阅读提示
初秋三晋,从汾河之畔的科研实验室,到晋北高原风机林立的旷野,从千米井下智能化采掘工作面,到现代化煤化工中试车间,一场以科技创新为内核的能源变革正在如火如荼上演。作为全国能源革命综合改革试点,我省集聚国家战略科技力量,打通从基础研究、技术攻关到中试放大、产业落地的创新链条,全力建设能源科技创新重要策源地,在保障国家能源安全、发展能源领域新质生产力的征程上书写三晋答卷。
我省最大的优势是拥有完整的能源产业应用场景,科研攻关与产业场景紧密结合,不做“纸上成果”
走进中科院山西煤化所实验大楼,实验设备发出低沉平稳的嗡鸣。科研人员身着白大褂,戴着防护手套,在操作台之间来回穿梭,盯着屏幕上不断跳动的数据,反复比对、记录、调试。每一组实验参数的微调,都指向破解煤基能源转化的“卡脖子”难题。不远处的中试基地,生产线高速运转,实验室里的“一纸配方”,一步步变成工业化的实体产品。
“过去一谈煤炭,大家印象就是挖煤、烧煤。现在我们做的,是把煤炭从燃料变成高端材料,让黑色煤炭释放绿色价值。”中科院山西煤化所副研究员田晓冬指着正在测试的高性能炭材料样品感慨道,“曾经,山西以输出原煤、电力为标签;今天,这里输出的是核心技术、成套装备与系统解决方案。”
怀柔实验室山西研究院实验室内,科研人员分方向开展煤炭气化、低碳转化、碳捕集利用封存等前沿课题攻关,他们昼夜不息,瞄准国家“双碳”目标最迫切的技术痛点埋头攻坚。煤温和催化直接液化技术作为新一代煤制油系统解决方案,搭建起覆盖“煤炭液化—油品分离—尾气资源化”全链条的创新平台,这是怀柔实验室山西研究院的代表性成果。该院负责人孙予罕介绍,研究院已集聚300余人的高水平科研团队,建成全球唯一拥有煤炭四大转化途径创新能力的科研平台,取得一系列重大标志性成果。煤基能源清洁高效利用国家重点实验室、智能采矿装备技术全国重点实验室等一批重组后的国家级重点实验室开足马力,围绕煤炭绿色开采、煤层气共采、低碳转化开展系统性研究。太原理工大学、山西大学深耕能源基础科学,与科研院所、龙头企业协同攻关,源源不断输出原创科研成果。
近年来,我省立足国家所需、自身所能,统筹推进能源领域高能级创新平台体系和战略科技力量建设,建成包括怀柔实验室山西研究院等5家能源领域国家级创新平台,布局建设省实验室3家、省级重点实验室和技术创新中心80余家,实现能源领域主要科研方向省级以上创新平台全覆盖。通过共建合建等方式,引入清华大学山西清洁能源研究院等外部创新资源。目前,全省已构建起以国家级平台为引领、省级平台为支撑的创新平台体系,集齐国家实验室、国家科研机构、高水平研究型大学、科技领军企业4支国家战略科技力量。
产学研深度融合的火花,在一处处创新平台不断迸发。在山西转型综改示范区,科创载体不断扩容,科技副总、科技特派员走进企业车间,把高校院所的智力资源输送到产业最前沿。“我们最大的优势,就是拥有完整的能源产业应用场景,矿井、电厂、煤化工基地、新能源场站,都是技术最好的试验场。”省科技厅相关负责人介绍,科研攻关与产业场景紧密结合,不做“纸上成果”,坚持技术研发后就在本地开展示范验证,缩短科技成果从实验室走向生产线的距离。
全省八成以上重大能源科技项目,都由企业联合高校院所共同承担,创新不再是“独角戏”,而是产学研协同的“大合唱”
在刚结束的太原能博会能源科技创新展上,晋华炉突破高灰高硫高灰熔点煤炭气化世界性难题,市场占有率超过半数,走出国门服务海外项目;T1000级高性能碳纤维实现稳定量产,被称作“黑色黄金”的新材料打破国外垄断;AEM电解水制氢系统完成示范应用,为绿氢规模化生产提供国产装备支撑;低浓度瓦斯提浓技术,把矿井废弃瓦斯变身为清洁燃料,实现安全与减碳双赢。一个个硬核成果背后,正是战略科技力量协同作战的生动见证。
从传统能源的智能采掘、煤电灵活调峰、高端煤化工,到清洁能源的煤层气高效抽采、大型风电机组、光伏电池及地热能综合利用,再到碳捕集封存与深海封存等前沿技术,我省能源科技成果实现了全方位覆盖。据统计,我省近年承担能源领域国家重大重点科技项目40余项,实施省级科技重大专项46项、重点研发计划132项,突破一批重大技术,为山西迈向能源强省注入强劲科技动能。
在省内一座智能化示范煤矿,井下5G信号全覆盖,掘锚一体机、智能采煤机有序作业,地面调度中心大屏实时回传井下画面,工人在地面控制室远程操控设备。曾经依赖进口的智能采矿装备,如今实现国产化迭代升级,短壁充填开采成套装备盘活沉睡的遗煤资源,把过去丢弃的煤炭资源安全高效开采出来,兼顾资源利用与生态保护。
煤化工赛道上,一场“从燃料到材料”的变革正在上演。长期以来,煤化工行业面临能耗高、碳排放大的现实瓶颈。我省科研团队持续深耕催化技术,以“分子级调控”思路优化反应过程,大幅降低转化过程二氧化碳副产物,让更多碳原子转化为高附加值烯烃产品。在清徐的示范基地,国内规模领先的有机相变材料工业装置平稳运行,煤基原料变身储能调温新材料,拓展煤化工全新赛道。电容炭、硬炭、石墨烯等储能炭材料接连取得突破,部分产品成本相比进口降低四成,为储能产业自主可控筑牢根基。
晋北一座座白色风机迎风转动,当叶片迎来退役潮时,我省科研团队迎难而上,攻克热固性风电叶片回收难题,把难以降解的工业固废拆解再生,转化为可再次利用的纤维与树脂材料,为风电产业闭环发展开辟新路。风光火储多能互补技术加速迭代,新型储能技术示范项目遍地开花,推动新能源消纳难题得到有效破解。从实验室到生产线,从技术突破到产业应用,能源科技成果加速转化。朔州文景能源的280千瓦燃料电池发动机实现-30℃冷启动,创造显著经济效益;山西绿源碳索科技有限公司建成二氧化碳微藻固碳示范基地,年固碳160吨、产藻粉80余吨,为煤电化工等碳减排提供可复制生物路径。省科技厅能源处处长肖育雷说,此次在能博会展出的20余项“晋字号”能源成果累计创造直接经济效益超200亿元。
“科研没有捷径,很多实验要做上百次上千次,失败是常态。但产业需要,国家需要,我们就必须坚持往下走。”扎根一线的科研人员道出无数从业者的心声。一项项技术突破,不是简单的实验室成果,而是反复经过中试考验,直面工艺放大、设备适配、成本控制重重考验,在试错迭代中打磨成熟,真正具备产业化推广的现实条件。如今,全省八成以上重大能源科技项目,都由企业联合高校院所共同承担,企业成为创新决策、研发投入、成果转化的主体,创新不再是科研院所的“独角戏”,而是产学研协同的“大合唱”。
我省积极探索能源转型新路径,进一步找准创新的主攻方向,布局100余项重点攻关任务,抢占能源科技创新制高点
“能源安全关乎经济社会发展全局,科技创新是保障能源安全的重要手段。”省科技厅负责人表示,山西能源科技创新取得重要进展,但面对“双碳”目标和能源革命浪潮,一些关键核心技术仍须加快攻关,我省积极探索能源转型新路径,进一步找准能源科技创新的主攻方向。今年,我省精准把握能源科技创新的战略定位,按照煤炭采掘、灵活高效发电、煤化工、煤层气勘探开发、新能源、智能电网、固废处置利用、碳捕集利用与封存、“人工智能+”能源创新9条能源转型新路径,体系化布局了33个方向100余项重点科技攻关任务,旨在推动突破一批关键核心技术,努力形成覆盖能源生产、转换、输送、消费全链条的技术体系,积极抢占能源科技创新制高点,打造能源科技创新策源地。
打造能源科技创新策源地,既要做强技术攻关的硬实力,也要涵养创新生态的软实力。我省持续打出政策、人才、转化、开放协同的组合拳,破除体制机制堵点,让创新要素充分流动,让科研人员敢闯敢试,让科技成果落地有路、变现有道,把科研优势实实在在转化为产业优势、发展优势。从顶层设计到制度创新,从资金保障到人才引育,强力支撑能源创新。出台《关于加快能源科技创新支撑能源转型发展的实施意见》,从突破关键核心技术、强化成果转化、突出企业创新主体地位、完善创新资源要素保障等方面,提出44条政策举措,构建起覆盖能源创新的全链条机制保障框架;创新科研组织方式,推出“自上而下”和“自下而上”相结合的项目凝练机制,深化“揭榜挂帅”“赛马制”“科技副总”等机制,布局建设概念验证平台、中试基地与成果转化示范基地,为能源科技创新提供机制保障。以太原能源低碳发展论坛为牵引,我省积极开展国际科技合作与交流,引进国外先进的煤基科技成果和技术,提高煤基科技的水平。同时,鼓励企业与国外企业、科研机构开展合作,共同开展煤基科技项目研发和成果转化,推动山西煤基科技成果走向国际市场。
从黑金赋能到绿色蜕变,从资源依赖到科创引领,三晋大地的能源变革已然进入全新阶段。面向未来,我省将始终牢记“国之大者”,以久久为功的坚守、锐意革新的姿态深耕能源科技创新赛道,持续做强策源功能、释放创新势能,为国家构建新型能源体系、实现科技自立自强、保障能源安全持续输出三晋智慧、贡献山西力量。
本报记者 沈 佳
短 评
向智 向绿 向新
我省于今年1月出台了《关于加快能源科技创新支撑能源转型发展的实施意见》,明确提出到2030年累计产出100项以上标志性科技成果、技术成交额突破500亿元的目标。以“集成融合、协同布局”为核心,从煤炭大省向能源强省跨越,不再单纯追求煤炭产量,而是转向多能互补、绿色低碳的新型能源体系。这是“十五五”期间山西能源转型的方向所在。
山西转型不是简单“去煤化”,而是在保障国家能源安全的前提下,实现煤炭清洁高效利用与新能源规模化发展协同并进,走一条“稳中向智、向绿、向新”的路子。
“煤炭稳得住、新能源跑起来、多种能源协同发力”,要想做好能源强省这篇大文章,科技创新是关键所在,只有不断攻克煤炭清洁高效利用、新型电力系统等关键技术,推动煤炭产业由低端向高端、煤炭产品由初级燃料向高价值产品攀升,实现从煤炭大省向能源强省的转变,才能从单一卖煤转向综合能源服务,最终建成安全、绿色、智能、高效的新型能源体系。
沈 佳
2026中国(太原)国际能源产业博览会现场。
煤层气地质工程一体化技术应用场景。
三臂协同配网自主作业机器人。
清华大学山西清洁能源研究院科研人员在实验中。
本组图片由受访者提供