汽车能源的未来——合成柴油

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今世界能源日趋紧缺。全球石油资源的争夺越演越烈，迫使人们加紧探索能源的未来之路。我国人口众多，石油资源匮乏，从1 993年起已成为石油净进口国 2008年进口原油1.65亿t。随着我国汽车保有量不断增长，而我国石油生产维持在1.8亿t左右，其他都要靠进口石油来维持，2005年原油依存度已达42.9％。2008年上半年．我国原油产量9166万t。石油净进口8236万t，其中原油净进口17033万t,成品油净进口1203万t。石油对外依存度已达47.3％，比2005年提高4.4％。我国政府在大力开拓国内外石油资源的同时，也正在加紧研究能改善生态平衡和可持续发展的新能源。

欧洲千年前就开始研究用天然气以及生物和家庭垃圾提炼合成柴油。壳牌、Choren工业。大众和戴—克等公司都极力赞同应用这种新型燃料。合成柴油并非呈一种“代用”燃料因为它还要求改变发动机的一些基本结构。但是却能够明显地改善生态平衡和可持续发展。

目前已查明的世界石油储藏量只够再使用50年，勘探新矿藏的成本将持续的上涨，直至石油枯竭。诸如生物柴油、压缩天然气或纯氢气等代用燃料充其量只是补充燃料，或像氢气那样太昂贵，因为它只有耗用大量的电能电解水才能制造出来。尤其是，用菜籽油生产出来的生物柴油的使用量极其有限，至多大约只占每年柴油消耗量的4％。因此，比较合适的办法是将生物柴油掺入普通的柴油中，以延长柴油的使用时间。直到技术上允许应用包括所有植物在内的生物和家庭垃圾提炼合成柴油。

生物柴油作为混合燃料产品，无须改变炼油的基本设施，发动机的变化(密封垫，软管)也很少，而所有其他代用燃料都要较大地增加汽车的重量，部分的代用燃料还会使炼油基本设施，汽车和燃料的成本明显增加。所有替代传统燃油的代用燃料都会受到人们的密切关注，因为它们免除了石油税，相当于支付了运输费用，因此变得特别具有竞争力，所有代用燃料都是在汽油机和柴油机上使用，也能作为混合动力的方案。但特别是柴油机的发展潜力使得代用燃料不可能有更多的推广机会。

合成柴油的发展

除了忧虑石油储备量有限之外，最近几年又出现了一系列其他因素。欧洲柴油轿车的不断增长给石油供应商提出了一个问题。即如何满足对柴油日益提高的要求。汽油和柴油是以一定的比例从石油中提炼出来的。 这样的比例只有炼油厂通过昂贵的方法才能改变。除非将轻燃油添加到柴油中去，然而最近几年这样的需求量几何保持不变。

这就是1993年壳牌(Shell)公司开始在马来西亚合成天然气的动机之一。在那里采用菲舍尔—特罗普施(Frischer Tropsch)法生产出了最高品质的柴油(GTL，即天然气合成柴油)。现在，壳牌(Shell)公司又在卡塔尔建设第二家这样的工厂，并将于2009年运行投产，首先年产150万t合成柴油。然后从2011年起年产300万t合成柴油。英国BP公司在Nahost也建了一个可与之相比的工厂，大约年产150万t合成柴油，而南非的Chemiekonzern Sasol公司建立的这种工厂年产约75万t合成柴油。其他的地方也都是石油制造商在相互竞争，尚在规划之中。所有投资目前的目标是直到大约2020年或更早些时候，以生产天然气合成柴油的方式达到相当于大约石油柴油20％的用量。

另一个更深层次的因素是全世界都一直关注的环境问题．它迫使人们去寻求更好的柴油。确实，柴油机相对与汽油机而言。在NOx和微粒排放方面存在着一定的不利情况。但是，戴—克公司和大众公司的试验已证实燃油对燃烧有明显的影响，仅仅将石油柴油换成合成柴油这一个措施，就能够使现有交通中所有的柴油车的有害物排放量足足减少50％。而且这还仅仅是对发动机已达到欧IV排放标准而言的。

合成柴油的优势

石油柴油由超过3000种不同的化合物组成，其中芳香基和硫希望尽量的少。当今轿车用柴油中的含硫量降低到lOppm尚不够，就现在柴油的十六烷值至少要51，而合成柴油能够制成完全没有硫和没有芳香基，而十六烷值却大大超过51，同时合成柴油具有比石油柴油更小的比重和更窄的沸点范围，因而能使燃烧得到明显的改善。因此，合成柴油是未来实现尽可能均质燃烧的发动机的前提条件，尤其是还包括在一定的工况范围内．废气排放中没有有害物质。

每个附加的废气后处理装置都会增加成本、重量和燃油耗．并降低了可靠性．以至于使柴油机丧失一大部分的优越性。如果没有排放法规的强制规定，按照当今的技术水平，柴油机将可节油15％以上，仅仅这一项就能降低CO2的排放量，而且由于合成柴油中的氢含量较高，CO2还能再降低大约4～5％。同时，若将与石油伴生的天然气液化，也能降低排入大气中的二氧化碳量。大众公司的研究估计，仅仅通过将现在已探明的石油天然气合成就能满足整整25％的柴油需求量。

阳光柴油——第一座试验性工厂投入运行

未来还会有比今天更多数量的生物废弃物和家庭垃圾可利用，而这些废物至今尚未得到合理的利用。因此，位于德国萨克森州弗赖贝格的Choren 公司为固体材料开发了一种两级汽化法，能提供无芳香基和硫的几乎纯净的合成柴油。用这些完全不同的材料直至煤按这种Carbo-V法汽化的试验已进行了6年多。除了这种汽化装置之外，一年前Choren公司建立了一套菲舍尔—特罗普施(Frischer- Tropsch)合成装置,并与戴一克公司和大众公司签订了合同，由Choren公司生产甲醇和合成柴油供这两家公司试验，现在这些燃料被称为“阳光柴油”(Sundiesel)(或生物柴油=BTL)。

同时，2003年Choren公司在同一地方建立了第一家年产1.5万t合成柴油的生产工厂，这作为德国铁路股份公司为其柴油机车储备的燃料。2003年10月2日举行庆典．庆祝试验成功和汽化生产工厂投产。同时，附设的菲舍尔一特罗普施合成工厂也已于2004年投产。此外，在迄今为止的试验装置上，Choren公司与戴一克公司和大众公司共同合作，通过改变压力，温度和催化剂对阳光柴油进行进一步的改进，使其更好地适合汽车发动机的要求。

我国政府专门派观察员出席了德国弗赖贝格的庆典活动，从Choren公司的Carbo-V汽化方法上看到了减少依赖进口石油的希望，同时由此提供了利用生物废弃物(如稻草等)和能源植物的可能性，这给中国的农业展示了新的前景。同时，如果13亿中国人的富裕程度都能提高到每两个居民就有一辆汽车的水平，那么在中国轿车保有量达到6.5亿辆之前，现有的少量石油就早巳被用光了。利用生物废弃物合成柴油无疑给我国探索改善生态平衡和可持续发展的新能源带来了曙光。

更有的工厂正在建设

现在，德国正在协商主要在以农业为主的州，首先再建设5个Choren工厂，计划到2010年年产100万t生物柴油，与壳牌公司的天然气柴油一样可以任何比例掺入石油柴油中。它不仅能明显地改善柴油机的燃烧，而且还能减少排入大气的CO2。因为发动机产出和CO2量，事前植物已经从大气中回收了。因此这种Choren法是目前全世界减少大气中CO2含量最有效的方法，应加速推广这种方法的应用。

不仅如此。而且生物的合成是在经济上认为可行的成本范围内扩大石油储备。确保顺利地过渡到石油后时代，并分散柴油机燃料生产的唯一方法。为此，燃油储存和分配的基础设施，还有燃油的消耗都必然会有所变化。但是，消费者在用燃油进行日常维护时的安全性仍保持不变。而发动机的燃油耗将能进一步降低。

美好的发展前景

通过生物合成获得更好的柴油，减轻周围环境的负担和分散燃油的生产等仅仅是带来的几个有利方面。至少同样重要的是，合成工厂的建设和农业生产的新方向推动了整个国民经济的发展。仅仅是使中止农业生产的土地重新恢复生产种植能源植物，以及生物废弃物和各种类型的垃圾回收，每年就会产生超过8000万t干生物质按照现有的技术水平用它们至少能提炼出2000万t合成柴油。如果合成工厂与一个小型球形核反应堆(HTR)相结合，由后者提供制造氧和氢以及过程加热所需的电能，那么合成柴油的产量可提高到大约4800万t 这比现在德国所需柴油数量还多。

因此，高效合成工厂的建设和用于生物量储存和运输的基础设施的开发，在欧洲不仅德国，而且特别是欧盟东欧发展中国家，都是最近十年内最大也是最具吸引力的项目。实际上，生物柴油的生产是极富成效的有机物质回收系统。因此，合成柴油技术理应引起我国政府、汽车工业界和石化工业界的高度关注和通力合作，并尽早采取切实可行的步骤和措施有计划地开展合成柴油技术的研究和工业化实用技术的工程开发，这是有关于建立我国独立自主的改善生态平衡和可持续发展能源工业体系的重大举措，是利国利民的千秋大业。

woyaoba125

有道理,假如能解决氢气提炼的问题就更好了,相对来说水资源还是丰富一些