![](/upload/zgkxb/images/2023/7/2023724543550.jpg)
工作中的刘中民(右二)。 大连化物所供图
■本报见习记者 孙丹宁
“谈不上‘最美’,我只是众多科技工作者中的一员而已,还是要踏踏实实地工作。”提及获得全国“最美科技工作者”的感受,中国科学院大连化学物理研究所(以下简称大连化物所)所长刘中民摆了摆手。
自上世纪80年代跟随导师踏入甲醇制烯烃领域,到如今被推选为2022年“最美科技工作者”十人之一,刘中民在能源领域已经深耕了四十余载。
甲醇制烯烃(DMTO)、煤基乙醇……这些年,刘中民没少“惦记”能源,几项重大成果带来巨大经济效益的同时,也获得了国家技术发明奖一等奖、国家科技进步奖一等奖、“八五”重大科技成果奖、中国科学院杰出科技成就奖等重要奖项。他既是研究所所长、中国工程院院士,还是辽宁省政协副主席。
“我从来不觉得辛苦,做自己喜欢的事就不苦。”刘中民说。
惦记煤炭:让它们变个“魔术”
上世纪70年代,世界上遭遇了两次石油危机。石油价格在危机中大幅攀升,许多发达国家开始考虑以煤炭取代石油,大连化物所则注意到了一个特殊的技术——煤制烯烃,并开始组建团队对“煤代油”进行深入研究。刘中民就在此时进入大连化物所攻读研究生,并跟随导师迈入这一领域。
“最开始我作为研究生,对于国家需求有所认知,但对具体研究了解得并不透彻。”刘中民告诉《中国科学报》,“随着研究的深入,我对这项技术的感情变得有些‘微妙’。因为我们的技术就是在国家石油不足或石油供应有限制时做战略储备用的,但是真要用到战略储备技术的时候,说明我们国家的形势已经面临风险了。”
但是,我国需要这项技术储备吗?答案是肯定的。
烯烃是日常生活中常见的工业品,飞机、汽车、冰箱、电视、鞋子、衣服等一切有塑料的地方,大都有烯烃的存在,而其生产高度依赖石油资源。在这样的大环境下,科学家想到了一个新方法:用煤炭或天然气首先制成合成气,再将合成气制成甲醇,然后用甲醇制成烯烃。
跟随导师学习一段时间后,刘中民在博士毕业后开始负责二甲醚制烯烃催化剂研制,并于1995年完成了中试试验。而他也成为了团队负责人,从导师手中接过“接力棒”,成为新一代主力。刘中民从此正式“惦记”上了煤炭。
“转化一代,开发一代,前瞻一代,这是大连化物所对煤制烯烃研究的部署。”刘中民说,“前辈将煤制烯烃这一‘接力棒’传给我,寄予了很大希望。我是中间的传承者,只能带领大家继续前行。”
2006年,DMTO工业化试验宣告成功。2010年,神华包头DMTO工业装置投料试车一次成功,我国率先实现了甲醇制烯烃核心技术及工业应用零的突破。在此基础上,刘中民团队又相继发展了DMTO-II、DMTO-III,对促进煤炭清洁高效利用、缓解石油供应紧张局面、保障我国能源安全具有重大意义。
煤制烯烃技术还在持续发展,刘中民又“惦记”上了煤基合成气制乙醇。
乙醇,俗称酒精,既是重要的基础化学品,又与人们的日常生活息息相关,是世界上公认的环保清洁燃料。在工业上,乙醇的最大用处是作为汽油添加剂有效改善汽油品质,大幅减少车辆污染物的排放。
“传统的乙醇生产技术主要以粮食为原料,像美国、巴西等国都是利用粮食和甘蔗等生物原料进行发酵生产乙醇。”刘中民介绍说,“但是我国地少人多,以粮食为原料制备燃料乙醇不适合在我国大范围推广,需要开发非粮燃料乙醇技术,避免出现‘与人争粮’的局面,保障粮食安全。”
刘中民表示,我国能源资源的特点为“富煤、贫油、少气”。推进煤炭清洁高效利用,对维护我国能源安全具有特别的意义,也是促进我国实现“双碳”目标的重要途径。因此,开发具有自主知识产权的煤基乙醇成套技术符合我国国情。
为此,刘中民带领团队研发出一条环境友好的全新工艺路线——以煤基合成气为原料,经二甲醚羰基化,加氢合成乙醇。这条路线采用非贵金属催化剂,无腐蚀,可以直接生产无水乙醇,是煤基乙醇相对理想的路线。
技术路线有了,下一步该如何做呢?
“研发的根本目的是为了应用。我们的特色是基础研究和应用研究相结合,从实验室研究开始就注重与企业合作。”刘中民说。
2012年,大连化物所和延长石油集团开始联合开展“合成气制乙醇整套工艺技术”项目攻关。2017年1月11日,拥有我国自主知识产权的全球首套10万吨/年煤基乙醇工业示范项目打通全流程,生产出合格无水乙醇。
随后,团队又进行了技术升级迭代。目前,煤基乙醇技术已签订11套技术许可合同,乙醇产能累计达到345万吨/年,煤基乙醇战略新兴产业已具雏形。
刘中民就像一个大国“魔术师”,给国家“变”来了每年数百亿元的经济收益。2015年,刘中民当选中国工程院院士。
“煤炭是高碳资源,也是二氧化碳排放的主要源头,我们必须走煤炭低碳化的路子,这是最大的挑战。既要保安全,又要保发展,还要低碳化,这是我一直努力的方向。”刘中民说。
惦记管理:一直在“悟”些什么
自27岁担任甲醇制烯烃研究组副组长,到成为项目和团队负责人,刘中民在用煤炭“变魔术”的路上已经走了40余年。他说,这么多年最深的感受是自己比较幸运。
其实,这并不是单纯的幸运。博士毕业不久就被任命为研究团队的副组长、1995年成为组长,刘中民都是在缺乏资金和人员时“临危受命”的。
当时,国际上原油价格暴跌,正在做“煤代油”项目的大连化物所团队受到了很大影响:如果采用甲醇制烯烃生产工艺,成本将比石油制烯烃高出很多,根本挣不到钱。而随后,申请的项目被否掉、国内公司无人合作……作为学术带头人的刘中民压力巨大。
“一开始我特别喜欢自己做研究、做实验。”刘中民告诉《中国科学报》,“但是做了组长就不能这样了,大家都忙起来、都有事做才是我的责任。要考虑研究组的发展,协调研究组之间的事宜,还有课题、方向的设置,人员之间的分工协调等。”
刘中民主动带领团队成员一次次与企业“求”合作,并在中国科学院领导视察之际,递交了一份整理好的报告。正是这份报告改变了DMTO的命运,也为这项技术带来了100万元“雪中送炭”的经费。
除了负责研究组的管理工作,刘中民自2007年起还担任大连化物所副所长,2017年之后担任所长。
大连化物所是中国科学院体量比较大的研究所。一下子多了一个行政职务,刘中民感觉有点“不太适应”。“我不是专门学管理的,这个主要靠‘悟’。跟科学家打交道不像管理一家企业,我们强调学术民主、提倡创新,每个人的精神都是高度自由的。但是也需要有规矩,制度的建立、流程的合理性、各种研究之间的平衡关系、怎么支撑年轻人发展以及所里的发展等,这一系列的事我都在思考和摸索。”
2023年,刘中民当选辽宁省政协副主席。在被问是否觉得辛苦时,他笑着说:“担任这些职务需要每天协调好自己的时间,乐在其中就不觉得辛苦。”
惦记未来:创新要追求“一览众山小”
回首过往,刘中民一直认为做科研是一件很快乐、很幸福的事,而做研究最大的目标就是“敢想敢做”。他举了一个例子:“之前胶片相机占据主流市场的时候,绝大多数人没有想到要发明数码相机,而一旦灵感乍现,这项技术就真的做成了。有些所谓的颠覆性技术就是看敢不敢想。如果我们以目标为导向,敢于设想并提出问题,也可能会做出颠覆性技术。”
在教导学生方面,刘中民一直要求他们做创新的事,对未知充满好奇,明白国家需求在哪儿,展现出年轻人“初生之犊不畏虎”的精气神来。但是刘中民也有一些担心:“如果让一个刚入门的新手做创新的事,必然也是做最难的事。为防止打击他们的积极性,就要循序渐进一步步来。要让他们保持对科研的热情、科学的热爱,养成辩证思考的习惯,这些与专业能力同等重要。”
2023年,科技部成立了首届国家碳中和科技专家委员会,刘中民担任了专家委员会组长。
“科技创新是实现经济社会发展和‘双碳’目标的关键。”刘中民说,“专家委员会要切实肩负起‘双碳’科技创新与战略咨询的历史使命,加强对国内外‘双碳’领域技术的跟踪和分析研判,结合国际发展趋势和国家实际情况深入开展战略研究,围绕‘双碳’科技创新发展路径选择等重大关键问题提出意见建议。”
“双碳”目标要以科技革命为引领,将技术成果应用到工厂,才能真正实现体系的变革,要不然就是纸上谈兵。近些年,大连化物所在榆林推进国家级能源革命创新示范区建设。刘中民表示,榆林有丰富的煤炭、石油、天然气资源,是西电东送的基地,不仅有化石能源,还有风能和光伏等可再生能源资源。中国科学院将很多技术都应用到了榆林,技术应用成功之后就可以“复制”到其他地方推广使用。
为了更好服务国家“双碳”目标,适应多能融合技术的发展趋势,刘中民更多地聚焦能源和人工智能领域,思考研究所未来的发展方向。
“科学本身有自己的规律。大家看到庐山远近高低各不同,这和眼界、格局、目标都是有关系的。”刘中民说,“而我们目前最需要的是‘一览众山小’的视野和创新。”
《中国科学报》 (2023-07-24 第3版 综合)