煤的“升华之旅”：我国能源企业谋求创新变局

一说到煤，相信许多人脑海里立刻都会浮现出这几个词：“燃料”、“能源”，继而联想到的就是“排放”、“污染”。的确，作为一种不可再生的化石能源，煤在人类文明的进程中扮演了举足轻重的地位。直至今天，它仍然是全球能源产业链中的重要一环。但是，由于煤燃烧时会释放大量的温室气体以及污染物，它也一直遭受着非议与诟病，煤的清洁利用也就成为了业界“发力”的重点。

作为目前我国规模最大、现代化程度最高的煤炭企业和世界上最大的煤炭供应商，神华集团在煤的清洁利用方面可以说扮演着“业界标杆”的角色。近期，记者在走访位于北京昌平的神华集团总部研发机构——北京低碳清洁能源研究所时欣喜地发现，经过几年的摸索和前行，这家研究所已经成为了低碳清洁能源领域一支不可忽视的新生力量。那么，煤究竟是如何在这里的科研人员手中实现“升华”的？就让我们一起来听听这家研究所的故事。

走进北京低碳清洁能源研究所，首先看到的就是所内专家的“展示墙”。据研究所所长卫昶介绍，低碳所自成立以来，一直面向全球通过多种渠道招聘人才，截至目前，所内在岗“千人计划”专家数已达15名，员工中硕士以上学历占比高达86%，博士占比50%左右。

强大的团队阵容，也赋予了这家研究所开展各类低碳清洁能源研究的能力。据了解，目前研究所的研究主要聚焦六大技术领域：煤清洁转化利用、催化技术、水处理、分布式能源、煤基功能材料以及氢能利用。在水处理技术、可热熔加工交联聚乙烯技术、脱硝催化剂（SCR）再生技术等多个领域，研究所均取得了重要科研成果。

走在研究所的展厅中，两艘“小船”引起了记者的注意：乍看之下，这两艘小船摆在这个展厅里似乎显得颇为不合时宜，但详细询问后记者才得知，这两艘小船居然都是煤“变”的！据卫昶介绍，用煤基材料制成的小船，重量可以比同类产品轻30％左右，强度却没有丝毫的减少，制成的空投箱，也可以做到百米跌落无破裂。并且利用该材料与某航天科工企业成功开发了导弹储运箱等高端军工装备。煤的残渣更是被科学家们“变废为宝”，例如原本被视作“固废”的粉煤灰就可以被提炼制成高分子填料，用作防火、建筑材料以及水泥等，被视作“危废”的液化残渣，则可以被制成碳纤维、导热材料等。

废水处理也是研究所近几年集中关注的领域。资料显示，以燃煤发电、现代煤化工为代表的能源行业在支撑国民经济发展的同时，也消耗了大量水资源，产生了大量的工业废水。如何安全高效地处理和处置这些工业废水，越来越成为关系行业健康发展的重大课题。特别是在内蒙、陕西、宁夏、新疆等水资源短缺、生态环境相对脆弱的地区，工业废水的零排放处理已成为越来越急迫的要求，而现有废水零排放处理技术普遍存在工艺复杂、处理成本高等突出问题，并且产生了大量无法处置的结晶杂盐，是行业内公认的难题。

在此背景下，低碳所水处理团队“迎难而上”做出判断：工业废水处理技术的“制高点”已经从过去的达标排放处理技术，到现在的零液体排放处理技术，发展到将来的零废物排放处理技术。基于这一趋势，水处理团队提出了高效、低成本和结晶盐资源化等三大目标，高起点地启动了工业废水零排放处理技术开发。两年来，该团队先后提出了优化预处理与高倍浓缩技术、耦合膜过程极限浓缩技术、高效分盐结晶技术、平行流反渗透技术等多项创新水处理概念和技术，并申请专利20余项。

水处理团队负责人熊日华博士告诉记者，以煤化工废水高倍浓缩处理技术为例，自2015年6月份立项以来，团队仅用8个月的时间就完成了概念验证和实验室小试研究，并于2016年4月份开始在神华内部煤化工基地开展中试验证，通过5个月的现场试验，成功验证了该技术的可行性和技术优势，有望将现有水处理工艺的水回收效率从75%提高至97%以上，大幅减少终端废水量，仅此一项技术的应用就有望将整个零排放系统的运行成本降低30%以上。这为每年超过百亿的煤化工水处理市场带来了新的希望。

从过去单纯的燃料到如今的“一身宝”，从被视作“污染源头”到今天朝着清洁利用之路不断迈进，煤在科研人员手中的“升华”，其实正是我国能源企业深耕技术创新、谋求产业升级的一个缩影。在采访接近尾声时，卫昶所长也语重心长地告诉记者，他真心地希望，通过研究所的工作，自己的团队未来能够继续给煤炭产业的发展找出新的思路。