——记中科院福建物构所煤制乙二醇技术工业化
□《科学时报》记者 郑千里 刘丹
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2007年夏天，内蒙古科尔沁草原腹地，通辽经济技术开发区，一场非同寻常的典礼在这里举行。中国国内生产能力最大的120万吨煤制乙二醇生产基地落地西辽河畔。
中科院副院长李静海院士在为其剪彩奠基时说：“用褐煤替代石油生产乙二醇，符合我国以煤为主的资源特点，特别适合内蒙古亟待开发利用褐煤的实际情况。”
中科院福建物构所所长洪茂椿接受现场记者采访，为人们描绘了这样一幅雄伟的蓝图：未来，通辽将成为世界最大的煤制乙二醇生产基地。这个总投资达100亿元、年生产能力为120万吨乙二醇的项目，将成为煤制乙二醇工业中的“巨无霸”。
2009年3月18日，这是另一个重要的时间节点。在该成套技术的实施地江苏省丹阳，中国科学院召开了“万吨级CO气相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇成套工艺技术”（简称“煤制乙二醇”）成果鉴定会，鉴定委员会专家一致认为，该项成果标志着我国在世界上率先实现了全套“煤制乙二醇”技术路线和工业化应用，是一项拥有我国自主知识产权的世界首创技术。
2009年5月7日，中科院“世界首创万吨级煤制乙二醇工业化示范”新闻发布会在北京人民大会堂隆重举行，全国人大常委会副委员长、中科院院长路甬祥亲自出席并发表了讲话。
路甬祥在谈及乙二醇项目的合作模式时强调：在学习实践科学发展观、建设创新型国家的进程中，中科院物构所实施创新工程，构建了知识创新、技术创新和工程产业化的“金三角”，并发挥三者互动的科技创新体系，在推动科技创新、科技成果转移转化与产业化、创建高新技术企业等方面谋划了独具特色的创新机制。在应对国际金融危机的新形势下，它将为企业通过科技成果转移转化，提升自主创新能力提供一些宝贵的经验，为实现我国国民经济的平稳快速发展，探索出一条合作共赢的创新之路。
路甬祥提出的“金三角”这一概念，无疑也是该新闻发布会的点睛之笔。
从2007年8月开始，在通辽市建成120万吨煤制乙二醇生产基地，其产品可望实现部分替代进口，该项目也是我国煤化工的五大重点示范工程之一。
2009年12月7日，20万吨工业示范装置打通了全流程，并成功生产出合格的乙二醇产品，标志着我国在世界上率先实现了煤制乙二醇成套技术的工业化应用。
2010年1月20日，500多位两院院士的投票结果揭晓，该项目被评为2009年度中国十大科技进展之一；接着，福建物构所煤制乙二醇研究集体被中科院授予2009年度杰出科技成就奖。
叙事之一：何谓“煤制乙二醇”？
“煤制乙二醇”对于一般公众而言，可能还是个颇为陌生的名词。
乙二醇是国家重要的化工原料和战略物资，用于制造聚酯（可进一步生产涤纶、PET瓶子、薄膜）、炸药、乙二醛，并可作为防冻剂、增塑剂、水力流体和溶剂等，目前国际上主要采用石油路线制备。我国乙二醇年需求量超过700万吨，过去由于自身的产能较低，每年的进口量达500多万吨。
“煤制乙二醇项目的一大特点，就是可以利用我国相对富产的煤炭资源作为原材料制备乙二醇。”洪茂椿介绍说，“这项技术的优势，主要表现在经济效益高和节省石油资源两个方面。”
洪茂椿为记者算了一笔账：以20万吨煤制乙二醇项目为例，在褐煤产地内蒙古通辽的生产成本为每吨2625元，需消耗褐煤5.66吨（相当于2.83吨标准煤），而按照2009年12月的市场价格，每吨乙二醇的售价为7500元，毛利润约65%。
“传统的石油路线制备乙二醇的能耗、水耗和原材料成本，均比煤制乙二醇技术要高得多。”洪茂椿说，“我国是个多煤少油的国家，煤炭价格和石油相比相对平稳。以目前的石油价格估算，用煤炭，特别是用内蒙古等地的廉价低热值褐煤替代石油，生产制备出的乙二醇可降低生产成本30%以上，市场潜力巨大。”
的确，乙二醇项目之所以如此引人关注，一方面因其实现了以煤代替石油乙烯生产乙二醇，适应于中国富煤少油的能源结构；另一方面，这个项目也将有力提升我国乙二醇的自给能力。
目前这项技术已被列入《2009－2011年石化产业调整和振兴规划》和《关于发挥科技支撑作用，促进经济平稳较快发展的意见》中的关键产业技术之一。据专家测算，用石油乙烯路线每生产一吨乙二醇约耗2.5吨石油。目前全世界用石油乙烯生产的2000多万吨乙二醇，若都以煤为原料进行生产，节省下来的石油，相当于新开发一个年产5000万吨石油的大庆油田。煤制乙二醇的推广应用，将有效缓解中国乙二醇产品供需矛盾，对中国的能源和化工产业产生重要影响，具有重要的科学意义、突出的技术创新性和显著的社会经济效益。
叙事之二：卅载风雨寻觅产业路
一项具有如此重大意义的工程，从最初的技术研究开始，到如今年产20万吨乙二醇示范项目的开工，这段艰难曲折的路程，中国走了将近30年。
福建物构所是我国最早进行乙二醇基础研究的单位之一。
早在上个世纪80年代初，福建物构所的实验室里就立足未来，开始了工艺和相关催化剂的研究开发。1993年，时任所长黄锦顺亲自担任项目组长，承担了国家计委“一氧化碳合成草酸酯和乙二醇新工艺”科技攻关项目，1993年，通过国家“八五”攻关项目200毫升催化剂规模，1000多小时催化剂寿命考察的模试工作。打通了新工艺路线全过程，催化剂寿命达标。
为了使工艺技术更切合工业生产实际，福建物构所在国内的多家企业，如福建省南靖合成氨厂、福州第二化工厂、江苏如东黄海化工厂等，用合成氨铜洗回收工业CO气体作为原料进行试验，取得了成功。
“但是由于技术、经费和合作机制等方面的一些原因，几个关于中试的项目没有真正圆满完成。”洪茂椿介绍。
在从1993年到2003年近10年的时间里，物构所始终在与有关企业商谈，希望开展联合中试的工作。他们先后与多家煤化工大企业进行了联络，但都是“剃头挑子一头热”，没有真正寻找到能够成功合作的伙伴。
“分歧经常表现在研发经费、投资、成果归属、合作形式、技术保密等环节上。”回忆走过的一路坎坷，洪茂椿所长感慨良多。
叙事之三：敢吞“大象”的小企业
与江苏丹阳化工集团的合作，用福建物构所煤制乙二醇技术攻关组组长姚元根研究员的话来说，“机缘来自于一个电话”。
姚元根和后来的兰国政副所长一起，一直在跟进乙二醇的合作项目。他清楚地记得，2005年4月的一天，时任研究所副所长的他，在办公室接到一个来自江苏丹阳化工集团的电话。电话是从物构所的科技处转接过来的。对方自报家门之后，开门见山地表达了来意：“我们比较了国内有这个技术的几家单位，就你们的技术好一些。我们希望能够和你们合作，上马中试项目。”
从1995年开始，福建物构所就一直在为乙二醇技术寻找企业合作者。10年来的寻寻觅觅，姚元根接触过的企业很多，多数是国有大型化工企业。接到“丹化集团”的电话，他的第一反应是：丹化集团凭什么想吞下乙二醇这头“大象”？
作为江苏常熟人，姚元根对同处苏南的丹阳市有些了解，一个苏南县级市属企业找上门来，这的确有些意外。
2005年6月1日，姚元根同项目组的陈贻盾、李兆基两位研究员在出差，“顺道”从安徽乘火车到了丹阳。
接待物构所一行的，是丹阳化工的两位技术管理人员：总经理王斌和技术开发部主任李国方。在参观了丹化集团具有自主知识产权的5万吨醋酐工程装置后。姚元根和两位老同志都感到：我们这一趟是来对了！
回到福建后的第二天，姚元根接到了丹阳集团董事长曾晓宁的电话：“我们马上就会带上团队，到福州登门拜访！”
6月7日，在姚元根丹阳之行的一周后，在福建物构所的会议室里，福建物构所和丹阳化工集团签署了一份厚重的合作协议。徘徊在产业化大门之外将近30年的煤制乙二醇技术，终于看到了落地生根的希望。
在后来的合作过程中，王斌还常常和姚元根打趣：“一开始你还瞧不起我们嘞！”姚元根总是会哈哈大笑。打动福建物构所所长洪茂椿及其领导班子决策信心的，正是丹阳化工集团不容小觑的工程化力量，以及他们相对灵活的体制机制。
叙事之四：“事非经过不知难”
“发展才是硬道理，毕竟，自进入中科院的知识创新工程之后，福建物构所奋起直追，科技成果转化的能力已今非昔比，我们研究所名声在外，成为诸多企业追逐的‘明星’也水到渠成。”曾在福建的地方企业摸爬滚打了多年、在产业化方面有着较多历练和经验的兰国政副所长说。
福建物构所与丹阳化工集团一拍即合后，很快也就找到了风险投资方。2005年6月，福建物构所与上海金煤化工新技术有限公司（简称金煤公司）联合，由金煤公司投资1000万元，建成了“CO气相催化合成草酸二甲酯、草酸和乙二醇”连续工艺的中试装置，这套中试装置可以实现每年生产草酸二甲酯300吨，乙二醇100吨的规模。同时，金煤公司向福建物构所提供100万元的研发经费，支持中试过程中的研发工作。次年12月，中试完成，各项指标达到了预定目标，为万吨级乙二醇工业试验装置提供了建厂设计工艺软件包。
2006年下半年开始，在中试成功的基础上，由金煤公司投资1.5亿元，福建物构所与金煤公司共同组织，开展了1万吨/年乙二醇的工业试验。按合同规定，合作双方以上述中试技术成果进行工业化生产时，将对中试技术成果进行资产评估，根据无形资产评估值确定技术入股股份，按福建物构所占51%，上海金煤公司占49%的比例分享。催化剂技术归福建物构所独家所有。
福建物构所作为技术的源头，负责向万吨级工业示范装置提供催化剂技术和产品，并组织专用催化剂的生产和后期研发。
通过和上海金煤公司的成功合作，在产业化的大门外徘徊了近30年之后，煤制乙二醇项目犹如枯木逢春，终于在短短3年的时间内，在江苏丹阳完成了中试和万吨级乙二醇的工业试验。20万吨的工业示范项目也蓄势发力，得以不久后也很快在内蒙古的通辽经济技术开发区开工上马。
如今，走过这段路程的福建物构所的人们回头看，依旧会产生出许多的感慨。这也正如路甬祥院长2009年10月在视察福建物构所时，讲话中所引述江泽民同志的一句话：“事非经过不知难。”要开启产业化紧锁幽闭的大门，的确是一段沉甸甸的、厚积薄发的历程。
启示之一：基础研究是创新之源
在接受《科学时报》专访时，洪茂椿所长这样总结：“与其说这是我们一项技术的成功，不如说是一个创新模式的成功。”
福建物构所多年打磨和锤炼，构筑了一条特色鲜明的知识和技术创新链——“基础研究的源头创新——应用高技术研究——产业化辐射”，在基础研究和高技术创新相互促进的科技创新体系中，这里正不断上演着一幕幕令人振奋的“好戏”。
“只要我们的基础研究做得好，就等于抓住了科技创新的源头；无论今后国家需要做什么，我们都可以很好地加以满足。”洪茂椿的这番自信，来自于福建物构所多年扎扎实实的基础研究功底。
前一两年，洪茂椿所长飞赴大洋彼岸，参加了美国化学会组织的有关学术活动。归来之日，他不无兴奋地告诉记者：“没想到，美国人对物构所竟那么熟悉！”
洪茂椿说，20年前他曾在美国做过访问学者，但此次在美国见到的都是一些生疏面孔，很少遇上当年的老朋友。然而当人们从他递给的英文名片中，读到“中国科学院福建物质结构研究所”，却表现出一见如故的亲切和热情。很显然，福建物构所良好文化的积淀，已在美国学术界产生了很好的“名片效应”。不过外国朋友提起这个研究所的名称，似乎更简略——“Fujian Institute”（福建所）。
福建物构所扬鞭奋蹄，不断推出前沿基础研究的学术成果，使自己的国际影响力不断得到增强。2005年新年，洪茂椿、吴新涛、曹荣等，曾陆续收到美国Thomson科学信息研究所发来的特制明信片，信中就他们的有关论文“被引用数达到相关领域ESI顶级引用率的1%”表示了祝贺和赞赏。
据中国科学技术信息研究所发布的2008年度中国科技论文统计结果，福建物构所2008年SCI收录论文数322篇，位居全国科研机构第9位；SCI收录论文被引用650篇2276次，位居全国科研机构第8位；1999~2008年SCI收录的论文，累计被引用1660篇16717次，位居全国科研机构第10位。其SCI收录论文数连续6年、SCI收录论文被引用篇数连续5年，都位居全国科研机构前10位。
但仅仅会写一些高影响因子的论文，显然不是福建物构所的目标，把论文落到实实在在的成果和专利上，才是他们建所的方向。
“我们的基础研究不只是传统意义上的象牙塔，同时也是对科技支撑非常明确的一项工作，它既着眼于研究工作的原创性、前瞻性，又注重解决关乎国计民生的关键技术发展过程中的重大科学问题。”福建物构所副所长曹荣如是说。
煤制乙二醇项目中，核心技术为催化剂的研发。如何研发高选择性、高转化率以及低成本的催化剂，是整个煤制乙二醇技术的关键所在。这个问题的解决就需要从基础研究入手。福建物构所在国家“973”计划项目的支持下，通过结构化学的手段探索制备新型的催化剂。
“通过基础研究的源头创新，为产业技术的发展提供了坚强的支撑，也为我们今后发展新技术作好了储备。”曹荣副所长说。
启示之二：国家需求引领航线
“如何真正发挥技术的先进性、有效地促进知识转移和成果转化，变技术优势为产业优势，是我们研究所多年来上下求索的问题。”福建物构所分管科研与产业化的副所长兰国政对《科学时报》记者表示。
在产业界的多年淬炼，福建物构所不断在总结着“金玉良言”。“国家的战略需求，是我们成果转移转化和产业化的第一驱动力。”就是福建物构所常常提到的一点经验。
煤制乙二醇项目的重新启动，就得益于福建物构所领航者高瞻远瞩，对国家战略需求的准确把握。
实际上，由于多年来产业化道路一直不顺畅，福建物构所开发的煤制乙二醇项目，在世纪之交进入了队伍青黄不接的时期，许多富有经验的老研究人员退休，年轻骨干大多数转入其他研究领域。从1993年到2005年，这个极具潜力的技术，中间停了12年。
在科研力量衰退的同时，传统的石油制乙二醇技术路线进退维谷，一方面我国乙二醇需求的缺口日益扩大，另一方面，随着国际油价的大幅上涨，石油制乙二醇出现亏损。
福建物构所所长洪茂椿未雨绸缪，在当时研究所开发队伍力量不齐的状况下，重新组织了“煤制乙二醇”项目攻关组。人员采用新老结合的办法，由当时的副所长姚元根任组长，并将该项目列为全所化学领域未来发展的重点学科方向，视为知识创新三期的重要研究内容。正是这一果断的决策，福建物构所终于占领先机，敲开了世界洁净乙二醇生产工业的一扇大门。
“是基于什么样的原因和考虑，促使你们把以前搁浅了的项目重新捡起来？”记者这样问洪茂椿。
“我觉得最大的原因，应该是从知识创新工程以来，我们的理念创新和技术创新。”洪茂椿告诉《科学时报》，“路甬祥院长前些年就明确提出，科技工作要实现‘九个转变’。我们以前搞科研，确实就是写篇文章、报个奖励就很知足了。实施知识创新工程以来，在思想观念创新的指导下，我们才开始将视野上升到国家战略层面，将自己的科学研究与国家的重大需求相结合。”
“当时的石油价格已经很贵了，而我们国家乙二醇每年的需求量为700万吨，需要每年进口乙二醇500万吨。而煤这方面我们还是有一定资源优势。”洪茂椿道出了国家层面的燃眉之急，“不但是价格高的问题，还有在供应上受制于人的问题，这么大量的进口对我国的聚酯产业很不利。”
“我们的考虑和企业不谋而合，于是就积极组织力量开展攻关。”洪茂椿介绍说，“原来搞研究的一些人都退休了，我们聘他们回来当顾问，把原来的技术拿出来再改进、再创新，花了很多精力财力。现在的团队成员则大多是三四十岁的年轻人，很有活力。”
重新捡起12年前的项目，并不是一件容易的事。在洪茂椿看来，直接促使“煤制乙二醇”项目成功的原因有四：一是原来的技术不是特别成熟，通过十几年各方面的积累，技术才逐渐成熟起来；二是这项成果里有几十个小技术，需要进行攻关和集成；三是与企业有很大关系，企业如果没有创新能力，这事也不好办；第四就是机制，这是最重要的。如何形成机制，让参与进来的各方都赢，以及如何调动机制的形成，都是缺一不可的。
“我们正好这四个条件都具备了。”洪茂椿说，“看准国家目标，服务国家目标，一步一步地从基础研究开始做起，研究所才能获得真正意义上的成功。”
启示之三：带土移植的合作理念
如果把可以转化的科技成果比作良种，即使再好的良种，也需要适宜的阳光、水土、养料和精心的养护，才能生根发芽、茁壮成长。把这些“良种”从实验室移植到生产线上，福建物构所花费了很多心思。
回顾煤制乙二醇项目走过的30年转化历程，福建物构所副所长兰国政说：“科技成果、工程化技术和资本的有效联合，是我们项目成功的关键，而合作的理念吻合是成果顺利转化的前提。”
企业是技术创新的主体，不可否认的事实是，大部分企业的终极目标是获得经济效益，追求利润最大化。众所周知，成果转化具有相当的风险和不确定性，往往存在意外的成功或难以预料的失败，要承担技术成熟度、市场变化和资金回报等方面的风险。特别是，中试的地位在成果转化过程中却比较尴尬，研究所没有中试能力，企业怕担风险一般不愿投资，于是“中试难”成了成果转化的瓶颈。
煤制乙二醇项目在上世纪90年代中期已完成了模式，并取得了预期结果。在随后的10年多时间里，福建物构所也积极与多家企业进行协商合作，由于种种原因，合作没有成功。直到2005年，找到了技术和成果嫁接的好婆家，合作各方密切配合、努力攻关，在短短的3年多时间里，完成了百吨级工业中试和万吨级工业试验工作，20万吨级工业示范工程项目也已启动建设。
总结研究所走过的近30年坎坷历程，洪茂椿说：从产业化的社会投资渠道来讲，这么大的投资不是谁都愿意投的，换一句话说，很少人敢冒这么大的投资风险。为煤制乙二醇早日实现产业化应用，我们曾主动登门找过很多家单位，把成果的可行性程度介绍给企业，让他们有了深刻的认识。因为对企业而言，他们一方面是要瞄准市场需求，一方面是要有经济效益，只有让他们真正心动了，才会舍得花类似于工业化中试这样的巨额投资。如果仅仅是依靠我们本身的积极性去做肯定做不成。我们在源头创新上虽然是强项，但后面的产业化工作就必须靠企业。后来为了乙二醇的工业化试验，还专门成立了一家投资公司，我们用了将近两年时间才磨合好。
福建物构所实践的大胆探索，兰国政总结出了一套与企业合作的理念和经验：一定要选择有技术自身需求的、注重提升技术创新能力的、对成果转化风险有足够认识的企业作为合作伙伴，不能因为自己的急于求成，一味地“拉郎配”。尽管成果转化存在风险，但一旦转化成功，其投入产出比完全能够打消投资风险的相关疑虑，保证企业成果转化成功以后的切实回报率。促进科研成果的拥有者和应用者之间对风险的统一认识，是提高成果转化成功率的前提。
从实验室小试成果走向中试、产业化过程中，不可避免地，需要开展工程化和规模化关键技术研究，需要解决放大生产过程中引起的一系列技术问题。只有保护主要研发人员的权益，体现知识价值，才能发挥人才、技术与资本效益的最大化。
福建物构所在激励机制上尝试的创新，是将科技人员与企业、科技成果与产品紧密地联系起来，使一批高新技术成果真正做到了“带土移植”。由科技人员“披挂上阵”的企业，相继亮出自己科技含金量的“身价”，成为“技术资本化、资本人格化”的生动写照。
“注重知识产权的保护，建立健全维权机制，变无形知识资产为有形资本资产，最大限度地保证对成果有贡献的科研人员权益，这样才能充分调动科研人员积极性。”洪茂椿这样解释物构所“科技致富”的动因。
“实现成果转化和产业化，是科研院所贡献国家、服务社会、构筑创新价值链的重要体现，通过与企业合作，可以获取更多科技需求信息，从中选择新的科研课题或技术研发方向，使其不断适应社会和经济发展需要，为研究所不断注入新的动力和活力，实现研究所的良性发展。”洪茂椿说。
启示之四：不拘一格的模式创新
总结福建物构所在成果转化和产业化上的经验，也可以说，在内蒙古通辽市乙二醇项目的成功实施，代表了一种新的成果转化模式。
乙二醇项目没有走传统成果转化的老路。它对企业工程化水平和资金能力要求较高，物构所灵活应对，用“专利实施许可＋合作中试＋新知识产权共享”的模式，与上海金煤化工新技术有限公司合作，在丹阳成功完成了“煤制乙二醇”百吨级中试实验和万吨级工业试验。根据合作协议，中试取得的所有技术成果和权益归双方共有，大大提高成果提供方和接受方的积极性，保证了双方的权益。
另外，对于一些具有关键核心技术的成果项目，福建物构所选择采用专利和技术秘密实施许可使用的方式，这样的项目通常为技术成熟度较高、成果转化风险较小、不需要大宗的资金，既可保证企业的利益，又可保护知识产权，科研人员获取一定的经济回报，可谓一举数得。
“科技成果转化有多种模式，根据成果的性质、技术含量和操作难度，企业的工程化水平、自主创新能力和资金实力等，选择不同的成果转化途径和模式，而不能千篇一律，将自己束缚在固有的思维方式上。”洪茂椿所长如此评点。
在人民大会堂举行的新闻发布会上，路甬祥对乙二醇项目有这样的高度评价：
“煤制乙二醇”工业化示范取得成功，是中科院积极构筑知识创新、技术创新和工程产业化创新价值链的创新成果，为中科院研究所实施科研成果产业化提供了一种思路和模式，很有借鉴意义。
路甬祥院长还说：“有效推动科研成果产业化，关键是理念，中国科学院党组明确提出要实现九个转变，其中的一个转变，就是要从注重科技创新向同时重视转移转化转变。我们要摒弃轻视和忽视高新技术成果产业化的错误思想，必须从根本上转变重科学、轻技术，重发现、轻发明，重技术、轻管理，重水平、轻效益的观念，树立完整的科学价值观。”
这，也正是物构所乙二醇项目的成功之道，同时，也给予了我们该如何构建“金三角”以应有的启示。
《科学时报》 (2010-3-9 A5 2009年中国十大科技进展专题报道) |
