相信不少朋友都听过这么一种说法,说汽油本质上就是碳氢氧三种元素凑出来的,那咱们为啥不能直接拿这三种元素人造汽油,非要费老大劲从石油里炼,还整得国际油价忽上忽下,让人跟着揪心呢。
这个问题其实不少人琢磨过,甚至还有人说现在科技都能把人送上月亮,合成个汽油能有多难。今天咱就掰扯清楚这件事,为啥我们天天用汽油,却没法大规模靠人工造出来用。
很多人不知道,其实我们早就掌握了合成汽油的技术,只是这里头的学问,比咱想的多得多,不是能造出来就敢随便用的。
汽油到底是什么,很多人记着课本说汽油是碳氢化合物,没错,但那是笼统说法,咱们加到车里的汽油,不是单一一种物质,是好几百种烃类化合物混出来的混合物。
烃就是只含碳氢两种元素的有机物,氧元素其实含量特别少,一般都是添加剂里带的,成品汽油里氧含量通常不超过百分之二,说主要成分是碳氢氧也没错,但核心干活的还是碳氢。
那合成碳氢难吗,其实从元素层面把碳和氢凑到一块真不难,工业上很早就有合成技术,最经典的就是费托合成,这技术是上世纪二十年代德国科学家搞出来的,到现在快一百年了。
原理就是把一氧化碳或者氢气,在催化剂的作用下合成为长链的烃类,再经过切割加工,就能得到符合汽油沸点范围的组分。说直白点,这就是实打实的人造汽油,技术路线是完全走得通的。
除了费托合成,还有甲醇制汽油技术,就是先把煤炭或者天然气做成甲醇,再把甲醇转化成汽油,这个技术我国也早就实现了工业化。
早在2009年,国内就有了年产百万吨级的甲醇制汽油装置,说我们造不出人造汽油那是瞎话,我们造得出来,甚至都工业化生产过,那为啥现在还是主要靠石油炼汽油呢,核心问题就是成本,还有整个产业链的账算不过来。
咱算一笔明白账,现在石油炼汽油的流程已经优化了一百多年,从开采运输到炼油,整个产业链的效率已经拉到最高,成本压得特别低。
那人造汽油的成本是多少呢,拿煤制汽油举例子,你得先挖煤,再把煤气化做成合成气,再合成甲醇,最后再转成汽油,每一步都要消耗能源都要花钱。
根据国内行业公开的数据,当国际原油价格在60美元每桶的时候,煤制汽油的成本就已经和原油炼制汽油持平了,如果原油价格跌到50美元以下,煤制汽油就开始赔钱,更别说还有环保的账要算。
煤炭本身含硫含氮,加工过程中碳排放比石油炼油高不少,处理污染物又要加一笔成本。那如果用天然气做原料呢,天然气制汽油成本比煤制还高,国内天然气本身价格就不低,算下来更不划算。
那能不能直接用碳和水做原料,直接合成呢,这个思路听着好,二氧化碳加氢合成汽油,现在实验室里是做出来了,催化剂的效率也在不断提,但离工业化还差得远,最核心的问题就是氢气怎么来。
现在咱们大规模制氢气主要还是靠化石能源重整,本质还是要烧煤烧天然气,如果用可再生能源发电来电解水制氢,那成本就更高了,一度电才能产多少氢气,攒够做一吨汽油的氢气,要花的电费比一吨汽油的售价还高,生产出来卖一桶赔一桶,根本没法大规模推广。
还有个问题大家容易忽略,就是汽油不是只要有碳氢就好用,汽车发动机对汽油的组分要求特别严。
咱们现在用的成品油,对辛烷值馏程蒸气压这些指标都有明确的国家标准,不同标号的汽油对应不同压缩比的发动机,差一点都不行。
石油炼出来的汽油,通过不同工艺的调和,很容易就能调出符合指标的产品,人造汽油呢,不管是费托合成还是甲醇制汽油,产出的组分都比较单一,大多是直链烷烃,直链烷烃辛烷值低,达不到车用汽油的要求,想要达标,还得再加重整加添加剂,又多了好几道工序,成本又往上走一截。
而且咱们国家的能源结构就是富煤贫油少气,就算咱们把所有能用来做合成汽油的煤炭都用上,也满足不了国内每年将近三亿吨的汽油需求量,真要全靠人造汽油,煤炭价格也得跟着飞涨,最后还是老百姓承担成本。
当然了,技术一直都在发展,现在二氧化碳加氢合成汽油的研究一直在推进,成本也在慢慢降,说不定哪天技术突破了,真能实现低成本的大规模人造汽油。
但就目前来说,咱们还没法全面替代石油基汽油,这件事不是技术上做不到,是综合成本资源环保这些账算下来,现在还不是时候。

