相不相信，燒“煤”也能讓你的汽車飆起來？

　　生產(chǎn)一噸柴油或汽油，是不是一定要用到深褐又難看的、黏稠又難搞的、還深藏在地殼縫隙的原油呢？

　　現(xiàn)在告訴你，這可不一定�？扇加袡C(jī)巖，也就是人們俗稱的“煤炭”，現(xiàn)在也能成為你汽車油箱里的新“食糧”。

　　不要不相信，在遠(yuǎn)離世界經(jīng)濟(jì)中心地帶的南非，他們用了近50年掌握了這一技術(shù)。

　　神奇的“費(fèi)托合成”

　　從約翰內(nèi)斯堡市區(qū)驅(qū)車2個(gè)小時(shí)，就抵達(dá)了南非的東部小城賽空達(dá)。3月已是當(dāng)?shù)氐某跚锛竟?jié)，整座城市人煙稀少，唯有一些用鐵皮房所組成的村落，還會(huì)時(shí)不時(shí)地在眼前掠過。

　　普通的小鎮(zhèn)，每天卻能迎來一批接著一批的油罐車。它們從當(dāng)?shù)匾患覠拸S里魚貫而出，裝載著汽柴油，再送到南非的各個(gè)加油站，這家工廠就是南非沙索集團(tuán)的核心石油生產(chǎn)基地——賽空達(dá)工廠。

　　站在寬4公里、長(zhǎng)約3公里的土地上，能看到鱗次櫛比的化工設(shè)備，有空氣分離裝置、汽柴油合成裝置(循環(huán)流化床)、大型儲(chǔ)罐、一排排管道、冒著白煙的煙囪……雖然也偶爾能閃出幾個(gè)穿著制服的工作人員，但整個(gè)廠區(qū)十分寧靜，連機(jī)器的轟鳴聲都幾乎聽不到。

　　這座工廠，靠的就是煤炭這種黑色的固體原料，出產(chǎn)標(biāo)號(hào)等于或高于“歐Ⅴ”汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的潔凈汽柴油。

　　南非2600萬噸/年的油品中，有近三分之一來自于這里，它也是全世界第一座、唯一一座煤制油工廠。

　　用原油路線生產(chǎn)的石油產(chǎn)品，可歸結(jié)為“液體到液體”的加工過程。把原油先做脫鹽、脫水處理，再放在蒸餾塔中，按照蒸發(fā)能力分出不同沸點(diǎn)的油品，這便是餾分。

　　當(dāng)然，產(chǎn)出的餾分還需要做調(diào)和、精制(如酸堿精制、加氫、脫蠟等)，以去除硫、氮、氧以及蠟和膠質(zhì)等成分，最終獲得汽油、柴油等產(chǎn)品。

　　而“煤制油”則是“固體到液體”的生產(chǎn)路線。其細(xì)分為“直接液化技術(shù)”和“間接液化技術(shù)”兩大類。

　　將煤炭直接加氫、產(chǎn)出石油就是直接液化技術(shù)。上世紀(jì)30年代它在德國(guó)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。中國(guó)神華集團(tuán)引入了美國(guó)碳?xì)浼夹g(shù)公司的煤液化核心技術(shù)，現(xiàn)已有少量汽柴油出品。

　　沙索集團(tuán)也曾做過“直接液化技術(shù)”的試點(diǎn)，但最終該公司還是選擇了“間接液化”的煤制油技術(shù)，并使之成功運(yùn)行。

　　沙索集團(tuán)總經(jīng)理李斯陶告訴記者，同“間接液化”相比，“直接液化”技術(shù)，多了一道“氣體生產(chǎn)”環(huán)節(jié)——把煤炭和水、空氣這三樣物質(zhì)首先做混合，就會(huì)有氣體冒出來，產(chǎn)出物是一氧化碳和氫氣。

　　接下來的環(huán)節(jié)，就是“間接液化”技術(shù)中最關(guān)鍵的一步：如何讓氣體變?yōu)槠�柴油�?/P>

　　目前，國(guó)際上能實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的主流技術(shù)叫做“費(fèi)托合成”，其工藝如下：一氧化碳在催化劑的作用下，先會(huì)變?yōu)橐环N活性的碳物，該物質(zhì)再與氫氣反應(yīng)，產(chǎn)生甲基后，進(jìn)一步聚合為各種化學(xué)品，其中就有汽油和柴油。

　　整個(gè)“費(fèi)托合成”技術(shù)中必須要用到催化劑。

　　19世紀(jì)20年代，德國(guó)人選用了與鐵離子相關(guān)的物質(zhì)做催化。它可以產(chǎn)出柴油和石蠟，但也有不少缺點(diǎn)，如壽命不長(zhǎng)(30天到40天左右，導(dǎo)致鐵催化劑的消耗量會(huì)很大)，一旦碰到硫，或被氧化、積碳，它都會(huì)失去作用。

　　于是，技術(shù)人員又找到了鈷催化劑。早期的鈷催化劑只是一些鈷氧化物、鈷-鋅氧化物等，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)研究者們也發(fā)現(xiàn)，若把氧化鈷放在二氧化硅上并且增加一些催化劑的活性(即與氧化鎂等混合)，催化劑的作用會(huì)更妙；而且，鈷的水處理設(shè)施簡(jiǎn)單，其壽命也更長(zhǎng)(能使用一年或以上)。此后，“費(fèi)托技術(shù)”就長(zhǎng)期使用鈷做催化處理。

　　“費(fèi)托技術(shù)”的難點(diǎn)還在于，操作過程不如想象的那么輕松。制造成品油之前，催化劑到底在流化床里放多少量，分離器(合成裝置中的一個(gè)環(huán)節(jié))如何不被催化劑堵住，高溫加熱操作時(shí)是否會(huì)破壞催化劑的屬性，該怎樣增加整套裝置的壓力都是一個(gè)個(gè)難點(diǎn)。

　　南非沙索工廠正在使用的叫做“循環(huán)流化床”反應(yīng)裝置，成功地解決上述難題，這使得汽柴油的生產(chǎn)變得容易許多。

　　揚(yáng)名南非

　　“費(fèi)托技術(shù)”于1925年開發(fā)，1929年在德國(guó)投入大批量生產(chǎn)。第二次世界大戰(zhàn)期間，德國(guó)的合成原油年產(chǎn)量超過50萬噸。20世紀(jì)20至30年代，英美公司也投身于該技術(shù)的開發(fā)中，并建立了示范工廠。

　　然而，當(dāng)?shù)每怂_斯州、路易斯安那州和中東地區(qū)發(fā)現(xiàn)了新的大油田時(shí)，“費(fèi)托技術(shù)”則被擱在了一邊。雖然二戰(zhàn)后美國(guó)仍然在繼續(xù)費(fèi)托研究，特別是美國(guó)礦務(wù)局進(jìn)行了合成液體燃料項(xiàng)目(1944~1985年),但這項(xiàng)技術(shù)一直沒有從實(shí)驗(yàn)室階段進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)階段。而該技術(shù)在南非被應(yīng)用后，終于得到了政企的各方重視。

　　南非煤炭?jī)?chǔ)量豐富，是世界第三大煤炭出口國(guó)，煤炭占能源生產(chǎn)的98%、能源消費(fèi)的78%，但石油資源匱乏。上世紀(jì)20年代，政府便意識(shí)到了需要做一些特別的實(shí)踐。

　　1927年，南非議會(huì)的一項(xiàng)有關(guān)于煤制油工業(yè)是否可行的官方調(diào)查全面展開，政府希望通過了解煤制油的工藝技術(shù)，來保持國(guó)家收支平衡、增強(qiáng)能源供應(yīng)的可靠性。

　　1935年，南非塊煤礦業(yè)精煉公司在南非的約翰內(nèi)斯堡附近建設(shè)了一家工廠，用煤產(chǎn)出了少量的汽油，這讓當(dāng)時(shí)的企業(yè)界和學(xué)界都格外振奮。

　　1937年時(shí)，該企業(yè)也獲得了費(fèi)托技術(shù)的許可。1945年到1947年，雖然也有其他公司使用過費(fèi)托技術(shù)，并且獲得了建廠許可，但由于找不到資金，還是放棄了煤制油的商業(yè)計(jì)劃。

　　當(dāng)時(shí)的南非政府還是意識(shí)到，整個(gè)南非的能源需求未來將會(huì)增加，只有建立國(guó)有企業(yè)，由政府投入大量資金，并發(fā)展煤制油技術(shù)，才會(huì)解決能源自給問題。于是到1950年時(shí)，沙索這家國(guó)有公司終于出現(xiàn)，展開了煤制油的技術(shù)攻關(guān)。

　　沙索合成燃料國(guó)際有限公司董事總經(jīng)理歐博陽告訴記者，1954年沙索集團(tuán)的第一個(gè)工廠落戶在了南非北部的沙索堡地區(qū)。1955年，最早一批汽油從該廠面世。當(dāng)時(shí)大約4700萬蘭特的投資額全部是由政府實(shí)業(yè)發(fā)展公司來提供的。

　　在1955到1960年，煤制油工藝中的一個(gè)環(huán)節(jié)“合成醇反應(yīng)器”的效率不斷提高，整個(gè)費(fèi)托工藝的基本原理和商業(yè)化等都被技術(shù)、操作人員所掌握，工廠逐漸步入了正軌。

　　“1972年的時(shí)候，沙索集團(tuán)也考慮是不是要做第二個(gè)煤制油工廠以應(yīng)對(duì)不斷增加的能源需求。但當(dāng)時(shí)石油價(jià)格偏低，并沒有太大的經(jīng)濟(jì)性�！睔W博陽告訴記者，真正的機(jī)遇和挑戰(zhàn)出現(xiàn)在1973年“10月贖罪日”之戰(zhàn)后，石油輸出國(guó)組織將石油價(jià)格大幅上漲到了每桶12美元，相比3年前翻了4倍，而且宣布對(duì)美國(guó)實(shí)行石油禁運(yùn)。

　　通過9個(gè)月的論證，南非政府決定在1974年修建一座比沙索堡工廠面積大10倍的工廠，這也就是現(xiàn)在的賽空達(dá)廠。1980年該工廠建設(shè)完畢后，總計(jì)投資32億美元。

　　在賽空達(dá)二廠建設(shè)期間，國(guó)際油價(jià)按照現(xiàn)在的匯率來看，已經(jīng)約為85到86美元/桶，賽空達(dá)如果建成的話，應(yīng)該是有盈利的。

　　隨后，1979年的伊朗革命再次催生油價(jià)大漲到了每桶40美元，南非政府決意開建第三個(gè)沙索煤制油廠，地點(diǎn)也設(shè)置在了賽空達(dá)。二廠和三廠的每日產(chǎn)量各為8萬桶。

　　如今，沙索集團(tuán)已成為一個(gè)總計(jì)產(chǎn)油15億桶的煉廠，創(chuàng)造就業(yè)19.8萬人，為國(guó)家每年節(jié)省了47億美元的外匯。其煤制油業(yè)務(wù)既可以看作是經(jīng)濟(jì)層面(油價(jià)較高)所推動(dòng)的，也有“石油制裁”等這樣的政治因素蘊(yùn)含其中。因?yàn)楫?dāng)歐佩克宣布禁運(yùn)之后，歐美等大型石油企業(yè)就無法得到原油，更談不上向其他國(guó)家供應(yīng)石油產(chǎn)品了。

　　中國(guó)樣本：同一技術(shù)的不同產(chǎn)品

　　南非賽空達(dá)的煤制油生產(chǎn)廠模式，正在向全世界其他地區(qū)復(fù)制。

　　沙索中國(guó)區(qū)總裁莊思強(qiáng)表示，目前在中國(guó)，沙索與神華集團(tuán)在寧夏著手建立一家1：1投資的煤制油廠，總投資約為560億元人民幣，總產(chǎn)量相當(dāng)于一個(gè)300多萬噸的柴油廠。雙方期望今年能獲得國(guó)家發(fā)改委的核準(zhǔn)。

　　莊思強(qiáng)說，就煤制油的成本和收益，無論是在中國(guó)，還是在南非，都非常相似，區(qū)別在于時(shí)間。

　　之所以要選擇寧夏，原因是這里有多個(gè)神華集團(tuán)的煤礦，資源能夠解決。當(dāng)初在南非選址時(shí)，沙索集團(tuán)也是因?yàn)榭吹搅水?dāng)?shù)鼐嚯x煤炭基地較近(2到4公里)這一條件。

　　沙索技術(shù)有限公司一位高層Steve Venables表示：“我們擁有煤礦，所以我們不從市場(chǎng)買�！倍�神華和沙索兩方未來也可能單獨(dú)成立一家煤礦企業(yè)，將寧煤的部分煤礦資產(chǎn)直接注入到這家公司之中，供應(yīng)給寧夏煤制油項(xiàng)目。

　　李斯陶告訴記者，沙索并不是一家單單賣“費(fèi)托技術(shù)”的公司，在全球投資時(shí)，他們采用的模式就是與合作伙伴參股。

　　煤制油工藝還需要大量的水作為原料。賽空達(dá)廠距離水源地也比較近，在20公里左右。寧夏當(dāng)?shù)氐拿褐朴陀盟�也將通過引黃河水來解決。

　　在賽空達(dá)，一噸油需耗水10到12噸，當(dāng)然這包括了化工產(chǎn)品在內(nèi)的水耗情況。而在中國(guó)寧夏項(xiàng)目，估計(jì)每噸油的耗水量在8噸左右。無論是南非還是中國(guó)寧夏，水資源都是比較匱乏的，更省水的設(shè)計(jì)才可能更加具有經(jīng)濟(jì)性。

　　另一處差異還在于費(fèi)托工藝路線的不同。在南非賽空達(dá)廠使用了“高溫費(fèi)托”技術(shù)，它可以產(chǎn)出更多汽油。

　　在中國(guó)寧夏，將采用“低溫費(fèi)托”技術(shù)，產(chǎn)出的成品油中大部分為柴油(約為75%)，其次為石腦油、液化氣等(分別占產(chǎn)出品總量的23%、2%左右)。這也是因地制宜的結(jié)果。畢竟中國(guó)目前已有了大量傳統(tǒng)工藝的石油煉廠，汽油產(chǎn)量并不少，柴油需求較大但目前產(chǎn)量還不充足。

　　“我們工廠生產(chǎn)出來的柴油品質(zhì)超過了歐Ⅴ的標(biāo)準(zhǔn)。這種油品既可以直接應(yīng)用于終端消費(fèi)用戶，也可以由煉廠作為調(diào)和油使用。我們?cè)诳ㄋ��?氣制油工廠)的實(shí)踐表明，我們已有兩年半的時(shí)間進(jìn)行產(chǎn)品的銷售，多數(shù)都是用于煉廠對(duì)其進(jìn)行調(diào)和�！睔W博陽說道。

　　煤制油的另一個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)還有二氧化碳的收集和排放。李斯陶說：“這不僅僅是中國(guó)面臨的問題，而且是一個(gè)世界性的問題。和一般火力發(fā)電比，費(fèi)托工藝所產(chǎn)生的二氧化碳是非常高純度的。如果做二氧化碳封存，我們收集二氧化碳所發(fā)生的費(fèi)用只有火力發(fā)電收集二氧化碳花費(fèi)的20%�！�

　　歐博陽也表示：“我們已與合作伙伴神華集團(tuán)達(dá)成了一致，將支出的一部分額外費(fèi)用用于提高產(chǎn)能、減少二氧化碳的排放。為了做二氧化碳的封存和驅(qū)油工作，公司委托了斯倫貝謝公司做這方面的研究，研究的第一階段已經(jīng)完成，現(xiàn)在正在進(jìn)行第二階段的研究，在周邊尋找一些地區(qū)，能做二氧化碳的驅(qū)油或?qū)⒍�氧化碳用深度鹽水封存。所有這些項(xiàng)目和可能性，都會(huì)給投資方帶來效益，也希望以此建設(shè)一個(gè)二氧化碳儲(chǔ)存的示范項(xiàng)目。”

　　背景資料：清潔煤

　　清潔煤技術(shù)是指在煤炭從開發(fā)到利用全過程中， 旨在減少污染排放與提高利用效率的加工、燃燒、轉(zhuǎn)化和污染控制等新技術(shù)的總稱。

　　清潔煤技術(shù)主要包括兩個(gè)方面：一是直接燒煤潔凈技術(shù)。這是在直接燒煤的情況下，需要采用相應(yīng)的技術(shù)措施：①燃燒前的凈化加工技術(shù)，主要是洗選、型煤加工和水煤漿技術(shù)。②燃燒中的凈化燃燒技術(shù)，主要是流化床燃燒技術(shù)和先進(jìn)燃燒器技術(shù)。③燃燒后的凈化處理技術(shù)，主要是消煙除塵和脫硫脫氮技術(shù)。

　　二是煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料技術(shù)。主要是煤的氣化以及液化技術(shù)、煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)(IGCC)和燃煤磁流體發(fā)電技術(shù)。

來源：路透社