我国碳中和燃料的合成技术实现重大突破

2022-03-16 来源：中国内燃机学会浏览数：159

零碳合成液体燃料助力内燃机实现碳中和。全球首套1000吨/年二氧化碳加氢制汽油中试装置开车成功。二氧化碳加氢转化制液体燃料和化学品，不仅可实现温室气体二氧化碳的资源化利用，还有利于可再生能源的储运，同时也为解决国家能源安全问题、实现“双碳”目标等提供新策略。

中国内燃机学会理事长、天津大学校长中国工程院院士金东寒；中国内燃机学会副理事长，上海交通大学副校长中国工程院院士黄震；中国内燃机学会副理事长兼秘书长李树生教授；中国内燃机学会常务理事、清华大学汽车安全与节能国家重点实验室/航空发动机研究院副院长帅石金教授等学会领导和专家，均在不同场合强调内燃机只是一种能量转换装置，是一种将由燃料化学能产生的热能转化为机械能的装置。碳中和的目标是消除二氧化碳，而不是内燃机这一能量转换装置；对使用生物质燃料、绿氢、绿氨、绿电合成液体燃料（e-fuel）等碳中和燃料的新型内燃机也可实现碳中和。

可以说，当内燃机开始使用碳中和燃料时，它也可以称之为新能源内燃机，它所搭载的汽车也可以称为新能源汽车。

二氧化碳的活化与选择性转化极具挑战。国内外技术路线多集中于合成低碳化合物，若能利用该过程选择性生产高附加值、高能量密度的烃类燃料，将为推进清洁低碳的能源革命提供全新路线。

近日，由中国科学院大连化物所物理研究（以下简称“大连化物所”）和珠海市福沺能源科技有限公司联合开发的全球首套1000吨/年二氧化碳加氢制汽油中试装置，在山东邹城工业园区开车成功，生产出符合国VI标准的清洁汽油产品。

3月4日，该技术在上海通过了由中国石油和化学工业联合会组织的科技成果评价。中国科学院院士、评价专家组组长何鸣元主持评价会。大连化物所研究员孙剑在会上代表研究团队作了工作报告，详细介绍了二氧化碳加氢制汽油中试技术的研发历程。评价专家组专家一致认为：该技术成果属世界首创，整体技术处于国际领先水平，同意通过科技成果评价。

由大连化物所碳资源小分子与氢能利用创新特区研究组孙剑、葛庆杰和位健等人组成的研究团队于2017年开发了二氧化碳加氢制汽油技术，研究成果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上，并被《自然》（Nature）杂志选为研究亮点。该技术历经实验室小试、百克级单管评价试验、催化剂吨级放大制备、中试工艺包设计等过程，于2020年在山东邹城工业园区建设完成了千吨级中试装置。装置累计完成各项投资四千余万元，并陆续实现了投料试车、正式运行以及工业侧线数据优化，于2021年10月正式通过了由中国石油和化学工业联合会组织的连续72小时现场考核。

该技术可实现二氧化碳和氢的转化率达到95%，汽油在所有含碳产物中的选择性优于85%，显著降低了原料氢和二氧化碳的单耗，整体工艺能耗较低，生成的汽油产品环保清洁，经第三方检测，辛烷值超过90，馏程和组成均符合国VI标准。目前已形成具有自主知识产权的二氧化碳加氢制汽油生产成套技术，为后续万吨级工业装置的运行提供了有力支撑。

该工作得到了中国科学院 “变革性洁净能源关键技术与示范”A类先导专项、国家自然科学基金、兴辽英才等项目资助。

全球首套1000吨/年二氧化碳加氢制汽油中试装置开车成功，进一步证明了二氧化碳和绿氢转化制碳中和液体燃料的可行性，为内燃机实现碳中和提供了一条有效选择路径。低碳和零碳燃料技术的应用将助力中国能源和交通领域按时实现碳中和。（二氧化碳制汽油素材来源：大连化物所）

为响应“2030碳达峰/2060碳中和”的国家战略目标，发动机产业链、高校、科研机构等核心单位组成强强联合体，成立了“中国发动机碳中和创新联盟”以下简称联盟。