尖端化工科技闪耀科博会

可降解材料制作的花朵

　　时隔一年半，2023中关村论坛展览(科博会)在5月26~30日举行，可谓是众望所归。笔者走进科博会现场，与八方宾客共赴这场精彩的科技盛宴。展会上，具有绿色低碳特点的新材料、新技术、新能源等创新成果集中亮相，引领新兴产业发展，彰显中国创造的最新成就。

　　新材料

　　创新引领新赛道

　　新材料产业具有很强的基础性和先导性，是此次科博会的重要展示部分。多个展区展示了高性能纤维、新型显示材料、生物可降解材料等关键战略材料。

　　前沿科技与未来产业展是科博会的核心展区之一。智能制造与新材料板块作为该展区的重要板块，多种原创性、颠覆性前沿新材料在这里亮相。

　　北京石墨烯研究院带来了一系列石墨烯材料制品。“风机叶片附上石墨烯玻璃纤维后，通电可以迅速加热到可控温度，且热转化效率达到98%以上，既节省了电耗，又达到了快速除冰的目的。”北京石墨烯研究院相关负责人透露，采用该材料的风电叶片样机吊装成功，未来该材料在风电除冰等民用领域也将大放异彩。此外，研究院展出的烯碳/芳纶高强复合纤维是一类具有高强度、高模量、抗冲击性强、生命周期长的高性能聚合物材料，可应用于特种装备制造；石墨烯薄膜年产能可达3万吨，可应用于柔性显示、电子器件、传感器、生物医学等领域。

　　由中国建材凯盛科技集团自主研发的厚度为30~70微米的柔性可折叠玻璃系列产品也在该板块展出，弯折寿命突破100万次，可应用于折叠手机/平板、卷轴电视、穿戴显示、集成电路等多个领域。该集团同步打造了“原片生产—精密加工—模组贴合”全制程、全国产化完整产业链，保障了我国柔性可折叠玻璃的产业链、供应链安全，引领了柔性显示材料的创新发展。目前，该产品已开始批量化交付，即将实现国产超薄柔性可折叠玻璃在折叠手机及其他终端的应用。

　　北京科技大学北京材料基因工程高精尖创新中心科技成果吸引了一大批参观者驻足。据了解，该中心聚焦材料高通量、自动化、智能化等先进实验技术与装备的创新研究，自主研发了一系列材料先进制备表征技术装备，实现了新材料成分—工艺的高效筛选优化与材料性能的快速评价。

　　走进信息科技与智能制造展区，在中国石化展厅，笔者仿佛踏上了一段“化生万物”奇妙之旅，深刻感受到一滴小小的石油是如何演变成为各类化工产品，服务我们生活的方方面。在“化生万物”多媒体景观空间，摆放着具有“轻、固、美”特点，能耐800℃高温，被称为“黑黄金”的“新材料之王”——碳纤维。2022年冬奥会火炬“飞扬”就是用中国石化碳纤维编制而成。此外，在多媒体景观空间，笔者还看到生物可降解材料制成的动态花朵；干法单向拉伸锂电池隔膜用聚丙烯；让塑料包装由“棉服”变“T恤”的双向拉伸聚乙烯(BOPE)；扯不断、割不破、泡不烂的超高相对分子质量聚乙烯。

　　此外，屏幕上循环播放着中国石化自主研发的其他新材料：保障我们健康生活的抗菌聚丙烯树脂；成为新能源电池与高端电工膜产业最优选择的高端高性能膜材料；填补国内技术空白的高等聚丁烯-1；助力高端医用高分子材料国产化的医用SEBS；符合高性能轮胎对安全、高速、节能要求的稀土顺丁橡胶……

　　固碳技术

　　助力“双碳”目标实现

　　在科博会展区，众多固碳新技术也纷纷亮相。

　　在绿色“双碳”展区的中央展台上，有一排小巧的模型，展示着圆球形的二氧化碳储存罐、圆柱形的氢气储存罐等，通过发光的管线，连接到一个淀粉合成装置上。据展台负责人介绍，这里是二氧化碳人工合成淀粉的沙盘展示区。二氧化碳人工合成淀粉是中国科学院天津工业生物技术研究所所长马延和团队的一项重要科研成果。马延和在中关村论坛第二届碳达峰碳中和科技论坛上表示：“在‘双碳’目标下，如果我们能把二氧化碳作为工业原料用起来，将为经济绿色可持续发展提供战略支撑。以二氧化碳作为工业原料，实现农业产品、石化产品的生物合成，有着广阔的发展前景。”

　　北京首钢朗泽科技股份有限公司展示了工业尾气生物固碳新技术。“通过我们自主研发的合成生物技术，可将含一氧化碳、二氧化碳的工业尾气直接转化为生物乙醇及微生物蛋白等高附加值产品，将无机碳和氮直接转化为有机碳和氮，实现工业体系重塑。”首钢朗泽副总经理晁伟介绍，该技术可实现二氧化碳零排放，对减少化石能源消耗，保障国家粮食安全、能源安全具有重要意义。

　　二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)是应对全球变化的关键之一，是实现“双碳”目标的重要路径。多家大型能化央企在科博会上展现了其在CCUS方面取得的突破性成果。

　　走进中国石化展厅，宣讲员就向笔者介绍了中国石化在CCUS方面的进展。目前，中国首个百万吨级CCUS项目齐鲁石化—胜利油田百万吨级CCUS项目已投入运行，每年可减排二氧化碳100万吨，相当于植树近900万棵、近60万辆经济型轿车停开一年。

　　从中国海油展厅了解到，我国首个海上二氧化碳封存示范工程项目在南海东部海域正式投用。据介绍，二氧化碳回注的地层具有“穹顶”式的地质构造，该地质构造类似一个倒扣在地底下的“巨碗”，具有自然封闭性，能实现二氧化碳长期稳定封存。

　　中国石油展厅也展出了CCUS产业化成果。中国石油在理论技术、现场试验、工业应用等方面加速推进CCUS全产业链发展，二氧化碳年注入能力达到100万吨，产油31万吨，累计埋存二氧化碳超过550万吨，已完成CCUS—EOR项目全产业链商业示范。

　　国家能源集团首创了煤化工二氧化碳捕集与封存成套技术，建成世界首个煤化工10万吨级二氧化碳捕集与封存工程，在陕西神木锦界电厂建成目前国内最大规模的15万吨/年燃烧后二氧化碳捕集示范装置。

　　工艺升级

　　推动产业高质量发展

　　越来越多化工工艺的研究推广和落地应用，正在推动着相关产业的技术进步和转型升级。

　　在中国海油展区，甲烷化催化剂吸引了众多观众的驻足。据该展区相关负责人介绍，甲烷化催化剂是煤制天然气工艺的核心和重要载体，对提高甲烷转化效率至关重要。然而目前国内甲烷化催化剂普遍依赖进口。2013年，中国海油与西南院合作完成甲烷化催化剂中试放大研究。2022年7月，甲烷化催化剂成功应用于新疆庆华13.75亿立方米/年煤制气项目，最大生产负荷达到设计指标的110%，天然气产品质量合格，催化剂各项性能指标达到设计值，打破了国外长期对该产品的垄断。

　　在新疆区域展厅，气固相法合成氯化聚氯乙烯、合成气制低碳醇、煤焦油全馏分加氢等多项工艺亮相。新疆天业聚氯乙烯上下游一体化新材料项目系列产品的研发与推广应用，有效提升了国内聚氯乙烯专用树脂产品的性能。新疆天业合成气制低碳醇技术是现代煤化工重大创新技术组合，他们先后攻克了合成气制乙二醇核心催化剂国产化、核心反应器大型化、甲醇低温合成等关键技术，对推动煤炭清洁高效利用及国家能源安全具有重要意义。新疆宣力环保能源股份有限公司采用中低温煤焦油全馏分加氢成套工艺对危废煤焦油进行改造和兰炭尾气提氢，实现了胶质和沥青质的完全转化，突破了煤焦油原料精深加工利用的技术瓶颈，推动了煤焦油加氢行业技术进步和产业升级。

　　在青海区域展厅，青海盐湖工业股份有限公司天然气裂解制乙炔引进再创新及尾气制30万吨/年合成氨技术集成引起了观众的兴趣。项目针对天然气裂解制乙炔装置出现的制约生产问题，从工艺设计、设备选型、操作方法等方面进行研究，对工艺管道、设备等进行了一系列改造，使装置运行维护和生产成本费用大幅降低;对合成氨工艺进行系统优化和集成，将天然气裂解的乙炔产品用于平衡氧化钾深加工产生的氯气，进而生产聚氯乙烯，副产尾气制合成氨。该工艺具有投资少、运行成本低和操作安全简便的特点，为国内天然气裂解制乙炔装置提供了借鉴。

　　“氢”装上阵

　　擘画绿色未来

　　氢能是来源丰富、应用广泛、清洁高效的二次能源。科博会集中展示了当前我国氢能产业中的制备供应，以及氢能在道路交通领域的最新应用进展。

　　中国石化展台以拥抱“氢”春未来为主题的沙盘形式展示了中国石化布局的氢能现代产业链。“中国石化建立了涵盖‘制储运加用研’的氢能全产业链条，聚焦氢能交通、绿氢炼化两大领域，大力发展氢能一体化业务，推动绿色化转型发展，在绿电制绿氢、加氢站、氢燃料电池、储氢材料等多个领域均取得突破。”该展台负责人介绍说，中国石化在氢能交通领域，大力布局氢能供给和加氢基础设施建设，目前已在9家炼化企业建成氢纯化及充装设施，总供氢能力1.9万标准立方米/时，加氢站已累计建成98座;在绿氢生产领域，依托炼化基地推进“源网荷储氢”一体化建设，稳步推进新疆库车、内蒙古乌兰察布和鄂尔多斯风光融合绿氢示范项目建设。

　　作为中国石化布局氢能产业发展的一个典型代表，燕山石化在绿色“双碳”展区设立展台，氢能产业示范基地沙盘展示出从电解水制氢到加氢站供应的全流程。相关工作人员介绍，北京冬奥会的手持火炬以及主火炬“大雪花”使用的燃料氢能都来自燕山石化，它已成为国内实际供氢量最大的供氢中心。

　　历经13年，北京氢璞创能科技有限公司研发的全球首款300kW碳复合板电堆，在绿色“双碳”展区揭开神秘面纱。“电堆是燃料电池产业的核心零部件，是氢能源的核心动力引擎，其技术发展一直受到业内外的关注。”北京氢璞创能科技有限公司董事长欧阳洵介绍：“300kW碳复合板电堆的性能数据，率先突破了行业‘天花板’。这不但满足重卡满载的连续高速巡航，同时也保证了最低的氢耗。”

　　氢燃料电池发动机已经连续几年出现在科博会上。此次笔者又看到了由北京亿华通科技股份有限公司开发的氢燃料电池发动机。“我们的这款氢燃料电池发动机M180是亿华通自主开发的一款燃料电池发动机，可搭载城际客车、城际公交车、牵引车、自卸车等车型。与以往产品相比，该产品具有大功率、高效率、智能化、动态响应等优势，综合性能达到国内同类产品领先水平。”亿华通展台负责人介绍说。

　　在前沿科技与未来产业展区的现代汽车展台，氢燃料电池车NEXO吸引了观众的目光。“这3个橘黄色的罐子就是储氢罐，氢气从储氢罐到达氢燃料电池系统，和氧气发生电化学反应产生电力，并以此电力作为驱动动力。”展台工作人员指着该车的剖面立体图向观众详细地讲解着工作原理。在这一过程中，氢燃料电池车排出的只有水，真正实现了“零污染”。

　　除了布局氢能产业发展外，笔者注意到，中国石油、国家能源集团、隆基绿能等多家企业也在地热、光伏、风能等领域不断探索，扎实推进化石能源洁净化、洁净能源规模化、生产过程低碳化、能源产品绿色化。