近期,有一段話非常流行:“92號(hào)加滿,負(fù)債滿滿;95號(hào)加滿,傾家蕩產(chǎn);98號(hào)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(huì)史詩級上調(diào),9號(hào)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(huì)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?
二氧化碳合成淀粉
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。
二氧化碳制取塑料
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。
汽油:OK
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??梢哉f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!
量產(chǎn)設(shè)備
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(huì)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(hào)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。
二氧化碳收集和捕獲設(shè)備
你在忽悠我,能量守恒了解下估計(jì)很多人看到這里會(huì)說李老師忽悠大家,因?yàn)榇蠹叶贾榔腿紵芰勘黄嚴(yán)靡院?,尾氣?huì)生成二氧化碳,你現(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。
能量要守恒
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(huì)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?,運(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!
油價(jià)啊
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(hào)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(huì)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。
碳中和
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(huì)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。
進(jìn)口原油
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)?,如果有一天,因?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!
原油進(jìn)口數(shù)量
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?,F(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。
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