科技“突围”工程让内蒙古从“跟跑”到“领跑” | 清华团队助力鄂尔多斯科技“突围”

空气中取之不竭、工业废气中“量大管饱”的二氧化碳，居然能跟氢气发生化学反应，生成飞机的“口粮”--航空煤油！这种以前想都不敢想的美事儿。正在鄂尔多斯实验室科研人员的努力下变成现实。

鄂尔多斯实验室由内蒙古鄂尔多斯市政府主导成立，同清华大学合作建设，以可再生能源与现代煤化工为主要科研方向。近年来，鄂尔多斯市依托丰富的煤、气、风光资源，实现了现代能源与现代煤化工产业的跨越式发展。随之，越来越多的业内顶尖专家学者与科研团队把这里当成了创新创业的热土。鄂尔多斯市顺势而为，积极构建新型科研创新平台，鄂尔多斯实验室由此应运而生。

2023年6月，鄂尔多斯实验室揭牌运行。同年8月，自治区批准鄂尔多斯实验室牵头建设能源领域内蒙古实验室，填补了内蒙古省级实验室空白。2024年4月实验室成功获批设立国家级博士后科研工作站，成为内蒙古自治区首个获批国家级博士后科研工作站的新型研发机构。

搞能源就要到能源富集的地方，搞煤化工就要到煤化工领先的地方，鄂尔多斯就是这样一个能让人大展身手的好地方，是一个高速奔跑的城市，一座未来之城--这是鄂尔多斯实验室科研人员，特别是青年科研人员，选择来到这里的理由。鄂尔多斯实验室是业内的人才高地，创始主任魏飞教授是我国多相反应化工技术领域的领军人物，也是清华大学反应工程研究的掌舵人，实验室双一流高校毕业人员占比61%，90后科研人员占比91%。

面向内蒙古自治区科技“突围”工程，鄂尔多斯实验室围绕四大科研方向以及配套的检测中心搭建产学研合作平台，通过战略前沿技术、关键核心技术、颠覆性技术的研发与转化应用，持续壮大新质生产力。其中，新型煤化工方向，由清华大学化学工程系骞伟中教授担任首席科学家；绿色能源方向，由魏飞教授担任首席科学家；工业热储能方向，引进国家高层次人才白丁荣教授(加拿大籍)担任首席科学家；新材料宏量制备方向，引进高丽大学洪明子教授担任首席科学家；服务四大科研方向的高端检测中心，以高时空分辨隧道扫描电子显微技术为亮点。

2023年6月28日，在世界新能源新材料大会上，“二氧化碳加氢一步法制芳烃技术”作为重大前沿科技成果重磅发布。该技术的全球首个万吨级工业试验项目，正是由鄂尔多斯实验室支持，由清华大学和鄂尔多斯当地企业共同承担的，项目计划于2024年6月建成运行。

这项由鄂尔多斯实验室开展试验的新技术，意味着什么？先要回答芳烃是什么。芳烃可以合成生活中常见的尼龙，芳烃制取技术是尼龙产业链的关键技术。目前全球约 95%的芳烃都是由石油提炼合成，而我国是世界最大的芳烃消费国，也是世界最大的石油进口国。但在这项新技术诞生并应用后，芳烃的原料来源有望转变为烧煤得到的二氧化碳，我国对进口石油的依赖也有望因此减轻。更可贵的是，较之传统技术路线，新技术路线可节省物耗13左右，有望形成绝对优势。未来，一条“从一块煤到一块尼龙布”的产业链，呼之欲出。

在鄂尔多斯实验室，同样具有颠覆性的核心技术，还有“可持续航空燃料柔性技术”。这项技术是以二氧化碳作为碳源，结合可再生风光电电解水获得的氨气，合成高能量密度的液体航空燃料。

要知道，在未来相当长一段时间里，载人航空器仍需以航空煤油为原料，这是因为，当前的新能源电池能量密度还是太低了，不足以支持飞机飞行几百上千公里，只有发展可持续航空燃料，才是航空业减少碳排放的可行路径。近年，可持续航空燃料的其他技术路线，都在很大程度上受到原料供给的制约，唯有鄂尔多斯实验室推行的“二氧化碳+绿氢”这一技术路线，有着充足且便利的原材料供给--二氧化碳可来自空气捕获或工业废气、氢气则来自近乎无限的风光电能如果这项新技术在内蒙古大范围推开，那么内蒙古丰富的绿电，将不仅能通过输电线外送出去，还能转化成航空煤油运出去。

以上两项新技术，既可解决工业二氧化碳废气的再利用问题，也可解决再生电力及绿氢的储运消纳问题，更可进一步减轻人类对石油资源的依赖。这就是世界低碳核心技术领域的中国方案。

此外，鄂尔多斯实验室还在准格尔旗大路工业园布局了年产2万吨硅碳负极材料项目，建成后将成为世界规模最大的硅碳负极材料项目；在准格尔旗中试基地布局了150兆瓦工业热储能示范项目，通过“风光电→蒸汽→稳定电流”技术路径，使热能储存效率达到98%以上；在乌审旗图克工业园区布局了千吨级合成气直接法制烯烃中试验证项目，新技术路线较之传统技术路线，关键设备可减少35%、能耗可降低 50%、投资可降低25%。目前，实验室正在开展的科研项目共 25项，已经形成40余项合作基础研究成果及合作专利。

同时，鄂尔多斯实验室也致力于学术交流及青少年科普事业举办实验室首届学术论坛，联合开展科创暖新院士行活动，还组织鄂尔多斯实验室开放活动，让孩子们看到电子显微镜下的苯环结构，引导更多的孩子立志科研。

今后，鄂尔多斯实验室将一如既往，助力地方产业升级、转型和高质量发展，为推进内蒙古自治区科技“突围”工程、在鄂尔多斯建设世界级现代能源与现代煤化工产业集群，交上一份优秀的答卷。