準(zhǔn)格爾向新而行：科創(chuàng)與城市共生，人才與產(chǎn)業(yè)共舞，廢物變寶貝

在轉(zhuǎn)型發(fā)展中，創(chuàng)新往往始于對(duì)在地資源的深度解構(gòu)?。

在內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾，堆積如山的煤矸石被淬煉成耐高溫的莫來石材料，令人頭疼的工業(yè)廢氣二氧化碳，則被“點(diǎn)化”為制備高端聚酰亞胺的核心原料。

這里沒有沿海地區(qū)的產(chǎn)業(yè)聚集，卻有一群深耕行業(yè)數(shù)十年的研發(fā)人員，用近乎偏執(zhí)的技術(shù)堅(jiān)持，在資源型地區(qū)轉(zhuǎn)型的困局中闖出了一條綠色創(chuàng)新的突圍之路。

澎湃新聞（www.thepaper.cn）近日在內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗調(diào)研時(shí)看到，趙生榮帶領(lǐng)的6人研發(fā)團(tuán)隊(duì)，將二十余年陶瓷與煅燒技術(shù)經(jīng)驗(yàn)巧妙融合，用當(dāng)?shù)毓虖U生產(chǎn)高檔耐火材料，實(shí)現(xiàn)了從“環(huán)境負(fù)擔(dān)”到“戰(zhàn)略材料”的華麗蛻變；崔宇團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同，正在建成世界首套萬噸級(jí)二氧化碳制芳烴裝置，實(shí)現(xiàn)每生產(chǎn)1噸芳烴消耗3.2噸二氧化碳的突破。他們?cè)趧?chuàng)新實(shí)踐中完成了對(duì)在地資源的深度解構(gòu)與價(jià)值重塑?。

身處這個(gè)創(chuàng)新的時(shí)代，準(zhǔn)格爾的故事才剛剛開始。當(dāng)傳統(tǒng)的資源型城市遇上科技創(chuàng)新，當(dāng)固廢和二氧化碳這些曾經(jīng)的“負(fù)擔(dān)”變成寶貴資源，一場(chǎng)深刻的產(chǎn)業(yè)變革正在這片土地上悄然發(fā)生。

固廢里淘出“黑科技”?

莫來石是一種高檔耐火材料，這塊看似平平無奇的灰白色磚頭其實(shí)是從當(dāng)?shù)囟逊e如山的煤矸石和爐渣中“變”出來的。

過去，燃煤火力發(fā)電過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，常常被直接填埋，不僅占用土地，還可能造成環(huán)境污染。如今在御華新科技材料有限公司（以下簡(jiǎn)稱“御華科技”）的生產(chǎn)線上，這些“廢料”正在經(jīng)歷一場(chǎng)華麗蛻變。每年約有2.5萬噸煤矸石和2萬噸爐渣在這里被“點(diǎn)石成金”，轉(zhuǎn)化成具有高附加值的莫來石系列產(chǎn)品。

準(zhǔn)格爾用煤矸石和爐渣生成的莫來石。 澎湃新聞?dòng)浾?王洛伊 攝

“煤礦把煤炭挖走，留下的煤矸石屬于固廢，這在準(zhǔn)格爾當(dāng)?shù)胤浅３渥悖?9%都被填埋了。我們必須就地取材，當(dāng)?shù)赜惺裁矗覀兙脱芯渴裁础！庇A科技總經(jīng)理趙生榮的這番話道出了企業(yè)創(chuàng)新的初心。這位在陶瓷行業(yè)深耕11年、又擁有13年煅燒高嶺土經(jīng)驗(yàn)的工程師，把兩種技術(shù)巧妙融合，開辟出一條全新的材料創(chuàng)新之路。

但莫來石的研發(fā)之路并非一帆風(fēng)順。

傳統(tǒng)的M45莫來石存在諸多技術(shù)壁壘，膨脹系數(shù)高、二次煅燒易反色等問題一直困擾著行業(yè)。趙生榮及研發(fā)團(tuán)隊(duì)從2019年開始，歷經(jīng)三年無數(shù)次試驗(yàn)，通過原料配比的精細(xì)調(diào)整、工藝參數(shù)的優(yōu)化，終于攻克了這些難題。“過去的膨脹系數(shù)比較高，但我們現(xiàn)在將膨脹系數(shù)大幅降低，還實(shí)現(xiàn)了二次煅燒不反色，這些功能是傳統(tǒng)材料所不具備的。”

最令趙生榮自豪的是，他們的莫來石在高溫下展現(xiàn)出獨(dú)特的韌性，使其成為制造大型墻板和地板時(shí)不可或缺的支撐材料。“面積達(dá)兩平方米的大型墻板和地板，必須放在莫來石板上燒制，因?yàn)槟獊硎诟邷叵虏蝗渥儯艽_保燒制產(chǎn)品不變形。”這一特性使御華科技的產(chǎn)品在精密鑄造、鋰電匣缽、窯具等領(lǐng)域站穩(wěn)了腳跟。

趙生榮特別強(qiáng)調(diào)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的重要性：“產(chǎn)品的研發(fā)，不需要有多高的理論水平，更多的是要有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。我們團(tuán)隊(duì)的成員至少都在行業(yè)打拼了10來年，有時(shí)候工作經(jīng)歷比學(xué)校文憑更重要。“

這種實(shí)用主義的人才觀，恰恰契合了當(dāng)下制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需求。在御華科技的研發(fā)團(tuán)隊(duì)中，除了趙生榮外，其余成員都在30歲左右，這支年輕而富有經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)正在成為企業(yè)創(chuàng)新的中堅(jiān)力量。

準(zhǔn)格爾用粉煤灰生成的微晶球。 澎湃新聞?dòng)浾?王洛伊 攝

如今，這支由6人組成的核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在向更高的目標(biāo)邁進(jìn)。利用矸石電廠的粉煤灰開發(fā)研磨球的項(xiàng)目已進(jìn)入中試階段，實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)顯示其指標(biāo)在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。“這個(gè)材料將來每年能有6000噸產(chǎn)量。我們的產(chǎn)品靠品質(zhì)在支撐，也證明了產(chǎn)業(yè)方向是正確的。” 趙生榮說。

數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)粉煤灰的資源化利用率約為 45%，主要涉及水泥、混凝土、筑路等建筑工程領(lǐng)域的粗放利用，相比之下，涉及微晶玻璃等高價(jià)值利用比例不足10%。令人振奮的是，御華科技實(shí)驗(yàn)室與內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)合作的高摻量粉煤灰多孔玻璃生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目正在進(jìn)行中，這項(xiàng)研究達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。

作為醫(yī)療領(lǐng)域的透析管材料，粉煤灰多孔玻璃這種新型材料有望成為SPG膜的替代品，它也將打破日本在該領(lǐng)域的技術(shù)壟斷。“日本的售價(jià)為1元，我們賣上5毛錢都有得賺。” 趙生榮的語(yǔ)氣中透著自信。?

把二氧化碳“煉”成黃金

當(dāng)別人在為碳排放發(fā)愁時(shí)，崔宇卻把二氧化碳當(dāng)成了寶貝。

即將建成的世界首套萬噸級(jí)二氧化碳/合成氣制芳烴工業(yè)試驗(yàn)項(xiàng)目，正描繪著準(zhǔn)格爾綠色創(chuàng)新發(fā)展的宏偉藍(lán)圖。

準(zhǔn)格爾這里有炭、有氫，還能解決碳排放問題。項(xiàng)目總工程師、清華大學(xué)博士崔宇簡(jiǎn)明扼要地概括了項(xiàng)目的區(qū)位優(yōu)勢(shì)。這個(gè)從2021年立項(xiàng)，2022年開工，預(yù)計(jì)在今年年底建成、明年運(yùn)行的項(xiàng)目，正在書寫著化工行業(yè)的新歷史。

該項(xiàng)目由內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾國(guó)投集團(tuán)與久泰集團(tuán)共同投資建設(shè)，以二氧化碳和氫氣為原料，采用清華大學(xué)研發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的二氧化碳一步法制芳烴催化劑和成套工業(yè)技術(shù)，開創(chuàng)了煤基能源化工的新途徑，使中國(guó)成為國(guó)際上第一個(gè)以煤為原料生產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)突ぎa(chǎn)品的國(guó)家。

芳烴作為三大化工基礎(chǔ)材料之一，其重要性不言而喻。苯、甲苯、二甲苯這些看似陌生的化學(xué)名詞，實(shí)際上與日常生活息息相關(guān)。其下游產(chǎn)業(yè)最常見的滌綸（PET）面料的主要原料是對(duì)二甲苯，而苯則可以制成工程塑料、汽車零部件等高強(qiáng)度材料。

準(zhǔn)格爾建設(shè)中的萬噸級(jí)二氧化碳/合成氣制芳烴工業(yè)試驗(yàn)項(xiàng)目正在施工之中。 澎湃新聞?dòng)浾?王洛伊 攝

崔宇介紹，芳烴為原料的下游產(chǎn)品價(jià)格差異顯著，如PET一噸價(jià)格在七八千元，而聚酰亞胺(PI)則能達(dá)到幾十萬元每噸的售價(jià)。他透露，項(xiàng)目建成后，生產(chǎn)的芳烴產(chǎn)品是均四甲苯，均四甲苯相對(duì)小眾，是重要的精細(xì)化工原料，它經(jīng)氧化、聚合，就能制成耐高溫、絕緣性能優(yōu)良的工程塑料聚酰亞胺，其耐高溫達(dá)-269至500°C以上，被廣泛應(yīng)用在航天、微電子、納米、液晶、分離膜、激光等領(lǐng)域。尤其近幾年在光刻膠、電子封裝、柔性顯示、柔性印刷電路(FPC)和導(dǎo)熱石墨膜等領(lǐng)域的應(yīng)用快速增長(zhǎng)，被列入 21 世紀(jì)最有希望的工程塑料。

該項(xiàng)目今年年底投產(chǎn)后，預(yù)計(jì)年產(chǎn)能將突破1萬噸，按市場(chǎng)價(jià)格能達(dá)到1億多元的產(chǎn)值。同時(shí)，崔宇介紹，每生產(chǎn)1萬噸的均四甲苯，大約可以消耗5萬噸二氧化碳。這等同于直接將煤化工裝置排放的二氧化碳轉(zhuǎn)化為高附加值化工產(chǎn)品。

以PET為例，中國(guó)占世界產(chǎn)能的70%左右。因此，長(zhǎng)久以來，我國(guó)對(duì)上游原料芳烴的需求量非常大，每年需要大約7000萬噸芳烴，其中需從國(guó)外進(jìn)口5000萬噸左右，進(jìn)口占比甚至超過了70%。

無論國(guó)內(nèi)外，市面上95%以上的芳烴都是由石油制造，這在石油高產(chǎn)量的國(guó)家并不鮮見，而這項(xiàng)技術(shù)的重要之處在于，它為能源結(jié)構(gòu)“多煤少油”的中國(guó)提供了一條自給自足的新路徑。澎湃新聞了解到，項(xiàng)目的創(chuàng)新之處遠(yuǎn)不止于原料的替代，它還優(yōu)化了此前的由煤炭產(chǎn)甲醇再產(chǎn)芳烴的流程，新技術(shù)省去中間制造甲醇的步驟，大幅降低生產(chǎn)成本，減少水處理等環(huán)節(jié)的能耗。總的來說，與傳統(tǒng)以石油為原料的制造工藝相比，成本至少低了30%。

項(xiàng)目工程團(tuán)隊(duì)面臨的最大挑戰(zhàn)在于二氧化碳的惰性特性。據(jù)崔宇介紹，惰性氣體實(shí)現(xiàn)高效率轉(zhuǎn)化非常困難，催化劑的研發(fā)是其中最難的部分。回憶起研發(fā)歷程，崔宇不禁感慨，“在實(shí)驗(yàn)初期，二氧化碳加氫氣變成芳烴的轉(zhuǎn)化率只有百分之十幾。經(jīng)過數(shù)年持續(xù)研究和數(shù)百次實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，現(xiàn)在才提升到40%左右。”

這個(gè)數(shù)據(jù)看似不大，卻意味著物料和能量消耗能夠降低百分之四五十，對(duì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化具有決定性意義。?

從“制造”到“智造”的轉(zhuǎn)型升級(jí)?

在準(zhǔn)格爾這片熱土上，企業(yè)的創(chuàng)新實(shí)踐正在勾勒出傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的新路徑。擁有不同背景卻同樣懷揣產(chǎn)業(yè)理想的技術(shù)專家，用實(shí)際行動(dòng)詮釋著科技創(chuàng)新的力量。

準(zhǔn)格爾旗闖出了一條綠色創(chuàng)新的突圍之路。 準(zhǔn)格爾旗發(fā)布 圖

“我的初衷是要么不做，要做就做國(guó)內(nèi)最好。現(xiàn)在還是這個(gè)理念，產(chǎn)品如果不成熟肯定不會(huì)上市，要上市就是國(guó)內(nèi)一流。”趙生榮的話代表了一批實(shí)業(yè)家的執(zhí)著追求。在他看來，企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展離不開產(chǎn)品的持續(xù)創(chuàng)新和更新?lián)Q代，“一定要有新的生命力，沒有內(nèi)生動(dòng)力和造血功能，企業(yè)肯定走不長(zhǎng)。“

這種創(chuàng)新精神在御華科技得到了充分體現(xiàn)。除了已經(jīng)在市場(chǎng)上取得成功的莫來石系列產(chǎn)品，企業(yè)還在不斷開拓新的技術(shù)領(lǐng)域。比如與內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)合作的粉煤灰多孔玻璃項(xiàng)目，不僅創(chuàng)造了新的粉煤灰高附加值利用途徑，更有望打破國(guó)外在醫(yī)療透析管領(lǐng)域的技術(shù)壟斷。

“星星之火，可以燎原。”趙生榮用這句話來形容創(chuàng)新技術(shù)的擴(kuò)散效應(yīng)，在能耗“雙控”、環(huán)境保護(hù)、廢固綜合利用和發(fā)展新型戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的背景下，他認(rèn)為這類產(chǎn)品將來不可能只有御華一家在做，因?yàn)槭袌?chǎng)需求確實(shí)存在。不僅實(shí)現(xiàn)了固廢煤矸石和粉煤灰變廢為寶，還能帶動(dòng)當(dāng)?shù)鼐G色產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有著非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

崔宇則從另一個(gè)維度闡述著創(chuàng)新的內(nèi)涵。“延鏈補(bǔ)鏈，在做大批量產(chǎn)品的同時(shí)在產(chǎn)業(yè)鏈上開發(fā)更多精細(xì)化產(chǎn)品，這樣就能把附加值提高，增強(qiáng)企業(yè)利潤(rùn)。“他解釋說。

展望未來，崔宇提到了綠色化、智能化的發(fā)展方向。他特別強(qiáng)調(diào)了綠氫的潛力：“在風(fēng)光發(fā)電成本足夠低的情況下，后續(xù)可以用風(fēng)光發(fā)電電解水制氫，然后用二氧化碳和綠氫制備芳烴、烯烴等化工原料。”

崔宇回憶，從清華博士畢業(yè)后他在中國(guó)華電集團(tuán)工作了10年。2020年，他在博導(dǎo)的召喚邀請(qǐng)下來到久泰。“為了實(shí)現(xiàn)個(gè)人理想，也是為了把這個(gè)項(xiàng)目建成。”他坦言，項(xiàng)目能有今天的成績(jī)?cè)醋云髽I(yè)本身的轉(zhuǎn)型想法以及準(zhǔn)格爾旗政府的大力支持，加上科研人員同心協(xié)力才能把事情做起來，后續(xù)他期待有更大的空間進(jìn)一步做大做強(qiáng)。

在準(zhǔn)格爾，我們不僅看到了關(guān)于技術(shù)突破的故事，更是關(guān)于思維方式轉(zhuǎn)變、發(fā)展理念革新的故事。在以煤炭聞名的準(zhǔn)格爾旗，未來，綠色創(chuàng)新的革命影響必將超越地域，輻射全國(guó)。

海報(bào)設(shè)計(jì) 鄭達(dá)咖