咱們加油瞅著油價牌都心疼,現在九二汽油都快破八塊了,要是真能加到三塊錢一升的汽油,那不得搶瘋了?其實咱國家科學家早就搞出了符合標準的人造汽油,技術還是世界頂尖的,可為啥這么多年都沒鋪開讓普通人加?今天就跟大伙掰扯清楚這里的彎彎繞。
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咱們國家是全球第二大石油消費國,2023年全年石油對外依存度高達77.63%,超過四分之三的原油都得靠進口。國際油價一漲一跌,咱們的用油成本就得跟著晃,消費者完全沒主動權,搞自主造汽油早就成了科研的核心方向。
早2011年英國就有科學家搞出過類似的清潔燃料,理論上燃燒只產生水,成本還特別低,當時國際媒體都吹得很兇。結果這套方案暴露出大問題,核心原料氫氣儲存運輸都極不穩定,稍微出點錯就可能炸,根本沒法用在城市道路上,最后只能爛在實驗室里。
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咱中國科學家從一開始就繞開了這個死坑。咱們不把氫氣直接當燃料,而是拿氫氣和二氧化碳當原料,用催化合成直接做出液態汽油。這種汽油在儲存運輸上和普通汽油沒差,現有的加油站直接就能用,不用砸大錢重新建一套新體系,實用性比氫燃料方案高太多。
2017年中科院大連化學物理研究所的研究團隊,正式發表了二氧化碳加氫制汽油的研究成果,論文發在《自然-通訊》,還被《自然》雜志選為研究亮點專題推介。國際審稿人給的評價是CO?催化轉化領域的突破性進展,這可不是行業客套話,是真的認可。
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這份認可全靠硬數據撐著,團隊設計的復合催化劑,把汽油餾分在碳氫產物中的選擇性提至78%以上,產品第三方檢測辛烷值超過90,所有指標都符合國五排放標準。催化劑還能連續穩定運轉超過1000小時,這是衡量催化劑能不能工業化的核心指標,拿到這個數據就說明技術已經具備工程化的基礎了。
數據過關只是第一步,從實驗室實驗臺到工廠量產,中間差著無數關卡呢。生產規模放大之后,反應器里的溫度場流場都會發生根本性變化,催化劑性能也會變,小試的參數根本不能直接用。原料穩定供應也是一道大坎,二氧化碳大規模工業捕集國內還在探索,要拿到高純度產品,提純壓縮輸送每一步都有技術難度和成本負擔。
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最理想的氫氣是可再生能源制出來的綠氫,可這種產能大多集中在西北地區,工業需求大多在東部。把氫氣從西北拉到東部,不管走管道還是罐車,都要面對成本和安全的雙重壓力,兩種核心原料產地錯位,湊到一套生產體系里本身就是復雜的供應鏈難題。
大伙聽說的每升成本不到三塊,真不是憑空炒作,是中試階段算出來的結果。按中試測算,每噸人造汽油生產成本大概4300元,一噸汽油約合1379升,算下來剛好每升三塊一左右,比市面上八塊多的零售價便宜一大截。
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但這里要給大伙說清楚,這三塊錢是不含基建和長途運輸成本的中試生產成本,不是大伙去加油站加油能拿到的價格。化工行業這種成本很常見,只是用來體現技術效率,真到消費者手里,加上運輸稅費加油站利潤,價格肯定會漲上去。
就算這樣,這項技術的價值也不能忽視,不用石油做原料,解決原料供應就能完全自主生產,徹底擺脫對進口原油的依賴。還能把工業排放的二氧化碳抓來用,燃燒后產生的二氧化碳還能再抓一次,形成閉環碳循環,剛好符合減碳的大方向。產品純度高雜質少,燃燒比普通汽油更穩,對發動機磨損也更小。
這么好的技術為啥不加快推廣,其實核心原因是有了更優的選擇,就是現在大火的新能源汽車。從全社會能量利用效率算,可再生能源發電直接驅動電動車,整條鏈路的效率比先制氫再合成汽油再燃燒高太多。能量每轉換一次形式就會有損耗,轉換次數越多總損耗越大,這是物理規律沒人能改變。
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國家手里的資源就這么多,肯定要投給能產生最大效益的方向。同樣一度電,給電動車充電能跑的里程,比做成合成汽油能跑的多好幾倍,這筆賬怎么算都清楚。現在咱們國家電力本身就是緊平衡,用電需求還在漲,拿大量電力去做低效率的合成汽油,整體算下來根本不劃算。
這不代表這項技術就沒用了,直接被扔進垃圾堆了。那些重型運輸航空船舶這些場景,短期根本沒法實現電動化,飛機不能背著大電池飛,遠洋貨輪也不能半路充電,液態合成燃料就是現在最可行的低碳替代選項。把技術儲備好,本身就是一份珍貴的戰略資產。
2022年全球首套千噸級二氧化碳加氫制汽油中試裝置在山東鄒城開車成功,產出的汽油經檢測符合國六排放標準,專家組一致認定這項成果是世界首創,整體處于國際領先水平。這標志著咱們這項技術已經從實驗室走到了工程驗證階段,扛住了連續運行的壓力測試,工程可靠性有了初步證明。
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可就算過了工程驗證這關,離大規模工業化量產還有很長的路要走。每年一千噸的產能,對比國內每年1.3億噸的汽油消費量,真就是滄海一粟。化工領域放大規模不是簡單按比例堆,從千噸到萬噸再到幾十萬噸,每跨一步都要解決全新的溫度控制安全管理問題,難度非常大。
原料供應的結構性矛盾到現在也沒解決,西北可再生能源多能制氫,但是缺水,沿海水源充足,可是沒有多余的可再生電力用來制氫,長距離輸氫的成本和安全問題也繞不開。加上現在新能源汽車擴張太快,2024年國內新能源乘用車滲透率已經突破47%,接近一半的新車都不用加油,對便宜汽油的需求緊迫性本來就在下降。
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國家把更多資源投向電動化,真的是非常合理的選擇。電動車能量鏈路短損耗小效率高,充電基礎設施已經成規模,產業鏈也越來越成熟。人造汽油要規模化,得同步解決碳捕集綠氫制備運輸一大堆問題,每個環節都要砸大錢花時間,資源有限的情況下,這么排優先級完全說得通。
不優先推廣不等于直接擱置,現在相關團隊還在找更穩定的原料來源,往航空船運這些沒法電動化的場景拓。這些地方電動化根本發揮不了作用,人造汽油的價值沒人能替代。
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人造汽油現在還沒到大規模應用的時候,可這項技術就握在咱們手里。等以后碳捕集技術成熟,綠氫成本降下來,工程難題一個個解決,這項技術肯定能在合適的場景發揮作用。它本來就不是要取代現有的加油站,只是咱們國家能源多元化棋盤上的一個關鍵棋子,等著合適的時機落子。
參考資料:新華社 二氧化碳加氫制汽油中試裝置開車成功
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