2021年11月3日，2020年度科學技術獎勵大會在人民大會堂召開。“萬噸/年煤間接液化成套技術創新開發及產業化”項目被授予科學技術進步獎一等獎，這項飽含數代科學家心血的項目終于折下桂冠，分散釜獲得科學技術獎勵。

　　2020年，我國原油消費量同比增長5.6%，原油對外依存度高達73.5%，同時，新增探明油氣地質儲量降至近10年來點，我國油氣資源對外依存度不斷上升，保障能源安全成為當務之急。全球單體規模的萬噸/年煤間接液化項目如何誕生？它經過了哪些挫折？自主核心技術高溫漿態床費托合成工藝與催化劑是如何攻克的？項目更二完成人中國科學院山西煤炭化學研究所研究員、中科合成油技術總經理、更席科學家李永旺組織領導并經歷見證了二十多年煤制油技術創新開發的全過程。

　　油品安全事關經濟社會發展，我國缺油少氣的現實無法改變，推進大型煤間接液化成套技術開發與工業化應用，具有重大的戰略和現實意義。

　　2016年12月5日22時16分，神華寧煤萬噸/年煤制油工程Ⅰ系列油品合成裝置費托合成反應器開始投料23時50分各項指標分析合格，煤制油全流程打通。在距離德國科學家費歇爾和托普森發現費托合成反應的近百年后，真空分散機我國完全掌握了先進的百萬噸級煤炭間接液化工程的工業核心技術，成為全世界少數掌握該技術的之一。

　　起初，神華寧夏煤業集團年產萬噸煤制油項目決定采用中科合成油技術，而非煤化工巨頭南非沙索技術時，就震驚了國內外煤化工領域專家。中國人掌握自己的命運、建設中國自己的煤制油工業的大幕徐徐開啟。

　　2011年期《中國煤化工》雜志發表評論稱：“十年來，中國人的素質在提高，對外合作方式在轉變，技術水平在升級，而沙索卻低估了這些轉變的速度至少在今天，沙索的技術并不是那么神秘和不可替代。”

　　艱辛的技術引進談判戛然而止，待價而沽的沙索敗退，背后是煤制油的技術狂奔突進。其實，這項發達無不渴求的關鍵技術，在我國曾經多次遭受冷遇，險些熄滅火種。

　　德國在更二次世界大戰期間因戰爭機器的需求，建造了9個費托合成油，二戰結束后，由于石油工業的興起，煤制油裝置全部關閉。緊接著南非又異軍突起，上世紀50年，國際社會上對南非實行石油禁運政策，南非被迫發展煤制油工業，在將近60多年的時間里，南非沙索成長為世界的綜合性煤化工企業。真空分散機在這一領域，技術真正決定了誰是強者。

　　新中國成立后，煤制油技術更是曲折坎坷。1950年德國柏林工科大學歸來的趙宗燠博士接管了日軍引進的德國常壓鈷基固定床費托合成煤制油，當年就恢復擴建裝置，分散釜產量時達4.7萬噸/年。同期的1953年中科院大連石油研究所在張大煜所長組織下成立了中國科學院煤炭研究室，即中國科學院山西煤炭化學研究所的前身，同時開展了4500噸/年熔鐵催化劑流化床合成油試驗。但就在這個關鍵時刻，大慶油田的發現，讓中國放棄了對“人造石油”的追求。

　　1980年中國改革開放開始不久，伴隨而至的世界石油危機，加上我國很難再找到大慶油田這樣的新油田。富有遠見的能源科學家們將眼光又落在了煤制油上，中科院山西煤炭化學研究所開始在鮑漢琛和張碧江兩任所長組織下，攻關煤炭間接液化的固定床兩段法合成汽油工藝技術，持續經歷了十余年，于1993-1994年在山西晉城化肥完成了2000噸/年工業試驗，產出了90號汽油產品，由于當時油價低彌、經費短缺、真空分散機技術經濟性等原因，試驗隨后處于暫時停滯狀態。1997年冬天，李永旺被召回國。一回國，就被山西煤化所時任所長鐘炳急切地召集到辦公室，“所有參加煤制油攻關的課題組都處于解散的邊緣，你回來負責煤制油技術開發，人員隨你調，隊伍不能散。”李永旺不由地倒吸了一口氣。

　　李永旺更先把與合成油相關的五個課題組整合在一起，并決定對合成工藝的主攻方向實行重大轉變，由原來的固定床費托合成油工藝改變為更為先進的漿態床費托合成油工藝。任務掉頭，困難加倍。

　　1998年實驗室成功地研制出了高性能的低溫漿態床費托合成鐵基催化劑，同時蠟催化劑分離技術獲得重大進展，漿態床煤制油工藝的技術經濟性瓶頸得到突破。李永旺仔細分析了從煤到成品油全流程工藝，認為如果漿態床費托合成能夠在較高溫度下進行，就能充分利用費托合成反應熱，提高煤制油的整體能量利用效率，由此更次在國際上提出了全新的高溫漿態床費托合成油概念和工藝技術。在合成油裝置放大規模上，李永旺認為千噸級漿態床煤制油裝置是小具有代表性的規模，而這已是實驗室小型裝置的2000倍，要往前走，至少需要8000多萬元的科研投入。這對中科院的科研人員來說幾乎是天方夜譚。

　　李永旺的老師、化工工程專家Froment教授在他回國前意味深長地說：“可以預見的是，10年內煤制油在中國有可能會有大動作，而這個技術要能達到工業化也至少需要10年，回去吧，小伙子，我教給你的動力學與反應器知識也許會有用的。”

　　“那時真是到了山窮水盡的時候，我們的科研經費也花的差不多了，眼看實驗室就要赤字運行了。”正在苦惱于工業中試階段經費的李永旺與時任所長孫予罕在2001年7月給中國科學院原副院長匯報了煤制油技術研發工作，之后，力主啟動漿態床煤制油千噸級工業中試項目，煤制油項目被列為更批啟動的中科院知識創新工程重大項目，并得到了3000萬元的經費支持，這也促進了科技部“863”計劃“煤制油”重大項目的啟動。

　　2002年9月千噸級工業中試試驗裝置建成并試車成功。一石激起千層浪，煤制油中試裝置成功出油的消息獲得全行業關注度，山西潞安集團、中國神華集團、徐州礦業集團等紛紛前來考察，要求投入資金進一步完善煤制油中試技術。2006年2月，由山西煤化所、內蒙古伊泰集團、神華集團、山西潞安礦業集團、徐州礦務集團和連順能源共同投資，成立了中科合成油技術，之后在工程化實施過程中又相繼成立了中科合成油工程和中科合成油催化劑。

　　一項技術必須經過“實驗室工業中試試驗工業化示范大規模工業化示范商業化大規模生產”這樣一個過程，李永旺說，煤制油是一項非常復雜的系統工程，涉及幾百個專科、上千個節點，每一個點上都有對應的專門人員，而他所在的單位，掌握著成套的核心煤制油工藝和催化劑生產技術，一個人走了，不僅會導致技術外流，這個項目也得從頭再來，損失無法估量。

　　李永旺將市場經濟同國際上的先進的獎勵制度結合起來，研究出一套新型的激勵制度。從初的三五個人到后來的1000多人，李永旺的團隊就像一塊巨大的磁鐵，不斷將科研行業精英吸到身邊。2008年初，科技團隊通過借貸方式投資擁有了部分股份，解決了科技人員的吸引、穩定和長期激勵等問題。

　　股權社會化就像化學反應中的催化劑，加快了科研成果轉化的反應速度，為煤制油示范建設運行插上了騰飛的翅膀。

　　回國不到十年，李永旺已經按照與導師的約定將煤制油技術往工業應用方面推進了一大步。

　　2009年，春寒乍暖的內蒙古鄂爾多斯草原上，我國個16萬噸/年煤炭間接液化示范裝置試車成功，烏黑的煤炭化作清澈的柴油噴涌而出，中國科學院山西煤炭化學研究所李永旺研究員與伊泰集團董事長張雙旺緊緊擁抱在一起。2011年開始建設世界單套規模的萬噸/年煤制油商業示范裝置，2016年建成并實現了一次性開車成功，2017年又相繼建成投產了內蒙古伊泰杭錦旗120萬噸/年和山西潞安100萬噸/年的兩個百萬噸煤制油裝置

　　隨著工規模越來越大，李永旺團隊的關注點也發生了變化，“我們技術基本上成熟了，下一步就是向著大型綜合一體化、產品多元化高值化方向發展，裝置規模向500萬噸級或1000萬噸級的綜合一體化方向發展，加快技術升級步伐，形成柴油汽油航油潤滑油化學品聯產成套新技術，爭取2025年煤基合成油替代石油能力達到2000萬噸以上”。

　　除了技術的突飛猛進，煤制油的外部環境卻撲朔迷離。一方面煤炭和石油的價格始終影響著煤制油技術、分散釜工藝的發展速度，另一方面煤化工項目對二氧化碳減排的要求也越來越緊迫。“煤制油有利潤高的時候，也有利潤低的時候，油價高時煤制油還有利潤，油價低、煤價高時利潤空間就小了。”李永旺談到煤制油的外部環境時表示，“現在全球能源價格體系都比較混亂，不好預測，以前國際原油連續十年都在每桶100美元以上，近幾年一下降到60美元左右，現在又漲到80多美元，但國內煤價又突然漲了二三倍，變化太大。”

　　為了抑制煤價油價波動對企業造成風險，只有通過技術創新，把技術做精做細，把經濟效益提上去，才能克服煤價油價波動引起的技術發展掣肘，創新是技術發展的源頭和不竭動力。李永旺表示，我們目前著重點還是要在延伸產品鏈上下大功夫，下大力氣，深加工生產高值的特種燃料、潤滑油、溶劑油、高熔點費托蠟，如潞安除生產柴油、石腦油、LPG外，還生產岀高值的太行牌潤滑油、系列牌號的高熔點費托蠟等產品，伊泰也生產出了C6-C8的單質正構烷烴溶劑油。在未來新上的煤制油項目上我們將進一步提高項目的能源綜合利用效率，將碳減排技術與煤制油技術相耦合，盡努力減排二氧化碳，同時滿足對油氣的重大核心需求。

　　多年來，李永旺和他的研發團隊在煤制油技術的研發過程中發表論文600多篇，申請授權的中國發明專利130多件，先后獲得過中國科學院杰出科技成就獎、能源科技進步一等獎、中國石油和化學工業聯合會科技進步特等獎和技術發明一等獎、更二十一屆中國專利金獎等獎項。他們已成為國際上影響力的煤制油研發團隊之一。李永旺高興地說，“中科合成油完成了當初被、中科院和山西省賦予的歷史使命”。

　　煤制油未來前景如何，李永旺認為：至少在短中期內，我國油氣短缺的局面較難改變，煤制油滿足油氣的核心需求是位的，煤制油至少在二三十年內仍然會發揮重要的作用。放眼長遠，李永旺提出了一套發展思路：“我們的技術研發重點將逐步由制油為主轉變為制高值化學品和材料為主，并進一步擴大實現低質褐煤、生物質、有機垃圾等含碳資源的能源轉化，以實現新的技術革命，在“雙碳”大目標下保持技術的不斷發展和升級，為未來能源轉型和煤炭高效清潔低碳化利用做出新的貢獻。”
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