油价攀升，二氧化碳制汽油横空出世

哎呀，最近这油价呀，老是上上下下变个不停，可把广大车主给坑惨喽！到了 2022 年，就这仨月的时间，油价都涨了五次啦，95 号汽油更是大步迈进“9 元时代”了！这意味着啥？加满一箱油得多花好多钱，车主们出行的成本那是一下子就猛涨起来呀。每次油价一涨，就跟在车主们钱包里抽血似的，大家都在社交媒体上抱怨，直喊“车都开不起啦”！

就在油价大涨的时候，有个重磅消息就像平地一声雷，给大伙带来新盼头啦！2022 年 3 月，中国科学院大连化学物理研究所说，他们和珠海市福沺能源科技有限公司一起搞的全球头一套“1000 吨/年二氧化碳加氢制汽油”的中试装置，在山东邹城工业园区开车成功了，生产出来的汽油符合国 VI 标准，可干净啦！这一技术突破马上就引来了好多人的关注，大家都议论纷纷，不少人好奇：难道以后咱们真能用二氧化碳来生产汽油，再也不用受高油价的折磨啦？

二氧化碳“变身”汽油，这里头的原理可不简单

原料来源广

要想用二氧化碳加氢来制汽油，首先得有足够的原料。二氧化碳在咱们生活里到处都是，工业生产、火力发电、交通运输这些人类活动，每年都会往大气里排放大量的二氧化碳，这就给二氧化碳加氢制汽油提供了好像怎么都用不完的碳源。虽说空气里二氧化碳含量挺高，但是要把它收集起来、提纯了再用于工业生产，那可难喽，成本也不低。不过呢，随着碳捕集与封存技术（CCS）的发展，从发电厂、水泥厂这些大的排放源捕获高浓度二氧化碳慢慢变得可行了。咱们国家有些大型企业已经开始试点安装碳捕集装置，这给二氧化碳的资源化利用迈出了第一步。

再瞅瞅氢气，它作为另一个关键原料，获取的途径也不少。最常见的就是电解水制氢，用电把水分解成氢气和氧气。咱们国家在水电、风电、光电这些可再生能源发电领域发展得可快了，在用电低谷期，有好多“弃电”能用来电解水制氢，既解决了电能存储的难题，又能给二氧化碳加氢提供足够的氢源。工业副产氢也是个重要来源，像氯碱工业、煤化工这些生产过程里会产生好多含氢的尾气，经过提纯处理就能得到高纯度氢气，这不就变废为宝了嘛。

神奇的催化反应

有了原料，还得靠神奇的催化反应才能让二氧化碳“变身”汽油。在这个过程里，催化剂起着决定性作用。二氧化碳分子结构稳定，化学性质不活泼，很难直接就转化成别的东西。科学家们研发出了好多高性能的催化剂，打破了二氧化碳的“惰性”。中科院大连化学物理研究所用的氧化铟/分子筛双功能催化剂，就像一把特别精准的钥匙，打开了二氧化碳转化的大门。它能在特定的反应条件下，把二氧化碳分子里的碳氧双键给活化了，让氢原子顺利加成到碳原子上，一点点把二氧化碳转化成碳氢化合物。这一过程就跟一场微观世界里的“拼图游戏”似的，催化剂引导着原子们重新组合，形成咱们需要的汽油分子“碎片”。

精准产物调控

二氧化碳加氢反应生成的东西可复杂了，除了汽油，还有甲烷、甲醇、一氧化碳这些其他的碳氢化合物。要想得到符合要求的汽油，就得精准地调控反应过程。汽油是由好多种碳氢化合物组成的混合物，主要成分是含有 5 到 11 个碳原子的烃类化合物。科研人员通过巧妙地设计反应条件，像温度、压力、气体流量、反应时间这些，还有不停地优化催化剂的组成和结构，让反应朝着生成汽油的方向进行。等反应结束了，得到的产物还得经过一系列的分离、提纯工序，把没反应的原料、副产物还有杂质去掉，才能得到纯度高、质量好，符合国 VI 标准的清洁汽油。这就好比从一堆矿石里精心地筛选、提炼出珍贵的宝石，每一个步骤都凝聚着科研人员的智慧和心血。

技术突破：从实验室到工业化的艰难路程

早期的探索和基础

二氧化碳加氢制汽油的研究可不是一下子就成功的，咱们国家的科研人员早在好多年前就开始干这个事儿了。2017 年，中科院大连化学物理研究所孙剑他们那组研究团队，开发出了二氧化碳加氢制汽油技术，研究成果发表在《自然 - 通讯》上，还被《自然》杂志选成研究亮点了。这个开创性的成果，就像在科研领域扔了一颗石子，在国际科学界引起了不小的动静，让全世界看到了二氧化碳资源化利用的新希望，也给后面的研究打下了坚实的基础。从那以后，科研团队就没闲着，经过实验室小试、百克级单管评价试验、催化剂吨级放大制备这些环节，不停地优化技术的细节，一步一步朝着工业化生产靠近。

中试装置的成功

经过好几年的努力，2020 年，在山东邹城工业园区，全球第一套 1000 吨/年二氧化碳加氢制汽油中试装置建起来了。这个装置总共投资了四千多万，是中科院大连化学物理研究所和珠海市福沺能源科技有限公司一起弄的，还得到了山东荣信集团有限公司在场地、原辅材料还有技术方面的支持。从开始投料试车到正式运行，再到工业侧线数据的优化，科研人员克服了好多困难。2021 年 10 月，这个装置正式通过了中国石油和化学工业联合会组织的连续 72 小时现场考核，生产出了符合国 VI 标准的清洁汽油产品，这标志着咱们国家在二氧化碳加氢制汽油这个领域取得了重大的阶段性胜利，技术从理论变成了实践，让大家看到了大规模工业化生产的希望。

迈向产业化的挑战

虽说中试装置成功了，但是离真正实现产业化还有好长的路要走呢。现在，技术成本太高是首要的难题。算下来，生产成本比汽油成品的价格高了一半还多，这里面，氢气成本占的比例挺大。制氢过程能耗大，如果依靠传统能源制氢，“减碳”的意义就大打折扣；就算是用电解水制氢，电价成本也不能小看。另外，二氧化碳的捕集、提纯成本也不能忽略，从浓度低的大气里分离出高纯度的二氧化碳，技术复杂，花费也不少。

催化效率也需要提高。虽说现在的技术能让二氧化碳和氢的转化率最高达到 95%，汽油的选择性超过 85%，但是随着工业化规模变大，对转化效率的要求更高了，怎么进一步优化催化剂的性能，提高反应的速度和选择性，这是科研人员着急要解决的任务。而且，中试装置运行需要的催化条件挺苛刻的，食品级二氧化碳、高纯氢气这些原料的标准高，很难大规模稳定地供应，这也成了产业化路上的“绊脚石”。

意义深远：在环保、能源和经济方面都有好处

助力碳中和

二氧化碳加氢制汽油这个技术对实现碳中和太重要了。传统的汽油生产靠石油开采、炼制，这个过程里二氧化碳排放可多了。但是这个新技术反过来，把二氧化碳当原料“吃干榨尽”，转化成汽油，从源头就减少了二氧化碳的排放。每生产一吨汽油，理论上能消耗好几吨二氧化碳，相当于给大气“减负”了。随着技术大规模地推广应用，工业排放的二氧化碳有可能大量转化成能源，帮助咱们国家甚至全世界早日实现碳中和的目标，减轻气候变暖的压力，保护咱们的地球家园。

保障能源安全

咱们国家是石油消费大国，石油对外的依存度一直都挺高的，国际油价一波动，就时刻牵动着国内能源供应和经济发展的“神经”。二氧化碳加氢制汽油这个技术给保障能源安全带来了希望。一旦技术成熟、产业化落地，咱们国家能利用自己丰富的二氧化碳资源和可再生能源制氢，减少石油进口。在国际地缘政治复杂、能源供应不稳定的现在，这个技术能让咱们国家的能源供应多一份“底气”，降低石油供应中断的风险，牢牢地把能源主动权掌握在自己手里，给经济持续稳定发展保驾护航。

带动产业发展

这个技术大规模应用以后，就像“鲶鱼”一样能激活好多产业。首先，催化剂的研发生产会迎来“黄金期”，科研机构和企业为了提高催化效率、降低成本，会加大研发的投入，催生出高性能催化剂的产业集群；其次，制氢产业会加速发展，水电解制氢、生物质制氢这些技术会和二氧化碳加氢一起，构建出绿色的氢能体系；再者，新能源汽车产业也能受益，二氧化碳制汽油能给它提供清洁汽油的补给选择，拓展发展的空间；另外，石油化工、装备制造这些传统产业也会在技术更新、工艺升级中重新有活力，衍生出一系列围绕二氧化碳资源化利用的新兴产业，创造出特别多的就业机会，成为经济增长的新动力。

未来可期：突破困难，迎接变化

虽说现在二氧化碳加氢制汽油技术有好多困难，但是前景还是值得期待的。科研人员从来没停下探索的脚步，在催化剂研发这方面，不停地挖掘新的材料，试试多元复合的催化剂，努力降低成本、提高活性和稳定性；在工艺优化上，靠着人工智能、大数据这些技术，精准地模拟反应过程，找到最好的反应条件。政策方面也经常有好消息，国家加大了对清洁能源、碳中和技术研发的资金支持，各地政府给相关的产业项目开通绿色通道，鼓励企业和科研机构一起创新。

可以想象，在不远的将来，随着技术瓶颈一个一个被突破，二氧化碳加氢制汽油就能实现大规模产业化。到那个时候，加油站里的汽油可能大部分都是从二氧化碳转化来的，能源供应更绿色、更稳定，地球环境也因为二氧化碳被大量消耗而变得更适合居住。这个技术创新不光能给现在的能源难题找到解决办法，还能重新塑造未来的能源格局，让高油价、高排放成为过去。现在，咱们应该给科研人员更多的耐心和支持，一起盼着二氧化碳加氢制汽油大放光彩，迎接新的能源时代。

结语

二氧化碳加氢制汽油技术从一开始就特别引人注意，现在已经在科研的路上迈出了很扎实的步子。虽说还面临着成本、效率这些好多挑战，但是每一次的突破都让咱们离梦想更近了一步。在能源转型的关键时候，这个技术承载着人类对绿色未来的期望。也许在不久的将来，它会重新塑造能源的格局，让高油价、高排放成为历史。现在，咱们应该给科研人员更多的时间和支持，一起等着二氧化碳加氢制汽油大放异彩，开启全新的能源时代。