我國碳中和燃料的合成技術實現重大突破

2022-03-16 來源：中國內燃機學會瀏覽數：582

零碳合成液體燃料助力內燃機實現碳中和。全球首套1000噸/年二氧化碳加氫制汽油中試裝置開車成功。二氧化碳加氫轉化制液體燃料和化學品，不僅可實現溫室氣體二氧化碳的資源化利用，還有利于可再生能源的儲運，同時也為解決國家能源安全問題、實現“雙碳”目標等提供新策略。

中國內燃機學會理事長、天津大學校長中國工程院院士金東寒；中國內燃機學會副理事長，上海交通大學副校長中國工程院院士黃震；中國內燃機學會副理事長兼秘書長李樹生教授；中國內燃機學會常務理事、清華大學汽車安全與節能國家重點實驗室/航空發動機研究院副院長帥石金教授等學會領導和專家，均在不同場合強調內燃機只是一種能量轉換裝置，是一種將由燃料化學能產生的熱能轉化為機械能的裝置。碳中和的目標是消除二氧化碳，而不是內燃機這一能量轉換裝置；對使用生物質燃料、綠氫、綠氨、綠電合成液體燃料（e-fuel）等碳中和燃料的新型內燃機也可實現碳中和。

可以說，當內燃機開始使用碳中和燃料時，它也可以稱之為新能源內燃機，它所搭載的汽車也可以稱為新能源汽車。

二氧化碳的活化與選擇性轉化極具挑戰。國內外技術路線多集中于合成低碳化合物，若能利用該過程選擇性生產高附加值、高能量密度的烴類燃料，將為推進清潔低碳的能源革命提供全新路線。

近日，由中國科學院大連化物所物理研究（以下簡稱“大連化物所”）和珠海市福沺能源科技有限公司聯合開發的全球首套1000噸/年二氧化碳加氫制汽油中試裝置，在山東鄒城工業園區開車成功，生產出符合國VI標準的清潔汽油產品。

3月4日，該技術在上海通過了由中國石油和化學工業聯合會組織的科技成果評價。中國科學院院士、評價專家組組長何鳴元主持評價會。大連化物所研究員孫劍在會上代表研究團隊作了工作報告，詳細介紹了二氧化碳加氫制汽油中試技術的研發歷程。評價專家組專家一致認為：該技術成果屬世界首創，整體技術處于國際領先水平，同意通過科技成果評價。

由大連化物所碳資源小分子與氫能利用創新特區研究組孫劍、葛慶杰和位健等人組成的研究團隊于2017年開發了二氧化碳加氫制汽油技術，研究成果發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上，并被《自然》（Nature）雜志選為研究亮點。該技術歷經實驗室小試、百克級單管評價試驗、催化劑噸級放大制備、中試工藝包設計等過程，于2020年在山東鄒城工業園區建設完成了千噸級中試裝置。裝置累計完成各項投資四千余萬元，并陸續實現了投料試車、正式運行以及工業側線數據優化，于2021年10月正式通過了由中國石油和化學工業聯合會組織的連續72小時現場考核。

該技術可實現二氧化碳和氫的轉化率達到95%，汽油在所有含碳產物中的選擇性優于85%，顯著降低了原料氫和二氧化碳的單耗，整體工藝能耗較低，生成的汽油產品環保清潔，經第三方檢測，辛烷值超過90，餾程和組成均符合國VI標準。目前已形成具有自主知識產權的二氧化碳加氫制汽油生產成套技術，為后續萬噸級工業裝置的運行提供了有力支撐。

該工作得到了中國科學院 “變革性潔凈能源關鍵技術與示范”A類先導專項、國家自然科學基金、興遼英才等項目資助。

全球首套1000噸/年二氧化碳加氫制汽油中試裝置開車成功，進一步證明了二氧化碳和綠氫轉化制碳中和液體燃料的可行性，為內燃機實現碳中和提供了一條有效選擇路徑。低碳和零碳燃料技術的應用將助力中國能源和交通領域按時實現碳中和。（二氧化碳制汽油素材來源：大連化物所）

為響應“2030碳達峰/2060碳中和”的國家戰略目標，發動機產業鏈、高校、科研機構等核心單位組成強強聯合體，成立了“中國發動機碳中和創新聯盟”以下簡稱聯盟。