在他看來,煤化工領(lǐng)域的范式變革應(yīng)該是以科技創(chuàng)新為根本驅(qū)動力,以人工智能的應(yīng)用賦能為主要特征,通過科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合,來實現(xiàn)化學(xué)工程從技術(shù)研發(fā)—裝備研制—項目建設(shè)—生產(chǎn)運營—產(chǎn)品升級—應(yīng)用拓展的全產(chǎn)業(yè)鏈深層次結(jié)構(gòu)性變革。
煤化工領(lǐng)域范式變革:以科技創(chuàng)新為根本驅(qū)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(yīng)對“迎接全球挑戰(zhàn)的化學(xué)工程范式變革”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(zhàn)略,堅持“能源供應(yīng)壓艙石,能源革命排頭兵”的公司使命,秉持“綠色發(fā)展,追求卓越”的核心價值觀和“實干、奉獻(xiàn)、創(chuàng)新、爭先”的企業(yè)精神,聚焦“三個轉(zhuǎn)型”,堅持“四個面向”,爭當(dāng)“三個排頭兵”,積極構(gòu)建“創(chuàng)新引領(lǐng)、以煤為基、多能互補、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、綠色低碳、數(shù)字智能”的綜合能源現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系。
作為全球規(guī)模最大的煤化工企業(yè),國家能源集團現(xiàn)代煤化工的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展得到黨和國家的高度重視。煤化工發(fā)展承載著化學(xué)工程產(chǎn)業(yè)鏈自主可控的光榮使命,也面臨著原始技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)范式變革、綠色低碳轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)。煤化工領(lǐng)域的范式變革應(yīng)該是以科技創(chuàng)新為根本驅(qū)動力,以人工智能的應(yīng)用賦能為主要特征,通過科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合,來實現(xiàn)化學(xué)工程從技術(shù)研發(fā)—裝備研制—項目建設(shè)—生產(chǎn)運營—產(chǎn)品升級—應(yīng)用拓展的全產(chǎn)業(yè)鏈深層次結(jié)構(gòu)性變革。
技術(shù)研發(fā)層面,通過AI驅(qū)動的高通量模擬與智能建模替代傳統(tǒng)試錯實驗,實現(xiàn)分子設(shè)計與反應(yīng)路徑的理性規(guī)劃,顯著壓縮研發(fā)周期。
裝備研制層面,聚焦智能化與模塊化突破,開發(fā)極端環(huán)境材料與精密傳感系統(tǒng),并推進(jìn)連續(xù)流反應(yīng)器等核心裝備的自主研發(fā)與智能集成。
項目建設(shè)層面,采用數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建云原生工廠,結(jié)合模塊化設(shè)計與綠電配套實踐,實現(xiàn)低碳施工與效率躍升。
生產(chǎn)運營層面,依托AI大模型實現(xiàn)全流程動態(tài)優(yōu)化控制,通過循環(huán)經(jīng)濟模式將碳廢料轉(zhuǎn)化為高值材料,建立資源閉環(huán)體系。
產(chǎn)品升級層面,從大宗通用品轉(zhuǎn)向高端定制化,開發(fā)高性能特種材料與生物基綠色產(chǎn)品,并延伸至"產(chǎn)品-服務(wù)"融合解決方案。
應(yīng)用拓展層面,煤化工產(chǎn)品在工業(yè)、民用領(lǐng)域更多應(yīng)用,積極替代高污染材料,并開拓建材、日用品等新場景,促進(jìn)綠色低碳發(fā)展。
問:在本次大會上,貴公司帶來哪些新技術(shù)和新產(chǎn)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(zhuǎn)化新途徑,從煤化工產(chǎn)業(yè)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產(chǎn)業(yè)新技術(shù)、新裝備、新工藝和示范工程項目。
高端化方面。國家能源集團持續(xù)加大高端化工新產(chǎn)品開發(fā)力度,研發(fā)生產(chǎn)高性能、高附加值、稀缺產(chǎn)品。聚焦煤基特種燃料,開發(fā)煤基特種燃料制備成套技術(shù),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(huán)境下的性能要求,在大型工礦企業(yè)廣泛應(yīng)用。聚焦鈷基高熔點蠟,開發(fā)了固定床鈷基費托合成制高熔點蠟成套技術(shù),制備出115#高熔點蠟等高附加值產(chǎn)品,產(chǎn)品性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。
多元化方面。從單一的油品和聚烯烴產(chǎn)品生產(chǎn),向“油—化—新材料”多元化產(chǎn)品生產(chǎn)體系轉(zhuǎn)變,不斷豐富化工產(chǎn)品品類,構(gòu)建多聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)新格局。聚焦煤液化潤滑油技術(shù),開發(fā)出Ⅲ類+CTL潤滑油基礎(chǔ)油和Ⅳ類聚α-烯烴(PAO)潤滑油基礎(chǔ)油成套技術(shù),工業(yè)化產(chǎn)出46#、68#高性能抗磨液壓油、汽油發(fā)動機油、柴油發(fā)動機油、汽輪機油等多種全合成高端潤滑油產(chǎn)品并已推廣應(yīng)用。聚焦聚烯烴技術(shù),開發(fā)高熔融指數(shù)、中熔融指數(shù)聚烯烴產(chǎn)品制備工藝技術(shù),可生產(chǎn)均聚、抗沖共聚和無規(guī)共聚三大系列的多用途聚丙烯產(chǎn)品。
低碳化方面。國家能源集團堅定不移走綠色低碳發(fā)展道路,以現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)推動煤炭高效清潔利用,不斷推進(jìn)節(jié)能減排,推動化工產(chǎn)業(yè)“由黑到白”“由黑到綠”。聚焦可降解材料,開發(fā)煤基可降解材料制備成套技術(shù),建成全球首個5萬噸/年聚乙醇酸(PGA)可降解材示范工程。與傳統(tǒng)聚烯烴塑料相比,PGA噸產(chǎn)品原料煤耗可降低約50%,二氧化碳排放降低約65%,工業(yè)增加值增加2-3倍。PGA產(chǎn)品已取得美國及歐盟降解認(rèn)證證書7項。聚焦CCUS技術(shù),開發(fā)了煤化工領(lǐng)域CCUS成套技術(shù),在鄂爾多斯建成全球首個10萬噸級全流程CCS工業(yè)示范項目,實現(xiàn)了CO2的捕獲、運輸、封存和持續(xù)監(jiān)測。在烏魯木齊建成新疆地區(qū)最大規(guī)模30萬噸/年CCUS項目,獲得環(huán)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(tǒng),實現(xiàn)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(tǒng)運營的空白。建成光伏發(fā)電-電解水制氫-綠氨合成-高溫儲熱制蒸汽示范裝置,實現(xiàn)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(shù)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(xiàn)我國化工行業(yè)資源的優(yōu)化配置和高效利用?在國際化和國際合作方面進(jìn)行哪些實踐?
答:國家能源集團的煤化工國際合作以技術(shù)輸出為核心、本土化運營為紐帶,通過重大項目和研發(fā)聯(lián)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(shù)優(yōu)勢,聯(lián)合裝備制造、工程建設(shè)企業(yè),共同推進(jìn)“一帶一路”國家的煤化工項目布局,促進(jìn)“一帶一路”命運共同體建設(shè)。
國家能源集團堅持“以我為主、開放合作”的協(xié)同創(chuàng)新理念,全面加強煤化工領(lǐng)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(xié)會、萊布尼茨研究聯(lián)合會等4家國際一流科研機構(gòu)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,與荷蘭埃因霍溫理工大學(xué)共建“催化合作實驗室”,與多家高水平機構(gòu)達(dá)成國際聯(lián)合實驗室意向。
一是合作開發(fā)化工用途加壓純氧流化床生物質(zhì)氣化技術(shù)。與弗萊貝格工業(yè)大學(xué)和 DBI-Virtuhcon 公司合作,創(chuàng)新性地提出INCI內(nèi)循環(huán)流化床氣化概念,并針對進(jìn)料、排渣、燒嘴、氣固兩相流反應(yīng)和流體力學(xué)等進(jìn)行了全面優(yōu)化設(shè)計,該技術(shù)展現(xiàn)出原料適應(yīng)性寬、碳轉(zhuǎn)化率高、有效氣含量高、設(shè)備投資成本低等技術(shù)優(yōu)勢。
二是合作開發(fā)低二氧化碳選擇性合成氣直接轉(zhuǎn)化制長鏈α-烯烴成套技術(shù)。與荷蘭埃因霍芬理工大學(xué)等機構(gòu)聯(lián)合研發(fā)全球首創(chuàng)純相碳化鐵為主要活性相的線性α-烯烴合成技術(shù),填補國際技術(shù)空白,研究成果在《自然》期刊發(fā)表。
三是參與組建國際碳中和組織。與清華大學(xué)聯(lián)合實施“碳中和與能源智聯(lián)”國際大科學(xué)計劃培育項目,作為創(chuàng)始會員單位加入世界碳中和學(xué)會。
AI正從底層重構(gòu)化工行業(yè)的價值創(chuàng)造邏輯
問:AI正在改變百行千業(yè),您認(rèn)為AI賦能將對化工產(chǎn)業(yè)帶來哪些影響?貴公司在AI賦能方面進(jìn)行了哪些探索,取得了哪些經(jīng)驗?
答:AI正從底層重構(gòu)化工行業(yè)的價值創(chuàng)造邏輯,其變革性可概括為“三重驅(qū)動、雙向躍遷”。
一是AI顛覆了傳統(tǒng)研發(fā)范式。推動化工領(lǐng)域研發(fā)從“試錯實驗”轉(zhuǎn)向“預(yù)測設(shè)計”,通過深度學(xué)習(xí)分子結(jié)構(gòu)與性能的映射關(guān)系,將原本長達(dá)數(shù)年的研發(fā)周期壓縮至數(shù)月級。
二是AI深度重塑生產(chǎn)運營體系。在實時控制層面,算法通過動態(tài)優(yōu)化反應(yīng)參數(shù),顯著提升資源利用效率與產(chǎn)品一致性;在安全管理維度,AI構(gòu)建的預(yù)測性維護(hù)和風(fēng)險預(yù)警模型,將被動應(yīng)急轉(zhuǎn)化為主動防御,大幅降低事故發(fā)生率。這種全流程智能化改造,正在推動化工生產(chǎn)從“經(jīng)驗依賴”邁向“精準(zhǔn)控制”的本質(zhì)安全升級。
三是AI打破了產(chǎn)業(yè)協(xié)同壁壘。通過整合供應(yīng)鏈、研發(fā)與生產(chǎn)數(shù)據(jù),構(gòu)建跨企業(yè)協(xié)同平臺,實現(xiàn)從原料采購到產(chǎn)品交付的全鏈條優(yōu)化。這種生態(tài)級重構(gòu)不僅解決了傳統(tǒng)化工“數(shù)據(jù)孤島”導(dǎo)致的效率損耗,更催生了如數(shù)字孿生、智能調(diào)度等新型產(chǎn)業(yè)協(xié)作模式,為行業(yè)集約化發(fā)展注入新動能。
國家能源集團積極推動AI賦能煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。一是推進(jìn)AI4S(人工智能驅(qū)動的科學(xué)研究)。國家能源集團把AI4S列入集團公司重點科技攻關(guān)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、分析表征等高價值科研場景,構(gòu)建高質(zhì)量數(shù)據(jù)集,開發(fā)科研大模型,同時積極建設(shè)煤化工催化劑、水質(zhì)分析、元素分析等無人實驗室,初步實現(xiàn)了“干濕結(jié)合,迭代優(yōu)化”的科研新范式。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(lǐng)域開展AI4S的研發(fā)和應(yīng)用工作。
二是推進(jìn)煤化工行業(yè)大模型建設(shè)。6月28日,由國家能源集團自主研發(fā)的全球首個千億級發(fā)電行業(yè)大模型——“擎源”大模型已正式發(fā)布。它以重新定義管理智能化的全新范式,正在引領(lǐng)能源行業(yè)從“經(jīng)驗驅(qū)動”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動”與“全局協(xié)同”快速邁進(jìn)。國家能源集團基于“擎源”大模型,持續(xù)推進(jìn)人工智能技術(shù)在化工產(chǎn)業(yè)全方位落地,以多元技術(shù)集成支撐煤化工產(chǎn)業(yè)高端化、智能化、綠色化,實現(xiàn)煤化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。圍繞智慧運營,智能生產(chǎn),智能運維,安全環(huán)保,工程建設(shè),市場營銷,科技研發(fā)等7個重點業(yè)務(wù)域35個高價值應(yīng)用場景,構(gòu)建一套覆蓋煤化工核心業(yè)務(wù)場景的高質(zhì)量數(shù)據(jù)集,通過行業(yè)數(shù)據(jù)研訓(xùn)、模型算法優(yōu)化、智能體構(gòu)建,打造端到端智能應(yīng)用解決方案。
三是推進(jìn)智慧化工發(fā)展。國家能源集團已建成化工產(chǎn)業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,集中統(tǒng)建智慧化工制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、虛擬現(xiàn)實等12套系統(tǒng),實現(xiàn)煤化工“生產(chǎn)、設(shè)備、能源、安全、物流、運營”等全業(yè)務(wù)數(shù)字化管理和智能化應(yīng)用。深度融合生產(chǎn)數(shù)據(jù)與工藝技術(shù),構(gòu)建快速感知、實時監(jiān)測、超前預(yù)警、聯(lián)動處置的新型安全能力體系,研發(fā)了智能控制、氣化用煤配煤優(yōu)化、催化劑性能優(yōu)化、物料平衡等17個生產(chǎn)工業(yè)模型和24個安全機理模型,有效保障了運營效能和生產(chǎn)安全。推進(jìn)基層單位全面開展控制系統(tǒng)和生產(chǎn)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制造示范工廠。
煤制油煤化工:實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同 構(gòu)建高效循環(huán)產(chǎn)業(yè)生態(tài)
問:化工行業(yè)是我國能源體系的重要組成部分,負(fù)責(zé)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(yè)在保障國家能源安全方面發(fā)揮著什么特殊作用?
答:在中國“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦下,煤制油煤化工行業(yè)相較石油化工能夠更好地利用我國煤炭資源優(yōu)勢,降低對進(jìn)口石油的依賴。國家能源集團通過近二十年的發(fā)展,掌握了煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇等技術(shù),并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,滿足了下游油氣及化工品的需求,增加國家在能源領(lǐng)域的國際話語權(quán)。此外,煤制油煤化工可以與煤炭電力等能源系統(tǒng)更好的進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同,有助于構(gòu)建高效循環(huán)的能源-化工生態(tài)。
在我國西北地區(qū),煤炭資源、風(fēng)光資源都很好,具備發(fā)展煤炭-電力-化工-熱力多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),實現(xiàn)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(jīng)濟效益。國家能源集團正在新疆地區(qū)策劃近零排放的化工園區(qū),通過多能互補,不僅能實現(xiàn)能源效率的提升,最大限度的發(fā)揮化石能源的作用,也有助于實現(xiàn)能源行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型。
煤化工正走出具有中國特色的轉(zhuǎn)型之路
問:當(dāng)前全球化工行業(yè)加速向綠色化學(xué)轉(zhuǎn)型,這對我國煤化工行業(yè)帶來哪些啟示?在您看來,我國煤化工行業(yè)未來將如何實現(xiàn)更高水平的發(fā)展?貴公司有哪些戰(zhàn)略來促進(jìn)未來更好發(fā)展?
答:中國煤化工行業(yè)正走出一條具有中國特色的轉(zhuǎn)型之路。一是技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動產(chǎn)業(yè)升級。我們正在構(gòu)建"基礎(chǔ)研究-技術(shù)攻關(guān)-工程示范"的全鏈條創(chuàng)新體系。國家能源集團第三代煤氣化技術(shù)碳轉(zhuǎn)化率達(dá)98%,10萬噸級CO?封存示范項目封存率達(dá)99.2%。
二是產(chǎn)業(yè)集群構(gòu)建循環(huán)生態(tài)。我們在寧夏寧東基地打造的"煤-化-材"一體化園區(qū),通過22條產(chǎn)業(yè)鏈耦合,使煤炭資源轉(zhuǎn)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產(chǎn)區(qū)復(fù)制推廣。
三是數(shù)字智能重塑產(chǎn)業(yè)形態(tài)。國家能源集團建設(shè)的全球首個煤化工全流程智能工廠,通過1500多個智能監(jiān)測點實現(xiàn)實時優(yōu)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、油化并舉”,做到一體化、差異化、基地化布局,全力推進(jìn)重大煤化工項目建設(shè),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(zhuǎn)型,突破可再生能源制氫制氧與煤化工合成耦合技術(shù),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(yīng)用比例,實現(xiàn)煤化工過程耗能的零碳化。開展煤化工 CCUS 技術(shù)攻關(guān),突破煤化工二氧化碳低成本捕集、化工和礦化利用、驅(qū)油地質(zhì)封存技術(shù),為煤化工低碳零碳發(fā)展提供兜底技術(shù)。
二是堅持創(chuàng)新驅(qū)動引領(lǐng),加快推動煤直接液化新一代技術(shù)、石腦油甲醇耦合制芳烴烯烴技術(shù)、先進(jìn)高效超大型合成氣制甲醇、煤化工與新能源耦合技術(shù)開發(fā)及工程化示范驗證等關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),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(fā)與應(yīng)用技術(shù)研究。
三是堅持智慧化工賦能,提高產(chǎn)業(yè)智能化水平。新建項目依托5G 網(wǎng)絡(luò)+云計算+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺+各類應(yīng)用軟件系統(tǒng)的新型IT架構(gòu),高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)智能工廠,提高智能生產(chǎn)運維和安全監(jiān)控能力,爭做服務(wù)國家戰(zhàn)略的“排頭兵”、引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的“先行者”。
標(biāo)簽: