橡樹村

制造汽油的碳和氫來自空氣和水

汽油是碳?xì)浠衔?，元素是碳和氫。在這個(gè)工藝中，碳來自空氣中的二氧化碳。

雖然目前工業(yè)上很罕見直接從空氣中富集二氧化碳的做法，但是富集的原理是非常簡單的。二氧化碳是酸性的，可以很方便地被堿吸收，而吸收了二氧化碳的堿，可以通過其他方法把二氧化碳釋放出來循環(huán)使用。在煤化工、天然氣化工領(lǐng)域，通過無機(jī)堿或者有機(jī)胺來吸收二氧化碳已經(jīng)是很成熟的了，這些都是化學(xué)方法。此外還可以通過物理方法，直接把二氧化碳溶解在溶劑里面，比如應(yīng)用非常廣泛的低溫甲醇洗工藝，利用二氧化碳在零下三四十?dāng)z氏度的低溫甲醇溶液里面溶解度較高的性質(zhì)，來吸收二氧化碳，然后再在較高的溫度中分離二氧化碳和甲醇，甲醇重復(fù)使用，而二氧化碳則得到了富集。

目前工業(yè)上應(yīng)用的二氧化碳富集工藝，處理的都是至少幾個(gè)百分點(diǎn)濃度的二氧化碳，還沒有應(yīng)用到處理空氣中的低濃度二氧化碳的實(shí)際商業(yè)化例子。沒有這樣工業(yè)實(shí)踐的一個(gè)重要原因是沒有這樣的實(shí)際需求，并不是說技術(shù)上不可行。

二氧化碳只能提供碳元素的來源，氫的來源就要依靠廣泛存在的水。這個(gè)工藝提出的方法，是電解水。電解水制氫是非常成熟的工藝，已經(jīng)有了非常廣泛的應(yīng)用。

無論是從空氣中提取二氧化碳，還是電解水，工藝都需要消耗大量的能量，因?yàn)槎趸己退旧矶疾荒芴峁┠芰?，所以這些能量都需要外界提供。

二氧化碳加氫氣的華麗大變身

獲得二氧化碳和氫氣后，就需要用二者進(jìn)行反應(yīng)。

英國那家公司提出的方法是先合成甲醇。這也是很成熟的工藝，用二氧化碳和氫氣在一定的反應(yīng)溫度和壓力下得到甲醇已經(jīng)有幾十年的歷史了，最早工藝來源于一氧化碳與二氧化碳的混合氣體加氫得到甲醇，后來也有了專門使用二氧化碳加氫得到甲醇的工業(yè)示范，技術(shù)方面是沒有問題的，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)上不合算而沒有被工業(yè)實(shí)際應(yīng)用。這個(gè)反應(yīng)本身是放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程不需要外界提供能量，但是將原料氣體調(diào)整到所需要的溫度和壓力，滿足工藝要求，仍然是需要能量的。

然后就是將甲醇變成汽油的工藝。這個(gè)工藝聽起來稀罕，實(shí)際上上世紀(jì)80年代就在新西蘭有過大規(guī)模的工業(yè)實(shí)踐，目前國內(nèi)也有這樣的裝置。這個(gè)工藝也需要外界提供一些能量。得到汽油以后還需要進(jìn)行一些精餾分離等精煉過程，也就是汽油精煉過程。這些工藝與目前常規(guī)的汽油煉制工藝沒多大區(qū)別。需要注意的是，汽油的精煉過程也是需要能量的。

也就是說，雖然用空氣里面的二氧化碳制造汽油的確是一個(gè)聽起來挺酷的事情，但整體工藝并沒有什么高精尖技術(shù)。而且其概念至少幾十年前就有人提出了，當(dāng)然工藝整合還是有很多工作要做的，這個(gè)工作仍然有其技術(shù)價(jià)值。

一根看上去很美的雞肋？

那么，這算是解決能源危機(jī)的一個(gè)方法嗎？

對(duì)于目前的能源危機(jī)來講，不是。這個(gè)方法各個(gè)工藝都需要消耗能量，實(shí)際上是在把其他的能源形式轉(zhuǎn)換成汽油，并沒有帶來新的能源來源，因此沒有為目前緊張的能源供應(yīng)帶來新東西。不過也不是完全沒有意義。化石能源因?yàn)楸旧碣Y源量不足以及溫室氣體排放問題必將退出舞臺(tái)，如果未來人類運(yùn)輸仍然依賴汽油，那么就需要把可再生能源轉(zhuǎn)變成液體燃油，這個(gè)嘗試對(duì)于后化石能源時(shí)代的液體燃料供應(yīng)問題有價(jià)值。

即使到了后化石能源時(shí)代，這個(gè)方法也不是唯一選擇。未來電動(dòng)汽車的發(fā)展完全可能使得人類拋棄用戶端有污染的汽油，而通過空氣和水制備汽油這個(gè)過程的能量效率低于電力的直接使用。不過這可以算是一個(gè)大量能量的輸送方式。電力畢竟很難跨洋遠(yuǎn)距離輸送，把電力轉(zhuǎn)變成液體形式運(yùn)輸起來就方便多了。

這個(gè)方法也不能直接降低大氣中的二氧化碳。從大氣中吸收的二氧化碳轉(zhuǎn)變成汽油之后最終還會(huì)通過燃燒進(jìn)入大氣，不會(huì)降低大氣中的二氧化碳總量，只會(huì)因?yàn)闇p少了化石能源的使用而減少二氧化碳排放。因?yàn)榇笞匀粫?huì)逐漸“消化”大氣中的二氧化碳，這個(gè)方法只能說間接起到降低大氣中二氧化碳的作用。