能源生产与消耗革命的大趋势是能源的清洁高效使用，，，面临日益凸显的能源与情形问题，，，推动能源转型，，，实现能源清洁高效使用，，，成为我国能源开展的主要使命。。据预测，，，2030年前我国能源消耗需求仍将持续稳固增添，，，能源消耗增量部分主要靠清洁能源提供，，，但煤炭年消耗量仍将坚持在35亿吨左右。。

　　因此，，，煤炭清洁高效转化是打赢污染防治攻坚战和蓝天守卫战的主要支持，，，是煤炭能源革命的主要内容。。经由多年研究和手艺开发，，，煤炭清洁高效转化手艺已取得了一系列突破性希望，，，成为我国煤炭行业持续康健开展的主要支持。。

　　煤炭是我国主要的基础能源和化工质料，，，为国民经济开展和社会稳固提供了主要支持。。现在，，，煤炭的主要使用方式是直接燃烧发电和工业供热，，，总体上效率较低、、
、污染较重，，，这不但造成了重大资源铺张，，，并且导致严重的情形污染和温室气体CO2的大宗排放。。我国石油和自然气的探明可采储量仅为天下人均值的 10％ 和 3％。。

　　2018 年我国石油净入口量 4.4 亿吨，，，同比增添 11％，，，对外依存度高达 69.8％；；自然气入口量1254亿立方米，，，同比增添 31.7％，，，对外依存度 45.3％。。煤炭清洁高效转化，，，不但可以缓解我国能源供应主要时势，，，包管国家能源清静，，，也是构建我国清洁低碳、、
、清静高效的能源系统的必定选择。。

　　海内外煤炭清洁高效转化研究概况

　　煤炭转化的开展主要受资源条件、、
、石油价钱变换、、
、手艺装备水平和政府政策等因素影响。。煤炭清洁转化方面外洋起步较早，，，西方蓬勃国家和煤炭主要消耗国一直在支持煤炭清洁转化及相关手艺的研发，，，掌握了一系列焦点手艺。。

　　虽然外洋在煤炭转化使用的基础研究和要害手艺研发方面具有一定优势，，，但总体上仍处于高端手艺研发与储备阶段。。由于各国能源结构差别，，，在煤炭清洁转化领域的研发和工业化方面投入力度差别，，，现在仅有南非和美国等少数国家开展了部分工程树模与商业运行。。

　　近年来，，，我国在煤炭清洁转化方面的手艺开展很快，，，取得了一系列重大效果。。乐成研发出 2000—3000吨／天水煤浆和干煤粉气化手艺并投入商业化运行，，，100万吨／年煤直接液化树模工程和 400万吨／年煤间接液化树模工程建成并投产，，，10多套 60万吨／年甲醇制烯烃工业装置投入商业化运行。。

　　煤炭清洁高效转化的主要手艺

　　煤转化使用手艺是用化学要领将煤炭转变为气体、、
、液体和固体产品或半产品，，，此后进一步加工成能源和化工产品。。现在，，，煤炭清洁高效转化使用方式主要分为：：：热解、、
、气化、、
、液化（直接液化和间接液化）等。。现在开展的煤化工主要是以古板煤化工为基础，，，以煤炭的清洁使用和高效转化为目的的现代煤化工。。

　　1、、
、煤热解手艺

　　煤热解手艺是将煤中富氢组分通过热解方式提取化工质料或优质液体燃料，，，以提高煤炭使用效率。。20世纪 70年月能源；；，，，煤热解手艺受到各国学者的普遍重视，，，并开发出多种热解新手艺和新工艺，，，如美国食物机械公司（FMC）与煤炭研究办公室（OCR，，，Office of Coal Research）开发的 COED热解工艺，，，以及日本煤炭能源中心与日本钢铁集团开发的煤炭快速热解手艺等。。

　　我国是天下上对煤热解手艺研发最活跃、、
、投入最多的国家，，，我国较量典范的煤热解手艺见表 1。。现阶段以煤热解为基础的热电气多联产手艺已展现出显着的节能降耗优势，，，应在条件适合地区以先树模后推广的原则，，，适度开展规；；、、
、集成化的先导煤化工工业。。关于煤热解手艺保存的产品气固疏散难、、
、油气产率低或品质差、、
、能量使用效率低、、
、情形污染严重以及工业化程度不高等手艺瓶颈，，，仍需相关企业、、
、科研院所举行大宗的研究。。

　　2、、
、煤气化手艺

　　煤气化是煤炭高效、、
、清洁使用的焦点手艺之一，，，是现代煤化工的龙头，，，无论是以生产油品为主的煤液化，，，照旧以生产化工产品如合成氨、、
、甲醇、、
、烯烃等为主的煤化工，，，选择合适的煤气化手艺都是整个生产工艺的要害。。从20世纪80年月最先，，，我国陆续引进了多种煤气化手艺，，，主要有德国鲁奇手艺、、
、美国德士古手艺、、
、荷兰壳牌手艺、、
、德国 GSP 手艺等。。

　　但这些手艺在本土化历程中保存运行不稳固、、
、投资偏高以及对海内的煤种顺应性差等弱点。。近年来，，，连系我国的现真相形陆续开发出多种自主立异的煤气化手艺（表2）。。阻止 2017 年底，，，具有自主知识产权的气化炉数共318台，，，气化能力 37.7 万吨／天，，，市场占有率总和高达 51.6％。。我国自主立异的煤气化炉更适合我国国情和煤种，，，对我国煤化工的开展作出了重大孝顺。。煤气化手艺大型化、、
、真正实现污水零排放、、
、炉渣废固所有综合使用、、
、水资源消耗量大幅降低等目的是煤气化手艺研究的重点。。

　　3、、
、煤直接液化手艺

　　煤直接加氢液化手艺是煤与氢气在催化剂作用下通过加氢裂化，，，直接转化成液态油品。。煤直接液化制油产品可以作为军民航空飞机、、
、火箭以及装甲车辆的油品，，，知足我国日益增添的特种油品需求。。1973年后，，，因石油；；，，，西方各国相继开发出煤液化工艺，，，但仅处于实验室研究及中试开发阶段。。

　　神华集团自“十五”时代最先研发煤直接液化制备燃料手艺，，，并于 2010年建成投产了天下上第一座百万吨级的液化妆置，，，成为煤直接液化工业化领跑者，，，先后突破“煤直接液化焦点工艺放大”“超大型装备制造和装置”“首套工业化树模装置的清静稳固长周期运行”三大天下性手艺难题，，，并先后获得美国、、
、日本、、
、俄罗斯、、
、澳大利亚、、
、加拿大、、
、乌克兰、、
、印度、、
、印度尼西亚等 9 个国家的专利授权。。现在该液化手艺仍保存氢耗量大、、
、产品轻质化、、
、溶剂油不平衡和油品收率低等问题，，，有待通过恒久的稳固运行来进一步优化提升。。

　　4、、
、煤间接液化手艺

　　煤炭间接液化是首先将煤气化获得合成气，，，再使用一定的催化剂在合适的温度和压力之下，，，将获得的合成气转化为种种液体燃料和化学品的手艺。。南非沙索（Sasol）公司的煤间接液化手艺是天下上最早的商业化手艺；；别的，，，恒久以来，，，天下上其他石油化工公司也开展了大宗的研究开发事情，，，典范的有荷兰壳牌公司的 SMDS 手艺、、
、美国美孚公司的 MTG 合成手艺等。。

　　现在，，，我国煤炭间接液化手艺已进入商业化开展阶段，，，上海兖矿公司从 2002 年起开展煤炭间接液化手艺的研发事情，，，乐成开发了三相浆态床低温费托合成和高温牢靠流化床费托合成手艺。。中科合成油手艺有限公司研发了高温浆态床费托合成和油品加工成套手艺，，，形成了“基础研究—工程化手艺研发—工程设计与承包—催化剂生产—特种专用装备加工制造”的一体化手艺研发和工业化支持系统。。

　　接纳中科合成油手艺有限公司自主研发手艺建成投产的天下单套规模最大的神华宁煤 400 万吨／年煤炭间接液化制油工业树模装置于 2016 年 12 月 21 日乐成投产，，，2017 年 12 月 17 日全线实现满负荷稳固运行，，，标记着我国在能源战略手艺储备方面迈出了实质性步伐。。阻止 2018 年底，，，我国已经建成 7 个煤炭间接液化项目，，，总产能抵达 770 万吨／年（表 3），，，现在树模项目均实现了长周期的稳固运行。。随着这些树模工程的乐成运行，，，我国煤制油手艺工艺获得了进一步的验证。。

　　中国科学院煤炭清洁转化手艺希望

　　煤炭清洁高效使用手艺研发始终是中国科学院的优势战略偏向。。30 多年前，，，针对我国富煤贫油的能源结构，，，中国科学院战略安排了煤制油、、
、煤制烯烃和煤制乙二醇等清洁转化使用手艺。。今天，，，自主研发的煤炭燃烧、、
、煤制烯烃、、
、煤制乙二醇和煤制油等清洁使用手艺破茧而出，，，走在了国际前线。。

　　循环流化床燃烧手艺获得了普遍应用；；全球首套 60 万吨煤制烯烃装置运行稳固，，，煤制烯烃年产能抵达 1000 万吨；；20 万吨煤制乙二醇工业树模手艺日趋完善；；煤制油手艺 16 万—18 万吨树模装置稳固运行，，，各项手艺指标国际领先，，，400 万吨／年合成制油项目抵达全系统满负荷运行。。

　　“十二五”时代，，，中国科学院在坚持古板优势的基础上，，，集中 10 个研究所的优势实力，，，组织实验了战略性先导科技专项“低阶煤清洁高效梯级使用要害手艺与树模”。。专项研究提出了适合我国资源特征的高能效、、
、低污染、、
、低排放、、
、高值化的低阶煤综合使用解决方案，，，形成了“热解—油气提质—燃烧—发电”“热解—气化—费托合成—油品共处理”和“热解—气化—合成液体燃料与化学品”3 条清洁高效梯级使用途径。。

　　通过专项的实验突破了热解、、
、燃烧、、
、气化、、
、合成、、
、CO2使用等多项重大战略性要害手艺，，，建成了若干重大树模转化工程，，，对加速新一代煤化工及清洁高效燃烧发电工业的开展，，，推动我国煤炭使用工业及区域经济的结构调解与升级，，，增进我国经济康健开展爆发深远的影响。。

　　煤炭清洁高效转化的重点偏向

　　经由几十年的起劲，，，我国已掌握了煤制油、、
、煤制烯烃／芳烃、、
、煤制乙二醇等现代煤化工手艺，，，手艺工业化也走在天下前线，，，各地相关开发的起劲性也很高。。但由于妄想事情滞后、、
、熟悉纷歧致、、
、地方政府就地转化要求和企业的盲目投资也导致煤化工项目中保存一些问题。。

　　就中恒久妄想而言，，，我国煤炭清洁高效转化使用主要围绕国家经济社会开展战略需求，，，针对我国煤炭开发使用中的要害科技瓶颈问题，，，通过理论立异、、
、手艺立异和治理立异，，，构建我国煤炭清洁高效可持续开发使用手艺和治理系统，，，重点突破要害手艺，，，开展工程树模验证，，，实现手艺集成立异，，，大幅度提高我国煤炭开发使用自主立异水平和综合手艺能力。。

　　到 2030 年，，，实现煤炭向科学开发方式转变，，，煤炭科学产能将由 55％ 左右增添到 90％ 以上，，，突破一批要害手艺和重大装备，，，形成煤矿无害化开发和资源化使用手艺系统，，，使我国成为煤炭开发国际标准制订者和手艺主导者。。

　　我国未来煤炭清洁高效转化使用研究重点是开展煤炭／合成气直接转化制燃料与化学品的反映和催化基础科学问题研究；；煤制清洁燃气要害手艺，，，煤制液体燃料及大宗化学品要害手艺的研究等。。

　　煤转化制清洁燃料

　　1、、
、煤气化及制自然气手艺

　　研究顺应我国典范煤种的大规模高效煤气化手艺，，，开发高可靠性煤气显热接纳手艺及中温煤气除尘净化；；研发差别产品目的的超临界煤气化、、
、加氢煤气化、、
、催化气化等新型煤气化手艺。？
？⒏咝、、
、低本钱煤制自然气催化剂；；开发短流程、、
、低本钱煤制自然气工艺；；煤制自然气历程能量、、
、质量集成优化手艺，，，提高煤制自然气能量转化效率；；降低生产能耗和水耗。。

　　预期效果：：：突破顺应我国典范煤种的大规模煤气化要害手艺，，，实现长周期清静稳固运行，，，气化投资本钱降低30％左右；；突破大规模的煤制自然气工业化要害手艺，，，形成具有自主知识产权的短流程清洁煤制自然气手艺，，，能效显著提高；；40 亿立方米级的煤制自然气工程可所有使用国产化手艺和催化剂，，，催化剂本钱大幅降低。。

　　2、、
、煤液化制油品

　　开发煤温顺加氢和间接液化耦合新工艺及催化剂手艺，，，开发液化油制取燃料、、
、高值油品、、
、含氧清洁燃料及化学品工艺手艺，，，研究液化残渣制高端碳质料、、
、沥青等综合使用手艺，，，研究直接液化——费托合成一体化耦合手艺并开展工程树模。。

　　预期效果：：：完成百万吨级煤直接——间接液化耦合及联产特种油品及芳烃工业手艺验证，，，系统能效 55％ 以上，，，系统水耗降低 30％；；完成百万吨级煤温顺加氢液化工业手艺验证。。

　　煤制大宗化学品

　　1、、
、煤转化制取含氧化合物手艺

　　开展煤经合成气或者甲醇制含氧化合物研究，，，开发高活性高选择性催化剂及成套反映工艺；；举行煤制乙二醇、、
、乙醇和低碳混淆醇等含氧清洁燃料／化学品成套手艺开发。。

　　预期效果：：：实现 50 万吨／年煤制乙二醇工业装置手艺验证；；完成煤制聚甲氧基二甲醚、、
、合成气制低碳醇、、
、煤制乙醇成套手艺开发，，，开展百万吨级工业树模装置验证。。形成合成气直接制乙醇等成套手艺。。

　　2、、
、煤转化制取烯烃／芳烃手艺

　　研究高效、、
、高烯烃收率、、
、乙烯丙烯无邪调控的甲醇制烯烃催化剂及工艺；；研究甲醇制芳烃高性能催化剂、、
、反映器及成套工艺手艺。？
？⒑铣善苯又葡┨／芳烃复合高效催化剂。。

　　预期效果：：：完成百万吨级甲醇制烯烃、、
、甲醇制芳烃工业手艺验证；；形成合成气直接制烯烃／芳烃成套手艺，，，其中合成气直接转化目的产品选择性抵达 80％ 以上，，，合成气综合能源效率显著提高。。