12月28日，全球规模最大的乙醇生产装置在安徽淮北启动试生产，每年可产出无水乙醇60万吨，开创了一条煤炭清洁高效低碳利用的新路线。
中国科学院大连化学物理研究所刘中民院士团队从2010年起，提出了以合成气为原料制无水乙醇的工艺路线，并和陕西延长集团合作，共同开发出合成气经甲醇脱水、羰基化、加氢制取乙醇的技术。经过多年的技术迭代和催化剂工艺升级，实现了经济性的大幅提升。
乙醇是世界公认的优良汽油添加剂，也是重要的基础化学品。2022年我国以陈粮发酵路线生产的燃料乙醇约270万吨，使用缺口达1000万吨左右。非粮乙醇的大规模生产对于保障我国粮食安全、能源安全和化工产业链供应链安全具有重要意义。
从煤到酒精：一项世界级的创新
我们都知道，煤炭是一种固体燃料，而乙醇是一种液体燃料，两者看起来没有什么关系。但是，经过一系列的化学反应，煤炭可以转化为乙醇，这就是煤基乙醇技术的奥妙所在。具体来说，煤炭先经过气化，生成含有一氧化碳和氢气的合成气，然后经过转化，生成甲醇，再经过脱水、羰基化、加氢等步骤，最终合成无水乙醇。
这项技术是中国科学家经过多年的研究和实践，突破了世界级的难题，实现了从实验室到工业化的跨越。
目前，中国已经拥有了设计和建设百万吨级大型煤基乙醇工厂的能力，而且完全自主，不依赖于国外的技术和设备。这是中国煤炭化工领域的一项重大创新，也是中国绿色低碳发展的一项重要贡献。
无水乙醇：一种多功能的能源和化工产品
无水乙醇有什么用呢？答案是：很多。
无水乙醇可以用作汽油的增氧剂，也就是我们常说的乙醇汽油。乙醇汽油是在普通汽油中添加一定比例的乙醇，形成的混合燃料。乙醇汽油有很多优点，比如：
乙醇汽油可以提高汽油的辛烷值，提高发动机的性能，减少爆震和磨损，延长发动机的寿命。
乙醇汽油可以减少汽车尾气中的污染物，如一氧化碳、碳氢化合物、苯等，降低对大气和人体的危害。据研究，使用10%的乙醇汽油，可以使尾气中的PM2.5减少40%以上，一氧化碳减少20%左右，碳氢化合物减少15%左右，苯减少25%左右。
乙醇汽油可以节约石油资源，降低对外依存度，提高能源安全。中国是全球最大的石油进口国，每年进口超过5亿吨原油，占总消费量的70%以上。如果全国范围内推广使用乙醇汽油，按照10%的掺混比例，每年可以节约原油5000万吨，相当于一个中等规模的油田的产量。
除了用作汽油的增氧剂，无水乙醇还可以用作化工原料，制造各种精细化学品，如乙烯、乙二醇、聚乙烯等。这些化学品广泛应用于塑料、纺织、医药、农药等领域，是现代工业和生活不可缺少的物质。通过煤基乙醇技术，可以实现煤炭向高附加值化工品的转化，提高煤炭的利用效率和经济效益。
无水乙醇：一种有利于社会和环境的选择
无水乙醇的发展，不仅有利于能源和化工产业，也有利于社会和环境。比如：
无水乙醇的生产，可以保障国家的粮食安全，不占用粮食和耕地资源。传统的乙醇生产，主要依赖于粮食、蔗糖、薯类等农作物，这些作物需要大量的耕地和水资源，与人类的粮食需求存在竞争。而煤基乙醇技术，可以利用我国丰富的煤炭资源，不需要消耗任何粮食和农业用地，也不会影响粮食价格和供应。据估算，年产乙醇50万吨的煤基乙醇项目，相当于节约粮食150万吨，这是一个中等规模的城市一年的粮食消费量。
无水乙醇的生产，可以减少煤炭的污染和排放，改善环境质量。煤基乙醇技术，采用了先进的煤炭气化、合成气净化、乙醇合成等工艺，实现了煤炭的全封闭循环利用，没有任何固体废弃物和废水排放，也没有二氧化硫、氮氧化物等有害气体排放。与传统的煤炭燃烧相比，煤基乙醇技术可以大幅降低煤炭的碳排放强度，减缓全球变暖的趋势。据估算，年产乙醇50万吨的煤基乙醇项目，相当于减少二氧化碳排放150万吨，这是一个中等规模的火电厂一年的排放量。
如何通过煤化工手段实现点“煤”成“酒”？
早在2010年，刘中民团队就已开始攻坚非粮乙醇生产赛道，提出了以合成气为原料，经二甲醚羰基化和乙酸甲酯加氢合成无水乙醇（DMTE）的技术路线。2017年，全球首套10万吨/年甲醇制乙醇工业示范项目一次开车，截至目前，示范项目已稳定运行7年；2023年12月28日，全球规模最大的60万吨/年乙醇生产装置在淮北矿业集团碳鑫科技有限公司启动试生产。截至目前，DMTE技术已签订13套工业装置（其中出口2套）技术实施许可合同，乙醇产能达395万吨/年。
“事实上，这一次的项目表面看是煤化工产业链的进一步延伸，实际也与钢铁化工、石油化工有融合。”刘中民说，“其生产原料合成气，是将钢厂炼焦排出的焦炉气作为生产原料，这一部分焦炉气原本用于燃烧发电，会产生二氧化碳排放。而现在转发为乙醇，就相当于一定程度上实现了源头减碳。”
“一氧化碳和氢气是煤基乙醇的关键原料。我国是钢铁生产大国，副产含有大量一氧化碳和氢气的钢厂煤气，因此，从原理上讲，从钢厂煤气制乙醇是可行的。”大连化物所研究员刘红超表示。
当然，规模越大、难度更高，面临的问题也更为复杂。要保障装置的成功投产，必须克服包括催化剂研制、反应工艺优化、现场复杂问题解决等一系列难点。尤其是在催化剂方面，在10万吨/年工业示范装置所用催化剂基础上，当前催化剂性能有了进一步的更新和提高。“目前开发出新一代羰基化催化剂，最终催化剂单程寿命达到16500小时，相当于两年，有效提高了技术的经济性和可靠性。”刘中民介绍。
“近年来，淮北矿业集团始终坚持依托煤炭、延伸煤炭、超越煤炭发展战略，加强煤炭清洁高效利用，走绿色低碳发展道路。利用煤焦化电一体化产业优势，按照谋划一批、储备一批、建设一批的思路，大力发展化工产业项目的建成，对煤化工产业发展具有里程碑的意义，将进一步延伸煤化工产业链。”安徽碳鑫科技有限公司总经理李伟表示，这次生产装置试生产启动，实现了焦炉煤气制取乙醇的大规模生产，促进了钢铁、能源、环境等行业的低碳化融合发展。
“含氧化合物是煤化工最有特色的产品路线，并且还可继续向下拓展产业链。”刘中民表示，像乙醇这类含氧化物还有很多，比如生活最常用到的可降解塑料乙醇酸聚合，就是煤化工产物。从这个角度来看，中国含氧化物一定会形成一个新兴的战略产业。而煤化工行业的未来发展，既要适应低碳化要求，还要做出有特色的产业体系，既为自己所用，还得有市场竞争甚至国际市场竞争力。煤炭的高效清洁转化利用还存在潜力。”
延长中科(大连)能源科技股份有限公司总经理王辉也认为，未来随着整个乙醇产业链的延伸，一定会有更多的企业利用这项技术，乙醇产品不仅仅成为售卖的商品，还可用作其他用途，从而形成全新的产业链。“比如陕西延长石油集团第二套50万吨/年乙醇装置的产品将直接脱水做乙烯，然后进行下游精细化学品的生产；新疆天业的乙醇产品将最终做聚氯乙烯；淮北矿业集团也拿出来其中一部分乙醇做胺类的化工产品。”