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發(fā)布時間：2023-08-05 08:59

油價進入10元時代別急,，有一個消息讓大家又燃起了希望,，那就是用二氧化碳制取汽油！這事兒聽起來有些神奇,，甚至有人覺得就像當(dāng)年的“水變油”一樣荒誕,，畢竟汽油燃燒之后就是變成了二氧化碳和水，如果倒過來讓二氧化碳再變回汽油,，似乎有些違反科學(xué)規(guī)律,。然而這件事的確是事實：中國科學(xué)院大連化物所的二氧化碳制汽油技術(shù)，已經(jīng)實現(xiàn)了較大規(guī)模的生產(chǎn)。他們與珠海一家公司合作,，在山東建成了全球首套千噸級二氧化碳制汽油示范裝置,，并且已經(jīng)開車成功了。年產(chǎn)1000噸的規(guī)模雖然還比不上普通的煉油廠,，但相比小打小鬧的實驗室水平已經(jīng)大大提高,，接近了工業(yè)水平。

二氧化碳制汽油千噸級示范裝置這種看起來似乎違反能量守恒定律的反應(yīng),，是如何實現(xiàn)的呢,？汽油的主要成分是碳氫化合物，單靠二氧化碳是很難變出汽油的,，這其中的秘訣在于“加氫”,。簡單來說，就是汽油中的碳來自二氧化碳,，而它所蘊含的能量則來自氫氣,。因此，用二氧化碳加氫制取汽油,，在理論上是完全可行的，科學(xué)家很早之前就開始了這方面的研究,。2002年,，日本科學(xué)家就進行了這方面的嘗試，他們使用鐵粉作為催化劑,，讓二氧化碳和鹽酸(含有氫原子)在100兆帕和300℃的條件下發(fā)生反應(yīng),，結(jié)果只生成了一定量的甲烷、乙烷,、丙烷和丁烷,，與生產(chǎn)汽油還有差距。2016年,，諾貝爾獎得主喬治·歐拉的團隊,，采用了基于金屬釕的催化劑，實現(xiàn)了將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇,，轉(zhuǎn)化率高達79%,。2022年2月，斯坦福大學(xué)的馬泰奧·卡涅羅團隊改良了催化劑,，在金屬釕的表面涂一層多孔塑料,，將二氧化碳加氫制丁烷的轉(zhuǎn)化效率提高了1000倍。

二氧化碳制汽油在原理上是可行的從這些成果可以看出,，如果想把二氧化碳變成可以燃燒的燃料,，除了要加氫之外，還需要用到一種至關(guān)重要的物質(zhì)：催化劑。以金屬釕制成的催化劑非常昂貴,，而且甲醇,、丁烷等也不是真正的汽油。不過,，中國科學(xué)家的成果卻比上面這些更實用：他們使用磁鐵礦,、鈉和沸石制成的催化劑，直接生成了高標(biāo)號汽油,。2017年,，大連化物所的研究團隊采用新型的Na-Fe3O4/HZSM-5多功能復(fù)合催化劑，首次實現(xiàn)了二氧化碳加氫直接制取高辛烷值汽油,。注意這可是貨真價實的汽油,，而不是甲醇、丁烷之類,。雖然這一成果已經(jīng)非常亮眼,，但畢竟還處于實驗室階段，如果不能量產(chǎn),，那這項技術(shù)的意義也就大打折扣了,。

2017年大連化物所實現(xiàn)二氧化碳加氫制汽油不過我國科學(xué)家并沒有讓大家失望，在歷經(jīng)實驗室小試,、百克級單管評價試驗,、催化劑噸級放大制備等過程之后，在山東鄒城工業(yè)園區(qū)建設(shè)完成了千噸級中試裝置,，并陸續(xù)實現(xiàn)了投料試車,、正式運行以及工業(yè)側(cè)線數(shù)據(jù)優(yōu)化。2021年10月,，該裝置正式通過了由中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織的72小時現(xiàn)場考核,。該技術(shù)實現(xiàn)了二氧化碳和氫的轉(zhuǎn)化率達95%，汽油在所有含碳產(chǎn)物中的選擇性優(yōu)于85%,，這意味著原料的利用率很高,，整個過程的能耗也比較低，經(jīng)第三方檢測,，生產(chǎn)出的汽油辛烷值超過了90,，并且符合國六標(biāo)準(zhǔn)。如果千噸級裝置還嫌太小的話,，接下來還會有萬噸級工業(yè)裝置,，并且一步步向大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)邁進。如果未來真的能夠大量使用二氧化碳來生產(chǎn)汽油的話,，那對環(huán)保來說可是一個絕好的消息,。

人類每年排放大量二氧化碳二氧化碳是最主要的溫室氣體,，是公認的引發(fā)全球氣候變暖的罪魁禍?zhǔn)住８鶕?jù)國際能源署(IEA)發(fā)布的數(shù)據(jù),，2021年全球能源燃燒和工業(yè)過程的二氧化碳排放量達到了363億噸,。而另據(jù)統(tǒng)計，到2021年,，大氣中二氧化碳的平均濃度達到414ppm,，比工業(yè)革命前提高了50%。如果能夠?qū)⑦@些二氧化碳轉(zhuǎn)化成汽油的話,，就算只轉(zhuǎn)化一部分,，也將實現(xiàn)碳的良性循環(huán)，大幅降低二氧化碳的排放,，對地球和人類來說將是巨大的福音,。除了環(huán)保方面的好處之外，車主最關(guān)心的當(dāng)然是油價能不能降,。假如二氧化碳制汽油大規(guī)模量產(chǎn)的話,，廣大車主無疑會歡欣鼓舞：二氧化碳取之不盡用之不竭，要是能把它制成汽油,，那對高油價豈不是一次暴擊,？汽油將來會不會變成白菜價？如果能成真,，那我們再加油時,，就可以愉快地說一聲“95號加滿”了。

油價能不能降,，是車主最關(guān)心的問題咱們不妨來算一算，以目前的原料成本,，用二氧化碳加氫制汽油合不合算,，能不能把汽油打回白菜價：汽油的分子式可以認為是C8H18，我們可以假設(shè)其中的碳當(dāng)然來自二氧化碳,，氫來自氫氣,，此外還有一部分氫氣在反應(yīng)中變成了水。1升汽油的重量大約是0.73千克,，理論上需要2.25千克的二氧化碳和0.2千克的氫氣,。再考慮到前面所講的95%的原料轉(zhuǎn)化率，并認為產(chǎn)物中有85%是汽油,，算出來需要2.79千克二氧化碳和0.25千克氫氣,。

工業(yè)用的二氧化碳這些二氧化碳和氫氣要多少錢才能買到呢？工業(yè)用二氧化碳價格約為700元/噸,，相當(dāng)于每公斤0.7元,，看上去一點兒都不貴,。但氫氣就比較貴了，一公斤要60元,。這樣算下來,，生產(chǎn)1升汽油消耗掉的二氧化碳和氫氣原料成本約為17元，這遠遠超過了當(dāng)前95號汽油的價格,。這還沒完,，17元只是原料成本，再考慮到能耗,、催化劑的消耗,、設(shè)備維護、折舊等,，真正的成本不可能低于20元,。再考慮到汽油價格中還包含稅費，最終用這種技術(shù)生產(chǎn)出來的汽油,，價格很可能達到95號汽油現(xiàn)價的3倍,。聽到這個結(jié)論，是不是覺得二氧化碳制汽油瞬間就不香了,？

這種方法制出來的汽油太貴了其實不然,！如果您仔細研究一下前面的計算，就能發(fā)現(xiàn)這里面的成本大頭是氫氣?，F(xiàn)在工業(yè)制氫氣的方法大多是從化石燃料或化工副產(chǎn)品中提煉,，或者用生物甲醇制氫，成本當(dāng)然就低不了,。但如果能充分利用我國西部地區(qū)的太陽能和風(fēng)能來制氫,，那成本就不一樣了。現(xiàn)在風(fēng)力,、太陽能發(fā)電是清潔能源的主流,，但它們很多都建在偏遠地區(qū)，不僅向外輸送很困難,，而且還靠天吃飯,，極不穩(wěn)定。由于這兩項缺點,，大量的風(fēng)電,、光伏電都被放棄了，十分可惜,。但如果用這些不好利用的能源,，通過電解水或熱化學(xué)的方法來制氫，這就相當(dāng)于變廢為寶了,，這樣生產(chǎn)出來的氫氣成本就相當(dāng)?shù)土恕?/p>

我國每年需要進口大量原油2021年一年,，我國就進口了5.13億噸石油,，對外依存度高達70%。如果二氧化碳制汽油技術(shù)能夠推廣,，不論是從環(huán)保還是能源安全方面,，都有著巨大的好處。對于廣大車主的錢包來說,，那就更加有意義了,。