科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來
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近期，有一段話非常流行：“92號加滿，負(fù)債滿滿；95號加滿，傾家蕩產(chǎn)；98號加滿，三代還款！”雖然夸張，但表示了大家對高油價(jià)的不開心，眾所周知，2022年3月17日24點(diǎn)開始，油價(jià)會史詩級上調(diào)，9號汽油都將進(jìn)入9月時(shí)代。但與此同時(shí)，本月4日
近期，有一段話非常流行：“92號加滿，負(fù)債滿滿；95號加滿，傾家蕩產(chǎn)；98號加滿，三代還款！”雖然夸張，但表示了大家對高油價(jià)的不開心，眾所周知，2022年3月17日24點(diǎn)開始，油價(jià)會史詩級上調(diào)，9號汽油都將進(jìn)入9月時(shí)代。但與此同時(shí)，本月4日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所發(fā)布消息稱:全球首套二氧化碳加氫制汽油裝置啟動(dòng)成功，注意這是量產(chǎn)，那這項(xiàng)已經(jīng)量產(chǎn)的技術(shù)會在將來終結(jié)汽油的上漲嗎？
扎心的油價(jià)
和二氧化碳杠上了的中國人
提起二氧化碳制取什么，想必大家還能夠想起不久之前，中國科學(xué)家利用二氧化碳制取了淀粉，宣告人類可能未來真的可以“喝西北風(fēng)”就飽的消息吧？
其實(shí)不只是二氧化碳制取淀粉，很多人不知道的是，中國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)化的二氧化碳制取塑料了，還賣得不錯(cuò)，而且這項(xiàng)成果的擁有者同樣是這次制取汽油的研究所——中科院長春應(yīng)化所。
其實(shí)從1997年開始，長春應(yīng)化所就在布局二氧化碳的利用轉(zhuǎn)化技術(shù)了，在2018年的時(shí)候，這個(gè)團(tuán)隊(duì)就實(shí)現(xiàn)了，利用二氧化碳制取塑料的工藝，注意這不是實(shí)驗(yàn)室的那種，是真的量產(chǎn)成功的產(chǎn)品和技術(shù)，其量產(chǎn)達(dá)到了5萬噸/年，這些塑料可用于生產(chǎn)塑料袋、快遞包裝、農(nóng)用地膜等，而且比傳統(tǒng)塑料更加的環(huán)保容易降解。而成功的秘密就在于他們開發(fā)了一種稀土三元催化體系，而這一次的二氧化碳制取汽油，同樣是催化劑的突破。
二氧化碳制取汽油，催化劑要用得好
其實(shí)二氧化碳制取汽油并不是新技術(shù)了，早在2002年的時(shí)候，日本就實(shí)現(xiàn)了二氧化碳加氫變汽油的工藝，但是他們采用的是用鐵粉做催化劑，利用鹽酸制取氫氣，與二氧化碳在100MPa和300℃下反應(yīng)，但最后只獲得了一定數(shù)量的甲烷、乙烷、丙烷和丁烷，雖然烷類只要含量再高一點(diǎn)就是汽油了。但畢竟沒有完全成功。
2016年，諾貝爾獎(jiǎng)得主喬治·歐拉的團(tuán)隊(duì)，首次采用了基于金屬釕的催化劑，將從空氣中捕獲的二氧化碳直接轉(zhuǎn)化為甲醇，轉(zhuǎn)化率高達(dá)79%。甲醇是一種重要的化工原料，也可以用作燃料。可以說也是研究成功了。
但是這么多年以來，歐美日本都在這個(gè)行業(yè)不斷投入，研發(fā)新的技術(shù)，但是因?yàn)槎趸急旧砭头浅７€(wěn)定，不容易利用，同時(shí)無法解決產(chǎn)品純度問題，一直都只能呆在實(shí)驗(yàn)室里面。
直到2017年的時(shí)候，中國的團(tuán)隊(duì)使用新型的Na-Fe3O4/HZSM-5多功能復(fù)合催化劑，首次實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室二氧化碳直接加氫制取汽油。當(dāng)然如果只是這樣的話，那么這項(xiàng)技術(shù)也就是在實(shí)驗(yàn)室秀一秀而已，但這次不同，經(jīng)過長時(shí)間的改進(jìn)和嘗試，中國將這項(xiàng)技術(shù)成功的實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)，現(xiàn)在的每年產(chǎn)量是1000噸！
憑什么是我們量產(chǎn)成功了？
如同前面說的一樣，二氧化碳制取汽油的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)開展了超過20年了，但是為什么這么多年只有中國成功量產(chǎn)了呢？根本原因就是上面說的那種神秘的催化劑，根據(jù)目前的情況看，這項(xiàng)催化劑優(yōu)點(diǎn)非常的多。
比如因?yàn)槭氰F材料，所以價(jià)格非常的便宜，這就會讓生產(chǎn)汽油的成本降低，其次是反應(yīng)條件很低，只需要20到30個(gè)大氣壓的壓強(qiáng)，250-350度的溫度就可以反應(yīng)了，而且反應(yīng)過程非常的簡潔，不需要太多的流程和設(shè)備投入，關(guān)鍵的是最后的生成物還很純凈，可以直接生成出90號以上的汽油，并且符合我國的國六標(biāo)準(zhǔn)。說個(gè)略微夸張的例子：就是接出來就可以直接灌進(jìn)油箱跑路了。
你在忽悠我，能量守恒了解下
估計(jì)很多人看到這里會說李老師忽悠大家，因?yàn)榇蠹叶贾榔腿紵芰勘黄嚴(yán)靡院螅矚鈺啥趸迹悻F(xiàn)在居然直接就二氧化碳反過來合成汽油了，這根本不符合能量守恒啊，汽車燒走了的能量從哪里來呢？別急，這里有一個(gè)關(guān)鍵詞，這項(xiàng)技術(shù)是二氧化碳+氫氣制取汽油，消耗的能量由氫氣來補(bǔ)上，當(dāng)然這也帶來了這個(gè)技術(shù)最大的一個(gè)問題：成本太高了。
成本比售價(jià)還高，怎么賣？
根據(jù)目前公布的消息，這項(xiàng)量產(chǎn)工藝，目前生產(chǎn)1噸汽油，需要消耗6噸二氧化碳，而目前的二氧化碳的工業(yè)價(jià)格是470元/噸計(jì)算，原料加工成本約在2820元/噸。另外這項(xiàng)工藝加工過程中肯定有成本還有消耗的電能，但因?yàn)闆]有完全公開，所以只能估算一下，大概價(jià)格可能是1000元/噸，因此這樣生產(chǎn)出來的汽油，不計(jì)算氫氣的消耗，生產(chǎn)出來的汽油成本為4300元/噸。
而且我國對汽油還需要收取超過2000元的消費(fèi)稅和13%的增值稅，所以完稅成本將會接近7000元/噸，折算成售價(jià)那就是不考慮所有投入，單純的汽油成本就高達(dá)5.2元/升，但實(shí)際考慮到因?yàn)槠偷奶厥庑裕\(yùn)輸成本極高，另外還有加油站本身的占地成本，人工成本，實(shí)際上目前這項(xiàng)汽油的成本是高于現(xiàn)在的油價(jià)的，也就說這樣子造出來的油，比直接購買加工的油更貴！
注意，這里面還沒有考慮到氫氣的成本，要知道目前我們制取氫氣的成本還是非常的高，基本都是電解水，這一部分累加上去，可以說這項(xiàng)技術(shù)生產(chǎn)出來的汽油，成本可能比現(xiàn)在高一倍都有可能，18元/升的92號汽油了解一下？
如此說來這項(xiàng)技術(shù)完全就是沒有用了嗎？當(dāng)然不是，如果只是看現(xiàn)在的汽油市場，它肯定沒戲，但是如果看遠(yuǎn)一點(diǎn)的未來和更大的市場，你會發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)前景也許很廣闊。
前景廣闊的新技術(shù)
首先是這項(xiàng)技術(shù)是消耗二氧化碳的，而二氧化碳這東西，相比大家都非常的熟悉，大名鼎鼎的溫室氣體啊，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2021年，大氣中平均二氧化碳（CO2）濃度達(dá)到了百萬分之414，比工業(yè)革命之前高出50％。而且這個(gè)比例還在繼續(xù)上升上去，也因?yàn)槿绱耍覈盘岢隽藗ゴ蟮奶贾泻陀?jì)劃。
這項(xiàng)技術(shù)，每噸汽油制取需要消耗二氧化碳6噸，2020年，我國二氧化碳排放量為98.94億噸，如果這項(xiàng)技術(shù)能夠全力開動(dòng)，那么我們排放的的二氧化碳將會被大幅度的消耗，即便是生產(chǎn)生本高于售賣價(jià)格，賣一桶虧一桶，那也就當(dāng)我們在治理我國的碳排放了。
其次，東西貴總比沒有好，中國是石油消耗的大國，根據(jù)數(shù)據(jù)，我國每年消耗石油達(dá)到了7億多噸，而關(guān)鍵的是國內(nèi)的油田根本無法供應(yīng)如此龐大的石油消耗量，所以在2021年，我國進(jìn)口的石油就高達(dá)5.1億噸。
目前石油很多是通過管道從哈薩克斯坦和俄羅斯兩個(gè)盟友那里進(jìn)口，但是最近的局勢也告訴我們這事情未必那么穩(wěn)定，另外我們還有大量的石油，是通過海上運(yùn)輸，從伊朗、沙特等中東國家來運(yùn)輸?shù)模绻幸惶欤驗(yàn)橐恍┰蚝Ｉ线\(yùn)輸?shù)穆肪€被切斷了，那么我們?nèi)绾蝸頋M足國內(nèi)的石油供應(yīng)呢？如果有一天大量工廠無法開動(dòng)，所有加油站進(jìn)行汽油限售，每車每月只能加20L，跑200公里，這樣的日子誰愿意看到？這個(gè)時(shí)候有了這項(xiàng)技術(shù)，即便成本高一些，但如果可以保證自己能夠生產(chǎn)出來，進(jìn)行基本的供給，不也是非常重要的事情嗎？貴總比沒有好吧！
總結(jié)：
這項(xiàng)技術(shù)目前如同正在研究的核聚變反應(yīng)一樣，產(chǎn)出的能量還沒有投入得多，基本每時(shí)每刻都處在歸本當(dāng)中，而且很可能很長一段時(shí)間都不能改變，但問題是，不是每一項(xiàng)技術(shù)都必須賺錢才可以存在，它們可以有更長遠(yuǎn)的目標(biāo)，另外現(xiàn)在是虧本，不代表將來這項(xiàng)技術(shù)不能發(fā)展到成本大幅度降低開始賺錢，并且改變石油行業(yè)的地步。現(xiàn)在的它沒有辦法讓油價(jià)下降，但未來誰能說得準(zhǔn)呢？您如何評價(jià)這項(xiàng)技術(shù)呢？歡迎您的轉(zhuǎn)評贊，我是李將平老師，更多精彩恭請關(guān)注。
王同