二氧化碳+氢＝汽油？不用怀疑，中国千吨级的设备都有了

发布时间：2024-12-09 00:03

纸张循环利用，每回收一吨纸能减少1.2吨二氧化碳。 #生活常识# #环保节能技巧# #碳排放理解#

中国黑科技

二氧化碳与氢气合成，反向造汽油

温室效应和能源问题一直是困扰全球发展的一个问题，甚至关乎着人类未来的发展。尤其是对于我国来说，我国每年消耗的能源非常庞大，而目前我国的石油严重依赖进口，比如2021年我国石油进口量超过5.1亿吨，原油进口依赖度达到70%以上，石油严重依赖进口其实存在很多不确定性，万一某一天被切断石油运输对国内的整体影响是比较大的。

几十年来，为了解决能源的问题，包括我国科技人员在内，全球科技人员一直在想尽各种方法去解决温室效应和能源问题。但是按照人类目前掌握的技术，想要完全解决温室效应和能源问题，短期内是不可能实现的。

2017年，由大连化物所碳资源小分子与氢能利用创新特区研究组孙剑、葛庆杰、位健等人组成的研究团队开发了二氧化碳加氢制汽油技术，

研究团队通过设计一种新型Na-Fe?O?/HZSM-5多功能复合催化剂，成功实现了CO?直接加氢制取高辛烷值汽油。

该研究成果发表在《自然-通讯》上，被誉为“CO2催化转化领域的突破性进展”，当时还被《自然》杂志选为研究亮点。

单纯从这点来看，这项技术还是得到世界权威杂志认可的。根据大连化物所负责人的介绍，这项技术可实现二氧化碳和氢的转化率达到95%，汽油在所有含碳产物中的选择性优于85%，显著降低了原料氢和二氧化碳的单耗，整体工艺能耗较低，生成的汽油产品环保清洁，经第三方检测，辛烷值超过90，馏程和组成均符合国VI标准。

而大连化物所解决二氧化碳和氢转化成汽油的技术难题主要是靠一种特殊的催化剂。为此研究团队设计了一种高效稳定的Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂，这种复合催化剂有三大优点：

第一个是，在接近工业生产的条件下，该催化剂实现了甲烷和一氧化碳的低选择性，烃类产物中汽油馏分烃（C5-C11）的选择性达到78%，有利于大规模生产；

第二个是，这种方法生产的汽油排放能满足环保要求，汽油馏分主要为高辛烷值的异构烷烃和芳烃，基本满足国V标准对苯、芳烃和烯烃的组成要求；

第三个是，这种催化剂具有较好的稳定性，可连续稳定运转1000小时以上，显示出潜在的应用前景。

正因为这种催化剂的优越性，所以将它应用在二氧化碳和氢转化成汽油上面，可以实现较大规模的生产。该技术历经实验室小试、催化剂吨级放大制备等过程，于2020年在山东邹城工业园区建设完成了千吨级中试装置，并陆续实现了投料试车、正式运行以及工业侧线数据优化，最终实现了年产1,000万吨的目标，而且未来将朝着万吨级的目标推进。

那么问题来了

这一设想到底是否可行？

过去几十年，人类一直在寻找解决能源的办法，而且经过多年的研究之后，目前确实掌握了一些合成汽油的办法，比如将煤转化成石油，目前是具有可行性的，我国每年煤制油产量就达到1,000万吨左右的规模。当然除了煤制油等一些技术之外，氢能源最近几年也越来越得到大家的重视，目前氢能源的应用还是比较广泛的，比如我国已经有不少氢能源汽车，这些氢能源汽车主要应用在运输领域。

只不过目前的氢能汽车制氢，需要到加氢站加氢才可以，而且加氢的成本相对比较高昂，并不具备大范围推广的意义。但是前几年就有一些厂家号称可以直接把水变氢，也就是给汽车加水，就可以直接生成氢能开在路上。

比如之前浙江青年汽车就号称掌握了水变氢的技术，当时还引起了大家的广泛关注，但后来事实证明，这种技术并不成立。

首先可以肯定的是二氧化碳和氢确实可以炼油，但目前这项技术更多地局限于实验阶段，离量产还有很大的距离，而且即便未来能够量产了，但是是否具备大规模推广还是个问号，这里面最关键的问题就是原料的成本问题。

二氧化碳和氢合成汽油最主要的原料就是二氧化碳和氢。这两样东西在自然界当中存量非常庞大，比如空气当中到处都是二氧化碳，很多发电厂排出来的也是二氧化碳，汽车尾气排出来的也有二氧化碳。

氢那就更不用说了，水就是由氢和氧构成，而全球储量最大的就是水，所以氢可以说是取之不尽用之不竭。但问题是，不论是二氧化碳还是氢的制备成本都是比较高的，虽然空气当中二氧化碳很多，但如何把二氧化碳跟其他物质分离出来，得到纯正的二氧化碳，这需要花费很大的成本。

氢的制作成本就更加高昂，氢制造过程需要耗费大量的能源，这也是为什么目前氢能源没法得到大范围推广的重要原因。当然随着技术的不断进步，目前人类已经掌握了大规模制氢的技术，而且制氢的成本也在不断下降，而且现在已经有一些国家研发出利用太阳能大规模制氢的技术，如果未来这种技术能够得到全面推广，那获取廉价的氢气将变成现实。

千吨级设备落户山东

“变废为宝”走上日程

3月4日，中国科学院大连化学物理研究所发布消息称，该所和珠海市福沺能源科技有限公司联合开发的全球首套每年1000吨的二氧化碳加氢制汽油中试装置已经在山东邹城工业园区开车成功，该装置将生产出符合国VI标准的清洁汽油产品。废气真要变宝藏，二氧化碳在将来或许真会变成一种宝贵资源。

3月4日，该技术在上海通过了由中国石油和化学工业联合会组织的科技成果评价。中国科学院院士、评价专家组组长何鸣元主持评价会。大连化物所研究员孙剑在会上代表研究团队作了工作报告。评价专家组专家一致认为：该技术成果属世界首创，整体技术处于国际领先水平，同意通过科技成果评价。

该技术于2020年在山东邹城工业园区建设完成了千吨级中试装置。目前已形成具有自主知识产权的二氧化碳加氢制汽油生产成套技术，为后续万吨级工业装置的运行提供了有力支撑。

无论从科技还是从环保的层面上来说，全球首套年产千吨的二氧化碳加氢制汽油中试装置在我国山东邹城工业园区的开车成功都意义重大，也标志着这一技术的实用技术已形成规模化制造设备成套运转阶段，而我国在这一领域也处于全球领先的位置，并且将为我国建造后续万吨级工业装置的运行提供技术验证和操作经验等。

中国的新能源之路

二氧化碳合成汽油、太阳能发电、洁净氢能源；可以说中国在新能源开发上在未来将多点开花，多领域共同发展，这不但是我们中国的能源趋势，更是世界的能源趋势~因为在碳中和的大背景下，新能源、洁净能源是一个必选之举~

2020年，科技部启动了国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”重点专项，将重点突破质子交换膜、气体扩散层碳纸、车用燃料电池催化剂批量制备技术、空压机耐久性、高可靠性电堆等共性关键技术。研究表明，氢能及氢燃料电池技术有望大规模应用在汽车、便携式发电和固定发电站等领域，也是航空航天飞行器、船舶推进系统的重要技术备选方案，但面临低生产成本（电解质、催化剂等基础材料）、结构紧凑性、耐久性及寿命三大挑战。

氢能源2050

在世界各国，各地区为满足乘用车及货车在同一年内的燃料需求，可根据行驶里程等实际情况进行推算。2015年，全世界的汽车保有量为12.6亿辆，到2050年这一数据将增加至25.0亿辆。根据全球氢能权威组织国际氢能委员会的预测，到2050年，氢能将占全球能源需求的18%，市场规模将达到2.5万亿美元。其中，载货量大、行驶距离远且使用频率高的商用车被认为是氢能源的最佳使用场景。

由于商用车大多载货量大、行驶距离远且使用频率高，目前受限于充电时长和续航里程的纯电动车很难满足商用车的使用需求。同时，此前在商用车领域占据相当地位的柴油车清洁技术已经“见顶”，无法满足更高要求的排放标准和电动化趋势。因此，氢能源目前被认为更适合应用于商用车领域。