以創新切片拼出寧東基地高質量發展新圖景

成爲西部首個產值超過2000億元的化工園區,綜合競爭力位列全國第三,現代煤化工產業集羣入選國家先進製造業集羣,獲評煤化工領域首個國家智慧化工園區,中試基地全國領先,長征火箭用上了“寧夏煤制油”……自治區政府工作報告的成績單中,多項內容與寧東能源化工基地相關。

連日來,記者深入寧東能源化工基地生產和科研一線,感受創新脈動,一個個奮進的創新故事,共同“拼圖”成寧東高質量發展新圖景。

AI配煤,從100多種煤炭中選出最優“配方”

充分發揮企業創新主體作用,寧東基地以科技創新引領新質生產力發展,催生更多新技術、新產業、新模式、新賽道,創新效能全面提升。

以前,配煤工作由人工根據經驗完成,配煤指標、比例等很難精準把控。寶丰能源首創國內複雜煤種AI智能配煤算法模型,基於該模型成功研發的AI智能配煤管理系統,一舉攻克了長期以來制約行業發展的“卡脖子”難題。

該系統去年6月正式上線運行,融合了配煤工程師的“業務經驗”、企業的“祖傳秘方”和先進的人工智能算法,實現智能科學精準配煤,多項核心功能處於同行業領先水平,實現煤炭資源高效轉化和清潔利用。

“智能配煤管理系統,就像中央廚房科學配餐,能夠把上百種煤炭按照發熱量等多種指標進行科學配比,達到最優使用要求。用人工方法配煤耗時很長,智能配煤只用幾分鐘甚至更短時間就能高效完成。”2月7日,寶丰能源數字化建設負責人王森介紹。

研發過程一波三折。2023年3月,寶丰能源AI數智部技術人員將十幾名配煤專家總結的豐富經驗,利用神經網絡、EM等先進的人工智能算法固化爲數學模型,搭建人工智能配煤平臺。利用智慧平臺大數據模型“開出”的配方,在實踐中進行一次次驗證,但都未達到預期效果,研發工作陷入瓶頸。

研發人員聯合配煤專家,共同對業務細節和邏輯關係重新梳理,對配煤過程進行無數次模擬與測試。通過先後對算法模型進行21次迭代,源代碼全部自主開發,並賦予智能糾錯功能,成功開發出適合寶丰能源特定生產工藝的AI配煤平臺,能夠從100多種煤炭中配出最優配方,攻克了配煤工作中長期存在的煤種選擇和摻配比例優化難題。該系統在焦化廠試用期間,經濟效益明顯提升。

置頂科技創新,打造煤化工產業鏈

近日,國家能源集團寧夏煤業有限責任公司發佈“1126”鏈勢發展戰略,致力於將寧夏煤業建設成科技引領、安全高效、綠色低碳、管理卓越的一流能源領軍企業。

該戰略將科技創新置於引領地位。

近年來,以不斷擴大我國在煤炭加工轉化領域的技術和產業優勢爲目標,寧夏煤業推動產業技術升級、產品結構優化和產業鏈延伸,先後攻克煤炭清潔智能開採、煤炭間接液化、煤基烯烴等一批關鍵核心技術,煤炭間接液化成套技術獲國家科技進步獎一等獎,創新團隊獲評首批“國家卓越工程師團隊”。 “以科技創新不斷攻克技術瓶頸,以新質生產力實現煤制油產品的迭代升級。”寧夏煤業煤制油分公司相關負責人介紹,煤制油項目從設計之初的三種產品,到投產之後陸續研發出20多種產品,寧夏煤制油產業從零起步,突破一系列重大核心技術,成功建起世界單體規模最大的煤炭間接液化項目,建成世界範圍內獨具特色的煤化工產業鏈,對我國增強能源自主保障能力、推動煤炭清潔高效利用具有重大戰略意義。

在寧夏煤業公司煤炭化學工業技術研究院,一系列自主研發成果接續突破:“礦用高分子加固材料”取得國家礦用產品安全標誌證書;丙丁二元、乙丙丁三元無規共聚聚丙烯技術實現突破;“C3吸附劑”正式上線工業應用,煤基油相專用複合蠟首次發運銷售;“新型聚丙烯Z-N催化劑中試裝置”產出合格產品並實現首次工業應用。

“研究院首次作爲牽頭單位承擔國家重大科研任務,全年獲批國家重點研發計劃4項、自治區重點研發計劃2項,發佈各類標準15項,專利授權48項。”煤制油化工研究院相關負責人介紹。

目前,寧東能源化工基地在煤化工領域集中突破了一批“卡脖子”技術:寶廷新材料成功開發出快速採出煤焦油加工產品的方法、一種快速提取高純氫的裝置等核心技術,爲實現低碳烷烴循環利用成果落地轉化與發展注入新動力;寧夏煤業特大型空分裝置貧氪氙提取項目順利實施;煤制油第二代技術方案完成編制,其中部分關鍵核心技術已獲批自治區科技項目支持,助力煤化工產業升級。

競速“氫”賽道,壯大新興產業

在寧東能源化工基地,氫能源已成爲培育壯大新興產業、前瞻佈局未來產業的重要抓手。

寶廷新材料公司投資建成全國首套煤焦油及低碳烷烴循環利用裝置,融合國內、國外的先進生產技術,創造性地轉化應用到企業生產中,生產出高附加值芳烴產品,同時生產出純度高達99.999%的高品質氫氣。

“2024年起,通過開展綠色氫電、超臨界水制氫、高端材料、人才培養等領域的校企深度合作,搶佔氫能新賽道,培育新質生產力。”寶廷新材料公司負責人告訴記者,該公司深挖低碳烷烴循環下游鏈條,發展氫能產業,經測算,寶廷的副產氫替代煤制氫,每年可減少二氧化碳排放量約30萬噸,相當於種植22萬棵樹。

寧夏寶丰能源集團股份有限公司建成了全球已知單廠規模最大、單臺產能最大的電解水制氫項目,利用“風光融合”生產綠電,通過電解水製取純度達99.999%的綠氫。

目前,寧東能源化工基地擁有綠氫耦合煤化工、綠電合成氨、天然氣摻氫等多種應用場景。氫能產業在氫動力、綠氫工業、氫儲能等領域不斷實現新突破。

寧東能源化工基地正強化協同創新,構建產業創新體系,探索共建自治區氫能重點實驗室、工程技術研究中心、氫能裝備檢測實證平臺,充分發揮寧東現代煤化工中試基地作用,重點開展綠氫耦合煤化工等關鍵技術開發應用和成果轉化。

厚植沃土,培育新質生產力

爲促進科技創新和產業創新深度融合,寧東基地修訂“創新20條”政策舉措,在煤制油、新材料和精細化工等重點領域突破62項“卡脖子”技術,國家高新技術企業、“專精特新”企業分別達到39家、15家,省部級以上創新平臺達到70個。

寧東基地建有西北首家化工園區中試基地——寧東現代煤化工中試基地,引進的二氧化碳基聚碳酸酯、茂金屬催化劑等18項高技術成果落地中試;新增備案寧夏百川新材料有限公司、寧夏新化化工有限公司等12家企業級中試車間,構建起“1+N”寧東中試聯盟。

海望(寧東)新材料科技有限公司是寧東現代煤化工中試基地首個孵化成功項目。項目中試產品及規模主要建設儲氫能10—20Nm3/h的有機液體儲氫機、制氫機,並配套相關公用工程。產品可廣泛應用於遠洋氫能運輸、機車載氫、輪船載氫、加氫站供氫、精細化工用氫等場景。“我們之所以選擇將這個項目落戶寧東,就是看中了寧東現代煤化工中試基地。”北京海望氫能科技有限公司首席科學家黃龍教授說。

通過“走出去”“請進來”等多種方式,寧東基地不斷深化校企合作,加快共建科技創新平臺。通過舉辦校企、院企合作對接會、技術成果路演等活動,與北京化工大學、華東理工大學等高校深度合作,在上海、青島成功舉辦對接會近30次,推介高校先進科技成果52項,園區企業與高校達成意向性合作項目43項,促成產學研合作28項。

寧東基地聯合國內外高校院所共建了一批創新平臺,實現人才、項目等資源高效集聚和優化配置。推動泰和研究院、寶廷研究院等一批企業自建新型研發機構成立運行,完成中國礦業大學寧東能源化工研究院、山東科技大學西北研究院等新型研發機構的備案工作;推進國家能源集團寧夏煤業有限責任公司與天津大學、華東理工大學共建煤炭間接液化重點實驗室。寶丰能源、寶廷新材料等4個創新平臺獲批自治區工程技術研究中心和企業技術中心。

寧東能源化工基地創新的“血液”奔流,以“二次創業”爲抓手,釋放澎湃力量、引領更好發展。(記者 丁建峰 賈 莉)