近期,有一段话非常流行:“92号加满,负债满满;95号加满,倾家荡产;98号加满,三代还款!”虽然夸张,但表示了大家对高油价的不开心,众所周知,2022年3月17日24点开始,油价会史诗级上调,9号汽油都将进入9月时代。但与此同时,本月4日,中国科学院大连化学物理研究所发布消息称:全球首套二氧化碳加氢制汽油装置启动成功,注意这是量产,那这项已经量产的技术会在将来终结汽油的上涨吗?
和二氧化碳杠上了的中国人
提起二氧化碳制取什么,想必大家还能够想起不久之前,中国科学家利用二氧化碳制取了淀粉,宣告人类可能未来真的可以“喝西北风”就饱的消息吧?
其实不只是二氧化碳制取淀粉,很多人不知道的是,中国已经实现了量产化的二氧化碳制取塑料了,还卖得不错,而且这项成果的拥有者同样是这次制取汽油的研究所——中科院长春应化所。
其实从1997年开始,长春应化所就在布局二氧化碳的利用转化技术了,在2018年的时候,这个团队就实现了,利用二氧化碳制取塑料的工艺,注意这不是实验室的那种,是真的量产成功的产品和技术,其量产达到了5万吨/年,这些塑料可用于生产塑料袋、快递包装、农用地膜等,而且比传统塑料更加的环保容易降解。而成功的秘密就在于他们开发了一种稀土三元催化体系,而这一次的二氧化碳制取汽油,同样是催化剂的突破。
二氧化碳制取汽油,催化剂要用得好
其实二氧化碳制取汽油并不是新技术了,早在2002年的时候,日本就实现了二氧化碳加氢变汽油的工艺,但是他们采用的是用铁粉做催化剂,利用盐酸制取氢气,与二氧化碳在100MPa和300℃下反应,但最后只获得了一定数量的甲烷、乙烷、丙烷和丁烷,虽然烷类只要含量再高一点就是汽油了。但毕竟没有完全成功。
2016年,诺贝尔奖得主乔治·欧拉的团队,首次采用了基于金属钌的催化剂,将从空气中捕获的二氧化碳直接转化为甲醇,转化率高达79%。甲醇是一种重要的化工原料,也可以用作燃料。可以说也是研究成功了。
但是这么多年以来,欧美日本都在这个行业不断投入,研发新的技术,但是因为二氧化碳本身就非常稳定,不容易利用,同时无法解决产品纯度问题,一直都只能呆在实验室里面。
直到2017年的时候,中国的团队使用新型的Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,首次实现了实验室二氧化碳直接加氢制取汽油。当然如果只是这样的话,那么这项技术也就是在实验室秀一秀而已,但这次不同,经过长时间的改进和尝试,中国将这项技术成功的实现了量产,现在的每年产量是1000吨!
凭什么是我们量产成功了?
如同前面说的一样,二氧化碳制取汽油的实验已经开展了超过20年了,但是为什么这么多年只有中国成功量产了呢?根本原因就是上面说的那种神秘的催化剂,根据目前的情况看,这项催化剂优点非常的多。
比如因为是铁材料,所以价格非常的便宜,这就会让生产汽油的成本降低,其次是反应条件很低,只需要20到30个大气压的压强,250-350度的温度就可以反应了,而且反应过程非常的简洁,不需要太多的流程和设备投入,关键的是最后的生成物还很纯净,可以直接生成出90号以上的汽油,并且符合我国的国六标准。说个略微夸张的例子:就是接出来就可以直接灌进油箱跑路了。
你在忽悠我,能量守恒了解下
估计很多人看到这里会说李老师忽悠大家,因为大家都知道汽油燃烧,能量被汽车利用以后,尾气会生成二氧化碳,你现在居然直接就二氧化碳反过来合成汽油了,这根本不符合能量守恒啊,汽车烧走了的能量从哪里来呢?别急,这里有一个关键词,这项技术是二氧化碳+氢气制取汽油,消耗的能量由氢气来补上,当然这也带来了这个技术最大的一个问题:成本太高了。
成本比售价还高,怎么卖?
根据目前公布的消息,这项量产工艺,目前生产1吨汽油,需要消耗6吨二氧化碳,而目前的二氧化碳的工业价格是470元/吨计算,原料加工成本约在2820元/吨。另外这项工艺加工过程中肯定有成本还有消耗的电能,但因为没有完全公开,所以只能估算一下,大概价格可能是1000元/吨,因此这样生产出来的汽油,不计算氢气的消耗,生产出来的汽油成本为4300元/吨。
而且我国对汽油还需要收取超过2000元的消费税和13%的增值税,所以完税成本将会接近7000元/吨,折算成售价那就是不考虑所有投入,单纯的汽油成本就高达5.2元/升,但实际考虑到因为汽油的特殊性,运输成本极高,另外还有加油站本身的占地成本,人工成本,实际上目前这项汽油的成本是高于现在的油价的,也就说这样子造出来的油,比直接购买加工的油更贵!
注意,这里面还没有考虑到氢气的成本,要知道目前我们制取氢气的成本还是非常的高,基本都是电解水,这一部分累加上去,可以说这项技术生产出来的汽油,成本可能比现在高一倍都有可能,18元/升的92号汽油了解一下?
如此说来这项技术完全就是没有用了吗?当然不是,如果只是看现在的汽油市场,它肯定没戏,但是如果看远一点的未来和更大的市场,你会发现这项技术前景也许很广阔。
前景广阔的新技术
首先是这项技术是消耗二氧化碳的,而二氧化碳这东西,相比大家都非常的熟悉,大名鼎鼎的温室气体啊,根据统计,在2021年,大气中平均二氧化碳(CO2)浓度达到了百万分之414,比工业革命之前高出50%。而且这个比例还在继续上升上去,也因为如此,我国才提出了伟大的碳中和计划。
这项技术,每吨汽油制取需要消耗二氧化碳6吨,2020年,我国二氧化碳排放量为98.94亿吨,如果这项技术能够全力开动,那么我们排放的的二氧化碳将会被大幅度的消耗,即便是生产生本高于售卖价格,卖一桶亏一桶,那也就当我们在治理我国的碳排放了。
其次,东西贵总比没有好,中国是石油消耗的大国,根据数据,我国每年消耗石油达到了7亿多吨,而关键的是国内的油田根本无法供应如此庞大的石油消耗量,所以在2021年,我国进口的石油就高达5.1亿吨。
目前石油很多是通过管道从哈萨克斯坦和俄罗斯两个盟友那里进口,但是最近的局势也告诉我们这事情未必那么稳定,另外我们还有大量的石油,是通过海上运输,从伊朗、沙特等中东国家来运输的,如果有一天,因为一些原因海上运输的路线被切断了,那么我们如何来满足国内的石油供应呢?如果有一天大量工厂无法开动,所有加油站进行汽油限售,每车每月只能加20L,跑200公里,这样的日子谁愿意看到?这个时候有了这项技术,即便成本高一些,但如果可以保证自己能够生产出来,进行基本的供给,不也是非常重要的事情吗?贵总比没有好吧!
总结:
这项技术目前如同正在研究的核聚变反应一样,产出的能量还没有投入得多,基本每时每刻都处在归本当中,而且很可能很长一段时间都不能改变,但问题是,不是每一项技术都必须赚钱才可以存在,它们可以有更长远的目标,另外现在是亏本,不代表将来这项技术不能发展到成本大幅度降低开始赚钱,并且改变石油行业的地步。现在的它没有办法让油价下降,但未来谁能说得准呢?您如何评价这项技术呢?欢迎您的转评赞,我是李将平老师,更多精彩恭请关注。