費托合成使原油也可再生

只需陽光、水和二氧化碳就可生產出想要的成品油。原油、天然氣、頁巖氣又是誰？用什么方法造出來的？

馮躍威專欄

多家媒體專欄作家，專注于國際能源投資、避險等課題研究與咨詢

眾所周知，德國有大量煤炭，但幾乎沒有石油。因此，早在1902年，德國化學家Sabatier 和Senderens就開始對煤炭液化進行研究，不久披露成果稱，在常壓和200℃～300℃條件下，把一氧化碳和氫氣注入分散有鎳或鈷的反應器后就可生成甲烷。這一開創(chuàng)性研究成果激發(fā)了眾多德國化學家紛紛投入，進行更深入的研究。

在1910年代，由一氧化碳和氫氣在加壓高溫條件下制醇、醛、酮及烴類的許多技術專利陸續(xù)申報。其中，1913年德國科學家弗里德里希.貝吉烏斯開發(fā)了一種用煤炭生產可用于內燃機的液體燃料工藝，1926年被德國化學工業(yè)巨頭法本公司購買。這一“氫化工藝”為日后提升原油煉制產品的附加價值發(fā)揮了重要作用。

同期，位于魯爾河畔米爾海姆市馬克思.普朗克煤炭研究所的德國化學家弗朗茲.費歇爾和漢斯.托羅普施在1925年研究出以一氧化碳和氫氣的混合氣體為原料，在催化劑和適當條件下合成液態(tài)烴或碳氫化合物（hydrocarbon）的工藝流程。該工藝是用煤、天然氣或生物質原料生產合成潤滑油與合成燃料的關鍵技術，被稱為費托合成（ 簡稱FT合成），用以解決基于石油烴類供應安全或成本等問題。

第一次世界大戰(zhàn)結束后，看到戰(zhàn)艦、飛機、坦克等機械化裝備對戰(zhàn)爭結局所發(fā)揮的作用以及由此帶來對液體燃料需求的增加，重新走軍國主義道路的納粹德國抓緊了對FT合成技術研發(fā)、工業(yè)化和規(guī)?；度?，并從1936年起，將煤制油定為德國重點建設領域。盡管1936年煤制油產量僅有62萬噸，但隨眾多研究成果的應用，類似鐵基催化劑逐漸取代鈷基催化劑，使生產成本大幅降低。到1939年煤制油產量達到220萬噸，1940年達到320萬噸，1941年達到390萬噸，1942年達到420萬噸，1943年達到500萬噸的戰(zhàn)時最高峰。1944年由于美英轟炸，產量降到約200萬噸。二戰(zhàn)期間，德國油料消耗量的一半來自煤制油，其中飛機燃料的三分之二來自煤制油，煤制油對德國發(fā)動戰(zhàn)爭和戰(zhàn)爭失敗都起到了重要作用。

二戰(zhàn)后，隨原油的大量開采和應用，到1962年，德國用FT合成規(guī)?；a燃料油的工廠幾乎全部關閉，但德國科學家卻沒有停止FT合成機理及其工業(yè)化創(chuàng)新研究的腳步。

其中，2011年1月德國航空航天局、瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院、鮑豪斯航空協(xié)會和殼牌公司共同啟動了受到歐盟為期4年資助的“太陽能—飛機”項目，在短短三年多的時間里，已成功研究出用陽光、水和二氧化碳生產煤油的技術。其機理是，將金屬氧化物放在能產生2000℃高溫的太陽能反應器中，將金屬氧化物分解為金屬離子和氧離子，并與二氧化碳和水蒸氣反應，生成由純度很高的氫氣和一氧化碳合成氣，再利用FT合成法，在鐵系催化劑和特定條件下把氫氣和一氧化碳混合氣體生產出合成液態(tài)烴，那些含輕質烴較多的液態(tài)烴就是煤油。

至此，只需陽光、水和二氧化碳就可生產出想要的成品油。那么，原油、天然氣、頁巖氣又是誰？用什么方法造出來的？

責任編輯：趙 雪