相不相信，燒“煤”也能讓你的汽車飆起來？

　　生產一噸柴油或汽油，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？

　　現在告訴你，這可不一定。可燃有機巖，也就是人們俗稱的“煤炭”，現在也能成為你汽車油箱里的新“食糧”。

　　不要不相信，在遠離世界經濟中心地帶的南非，他們用了近50年掌握了這一技術。

　　神奇的“費托合成”

　　從約翰內斯堡市區驅車2個小時，就抵達了南非的東部小城賽空達。3月已是當地的初秋季節，整座城市人煙稀少，唯有一些用鐵皮房所組成的村落，還會時不時地在眼前掠過。

　　普通的小鎮，每天卻能迎來一批接著一批的油罐車。它們從當地一家煉廠里魚貫而出，裝載著汽柴油，再送到南非的各個加油站，這家工廠就是南非沙索集團的核心石油生產基地——賽空達工廠。

　　站在寬4公里、長約3公里的土地上，能看到鱗次櫛比的化工設備，有空氣分離裝置、汽柴油合成裝置(循環流化床)、大型儲罐、一排排管道、冒著白煙的煙囪……雖然也偶爾能閃出幾個穿著制服的工作人員，但整個廠區十分寧靜，連機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，出產標號等于或高于“歐Ⅴ”汽車排放標準的潔凈汽柴油。

　　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。

　　用原油路線生產的石油產品，可歸結為“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，按照蒸發能力分出不同沸點的油品，這便是餾分。

　　當然，產出的餾分還需要做調和、精制(如酸堿精制、加氫、脫蠟等)，以去除硫、氮、氧以及蠟和膠質等成分，最終獲得汽油、柴油等產品。

　　而“煤制油”則是“固體到液體”的生產路線。其細分為“直接液化技術”和“間接液化技術”兩大類。

　　將煤炭直接加氫、產出石油就是直接液化技術。上世紀30年代它在德國實現了工業化。中國神華集團引入了美國碳氫技術公司的煤液化核心技術，現已有少量汽柴油出品。

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

　　沙索集團總經理李斯陶告訴記者，同“間接液化”相比，“直接液化”技術，多了一道“氣體生產”環節——把煤炭和水、空氣這三樣物質首先做混合，就會有氣體冒出來，產出物是一氧化碳和氫氣。

　　接下來的環節，就是“間接液化”技術中最關鍵的一步：如何讓氣體變為汽柴油。

　　目前，國際上能實現這種轉化的主流技術叫做“費托合成”，其工藝如下：一氧化碳在催化劑的作用下，先會變為一種活性的碳物，該物質再與氫氣反應，產生甲基后，進一步聚合為各種化學品，其中就有汽油和柴油。

　　整個“費托合成”技術中必須要用到催化劑。

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

　　于是，技術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，經過反復試驗研究者們也發現，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)，催化劑的作用會更妙；而且，鈷的水處理設施簡單，其壽命也更長(能使用一年或以上)。此后，“費托技術”就長期使用鈷做催化處理。

　　“費托技術”的難點還在于，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(合成裝置中的一個環節)如何不被催化劑堵住，高溫加熱操作時是否會破壞催化劑的屬性，該怎樣增加整套裝置的壓力都是一個個難點。

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

　　揚名南非

　　“費托技術”于1925年開發，1929年在德國投入大批量生產。第二次世界大戰期間，德國的合成原油年產量超過50萬噸。20世紀20至30年代，英美公司也投身于該技術的開發中，并建立了示范工廠。

　　然而，當得克薩斯州、路易斯安那州和中東地區發現了新的大油田時，“費托技術”則被擱在了一邊。雖然二戰后美國仍然在繼續費托研究，特別是美國礦務局進行了合成液體燃料項目(1944~1985年),但這項技術一直沒有從實驗室階段進入大規模生產階段。而該技術在南非被應用后，終于得到了政企的各方重視。

　　南非煤炭儲量豐富，是世界第三大煤炭出口國，煤炭占能源生產的98%、能源消費的78%，但石油資源匱乏。上世紀20年代，政府便意識到了需要做一些特別的實踐。

　　1927年，南非議會的一項有關于煤制油工業是否可行的官方調查全面展開，政府希望通過了解煤制油的工藝技術，來保持國家收支平衡、增強能源供應的可靠性。

　　1935年，南非塊煤礦業精煉公司在南非的約翰內斯堡附近建設了一家工廠，用煤產出了少量的汽油，這讓當時的企業界和學界都格外振奮。

　　1937年時，該企業也獲得了費托技術的許可。1945年到1947年，雖然也有其他公司使用過費托技術，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計劃。

　　當時的南非政府還是意識到，整個南非的能源需求未來將會增加，只有建立國有企業，由政府投入大量資金，并發展煤制油技術，才會解決能源自給問題。于是到1950年時，沙索這家國有公司終于出現，展開了煤制油的技術攻關。

　　沙索合成燃料國際有限公司董事總經理歐博陽告訴記者，1954年沙索集團的第一個工廠落戶在了南非北部的沙索堡地區。1955年，最早一批汽油從該廠面世。當時大約4700萬蘭特的投資額全部是由政府實業發展公司來提供的。

　　在1955到1960年，煤制油工藝中的一個環節“合成醇反應器”的效率不斷提高，整個費托工藝的基本原理和商業化等都被技術、操作人員所掌握，工廠逐漸步入了正軌。

　　“1972年的時候，沙索集團也考慮是不是要做第二個煤制油工廠以應對不斷增加的能源需求。但當時石油價格偏低，并沒有太大的經濟性。”歐博陽告訴記者，真正的機遇和挑戰出現在1973年“10月贖罪日”之戰后，石油輸出國組織將石油價格大幅上漲到了每桶12美元，相比3年前翻了4倍，而且宣布對美國實行石油禁運。

　　通過9個月的論證，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，這也就是現在的賽空達廠。1980年該工廠建設完畢后，總計投資32億美元。

　　在賽空達二廠建設期間，國際油價按照現在的匯率來看，已經約為85到86美元/桶，賽空達如果建成的話，應該是有盈利的。

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

　　如今，沙索集團已成為一個總計產油15億桶的煉廠，創造就業19.8萬人，為國家每年節省了47億美元的外匯。其煤制油業務既可以看作是經濟層面(油價較高)所推動的，也有“石油制裁”等這樣的政治因素蘊含其中。因為當歐佩克宣布禁運之后，歐美等大型石油企業就無法得到原油，更談不上向其他國家供應石油產品了。

　　中國樣本：同一技術的不同產品

　　南非賽空達的煤制油生產廠模式，正在向全世界其他地區復制。

　　沙索中國區總裁莊思強表示，目前在中國，沙索與神華集團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，總產量相當于一個300多萬噸的柴油廠。雙方期望今年能獲得國家發改委的核準。

　　莊思強說，就煤制油的成本和收益，無論是在中國，還是在南非，都非常相似，區別在于時間。

　　之所以要選擇寧夏，原因是這里有多個神華集團的煤礦，資源能夠解決。當初在南非選址時，沙索集團也是因為看到了當地距離煤炭基地較近(2到4公里)這一條件。

　　沙索技術有限公司一位高層Steve Venables表示：“我們擁有煤礦，所以我們不從市場買。”而神華和沙索兩方未來也可能單獨成立一家煤礦企業，將寧煤的部分煤礦資產直接注入到這家公司之中，供應給寧夏煤制油項目。

　　李斯陶告訴記者，沙索并不是一家單單賣“費托技術”的公司，在全球投資時，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。賽空達廠距離水源地也比較近，在20公里左右。寧夏當地的煤制油用水也將通過引黃河水來解決。

　　在賽空達，一噸油需耗水10到12噸，當然這包括了化工產品在內的水耗情況。而在中國寧夏項目，估計每噸油的耗水量在8噸左右。無論是南非還是中國寧夏，水資源都是比較匱乏的，更省水的設計才可能更加具有經濟性。

　　另一處差異還在于費托工藝路線的不同。在南非賽空達廠使用了“高溫費托”技術，它可以產出更多汽油。

　　在中國寧夏，將采用“低溫費托”技術，產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(分別占產出品總量的23%、2%左右)。這也是因地制宜的結果。畢竟中國目前已有了大量傳統工藝的石油煉廠，汽油產量并不少，柴油需求較大但目前產量還不充足。

　　“我們工廠生產出來的柴油品質超過了歐Ⅴ的標準。這種油品既可以直接應用于終端消費用戶，也可以由煉廠作為調和油使用。我們在卡塔爾(氣制油工廠)的實踐表明，我們已有兩年半的時間進行產品的銷售，多數都是用于煉廠對其進行調和。”歐博陽說道。

　　煤制油的另一個關鍵性技術還有二氧化碳的收集和排放。李斯陶說：“這不僅僅是中國面臨的問題，而且是一個世界性的問題。和一般火力發電比，費托工藝所產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生的費用只有火力發電收集二氧化碳花費的20%。”

　　歐博陽也表示：“我們已與合作伙伴神華集團達成了一致，將支出的一部分額外費用用于提高產能、減少二氧化碳的排放。為了做二氧化碳的封存和驅油工作，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完成，現在正在進行第二階段的研究，在周邊尋找一些地區，能做二氧化碳的驅油或將二氧化碳用深度鹽水封存。所有這些項目和可能性，都會給投資方帶來效益，也希望以此建設一個二氧化碳儲存的示范項目。”

　　背景資料：清潔煤

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

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

　　二是煤轉化為潔凈燃料技術。主要是煤的氣化以及液化技術、煤氣化聯合循環發電技術(IGCC)和燃煤磁流體發電技術。

來源：路透社