费托合成使原油也可再生

费托合成使原油也可再生

只需阳光、水和二氧化碳就可生产出想要的成品油。原油、天然气、页岩气又是谁？用什么方法造出来的？

冯跃威专栏

多家媒体专栏作家，专注于国际能源投资、避险等课题研究与咨询

众所周知，德国有大量煤炭，但几乎没有石油。因此，早在1902年，德国化学家Sabatier 和Senderens就开始对煤炭液化进行研究，不久披露成果称，在常压和200℃～300℃条件下，把一氧化碳和氢气注入分散有镍或钴的反应器后就可生成甲烷。这一开创性研究成果激发了众多德国化学家纷纷投入，进行更深入的研究。

在1910年代，由一氧化碳和氢气在加压高温条件下制醇、醛、酮及烃类的许多技术专利陆续申报。其中，1913年德国科学家弗里德里希.贝吉乌斯开发了一种用煤炭生产可用于内燃机的液体燃料工艺，1926年被德国化学工业巨头法本公司购买。这一“氢化工艺”为日后提升原油炼制产品的附加价值发挥了重要作用。

同期，位于鲁尔河畔米尔海姆市马克思.普朗克煤炭研究所的德国化学家弗朗兹.费歇尔和汉斯.托罗普施在1925年研究出以一氧化碳和氢气的混合气体为原料，在催化剂和适当条件下合成液态烃或碳氢化合物（hydrocarbon）的工艺流程。该工艺是用煤、天然气或生物质原料生产合成润滑油与合成燃料的关键技术，被称为费托合成（ 简称FT合成），用以解决基于石油烃类供应安全或成本等问题。

第一次世界大战结束后，看到战舰、飞机、坦克等机械化装备对战争结局所发挥的作用以及由此带来对液体燃料需求的增加，重新走军国主义道路的纳粹德国抓紧了对FT合成技术研发、工业化和规模化投入，并从1936年起，将煤制油定为德国重点建设领域。尽管1936年煤制油产量仅有62万吨，但随众多研究成果的应用，类似铁基催化剂逐渐取代钴基催化剂，使生产成本大幅降低。到1939年煤制油产量达到220万吨，1940年达到320万吨，1941年达到390万吨，1942年达到420万吨，1943年达到500万吨的战时最高峰。1944年由于美英轰炸，产量降到约200万吨。二战期间，德国油料消耗量的一半来自煤制油，其中飞机燃料的三分之二来自煤制油，煤制油对德国发动战争和战争失败都起到了重要作用。

二战后，随原油的大量开采和应用，到1962年，德国用FT合成规模化生产燃料油的工厂几乎全部关闭，但德国科学家却没有停止FT合成机理及其工业化创新研究的脚步。

其中，2011年1月德国航空航天局、瑞士苏黎世联邦理工学院、鲍豪斯航空协会和壳牌公司共同启动了受到欧盟为期4年资助的“太阳能—飞机”项目，在短短三年多的时间里，已成功研究出用阳光、水和二氧化碳生产煤油的技术。其机理是，将金属氧化物放在能产生2000℃高温的太阳能反应器中，将金属氧化物分解为金属离子和氧离子，并与二氧化碳和水蒸气反应，生成由纯度很高的氢气和一氧化碳合成气，再利用FT合成法，在铁系催化剂和特定条件下把氢气和一氧化碳混合气体生产出合成液态烃，那些含轻质烃较多的液态烃就是煤油。

至此，只需阳光、水和二氧化碳就可生产出想要的成品油。那么，原油、天然气、页岩气又是谁？用什么方法造出来的？

责任编辑：赵 雪