曾被视为“黑姑娘”的煤炭，在鄂尔多斯正经历着一场深刻的形象重塑。这座城市并未满足于源头开采的升级，而是将目光聚焦于煤炭深加工的“蝶变”，以此突破过去单一的能源输出模式。
转变的关键节点在于甲醇。它以煤炭为原料，经由煤气化反应（煤与氧气、蒸汽高温反应）生成含氢气和一氧化碳的合成气。合成气经过组分调整和净化脱硫、脱碳等步骤后，在催化剂催化下，于高温高压环境中生成甲醇。甲醇不仅是重要的基础化工原料和清洁液体燃料，更是连接煤化工与石油化工的桥梁，能够脱水生成乙烯、丙烯等基础化工原料。
煤炭到甲醇构成了核心的主干，而甲醇便是开枝散叶的起点。其后续转化为烯烃技术是核心突破。煤制甲醇、烯烃聚合制聚烯烃本身是成熟技术，但甲醇制烯烃（MTO/MTP）作为连接两者的核心技术环节，则是近年来开发成功的关键所在，成为“煤制烯烃”的核心。煤基甲醇制烯烃技术根据产品重心不同，主要分为MTO（侧重乙烯/丙烯）和MTP（主要生产丙烯）两大类，两者在工艺、反应器、催化剂及最终产品上存在差异。
目前国内领先的MTO技术包括由中科院大连化物所开发的DMTO工艺、中国石化上海石油化工研究院的SMTO工艺、神华集团SHMTO工艺等。MTP技术则以德国Lurgi MTP及清华大学FMTP工艺为代表。大连化物所自上世纪80年代便着手DMTO研究。2010年，全球首套180万吨煤基甲醇制60万吨烯烃装置在神华包头成功开车，开辟了非石油路线生产基础化工原料的新途径。
从实验室研究走向大规模工业生产，是一条充满挑战的路。技术须历经小试、中试的数据积累和反复验证。从示范项目放大到产业化生产，又需不断改进工艺以适应大型装置。鉴于我国的能源禀赋和国际石油市场的波动性，煤基甲醇制烯烃技术在国内，尤其是在鄂尔多斯获得了迅速发展。
“中国煤制烯烃产业化主阵地集中在鄂尔多斯，能耗水耗指标全国领先，发挥着‘头雁’作用。”中天合创化工分公司综合计划部部长孟庆功如是评价。
2016年，中天合创大型煤炭深加工示范项目建成投产，采用中国石化自主研发的SMTO技术，其关键设备如大型机组、高压煤浆泵等实现了国产化。该项目的MTO装置单系列产能达180万吨/年，曾是全球最大。自2017年商业运营以来，累计生产煤炭1亿吨，产出MTO级甲醇3000万吨，提供聚烯烃产品1000万吨。当前产业化的工艺逻辑虽未革命性变化，但在装置细节、流程管控上追求更高效率和精度。今年3月，该公司风光制氢一体化项目启动，标志绿电制氢探索进入快车道。
宝丰能源同样在鄂尔多斯大展身手。副总裁韩华山称：“宝丰内蒙古300万吨烯烃项目占到全国总产量的23.4%，全部装备实现国产化替代进口。”该项目仅用18个月投产，创下规模、工期、装备替代、能耗成本等多领域纪录。项目集中国内顶级科研力量联合攻关，首次产业应用中科院大连化物所最新DMTO-III技术，实现单套烯烃装置产能超百万吨，大幅降低烯烃产品的甲醇单耗。其采用的国产化设备中，23项达国内外领先水平，创下多个全球或全国规模之最的行业纪录。
内蒙古久泰集团作为准格尔旗产业领军者，自2007年入驻大路工业园区以来，已由单一甲醇生产商发展成涵盖“煤—化—材”全产业链的国家级高新技术企业。如今更是探索煤基下游高附加值产品，筹备丁辛醇、特种橡胶等项目，致力于打通煤基新材料全产业链。近年来，随着煤炭资源不断被发现，乌审旗凭借其煤质（低灰、低硫、高热值、高活性）优势，成功引入中煤、中石化、中石油、宝丰、汇能等行业巨头，初步形成以煤制甲醇、煤制烯烃、煤制尿素为主导的三大产业链。
“煤变油”技术（煤炭液化）的历史可追溯至二战前。其原理是通过改变温度和压力条件，调整煤炭的碳氢比，使其液化成汽油、柴油、液化石油气等产品。技术路线分为直接液化（煤高温高压下加氢裂解成油）和间接液化（煤先气化再合成油品）。
尽管煤制油过去因高投入、高能耗受争议，但其作为战略储备和替代能源途径的价值依然重要，且近年来项目在能耗、水耗和排放方面持续优化。2009年3月，采用中科合成油费托合成技术的伊泰集团位于鄂尔多斯准格尔旗大路工业园区的示范工厂，成功产出国内煤间接液化工业化第一桶合格成品油，标志着该技术完成了从实验室到工业示范的关键跨越。该项目为后续技术优化、工艺放大和人才培养奠定了坚实基础，至今仍是同等规模项目中运行指标最优异的代表之一。
国家层面则有更宏大的项目。由国家能源集团鄂尔多斯煤制油公司运营的全球首套百万吨级煤直接液化工业化装置（位于伊金霍洛旗），于2008年试产成功，2011年商业化运行。该项目采用国家能源集团完全自主知识产权技术，使用“863”项目的纳米催化剂，使我国成为唯一掌握百万吨级煤直接液化关键技术的国家。
现代煤化工产业的肌理离不开科研创新的塑造。在鄂尔多斯，产学研的紧密结合正在生动实践。由清华大学与鄂尔多斯市政府共建的鄂尔多斯实验室，是该领域的新型创新引擎。其探索的“合成气一步法制备烯烃”工艺具有颠覆性潜力——省去甲醇环节，从源头上提升煤炭转化效率，有望显著降低投资、能耗及三废排放。该技术已完成实验室小试，正联合中天合创建设千吨级中试装置进行工业验证。
为加速创新成果转化，鄂尔多斯正打造现代煤化工创新技术中试基地。该基地聚焦新型煤化工技术、煤基高端化学品、新能源配套材料、资源再生利用四个方向，吸引了包括“一步法制烯烃”在内多个前瞻技术中试项目的入驻。中试基地作为“缩小版工厂”和“放大版实验室”，是降低风险、跨越“死亡之谷”、打通实验室与工业化“最后一公里”的关键平台。
从“羊绒大王”到“乌金神话”，鄂尔多斯这座资源型城市展现了不断求索的精神风貌。立足于丰厚的“乌金之海”，鄂尔多斯正持续深挖潜力。通过延伸煤炭产业链、积极布局新能源产业，以及前沿科技创新的引领，这座昔日的煤都正在现代煤化工领域闯出一条资源型城市的现代化新路子。
