准能之翼—— 国能准能集团有限责任公司低碳循环经济的探索之路

■ 罗胸怀

采访手记：

每一个报告文学选题，对于报告文学作家来说，都是一个全新的天地，科技题材报告文学更是如此。在采访准能集团循环经济的科研人员时，我发现，他们亦是在全新的天地里，在未知的世界里，寻找自己所需要的答案。

我似乎在自己与他们之间找到了这样一个共同点，也让我为他们站在国家战略资源安全和社会可持续发展的高度，勇于探索和挑战自我的精神品质所感动。

也坚信，他们，向煤图强，走向未来，前程远大。

引子

从氧化铝中试厂的大门进来，走过一片厂区，眼前是一处空旷的工地，一台发出轰隆隆声响的地勘钻机，在鄂尔多斯高原辽阔的天空下，显得格外醒目。

地勘钻机旁有一群身穿工作服的人在忙碌着。氧化铝中试厂党群工作部部长梁鹏指着那个方向对我说：“高副厂长就在那里。”

这时有一个人似乎看到了我们，朝我们这个方向走了过来，我想这个人应该就是高副厂长。

果不其然，来人正是。梁鹏简短介绍并说明我的来意后，高副厂长回头指着地勘钻机的方向说，那里将修建一栋现代化的厂房，用来做纳米碳氢燃料性能检测及应用平台，这是纳米碳氢燃料燃烧制备铝硅项目工业化中试运行后，我们推进低碳循环经济的又一个重要举措。

氧化铝中试厂厂区 ▲

高副厂长名叫高桂梅，出生在黑龙江，吉林大学应用化学专业博士研究生毕业，个头并不算高的她，拥有让人难以企及的高学位，虽说她穿着一身不分男女性别的工作服，依然阻挡不了她身上的那种知识女性特有的气质。

高桂梅正在进行实验 ▲

她所说的低碳循环经济，就是准能集团打造的“煤-电-粉煤灰-氧化铝-绿色电解铝-高端铝产品-金属镓、锂-白泥综合利用产品，纳米碳氢燃料发电—光伏发电—电解铝”产业体系，其中的重中之重是煤经纳米化制备纳米碳氢燃料，并据此改造火电机组，燃烧纳米碳氢燃料，将原有闲置火电机组打造为低碳循环经济产业的“三源装置”，为氧化铝生产提供粉煤灰原料，为氧化铝、电解铝生产提供动力，为氧化铝生产提供蒸汽，实现煤炭由“燃料”向“燃料+原料”转变，达到煤炭清洁高效利用的目标。项目通过18年实验室试验以及工业化中试技术研发，首创粉煤灰“一步酸溶法”工艺技术提取氧化铝等核心技术，目前获得国际专利4项、国内专利187项。

我们一行人在高桂梅的带领下，对研发中心、氧化铝中试厂运行线进行了一番参观。她说，2011年她刚到氧化铝中试厂时，这里还是一片沙地，一层一层的沙子，可以看到风吹过留下的痕迹，在她看来如同到了沙漠一样。我想到，如果在沙漠里游玩的话，她讲述的景致可能是美好的遇见，但作为一个工作的场所，那种感觉应该截然不同。

一路上，高桂梅就准能集团打造低碳循环经济产业链，开展纳米碳氢燃料研发、推动能源转型升级等相关内容逐一进行了讲述。对我来说，她的讲述，可以说是从原煤到原料，从煤矸石到水煤浆，从粉煤灰到氧化铝，给我上了一堂科普课。

也就是在高桂梅的讲述中，开启了我此次的采访。

煤的世界

煤，又称煤炭，是远古植物遗骸，经过几百万年的地壳运动，在生物化学作用和物理化学作用下长期复杂转化形成、由多种高分子化合物和矿物质组成的混合物，所以，我们所使用的煤炭其实就是植物化石。中国煤储量丰富，位列世界第三，仅次于美国和俄罗斯。主要分布在新疆、内蒙古、山西、陕西、贵州、宁夏、甘肃、河南等省（区），总体呈现出北富南贫、西多东少的布局。煤的形成需要漫长的岁月，并且储量是有限的，是不可再生能源。

煤有广泛的使用价值。一方面，煤可以用作燃料，通过燃烧产生热能，如北方冬季供暖或者燃煤发电。另一方面，煤经过加工可以获得洁净的燃料和化工原料，比如焦炭、煤焦油、煤气等，焦炭可用于炼钢；煤焦油可用于生产化肥、农药、合成纤维、合成橡胶等；煤气可以通到千家万户作为民用燃气。

我国铝土矿已探明储量5.77亿吨，仅占全球探明储量的3.3%，铝土矿静态可开采年限不足10年，远低于全球102年的平均水平，随着铝工业的发展，铝土矿进口不断攀升，对外依赖度逐年增高。更为严峻的是，中国铝土矿质量较差，以加工困难、耗能大的一水硬铝石为主，寻找铝土矿替代资源，不仅符合低碳发展理念，同时事关国家战略资源安全，可以说是刻不容缓。

高桂梅有专业的知识背景和十多年相关领域的研究经历，她的讲解如数家珍一般。一路上，她的讲述继续着。

准格尔煤田探明储量有267.6亿吨煤炭储量，远景储量1000亿吨。煤种为中灰、低硫、特低磷、较高挥发分、较高发热量、高灰熔点的长焰煤，其中，蕴含氧化铝约35亿吨，镓约85.7万吨，是高铝富镓的优质动力煤，有绿色煤炭的美称。

煤炭中的铝来自于煤层夹层中的高铝黏土岩，是在漫长的地质演化历史过程中长石或类长石矿物经过几百万年的长期风化后，生成高岭土、石英和可溶性盐类，并随着雨水、河川漂流转于他处并再次沉积形成。富铝的地方一般同时富镓，由于铝和镓同为元素周期表中的第Ⅲ主族的元素，分别位于第三周期和第四周期，所以它们之间的地球化学性质极为相似。在漫长的地球演化过程中铝和镓的搬运、富集及赋存状态总是伴随而行，这就导致了地壳中凡是富铝的地方镓含量也相对富集。准格尔煤田就是在地质演化过程中石炭纪和二叠纪（距今约3.55亿年—约2.5亿年）成煤作用和富铝黏土作用空间上叠加的结果。

煤炭经发电厂燃烧后，铝、镓等元素在粉煤灰中富集，其中氧化铝含量高达50%，二氧化硅含量达40%，镓含量达89克／吨，锂含量达375克／吨，钪含量达25克／吨，还有其他稀有元素，是提取氧化铝、镓及其他有价金属元素的潜在资源，充分利用可缓解国家铝土矿资源面临枯竭的困境，与传统铝土矿相比，原料成本基本上可以忽略不计。

梁鹏是科研人员出身的政工干部，他补充说道，我们低碳循环经济产业项目遵循“减量化、资源化、再利用”的原则，充分挖掘先天资源优势，创新发展思路，积极探索传统煤炭企业的转型升级新模式，提出了“绿色生态基地开发光伏新能源，传统煤电机组低耗改造，煤炭伴生资源综合利用、电解铝虚拟储能”的循环经济发展新思路。

就化学和冶金专业知识而言，我与高桂梅、梁鹏可能是两个极端。随着他们的讲述，铝、镓、锂、钪等金属名称，以及结晶氯化铝低温热解水热法、电解铝虚拟储能、纳米碳氢燃料、燃烧机理、三源装置、“一步酸溶法”工艺技术、水煤浆等专业术语，越来越密集，我愈发一头雾水，好在我并不一定要理解这些化学和地质学专业术语。但有一点我是听懂了，就是最大限度地利用煤炭资源，把煤炭、煤矸石、粉煤灰做到“吃干榨净”，这才是资源循环利用的最高境界。

虽然说煤的外表乌黑，看来很是平常，没有珍珠的晶莹璀璨，也没有金子般的耀眼光辉，更比不上钻石那样高贵的身价，但通过高桂梅、梁鹏的讲述，可以肯定的是，煤炭除了我们最常见的通过燃烧获取热量外，经过加工提炼，可以高值化利用，在工农业生产、航空航天、人们日常生活等领域有着广泛应用价值。

我们一行人边走边聊，不知不觉地从氧化铝中试厂来到研发中心。

在研发中心扫描电子显微镜室，高桂梅随手打开一台电脑，指着上面的图片告诉我说：“这就是粉煤灰，是扫描电子显微镜测试煤粉炉粉煤灰1微米放大500倍到1000倍的扫描电镜图像。”她进一步介绍说，这是煤粉炉粉煤灰形貌分析，结果显示为粉煤灰中含有球形的莫来石颗粒，另外含有一些无定型粉末。

我想，在高桂梅眼里，这些放大的颗粒，就是纳米碳氢燃料，就是铝，就是镓。在我眼里，这些细小颗粒组成的图像，有的像无数的恒星组成的璀璨星空，有的像一座座秀丽的小山，连绵不断，有的像海底的美丽珊瑚，千姿百态，无不是一个神奇的世界。

原来，粉煤灰，或者说看似“黑大粗”的煤炭，竟是如此美妙。

我从准能集团机关大楼A座19楼走廊墙壁上的两块展板，看到这种美妙在未来变成新能源、新产业的可能。

一块展板上写着“示范基地循环经济产业链示意图”，上面有三行文字，中间一行文字是“煤矿、煤（煤矸石）、电厂、粉煤灰、氧化铝厂、氧化铝、原铝厂、铝锭、铝型材厂、铝型材系列产品”；上下两行文字分别是“电、镓”和“锂及其他有价金属、氧化硅、硅产品厂、硅系列产品”。文字与文字之间有相应的连接线，形成关联和回路。

还有一块展板上写着“‘一步酸溶法’研发历程”，上面的文字是：2004-2005，工艺技术路线论证；2006-2008，实验室小试、中试研究；2008-2010，优化、完善工艺技术，开展中试装置建设前期工作；2010-2011，4000吨／年氧化铝中试装置建成，系统流程全线贯通；2011-2017，中试装置先后开展七次全流量规模化试验运行，为工业化提供了科学依据；2017至今、“准格尔矿区30万吨／年高铝粉煤灰综合利用工业化示范项目”获得立项批复并开展前期各项工作；2022年，工艺优化和扩大试验项目。

这两块展板，第一块展板展示了准能集团低碳循环经济的蓝图，第二块展板用极简的文字勾勒出“一步酸溶法”研发走过的艰辛历程，却永远定格在每一位低碳循环经济科研人员的记忆深处，而十几年过去了，项目迟迟不能落地，也成为他们心中的痛。

杜善周上任之初

杜善周是准能集团党委书记、董事长，也是一位“老煤矿”。

1990年参加工作，历任神东煤炭集团公司乌兰木伦煤矿矿长兼党委书记，榆家梁煤矿矿长兼党委书记，神东煤炭集团副总经理，陕西神延煤炭有限责任公司董事长、党总支书记；神东煤炭集团党委副书记、神东煤炭集团总经理。2020年12月调任准能集团。他不仅有丰富的煤炭企业管理经验，而且是积极倡导和推行“以德为美，以和为贵”的德和文化和企业管理实践深度融合，是国家能源系统一位极具企业文化建设意识的企业经营管理者。

杜善周在准能集团上任之初，正值冬季。

准格尔的冬天极其寒冷，漫天飞雪，草木皆枯，万物凋零。被积雪覆盖的大地又像是一幅壮丽画卷，也孕育着又一个生机盎然的春天，在这个孕育春天的冬季里，准能集团所属的黑岱沟露天煤矿、哈尔乌素露天煤矿、矸电公司、氧化铝中试厂等煤矿和企业早已是一片繁忙的景象。

正是在这一片繁忙的景象中，杜善周开始了他上任以来的第一次大调研，作为一名领导干部，他深知调查研究的重要性，这也是他一以贯之、务实求真的工作作风，因为解决问题、做事情，最重要的是要进行调查研究，深入了解

实际情况，只有这样才能获得事半功倍的效果。杜善周调研的第三站，氧化铝中试厂。

2021年1月20日，杜善周在参观了研发中心、氧化铝中试厂的车间厂房后，在办公大楼二楼矿产资源综合利用示范展厅，听取了矿区伴生资源综合利用研究，对高铝粉煤灰综合利用产业链，粉煤灰提取氧化铝研究，粉煤灰中镓、硅应用，工艺废水回收及综合利用，“一步酸溶法”工艺技术流程等低碳循环经济项目相关情况进行了了解。

事后，在二楼会议室召开了氧化铝中试厂及研发中心调研现场办公会，参加的有准能集团综合管理部、战略规划部、准资财务部等相关部门主要负责人，还有氧化铝中试厂及研发中心有关人员。

如果说展厅是一般性介绍的话，接下来的座谈会则是就低碳循环经济项目全面详细的汇报和了解。

循环经济管理部、研发中心、氧化铝中试厂先后作了发言。

循环经济管理部：

2012年5月，注册成立神华准能资源综合开发有限公司，注册资本12亿元，负责煤炭伴生资源循环经济项目建设和管理。

2017年11月，准能集团为更好地推进“神华准格尔矿区30万吨/年高铝粉煤灰综合利用工业化示范项目”的建设和管理，根据专业化职能分工，批准成立循环经济管理部，主要负责低碳循环经济板块生产技术、科技创新项目等管理工作。

累计承担科技创新项目74项，其中，国家能源集团批准51项，准能集团批准23项。截至目前，总体验收43项，正在实施19项。

“12.5万吨/年氧化铝工业化示范项目工艺包编制”是集团2017年批复的科技创新项目，2020年11月国家能源集团科技部组织总体验收。工艺包是研发中心和氧化铝中试厂研究、试验技术成果的集成，是开展氧化铝示范项目建设的技术支撑。2017年10月，国家能源集团批复“神华准格尔矿区30万吨/年高铝粉煤灰综合利用工业化示范”项目按科技项目立项。

已完成16项前期文件报批报审。目前项目备案、规划选址、用地预审、压矿、林地、草原、供电方案、安全预评价报告、职业病危害预评价报告、环境影响评价、地质灾害危险性评价、节能评估等16项工作已顺利完成，正在开展重点工程项目气候可行性论证。

……

研发中心：

建立了准资公司为中心，包括中国航空科技集团、贵阳铝镁设计研究院、吉林大学、中国地质大学、中冶南方设计研究院等科研单位、大专院校组成的科研平台。平台致力于煤炭中有价元素协同提取、高值化利用成套技术研发及示范推广，推动煤炭由“燃料”向“燃料+原料”转型发展，解决我国铝土矿资源不足的战略需求。

自主研发了世界首创的“一步酸溶法”和“双酸法”煤炭共伴生资源多元素协同提取高值化利用工艺技术、“一步酸溶法”氧化铝电解工艺技术，具有原创性、革命性、普适性，适用于高铝粉煤灰、高岭土、部分低品位铝土矿中铝、镓等多元素的协同提取，拓宽了生产氧化铝的资源范围。

共申请国内专利331件，获得国内授权专利165件（发明专利102件，实用新型专利63件）；国际专利4件，涉及德国、日本、俄罗斯、美国等8个国家和地区；发表科技论文186篇，其中，美国《科学引文索引》杂志和《工程索引》杂志收录9篇，国内核心期刊75篇；编制企业标准5项；完成了系列丛书1册的编制工作。

……

氧化铝中试厂：

全面负责粉煤灰提取氧化铝工业化中试放大试验。优化工艺和安全环保技术、比选及验证设备材料材质。持续开展循环经济产业相关技术研发、工业化中试及项目建设工作。

形成“一步酸溶法”工艺技术体系，包括粉煤灰中多元素协同溶出技术、“一步酸溶法”提取氧化铝、镓工艺技术，专有设备技术、环保工艺技术等。

形成“一步酸溶法”电解工艺关键技术，包括“一步酸溶法”氧化铝电解输送技术、下料及控制技术、烟气净化技术等。

通过中国有色金属工业协会和中国煤炭工业协会的科技成果鉴定，鉴定认为：“该工艺技术具有工艺先进、流程短的优点，实现了高铝粉煤灰的资源化高附加值利用，属国内外首创，达到了国际领先水平，建议开展工业化示范线建设。”

发表科技论文97篇；获授权发明专利9件，实用新型专利13件，在审专利31件。

……

总的来说，低碳循环经济建设，不仅实现了煤炭资源一次开采多级利用、由燃料向“燃料+原料”转型升级，同时解决了粉煤灰占地及环境污染问题。按准格尔煤田1亿吨煤年排灰量计算，可节约处理费用5.8亿元，减少占地600多亩。可减少铝土矿开采中二氧化碳排放量31万吨，节约标煤13万吨。为促进煤炭高质量发展、解决我国粉煤灰大宗固体废弃物综合利用问题和实现铝土矿资源替代战略提供了全新路径。

座谈会上，杜善周发表了讲话，他对氧化铝中试厂、研发中心的前期工作给予了充分肯定。他指出，在粉煤灰产业链下游，我们已经研究得很好，“一步酸溶法”经过7次试验，也取得非常好的效果，但是我们在粉煤灰产业链上游，研究得还不够。

他强调，产业链上游的煤炭和煤矸石，也应该去研究里面的成分，研究如何提取里面的矿物质。现在研究的是电厂燃烧之后的粉煤灰中提取氧化铝，还没有研究煤矸石里煤炭伴生的相关资源。另外水煤浆作为电厂发电的燃料，也是很好的一个方向。

他表示，准能集团的未来一定会在低碳循环经济产业上，而不是在煤矿。到时候我们真正把煤炭从燃料变成了原料，从原料变成了产品，实现了资源的有效利用和转化。我要亲自抓这个项目，要成立循环经济产业项目领导小组……

这次调研现场办公会，虽说形成了积极争取电解铝指标，全力推进项目建设等一系列决议，但这么好的项目从立项到现在还没有上马形成新的产业，问题到底卡在哪里？

杜善周陷入了深深的思考之中。

“杜黄问答”

要想解决问题，必须清楚问题出在哪里，看到了问题的症结所在，也就在一定程度上找到了解决问题的办法。杜善周深知其中的道理。

杜善周心想，准能集团有着“你能、我能、大家能，准能”为核心内涵的企业文化，低碳循环经济有一大批高素质的科研人员和管理人员，没有办不成的事。于是，他决定进行第二次调研。

杜善周的第一次调研，可以说是通过座谈会形式，对低碳循环经济项目有了一个全面了解，他的第二次调研则是在一个时间段里，通过深入细致的“田野调查”，形成解决问题思路和方法的过程。

在准能集团机关大楼A座，杜善周的办公室，一个又一个座谈会在召开。

参加座谈会的人员，有循环经济管理部的主要负责人，有研发中心的科研人员，有氧化铝中试厂的管理层，一个又一个问题摆在了杜善周的面前，其中包括管理层的配置、科研进度、研发投入、中试结果等等。

这段时间，每当夕阳西下，暮色笼罩在准格尔煤田上空的时候，杜善周办公室的灯光都是一片明亮。

一天，杜善周把黄涌波叫到自己的办公室。

黄涌波是氧化铝中试厂的厂长，工学博士，有近30年电解铝技术研发和生产管理经验。2021年以来，带领电解铝研发团队完成“一步酸溶法”氧化铝电解铝技术体系的研发工作，完成了“一步酸溶法”氧化铝下料输送等多项关键技术开发。

杜善周很严肃地问黄涌波：“我们低碳循环经济的未来到底在哪里？”

黄涌波看到领导问得认真，他想回复更要谨慎。黄涌波足足想了五分钟后，他讲了六个字：“去碳去硅拿铝。”

接着，黄涌波讲了四点：一是国家生态文明建设及产业政策对循环经济项目发展政策支持的思考；二是循环经济项目技术开发的新方向和重点内容；三是循环经济项目商业模式对经济效益影响分析；四是循环经济项目中几个关系的辩证思考。其中，黄涌波在谈到循环经济项目技术开发的新方向和重点内容时提出，一是要利用“纳米碳氢燃料”新技术结合“第四代循环流化床”新技术，改造矸电公司两台15万千瓦发电机组锅炉，把锅炉打造成制备高质量提取氧化铝原料“铝硅粉”的工业孵化器；二是做好“结晶氧化铝分解水溶除杂和电解铝除杂”新技术开发。

后来，在4月份召开的准能集团高层次青年人才座谈会上，黄涌波将它写进了题为《加快推进循环经济项目发展的几点思考》的发言稿。

杜善周在这次座谈会上谈到低碳循环经济产业项目时说：“第一位的任务是提取粉煤灰中‘50%的铝’，第二位的任务就是把硅开发成有价值的产品。而不是用‘除杂’的思维，把流程和工艺一再地延长。”

一个做“减法”，抓主要矛盾，解决核心问题，开发纳米碳氢燃料制备技术，打造煤炭资源高值化利用原创技术策源地的思路，在杜善周的脑海里逐渐形成。

在某种程度上来说，杜善周之问，黄涌波之答，是关系到循环经济项目或者说是关系到准能集团未来发展的问答。若干年后，如果回溯准能集团发展历程的关键时刻，创造一个属于准能集团的成语，那这个成语应该叫“杜黄问答”。

杜善周出生在地处西北的陕西，西北天气寒冷，容易锻炼刚毅果敢的性格，是一个有情怀的领导者。他认为，一个企业的成败，取决于它是否立足资源禀赋提升发展优势，还有就是看他是否真的大刀阔斧干一番事业。从资源禀赋来讲，准格尔煤田具有高铝富镓的特点，是优质的绿色动力煤，2004年开始立项研发“一步酸溶法”提取氧化铝工艺技术体系，同时建设和打造了一支过硬的研发队伍。

黄涌波成长在湘湖之地湖南，那里山峦众多，水网纵横，天气潮湿，因此湘人好吃辣椒，脾气火性大的同时，更是思维缜密。2011年他来到准能集团之初，提出三源动力理论，结果是引来一片质疑声，殊不知他是一个有独特思路和方法的人，他的行事风格就是当他提出一个问题时，背后一定有他解决问题的方法和路径。

杜善周和黄涌波可能有完全不同的性格，但他们有一个共同的目标，那就是从粉煤灰中把铝拿出来，解决铝土矿资源替代问题。

2021年4月的一天，杜善周再次来到氧化铝中试厂，召开了由循环经济管理部、研发中心主要负责人和氧化铝中试厂全体人员参加的大会。他在大会上宣布，要在“一步酸溶法”大旗不倒的前提下，引入纳米技术，以最小的阻力，最短的时间，研发“纳米碳氢燃料”新技术，尽快进行中试运行。同时宣布对循环经济管理部、氧化铝中试厂、研发中心的领导班子进行调整。这是杜善周经过大量的调查和准能集团党委认真研究后，作出的决定。

杜善周言语中的“纳米碳氢燃料”新技术是基于水煤浆提出的一个新概念。

水煤浆是一种新型、高效、清洁的煤基燃料，是燃料家庭的新成员，具有燃烧效率高、污染物排放低等特点，它是由65%-70%不同粒度分布的煤，29%-34%左右的水和约1%的化学添加剂制成的混合物。经过多道严密工序，筛去煤炭中无法燃烧的成分等杂质，仅将碳本质保留下来，成为水煤浆的精华。水煤浆可用于工业锅炉和工业窑炉代油、代气、代煤燃烧，是当今洁净煤技术的重要组成部分。

纳米碳氢燃料是一种高效、清洁的煤基特种燃料，具有燃烧效率高、污染物排放量低等特点，粒径尺寸是纳米材料的重要指标，对表面活性具有决定性的影响。利用自产煤加工制备的纳米碳氢燃料，颗粒度小、表面活性高，灰、硫含量较低，进入锅炉后燃烧充分、燃尽率高、底渣排放量较少、节能效果显著。同时，与先进的循环流化床技术结合，可实现燃料在850摄氏度至950摄氏度的低温环境下充分燃烧，大大减少二氧化硫、氮氧化合物及烟尘的排放。纳米碳氢燃料相比原煤散烧燃尽率提高到98%以上，相应锅炉热效率由燃煤锅炉提高到90%以上。

水煤浆和纳米碳氢燃料最大的不同在于颗粒度不同，水煤浆的颗粒属于微米级，纳米碳氢的颗粒是纳米级。我们对微米和纳米可能缺乏概念，微米和纳米都是长度单位，1微米相当于1毫米的千分之一，而1纳米相当于1微米的千分之一。高桂梅打过一个很通俗的比方，她说，如果微米是一个鹅蛋大小直径的话，纳米可能只是芝麻那样大小的直径。

杜善周第二次调研经历了一个相对漫长的历程，以一个项目推进会或动员会的形式结束，并提出了更高的要求，那就是在此前的科研成果的基础上，进行低碳循环经济再布局，打造以纳米碳氢燃料制备铝硅粉项目为龙头的低碳循环经济之路。

恰逢春天

杜善周对低碳循环经济的两次调研结束时，正值大地回春、万物复苏的时节。

就是在这个时候，国家相继出台利好循环经济的政策。

2021年3月，国家发展改革委等十部门印发《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》（发改环资〔2021〕381号）明确指出：到2025年，煤矸石、粉煤灰等大宗固废的综合利用能力显著提升，利用规模不断扩大，新增大宗固废综合利用率达到60%，存量大宗固废有序减少。

2021年7月，国家发改委等部门联合印发《“十四五”循环经济发展规划》（发改环资〔2021〕969号）指出：“大宗固废综合利用示范工程，要聚焦粉煤灰、煤矸石等重点品种，推广大宗固废综合利用先进技术、装备，实施具有示范作用的重点项目，大力推广使用资源综合利用产品，建设50个大宗固废综合利用基地和50个工业资源综合利用基地。”

这些重要的国家政策出台，犹如给准能集团循环经济项目的发展送来及时雨、顺势风。由此可见，准能集团循环经济产业不仅与国家政策高度契合，同时还是先行者、践行者。

氧化铝中试厂为之努力到今天的项目，恰逢春天。

此时，准能集团提出“一个主体、两翼一网、七个准能”的“1217”发展规划。

“一个主体”即持续坚持煤炭产业为主体，做精做强煤炭产业，筑牢公司发展的根本基石。煤炭仍是我国保障战略资源供应、支撑国民经济发展最重要的基础能源，也是准能发展的基石。

“两翼一网”即以低碳循环经济和绿色生态经济为两翼，以智能微电网为纽带，将低碳循环经济和绿色生态经济有机连接，形成能源闭环助推两翼发展。低碳循环经济是未来准能的产业重心，准能将聚焦打造粉煤灰综合利用技术创新策源地、培育新型经济增长点延长产业链、构建源网荷储一体化“铁三角”。

“七个准能”其中第三个“准能”就是“推进低碳发展，全面打造‘生态准能’”。在环保建设中，公司坚持走“生态优先，绿色发展”之路，充分发挥露天矿复垦土地的资源优势，稳步推进复垦区生态农牧业和生态旅游业建设，打造拥有“1万头牧牛、2万亩良田”的生态牧场。全力推动“国家矿山公园”和“国家能源集团生态林”建设，增进矿山生态环境保护与区域经济协调发展，努力建成“国内第一、世界一流”的绿色矿山示范区。利用自有闲置工矿土地，争取光伏、风电和储能等新能源项目建设落地。打造煤炭伴生资源综合利用循环经济产业基地，实现煤炭清洁高值化综合利用。深度推进生态治理，高标准创建黄河流域生态保护的典型示范。强化矿区生态修复治理理论研究，统筹煤炭开发利用、生态治理和企业发展，在推进碳达峰、碳中和中走在前、作表率。

不难看出，准能集团在坚持做精煤炭产业主体的前提下，把做好煤炭清洁高效利用这篇大文章放在极为重要的位置，目的在于推进高碳产业低碳发展，充分发挥能源供应“稳定器”“压舱石”作用。如此举措，彰显了一家中央企业应有的责任担当和在碳达峰、碳中和应发挥的龙头带动作用。

由此，准能集团低碳循环经济项目推进步入了快车道。

一切美好的事物，都是要靠努力和坚持得到的。十多年来，低碳循环经济项目的跌宕起伏，无不印证了这句话。

刘智勇是氧化铝中试厂水热法试验车间主任，2012年从兰州大学化学工程与工艺专业毕业后来到这里，在他的记忆中，低碳循环经济项目可谓是“一波三折”。

第一次是在2013年。刘智勇来到氧化铝中试厂的时候，是运行技术部的一名工程师，在第五次中试时，当时的氛围给他的感觉貌似大干三个月，项目就可以落地上大厂。那时基础组建非常庞大，有330多人，准能集团高学历人才基本上都集中在这里。普通二本毕业生招进来，能在矿上的安全员、技术员等岗位上白班。在氧化铝中试厂这边，全日制学历研究生则在中试线上工作，上三班倒，目的是为上大厂储备人才。

到了2013年3月，刘智勇突然听说这个项目要上，可把他高兴坏了，工作也有干劲，可是令刘智勇万万想不到的是，迎来的却是另外一种情形。因为煤炭价格出现断崖式下跌，整个煤炭行业进入发展“寒冬期”，煤炭企业亏损面超过70%；有70%的煤炭企业减发工资，30%的煤炭企业出现欠发工资现象，20%的煤炭企业工资下降幅度超过10%。在这个大环境下，项目整体停滞。

刘智勇清楚地记得，他的工资砍掉30%，有人是正常调动离开，也有人奔其他前途，另谋高就，但更多人还是坚守下来了，希望能在低碳循环经济这块干出一番事业。

第二次是在2017年。这年10月，也就是第七次试验运行结束后，原神华集团经过反复论证，批复了“神华准格尔矿区30万吨/年高铝粉煤灰综合利用工业化示范”项目按科技项目立项。但在此前的8月间，准能集团的上级单位神华集团与国电集团合并重组为国家能源集团。机构合并重组从国家层面来说是一个政治任务，对于准能集团来说意味着之前呈送上级项目报告有可能又要重新走一遍，对于刘智勇和他们这群科研人员来说，这个项目或者说自己的职业又将面临一次生死攸关的考验。

第三次是在2020年。虽说通过自主研发，掌握了核心技术，但也面临下马的可能。主要问题有二：一是投资规模大，二是收益率低。2020年9月，准能集团委托中铝国际工程股份有限公司完成了示范项目初步设计，资本金内部收益率为-1.49%，不能满足国家能源集团投资管理办法关于“新建非主业类项目需满足资本金内部收益率15%”的要求，因此未获得开工建设批复，项目跌入前所未有的低谷。

杜善周入主准能集团后，把低碳循环经济提到企业发展的战略高度，提出抓大放小，突出重点，缩短低碳循环经济周长的发展思路，再一次让这个项目起死回生。按杜善周的陕北话来说就是“吃小饼饼”。饼子要一口一口地吃，消化一块再吃一块，而不是贪大求全。

为了实现这一目标，在黄涌波的主持下，本着技术可靠、经济可行的原则，对项目进行了重新规划，使原来的投资预算从29.78亿元降到14.83亿元，财务内部收益率由原设计-1.49%提高至19.02%。

为了完成初步设计“降投资”的任务，高桂梅带领刘智勇、孟祥田、陈国辉、曹坤等人与时间赛跑。从祖国的正北方直奔华东再赴西南。12天里，奔赴5个省份10座城市，每天是火车、厂家、酒店连轴转，在火车上讨论工艺流程和设备选型，在厂家考察设备、与技术人员进行探讨，晚上在酒店整理资料。在贵阳的两天一夜里，她留下了3个小时的睡眠时间以及投资预算直降1个亿的成绩。

采访中，黄涌波壮志满怀地说：“项目一旦产业化后，不仅解决了煤炭行业向高质量转型发展的问题，同时解决了铝土矿国家战略资源安全替代问题。还将再造一个内蒙古。”所谓“再造一个内蒙古”，就是内蒙古将新增国民经济总额2万亿，按2021年内蒙古国民经济总额2.05万亿计算，将翻一番。

这个项目的跌宕起伏，在黄涌波身上也可见一斑，他原来是中铝广西分公司电解铝厂厂长，后作为专家被准能集团引进为氧化铝中试厂副厂长，再后来代理厂长，直到担任循环经济管理部主任兼氧化铝中试厂厂长。

他曾经在氧化铝中试厂办公楼前立了四块展牌，上面分别写着这样的文字：

以核心问题为出发点，以“双降”目标为行动方向，以最终结果为检验工作成效的唯一标准。

领导干部不仅要善于发现问题，更要带头解决好问题。

社会主义是干出来的，幸福是奋斗出来的。

别说难，先问自己，是否竭尽全力。

黄涌波说这四块展板每一块背后都有它的含义。我却认为，这些文字不仅仅是他对氧化铝中试厂全体科研人员和员工的要求，而且是他对低碳循环经济事业的执着态度，更是他积极进取的人生态度。

后来，我在杜善周的《德和的智慧》一书中，看到这样一段话：

除去一些客观条件，如果我们最终没有获得成功，只能说明我们所持有的态度不正确。面对困难，有的人选择绕道而行，有的人选择勇敢面对。选择后者的人，虽然行走的脚步会无比沉重，但他一定能够抵达成功的目的地。因为，态度决定一切，向上的精神+正向的行动=向上的人生。

虽说黄涌波的展牌和杜善周书中的文字各有不同，但积极向上的理念是相同的。这一刻，我似乎明白了，四块展板上的文字，无疑也是准能集团倡导的德和文化的另一种表述，或者说是德和文化的黄涌波式表述。

制备“纳米碳氢燃料”

2021年5月，开始纳米碳氢燃料制备。

“纳米碳氢燃料”新技术研发团队成立的时候，虽说按照每个人各自擅长的领域进行分工，但是研究对象是一种全新的煤基液态燃料，大家从未接触，如何在短时间内摸清楚燃料特性并应用于试验，是一项复杂而艰巨的任务。

为了解决问题先整理工作思路，一方面辩证地采用自主研发和借智借力相结合的方式对问题进行分解，一方面通过查找文献、外出调研了解液态燃料的技术细节。

纳米碳氢燃料车间主任甄鹏查阅有关文献后发现，此前的理论观点说准格尔煤田的煤的性质难以成浆，就是成浆后浓度也难以提高。

通过实验室试验数据来看，推翻了这个理论，准格尔煤田的煤不但容易成浆，而浓度也能达到要求。但实验室试验和工业化生产不尽相同，需要进行中试试验进行验证，还有就是验证原火电机组锅炉对液态燃料的适应性。

为了进一步验证试验结果，氧化铝中试厂对厂家进行一番筛选后，决定把原煤运到山东青岛制成水煤浆，再把水煤浆运送到四川德阳的锅炉生产厂家进行试烧。制成水煤浆并不是什么难事，国内有二十多年的水煤浆生产经验，技术已经比较成熟，而运输成了一个难题。水煤浆可采用罐车、船舶或管道等多种不同方式进行输送，一般在300公里以内，要让水煤浆保持不沉淀的状态，超长距离运输会导致水煤浆性质发生变化，严重的还可能导致水煤浆运输到目的地后不能使用，更谈不上通过试烧拿到相关数据。

四川德阳是内陆地区，当然没有港口码头，从青岛到德阳更没有运输管道，唯一的办法就是罐车运输，但两地有1800多公里的距离，一路运过去，水煤浆早就成煤块了。都说“办法总比困难多”，为了解决这个问题，他们想到一个办法，那就是给运输水煤浆罐车配备搅拌车，每行驶200公里，进入服务区，对罐车中的水煤浆进行气体搅拌，确保水煤浆不沉淀不结块。所谓搅拌车，就是在车辆上加装空压机，配置相应长度的循环管接着罐车和空压机，进行搅拌。就这样，电解车间天车组组长郭玉龙他们装上水煤浆出发了，为了定时对水煤浆进行搅拌，他们在路上走走停停，原本只要一天一夜就可以到达的路途，结果走了三天三夜，终于把水煤浆运送到了目的地。

经过两周的燃烧试验证明，准格尔煤田的煤制备的水煤浆，各项性能指标，不但符合工业化生产要求，同时还可以作为循环流化床的燃料。同时也证明，从水煤浆到纳米碳氢燃料这条路是能走通的，也为循环流化床的纳米碳氢燃料喷燃试验奠定了基础。

此后，又开展了不同浓度、流量纳米碳氢燃料与水煤浆的试烧对比试验，获取大量相关试验数据，根据这些试验结果，氧化铝中试厂开始搭建试验平台，进行纳米碳氢燃料试烧试验。

厂房搭建、场地选址、勘测等一系列工作迅速展开，利用废弃的溶出罐、耐火材料，建造了可用于台架试验的小型锅炉；利用现有管材加工了炉前输运系统，一台看似简单但功能齐全的喷雾燃烧装置，一周之内即建造完工。

5月7日，第一次试烧“纳米碳氢燃料”。

这次试烧对黄涌波来说无疑是一次巨大的考验，从技术上讲，这是世界首创技术，自己做的燃料，自己做的炉子，这个技术能不能走得通，需要试烧来证明。从外界的质疑来说，看似像石油一样的“纳米碳氢燃料”，到底能不能燃烧，你说一千道一万不如一次成功的试验，需要试烧来证明。对于杜善周来说，虽说他坚信这个技术可行，但没有成功的试烧，国家能源集团的决策又将拿什么统一思想。

可是第一次试烧并不像黄涌波想象的那么顺利。

点火后，炉膛中并没有出现黄涌波心中期待的火焰，而是一片寂静。一次不行，再来一次……依旧如此。

通过一次又一次的观察，黄涌波找到了问题，他发现燃料无法达到所要求的雾化状态，在炉膛中也就无法喷燃。

喷泉广场喷出的水形成水珠，在阳光的照射下，五彩斑斓，“纳米碳氢燃料”好的雾化状态会形成一片薄雾，犹如仙境，但黄涌波、高桂梅他们没有看到这样的效果。

通过扫描电子显微镜观察，问题出在燃料的流动性和粒度上，原来制备的燃料应该稳定在400多纳米，但经过一段时间后，会回到450纳米到800纳米，这是“纳米碳氢燃料”的团聚现象，流动性和粒度的变化，不仅会影响附氢赋能能力，也会影响到喷燃效果，甚至无法喷燃。

黄涌波决定重新制备“纳米碳氢燃料”，经过磨料机重新磨料和配比，将“纳米碳氢燃料”中位粒径稳定在450纳米左右。

5月8日，凌晨两点，再次点火，喷燃试烧。

一团火焰在炉膛中升起，旋即，整个炉膛弥漫着火焰。

随着火焰的升起，一片欢呼声，打破了夜空的宁静，炉膛也被大家的喜悦、祝福和笑容装点。

这次点火前，黄涌波的心情是紧张的，也是自信的，这一刻只有欣慰。

一大早，杜善周得知喷燃试烧成功后，连声称道：“好！好！好消息！”

随后，杜善周赶往氧化铝中试厂，主持召开了项目推进会。他对喷燃试烧的成功表示祝贺和回顾了低碳循环经济十多年发展历程后，满怀激情地讲了三点：

一是准格尔的煤完全可以制备“纳米碳氢燃料”。煤能不能纳米化，此前我们很多人抱着怀疑的态度，甚至包括一些专家、教授，但是喷燃试验用事实和数据告诉大家，这个技术是可行的，要知道当今社会科学技术日新月异，是因为你没有这个见识，没有这个认识，而不是这个事实不存在，而不是没有这个技术，所以我们要统一思想，统一认识，有把准能集团办成国家能源集团下属最好企业的信念。

二是掌握了“纳米碳氢燃料”制备技术就掌握了准能集团未来。我们国家铝土矿超过60%依靠进口，我们的项目一旦成功，不仅能有效缓解国家对国外的依赖度，也将成就准能集团的未来。我们脚下的这片煤田总有一天会开采完的，到了那一天，我们的未来将会如何？所以要未雨绸缪。现在有了这个技术，不但有利于国家战略资源安全，也有利于准能集团的未来。

三是要加快两台停运的15万千瓦机组的技术改造。在9月底完成改造任务的同时，要加快启动“30万吨／年高铝粉煤灰综合利用工业化示范项目”的规划编制，争取早日获批，早日开工建设，力争在“十四五”末形成完整的产业链。

杜善周的话对黄涌波和他的团队来说，无疑是莫大的鼓舞。

喷燃试烧成功后，氧化铝中试厂曾经最偏僻的角落，每天被忙碌的步伐覆盖着，一次次的点火，一次次的燃烧，一次次的数据采集，为燃料的生产工艺优化和性能表征提供参考。

自建的喷雾燃烧试验装置总共进行了100多次喷燃试验，根据试验结果不断优化燃料制备工艺。

甄鹏告诉我说：“喷燃装置是利旧改造的，虽说简陋，但它完成了很多次重要试验，让我们获得了大量的试验数据。”

但凡是科学试验，都是复杂和曲折的过程，“纳米碳氢燃料”新技术研发也不例外。

在喷燃试烧中发现，纳米碳氢燃料颗粒粒度被粉碎成纳米级后，由于煤粉颗粒表面能的提高，会出现颗粒团聚现象，影响产品附氢能力。

甄鹏回忆说：“我们当时也不确定团聚现象是在燃料制备中，还是制备完成之后产生的。”

为解决这个问题，一场场头脑风暴在实验室展开。经过仔细比对分析13种试验分散剂样品，研究不同种类添加剂对纳米碳氢燃料流动性与稳定性的影响，研发人员最终确定了适合纳米碳氢燃料应用的稳定剂与分散剂。稳定剂与分散剂可有效降低燃料黏度系数，改善燃料稳定性。

至此，成功制备出单分散性良好的超细煤粉，取得突破性进展。经浙江大学测试，煤粉平均粒度由最初的1微米降低到450纳米，且煤粉加工效率较之前提升近10倍。紧接着，氧化铝中试厂与中国工程物理研究院合作开展纳米碳氢燃料气态组分与热值原位分析研究项目，进一步提升纳米碳氢燃料附氢赋能优势。

“纳米碳氢燃料”属于液态燃料，具有它的复杂特性，实验过程中问题出现最多的地方就是炉前输送系统。李培石是技术主管，主要负责燃料炉前系统的搭建和运行维护，每次在固定流量数据采集时，依靠的都是多年压力容器操作积累的经验和手法，通过压力表压力的微小变化第一时间发现输送系统的堵塞点并及时处理，保证输送系统正常运转，进而确保数据采集的准确性、有效性。

炉前输送的问题解决了，喷燃的问题又摆在大家的前面。

喷嘴是燃料燃烧技术的核心，纳米碳氢燃料车间技术主管闫淑君在燃烧试验时发现，无论是精细雾化喷嘴还是空气雾化喷嘴，都无法充分雾化纳米碳氢燃料，降低了燃料的燃烧效率，影响试验效果。为解决这一技术难题，闫淑君查阅文献、搜索液体雾化相关资料，针对纳米碳氢燃料流动性、粒度分布等特点，提出了纳米碳氢燃料用多气道辐射型雾化喷嘴。通过试验证明，这个办法果然管用，保证燃料充分雾化燃烧的同时，延长了喷嘴使用寿命，确保纳米碳氢燃料满足试验要求，取得良好的燃烧试验效果。

纳米碳氢燃料实现从无到有、从试验型到工业型的转变，为火电机组灵活性改造提供了技术方案。这一创举的背后，离不开氧化铝中试厂研发团队的日夜鏖战。为了共同的目标，科研人员在数不清的对比试验中抽丝剥茧，成就了纳米碳氢燃料高发热量、高燃烧效率、附氢赋能的传奇。

实验室的日日夜夜

实验室是人类探索未知的地方。

化学更是如此。化学本身就是人类从实验中总结出来的经验，仅仅演算来推断反应和性质是不可能得到正确和事实的结果，所以实验室的工作非常重要。而且试验中经常会出现意想不到的现象，让我们对反应和物质的性质有新的认识，回去寻找理论来解释。

从实验室到氧化铝中试厂，氧化铝中试厂到工业化生产并非一个简单的过程。

在一个项目确定前，第一步要进行实验室试验；第二步是实验室小试，也就是根据实验室效果进行放大；第三步是中试，就是根据小试结果继续放大，中试过程中如出现工艺上的问题，则逆向返回到实验室，做到及时、准确反馈发现的问题，及时解决，形成闭环。中试成功后基本上就可以进行工业化生产。

按高桂梅的话来说，实验室的小试就是根据原材料量级在烧杯中进行必要的试验，在严格的控制条件下，以确定考察变量之间的关系。但小试也有先天性的不足，因为小试是通过不同的烧杯和反应釜之间等仪器设备之间的阶段性试验，所以它是不连贯的，而工业化生产一定是连贯的。

在实验室摇晃那些烧杯，看似轻松，但事实上并不一定是那样子的。

2019年的时候，高桂梅还是研发中心研究一室主任，当时在提取氧化铝除杂的问题上，一时半刻没有找到好的解决方案。提取氧化铝首先要去除铁、钙、钠、锂等金属元素，逐个去除工艺长、成本高，无法达到工业化生产的要求。黄涌波得知这个情况后，提出了结晶氯化铝低温热解水热法除杂的新构想。

什么是结晶氯化铝低温热解水热法除杂？与原来的逐个除杂有什么不同？打个比方说，以前的思路是，一个菜篮子里有若干食材，要留下羊肉的话，就得把西红柿、鸡蛋、白菜等食材一个一个从篮子里拿出来。水热法除杂则是反向思维方法，就是直接把菜篮子里的羊肉拿出来，其他的暂且不管，这样的话，极大地缩短了工艺，减少了成本。

水热法除杂在氧化铝提取中应用，此前从未有人尝试过，是一个全新的除杂模式。高桂梅渴望这个项目有质的突破，旋即前往东北大学开展学术交流，探讨水热法除杂在氧化铝中试应用的可行性。出差回来的第二天，高桂梅就急不可耐地冲进了实验室，组织科室的全体人员，建方法、买材料、搭平台，开展实验室研究。通过长达两个月的连续不间断运行，掌握了大量数据，证明水热法除杂技术是可行的。

同年，高桂梅被授予内蒙古自治区“三八红旗手”荣誉称号。当笔者问她“如何平衡事业与家庭”的时候，她思考片刻说：“事业与家庭很难平衡，最起码我没有做到。”说罢，她笑了，笑得很是无奈。

杨磊是现任研发中心研究一室主任，2018年的时候还是一名普通的工程师，当年5、6月间，他在做铝电解试验时发现磷和硅超标，虽说超标数值不大，但会影响电解铝电流效率。基于这个情况，杨磊想到返回到从氧化铝中去除磷和硅，但他也感到比较棘手，翻阅了大量资料不说，还同清华大学等院校的专家教授进行了交流，都找不到“一步酸溶法”去除磷和硅先例，起码在国内是没有这样的应用，杨磊想到从母液中去除磷和硅，通过计算发现从母液中去除磷和硅同时会去除大量氧化铝晶体，约有15%的氧化铝晶体进入废液，显然不可行。

为了攻克这个难题，在杨磊的带领下，成立专门的攻关团队，通过无机、有机的试剂，还有单一化合物、聚合物试剂、絮凝剂的试剂，做了大量的试验，其中有机试剂就用了上百种之多，最终均以效果不明显而失败。杨磊想到试剂吸附磷和硅的思路行不通，那能不能通过某种材料来吸附磷和硅？

于是杨磊想到了碳化硅陶瓷过滤器，试验的结果依然是除磷除硅不明显，杨磊的思路走了一圈后，从试剂到材料，从材料又回到了试剂，在文献资料中他找到一种叫二氯氧化锆的试剂，二氯氧化锆原来并不是化学试剂，而是一种广泛用于耐火材料、陶瓷釉料的原料。通过试验杨磊顿时就像惊呆一般，他发现磷和硅去除量高，残留量低，在拿着试验数据的时候，杨磊却在怀疑自己，这么高的去除率，会不会是自己的试验出了问题。接下来，杨磊用了不同的测试方法，不同的测试条件，进行反复的测试，得出的结果是去除效果明显。

采访中杨磊很是兴奋地对我说，试验做到这里还只能说是找到了试剂，而不能说是已经成功。因为酸度、温度、溶液浓度、搅拌速度等条件下的反应是不同的，还要一一做试验。等杨磊和他的团队把这些试验做完，达到可以去设计和应用的标准，已经是2019年5月份，这距离他拿到这个任务已经整整过去了一年。

我曾经尝试着问杨磊，这个过程下来做了多少次试验。他说：“太多了。无法统计，只能说是日复一日。”当杨磊说完这句话的时候，我似乎从他的语气中体会到了一种“轻舟已过万重山”的感觉。杨磊接着对我说：“只要方向是对的，就不怕路途遥远，路再远也会抵达。”

杜艳霞是研发中心研究四室主任，这个研究室主要研究方向是粉煤灰提取氧化铝剩余白泥（高硅尾渣）资源综合利用技术开发和应用，是实现粉煤灰循环经济产业化闭环的关键一环。白泥是粉煤灰“一步酸溶法”工艺技术提取氧化铝工艺中产生的主要固体副产物，其主要成分为二氧化硅，因为二氧化硅的颜色呈白色，也称白泥。

做白泥硬度和密度试验需要200目以下的颗粒，相当于74微米大小，由于没有专门的破碎设备，他们研究室的几个人需要挥起比胳膊还粗的铁锤一下下地敲、一块块地将其破碎，然后再过筛，每次要处理100公斤左右的白泥，这样的工作每周都要做。工作时即使戴着口罩也抵挡不住飞扬的灰尘，当他们摘下口罩的那一刻，一张张汗水混着灰尘的脸，格外特别。

看到他们这样一个状态，同事惊讶地问道：“你们几个去矿坑挖煤了？”

“没有，刚做了个白泥面膜”，几个人笑哈哈地回答道。

白泥破碎之后又遇到了新的问题，为了增加白泥产品的强度，同时降低其密度，需要研究产品的焙烧工艺，看似一个很简单的工艺，却需经过大量的实验来确定。他们每天上午需要制备十多公斤的白泥样品，下午进行焙烧。由于焙烧温度高达1000摄氏度以上，且从升温到降温近8个小时，她每天早上来到单位就进入实验室，一直持续到晚上八九点，离开时夜空早已是一片繁星。

戴崟，研究一室工程师，化学专业研究生毕业，因患骨肉瘤左腿高位截肢，也就是说他的左脚是靠假肢行走。他的父母都是准能集团的职工，他从幼儿园到小学，从小学到高中毕业，都是在准能集团的子弟学校度过的，大学毕业后又回到准能集团，像自己的父辈一样成为准能集团的一员，可以说准能集团就像是自己的家一样，或者说对准能集团的感情要比其他员工更深一些。

他参加过第六、七次中试运行和纳米碳氢燃料燃烧制备铝硅项目工业化中试运行，在他看来，中试运行就是科研的一个重要环节，一旦运转起来需要耗费大量的经费，如果在某个节点拖拉一点，可能一天十几万就没了。每次试运行的时候，他都是在固体样品组做样品分析，暂且不说要加班加点工作，就是在各个实验室之间拿药剂，观察试验情况来回地走动，一天下来，不知不觉中就要走上两万来步。对于戴崟来说，如此大强度走动，无疑是一件艰难的事情，这样的走动强度下，假肢早已把腿的接触面磨出了血泡。

戴崟每一次磨出血泡和难以忍受的疼痛，并不被同事所知晓，直到有一次和同事一起逛商场的时候，戴崟说要找一个地方更换假肢里的一个衬套，如此一聊起来，这位同事才知道在每次中试的时候都会磨出血泡的遭遇，以及他的坚守和付出。

在同事的眼中，戴崟还是一个“杠精”，是因为他对科研有严苛的标准。在我的眼中，戴崟是一个心底坚强的人，也是一个心底柔软的人，因为他能扛得住腿与假肢之间摩擦的疼痛，也能记得同事们在中试线上的付出。

他同我讲过这样一个故事：在2014年的时候，研发中心购置了一批仪器设备，这些仪器设备可以取代实验室传统的化学分析方法，不仅可以减轻劳动强度，还可以极大地提高工作效率。虽说准格尔煤田的煤是高铝煤，每次中试使用铝含量测试仪测试粉煤灰铝含量溶出的时候，铝含量都在测试仪的测试标线范围，但在第七次中试的时候，出现了一个意外状况，粉煤灰铝含量溶出超出了测试仪的测试标线范围，仪器无法测试，在这情况下只有增加一个化学分析方法检测，这个试验是由高桂梅、高志娟、贾敏、钞晓光一起来完成的，当她们把整个流程做完，走出实验室的时候，已经是第二天晚上的10点多钟了，这时距离她们走进实验室已经过去了30多个小时。

韩硕是氧化铝中试厂电解铝车间主任，他说他第一次看到从粉煤灰中提取氧化铝是在2009年，那也是准能集团“一步酸溶法”提取氧化铝进行的第一次实验室电解中试试验，从此与循环经济产业项目结下了不解之缘。

“一步酸溶法”氧化铝能不能工业化电解？这是来自一些持怀疑态度者的疑问。那时韩硕刚刚参加工作，尽管他坚信能够工业化电解，但本着科学的态度，实验室能实现电解铝产品，还不足以作为实现工业化电解的支撑，一定要通过工业化中试验证。如果真是持怀疑态度者想象的那样，氧化铝不能实现工业化电解，粉煤灰提取氧化铝无疑就是一条断头路。

据韩硕回忆，当时世界上还没有以“一步酸溶法”氧化铝制备电解铝的先例，在此后的11年里，黄涌波跳出传统的电解铝技术思维，以“一步酸溶法”氧化铝的基础性质为出发点，拜访专家、查阅资料、了解装备，制定“一步酸溶法”氧化铝电解技术开发路线，硬是在“一穷二白”的情况下，开发出“一步酸溶法”氧化铝电解过程中的输送、烟气净化、下料控制三大关键技术，打通了“一步酸溶法”从粉煤灰提取氧化铝到电解铝的技术通道，填补了“一步酸溶法”氧化铝电解这一世界技术空白。

“一步酸溶法”氧化铝工业化电解效益怎么样？解决了项目的生死存亡，又一个问题横亘在循环经济项目面前。在黄涌波的带领下，他和电解团队在“一步酸溶法”氧化铝电解技术充分挖潜的基础上，将目光转向了低成本提升氧化铝品质，开启了“水热除杂法”新技术的探索之路，这是“去硅提铝”思想的萌芽，也正是探索研究的结果，给了“杜黄问答”中黄涌波笃定的信心。

在对黄涌波、高桂梅、杨磊以及更多科研人员进行采访后，我突然想到了这样的句子：

如果说研发中心是一座百花园的话，每一次试验成果就是一朵盛开的鲜花，一朵又一朵鲜花的盛开，最后让这座百花园开出了万紫千红。

如果说准格尔煤田，是在辽阔的天空下通过煤炭开采去同远古进行对话的话，那么氧化铝中试厂的科研人员，则是在粉煤灰的微观世界里，去探寻未来新能源的可能。

这样的句子给人的感觉或许有些许空灵、轻松，甚至是美好，但从第一次中试运行到纳米碳氢燃料燃烧制备铝硅项目工业化中试运行，是实验室无数次的试验和众多工艺难关的攻克，背后却是科研人员十多年的付出。

中试里的栉风沐雨

2022年1月11日，纳米碳氢燃料制备铝硅粉项目配套循环流化床锅炉点火启动仪式。

这是腊八节后的第一天，中国每年农历十二月初八是腊八节，民间有“过了腊八就是年”之说，它是大年的开场锣鼓，预示着春天的来临。启动仪式选在腊八节后的一天，一定有它的寓意，或是祈盼这个项目即将开启美好的未来。

13日16时18分至16日16时18分，项目成功完成72小时工业化验证考核试验。从试运行结果来看，许多数据打破了行业瓶颈，探索了更高效的制取铝硅粉产业化路径，可以有效降低后续氧化铝生产的原材料成本，为准格尔煤田高铝煤炭资源的综合利用提供技术支持，为火电机组的灵活性改造提供技术解决方案。

这次中试前，历时330多天，重点突破两项关键技术。

一是“纳米碳氢燃料＋第四代循环流化床”技术，重点解决粉煤灰品质问题，打造低碳循环经济项目的原料与动力中心。中国工程物理研究院测试结果表明，样品释放的混合气中具有明显的氢峰，确认了组分中氢的存在，热值较同等浓度水煤浆提升10%-30%，实现附氢赋能。

二是“结晶氯化铝低温热解水热除杂”技术，重点解决氧化铝的化学品质低和除杂工序投资成本高等问题。掌握了结晶氯化铝中杂质元素在热解—水热过程中的赋存状态及演化规律，解决酸法氧化铝除杂重大技术难题，并去除钾、钠、钙、镁等杂质，实现与原“一步酸溶法”工艺的无缝衔接，产品氧化铝杂质含量均小于0.02%。

1月18日，“纳米碳氢燃料制备铝硅粉项目配套循环流化床锅炉改造工程”项目结果鉴定会在准能集团召开，中国煤炭工业协会组织行业专家以视频会议的方式进行科技成果鉴定，鉴定结果为“该项目的技术成果属于世界首创，达到国际领先水平”。标志着准能集团建立了纳米碳氢燃料循环流化床锅炉热力性能计算方法，掌握了最先进的纳米碳氢燃料制备方法，向产业化迈出了重要的一步。

这样一个成果的取得，距离2004年启动项目，已经过去了18年。距离2011年以“一步酸溶法”新技术为核心建成中试装置，并举行第一次中试运行，也过去了11年。

回顾这些年的中试运行历程，无不是攻克一个又一个技术难关，最终走向成功，尽管一路上，栉风沐雨，朝乾夕惕。

第一次试运行：2011年8月25日到9月5日，运行9天，系统流程贯通。

第二次试运行：2011年10月25日到2012年1月9日，运行76天，摸索工艺参数，验证不同设备及材质的适应性。

纳米碳氢燃料制备铝硅粉项目配套循环流化床锅炉成功点火 ▲

第三次试运行：2012年2月10日到3月17日，运行35天，优化工艺，掌握熟练中试装置运行控制技术。

第四次试运行：2012年3月17日到4月23日，运行42天，检验中试装置的稳定性、可靠性。

第五次试运行：2012年10月6日到2013年3月12日，运行158天，验证中试装置“安、稳、长、满、优”运转。

第六次试运行：2014年7月15日到11月20日，运行129天，参照国际专利商口径对运行指标进行标定。

第 七次试运 行：2016年9月2日到2017年1月18日，运行139天，验证产品质量、环保指标，为工业化设计提供依据。

七次试验累计运行588天，其中连续稳定运行超过3个月的有3次，对工艺技术、工艺参数、控制技术、装置稳定性、产品品质等进行了不断优化和升级，关键设备及材料满足工艺要求，系统运行稳定、可靠，设备故障率低，安全、环保满足国家相关要求，具备了产业化条件。据统计，七次试运行共生产氧化铝3314吨、镓85公斤，其中第七次试验运行达标期间，氧化铝纯度大于或等于98.6%、镓纯度达到99.99%。

不难看出，每一次中试都是成果的积累，但这其中的艰辛，并不被外人所知。就拿每一次试运行前准备工作来说，就有大量的前期准备工作要做，不仅要进行空载试验和带水试验，还要进行单机调试和联合调试，以保障试运行的顺利进行。

在纳米碳氢燃料燃烧制备铝硅项目工业化中试运行前的准备工作中，设备工程管理部经理王育伟的工作日志有这样的记载：

1月4日，到矸电公司落实水煤浆制备准备工作。下午参加“纳米碳氢燃料制备铝硅粉项目配套循环流化床锅炉改造工程”启动调试大纲审查会。

1月5日，1.设备检查维修；2.现场安全督导：安全标线、应急处理、工艺管线吹扫；3.协助制作悬挂设备标识标牌、管道介质流向标识。

1月6日，到矸电公司水煤浆车间协调安装电热风幕，从哈矿借7台暖气机，从行政处借3台电热风幕。联系安装电话线、网线。开展设备开车前自查。

……

再怎样充分的准备，总有让人意想不到的事情发生，在纳米碳氢燃料燃烧制备铝硅项目工业化中试运行的时候，流化床刚刚点火不久，上煤机的传送带却发生了故障。

据纳米碳氢制备车间二级师樊凤升回忆，纳米碳氢燃料燃烧制备铝硅项目工业化中试运行时，改造并启用准能矸石发电公司已经停运停产两台装机容量为15万千瓦的1号机组，哪知道锅炉刚刚开始烘炉的时候，破碎机却因原料煤掺杂了大块矸石被卡死，让原本自动连续上料系统突然中断，经过紧急抢修恢复了破碎机的正常运转，为了防止破碎机再次被大块矸石卡死，于晓东、石建川、鲁绍杰、王婧涛、郝乐、王海龙等主动请缨坚守在破碎机入料前端徒手挑拣大块矸石，当时已是凌晨1点，工作环境的气温达到了零下二十多度，经过一夜的坚守，确保了上料系统的自动连续运行，但所有人的手都被冻伤。

上天总想给努力的人在成功之前制造一些障碍，破碎机还是再次发生了因大块矸石卡死而短时间内无法修复的故障，此时已经开始了72小时试烧考核，如果不能保证浆体燃料的正常供应，考核就要中断，前期所有的努力都将前功尽弃。

要知道，常规火力发电机组是不能随意停机或开机的，一旦启动就只能努力向前冲，不能轻易停下来，因为锅炉的突然停炉或突然开炉，其中大量耐火砖产生的热胀冷缩，足以毁了巨型锅炉，同时还有大量人力成本、原材料成本等都会被浪费，况且为了这次试运行已经足足准备了一年时间。

破碎机无法修复，现有原煤供应线无法提供合格的碎煤，锅炉又不能停下来，72小时试运行，需要约2000吨的碎煤。怎么办？

黄涌波当即提出向矸电二期生产线借煤，并联系矸电负责人布置运煤路线及运煤人员，煤源供应问题得到了解决。煤源解决了，但自动连续上煤功能却无法实现。

“用铁锹铲。”邢永康、卢国平、吉慧敏、马振国、王海龙、杨裕等人几乎是异口同声地答道，这其中当然还有樊凤升，他想自己是纳米碳氢燃料车间二级师，现在做“纳米碳氢燃料”新技术中试，他理应冲在最前面。他们组成了三个班组，轮流倒班，在零下20多摄氏度天气环境下，人工对散落的煤进行清理回收。

樊凤升是山东人，来到准格尔不到三个月的时间，没有经历过这么寒冷的天气，对他来说寒冷的天气本身就是一种考验，尽管人是在不停的活动中，但持续在露天环境下，冷得让人瑟瑟发抖。相比之下，白天还好受一些，尽管寒冷，也算是有一些阳光照在大地上，到了晚上，不但没有了一丝阳光的温暖，有时还下着雪，冰天雪地的，让人难以忍受。就是在这种情况下，樊凤升和他的伙伴们撑到一个又一个天亮，一直坚持到整个试运行结束。

据水热法试验车间主任刘智勇说，那时的中试运行线不像现在是全包裹式的，各种设备全都裸露在外面。在第五次试运行的时候，正值冬季，天寒地冻，连日阴雨不断，还不时伴随着小雪，天气虽是恶劣，但在中试线上取样不能中断，刘智勇在各个取样点取样回来后，衣服全湿透了，回到化验室，只有把衣服放在“小太阳”电暖气上烘烤，光着膀子做化验，虽说甚是狼狈，大家也是无怨无悔。

在第七次试运行的时候，主灰仓发生设备故障，为了及时取灰化验，要爬上8米高的备用灰槽，灰槽是桶状漏斗形状，上面口子大，下面口子小，站在上面很是危险。刘智勇顾不了那么多，找来一根绳子，一头拴在栏杆上，一头拴在自己腰间，拴得死死的，然后一点一点地把自己放下去，如果脚底一滑掉下去，后果不堪设想，好在整个中试过程中是有惊无险。

让人意想不到的是，在氧化铝中试厂的运行线上，有这样一个特殊的群体，他们就是从准能发电厂转岗的干部职工。

让我们把时间拨回到2012年12月，为了淘汰落后产能，优化坑口发电结构，准能发电厂关停两台10万千瓦机组，338名干部职工分流安置，其实早在一年前，就有130名干部职工分流安置到氧化铝中试厂。在上世纪90年代煤炭行业不景气的情况下，准能发电厂几乎养活了整个准能集团，为企业的生存和发展发挥了不可替代的作用，如今准能发电厂关停，他们却面临转岗，选择从头再来。

准能集团似乎早在2004年就在选择一个从头再来的低碳循环经济项目，到了2011年，一个从头再来的群体和一个面向未来的“从头再来”的项目，聚集在一起，好像是进行一次落后产能和新技术的交接，然后一起向未来出发。

一起向未来出发的人群中有马利全、韩德家，在氧化铝中试厂的十年中，成为那个群体的代表。

运行技术部经理吴永峰是氧化铝中试厂的第一批建设者，比马利全、韩德家来得更早，他给我讲述了他们的故事。

2011年，马利全作为技术骨干从发电厂来到氧化铝中试厂，给人的印象是身材高大，坚挺的鼻梁上架着一副眼镜，周围的人说他平常少言寡语，但一说起设备，总是滔滔不绝。多年的工作经验，也让他练就一身的硬本事。检查设备故障，不用拆除，只需用眼看、用耳听、用手摸就知道问题出在哪里，他管这个叫“望、闻、问、切”四步诊疗法。

他常说他喜欢听设备正常运转的嗡鸣声，就像是听音乐会一样，不想错过每一个音节，因为他要在这些音节里，准确地找到设备故障点。

除尘是中试装置工艺中的重要一环，除尘效果直接影响回收盐酸的品质。他基于生产实际，大胆提出在除尘设备中使用非金属陶瓷管材的思路，这在除尘设备制造领域是史无前例的，理论上是可行的，但能否适应现有的工况呢？

为了把理论落到实践中，保证新材料在设备中的使用效果，马利全多次去往生产厂家沟通并监造，经过三个多月的努力，设备终于改良成功，投入使用后，回收盐酸中氧化铝含量大幅度下降，达到了国家级标准。

后来他还提出了提高材料强度、调整材料厚度、采用双层非金属材料包裹等多项改进建议，在设备保养和减少经费支出上发挥了应有的作用。

“坐下来够不着站起来，站起来够不着蹦起来。”这是韩德家曾经喊出的一句口号。

韩德家在发电厂是汽机车间主任，转岗到氧化铝中试厂后任“一步酸溶法”氧化铝核心车间溶出车间主任，后来又转任二级师，工作岗位在变，不变的是他对工作的热情。

“一步酸溶法”作为世界首创技术，没有现成的经验可循，溶出的研发之路异常艰辛，用韩德家的话来说有三难：一是设备选型难，“一步酸溶法”条件严苛故障频发，国内没有成功的经验可以借鉴；二是过程控制难，各种控制都是手动调整，当初的条件甚至连料位都不能精准控制；三是故障多消缺难，因为经常是修好这头那头坏，整夜连轴转。

在第七次试验运行期间，韩德家和他的团队在那句口号的感召下，日夜坚守在中试线上，实现了系统从运行几天到156天长周期运行的跨越，硬是让溶出的崎岖之路走到日渐平坦。

一次，在德和文化分享会上，韩德家说：“项目落地就是我们低碳循环经济项目人最大的梦想。人一辈子难得参与几件大事，我很感谢公司和项目组，让我参与了这件前人没有做过的、正在创造历史的大事。”

吴永峰说：“正是因为有马利全、韩德家这样一批老同志的存在，在中试试验中扮演着稳定器、压舱石的角色，才有了项目的成功。”其实，所谓的成功从来都不是一蹴而就的，只不过是时间和付出的积累罢了。

2022年4月，氧化铝中试厂举办了一场名为“德润你我，和谐共赢”的故事分享会，回顾了低碳循环经济的十年风雨路。

在故事分享会上，杜善周致辞说，刚才有一位同志说，人一辈子能参与这么一个重大项目，是一件幸运的事情。我们做的低碳循环经济，对于准能集团而言，是践行“一个主体、两翼一网、七个准能”发展规划的重大项目，是准能集团厚积薄发的重大项目，是准能集团成就“百年老店”的重大项目，也是准能集团面向未来的重大项目。低碳循环经济不仅有利于企业发展，而且有利于社会发展，有利于国家发展，在这个意义上来说，也是有利于社会发展和国家战略资源安全的一个重大项目。

他的一番话，不仅是对科研人员十多年来付出的肯定，也对这个项目的意义进行了高度概括。

走在路上

“纳米碳氢燃料制备铝硅粉项目配套循环流化床锅炉改造工程”项目的成功，是黄涌波和他的团队“十年磨一剑”的收获。王连蒙副厂长用很特别的语言对低碳循环经济的这十年进行了一个总结，这就是“四个美”：上下同心的组织之美、全体员工的协作之美、平凡岗位上的无私奉献之美，以及组织、协作、奉献之美奏响的低碳循环经济之美。

对于黄涌波来说，一个更加美好的未来，任重而道远，那就是规划建设“双碳”载体平台——绿色低碳循环经济产业园。他给我描述的绿色低碳循环经济产业园将会是这样的：

打造绿色低碳循环发展技术策源地，建设绿色电解铝现代产业链“链长”，实现煤炭由“黑”到“白”，电解铝由高能耗、高污染到“绿色、低碳、储能、未来”的华丽嬗变。

创新煤电机组运行模式。对传统火电机组改造升级，使之转变为示范项目工艺链的输入端，成为示范项目“三源装置”，即原料与动力中心。

构建以粉煤灰提取氧化铝示范项目为核心的低碳循环经济产业体系，推动煤炭资源的清洁化、低碳化发展，实现产业链全程减碳。

打造基于新能源应用的“源网荷储一体化”示范基地，大力开发应用光伏新能源，推动电解铝生产的低碳、绿色转型。

通过黄涌波的言语，我看到了一个科研人员，不，应该是一群像黄涌波这样的科研人员，心系国家战略资源安全的使命担当。

采访期间，正值准能集团2022年年中工作会召开之际，杜善周在大会上说：“推动从单一资源依赖型向绿色低碳循环发展型转变，从追求速度规模向更加注重质量效益转变，从燃料向燃料原料并重转变，从综合机械化向智能化智慧化转变。”但也要清楚地认识到“受制于历史和现实条件制约，目前发展低碳循环经济、建设智能微电网遇到瓶颈，存在堵点，需要加大协调力度，加快推进步伐；绿色生态产业已形成规模，在有效变现上还需继续努力。这些是工作中需要重点关注、主攻突破的”。同时明确提出：“今年要尽快落实电解铝指标和示范项目厂址调整，力争早开工、早建设。”

黄涌波给我描述的绿色低碳循环经济产业园和杜善周的年中工作会上讲话，无疑是一脉相承的。但他们也看到这条道路上的艰难困苦，也让我看到了他们致力于低碳循环经济的雄心壮志。

从研发中心到氧化铝中试厂有一条300多米的小路，有一天，我同梁鹏走在这条路上，他说：“这条小路连接着研发中心和氧化铝中试厂，是我们低碳循环经济项目从实验室走向中试的道路，同时也是低碳循环经济项目走向未来的康庄大道，尽管这条路上经历了一个又一个艰辛的科学探索。”

梁鹏的一番话，让我想到了明代诗人于谦的《咏煤炭》：

凿开混沌得乌金，蓄藏阳和意最深。

爝火燃回春浩浩，洪炉照破夜沉沉。

鼎彝元赖生成力，铁石犹存死后心。

但愿苍生俱饱暖，不辞辛苦出山林。

这首咏物诗通过对煤炭不辞辛苦，为人类发光发热精神的歌颂，抒发了作者献身于造福大众的博大胸怀。在我看来，这也正是准能集团科研人员心如磐石的坚强意志的真实写照，乐于奉献的价值取向的真实写照。