在科研人员管理、调动科研人员的积极性、探索科学合理的激励机制和客观全面的评价体系方面做出了有益的尝试。“所里目前每年的经费大概有一半是来自于横向的经费,就是和企业合作的经费。国家现在鼓励科技人员搞技术开发,成果转移转化。按照国家规定,技术转移转化后的收益,一半归研究所,一半归科研团队。”

考核管理方面,山西煤化所更看重每个课题的潜力和长期价值,没有非常细化和量化的指标。“有的搞基础研究的课题组,它可能在基础上边科学上边有很好的发现,这个它也会评得很高。如果说有的技术做出来了,做成功了,它的课题组也会评得很好。如果某一个课题组它这个技术转移转化做得不错,和企业那边合作、谈成项目或者是取得了很大的进展,它也会评价得很不错。”

责编:庄子喆

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