“水變油”在今天已經(jīng)不再是偽科學(xué)了，利用二氧化碳和水通過人工合成為燃油已經(jīng)成為了現(xiàn)實。但是德國在“水變油”的技術(shù)上又做出了實質(zhì)性的突破，他們開發(fā)出一種低成本且高效的“藍(lán)色燃油”。
利用二氧化碳和水人工合成燃油并非新鮮事，但如何做到高效率、低成本是難點。德國一家公司在這方面取得了實質(zhì)性進(jìn)展，開發(fā)出一種“藍(lán)色燃油”。德國教研部長萬卡２１日還象征性地給她的奧迪公車加了５升新技術(shù)合成的燃油。
這種所謂“藍(lán)色燃油”是德國德累斯頓太陽火公司用二氧化碳、水蒸氣和清潔能源合成的。該公司從２０１２年起開發(fā)人工合成燃油技術(shù)，幾周前這一合成技術(shù)的實用演示裝置已在德累斯頓正式運(yùn)轉(zhuǎn)，他們希望能于２０１６年實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。
該公司首席技術(shù)執(zhí)行官克里斯蒂安•馮•奧爾斯豪森介紹說，這種制造工藝主要分為三步：電解水蒸氣生成氫氣；將二氧化碳轉(zhuǎn)換為一氧化碳；用“費(fèi)托合成法”將一氧化碳和氫氣合成碳?xì)浠衔铮瑥亩瞥霾裼偷热加汀?ldquo;費(fèi)托合成法”是以合成氣為原料在催化劑和適當(dāng)反應(yīng)條件下合成液態(tài)烴的工藝過程。
該公司合成燃油核心技術(shù)在于第一步，即用一種特殊的高溫固體氧化物電解電池（ＳＯＥＣ）技術(shù)高溫電解水蒸氣制氫。該公司稱其ＳＯＥＣ技術(shù)的熱氫轉(zhuǎn)化效率已能達(dá)到約９０％，這也是這套設(shè)備能顯著降低制氫乃至合成燃油成本的關(guān)鍵。
德國教研部的新聞公報說，這種合成的“藍(lán)色燃油”不含硫和芳烴化合物，因而更環(huán)保，而且燃燒性能與普通柴油一樣高。這一創(chuàng)新使合成燃油有可能在不久的將來取代化石燃料。
雖然汽車發(fā)動機(jī)使用這種合成燃油也會排放二氧化碳，但該公司稱，算上合成燃油時消耗的二氧化碳，這種工藝與使用化石燃料相比能減排二氧化碳８５％。斯圖加特大學(xué)研究人員說，初步測試結(jié)果證明這一工藝的確能明顯減少二氧化碳排放。
專家預(yù)計這種合成燃油將來的生產(chǎn)成本可達(dá)每升１至１．５歐元，加上可以享受稅收優(yōu)惠，因而也可以有較好的市場前景。
德國公司研發(fā)的“水變油”機(jī)器
代替礦物燃料的使用顯然不是一夜之間就能完成的，太多的現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)都是基于煤和石油，全部替換會花費(fèi)大量時間和金錢。
然而，合成燃料就是最佳的過渡期選擇，尤其是像Sunfire GmbH所實現(xiàn)的，生產(chǎn)合成燃料的過程也清潔無污染的話。這家清潔技術(shù)公司研發(fā)了一個前所未有的設(shè)備，通過其“Power-to-Liquid”技術(shù)，將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為液烴——合成汽油、柴油和煤油。
這項技術(shù)基于1925年誕生的費(fèi)托合成（Fischer-Tropsch process），并與固體氧化物電解電池(SOECs)技術(shù)相結(jié)合。固體氧化物電解電池技術(shù)將由風(fēng)、太陽能等可再生能源產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)化為蒸汽，再分離出氧氣，生產(chǎn)氫氣。
接下來，氫氣將與從大氣中、沼氣設(shè)施里或通過廢氣處理裝置收集而來的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，變?yōu)橐谎趸�。生產(chǎn)的氫氣和一氧化碳再通過費(fèi)托合成，變?yōu)楦呒兌热剂稀＿@個過程中產(chǎn)生的多余熱量會用來產(chǎn)生更多蒸汽，從而保證效率。據(jù)Sunfire聲稱，效率高達(dá)70%。
這臺機(jī)器目前還處于展示和證明可行性的階段，二氧化碳循環(huán)能力目前約為每天3.2噸，每日可生產(chǎn)一桶燃料。機(jī)器的設(shè)計和建造費(fèi)用達(dá)到七位數(shù)。
“它讓我們得以證明工業(yè)規(guī)模上的技術(shù)可行性，”Sunfire的首席技術(shù)官Christian von Olshausen說道：“現(xiàn)在還只能做到在某種程度上調(diào)控化石燃料的使用，但這能得到投資者們的充分信賴。一旦大規(guī)模投入使用，我們就能著手逐步實現(xiàn)用可再生能源全部替代化石燃料。”
“水變油”從偽科學(xué)到實現(xiàn)
水變油技術(shù)是一個備受爭議的技術(shù)，同時也是一種并不科學(xué)的講法，多數(shù)情況下只是坊間俚語的一種稱謂。在技術(shù)上，水變油是可行的，而且已經(jīng)發(fā)展到可以工業(yè)化生產(chǎn)的程度。該技術(shù)現(xiàn)在的缺點主要是成本依然很高，實際生產(chǎn)出的燃料產(chǎn)品在價格上依然沒有什么競爭力。該技術(shù)是結(jié)合生物工程學(xué)、化學(xué)等多門學(xué)科的復(fù)合型新技術(shù)。
一、生物培養(yǎng)法制取可燃燃料技術(shù)
這種技術(shù)就是我們通常所說的“水變油技術(shù)”。其原理是：通過在水中有目的的養(yǎng)殖藻類作物，利用藻類的光合作用獲得碳?xì)浠衔锘蛘咛細(xì)溲趸衔�，然后通過其他方法制取相應(yīng)的可燃燃料。
藻類作物產(chǎn)品主要有兩種途徑用以制取可燃燃料。方法一是從經(jīng)過處理的藻類產(chǎn)品中提煉中間產(chǎn)品，繼而通過化學(xué)合成的方法制取合成汽油。方法二是對藻類產(chǎn)品進(jìn)行發(fā)酵，提煉后直接獲得醇類燃料產(chǎn)品——如甲醇、乙醇等產(chǎn)品。方法一和方法二也可以結(jié)合使用。
由于藻類作物生長時需要消耗大量的氮磷等元素，因此該技術(shù)尤其適合與城市污水廠整合，用于處理生活污水，如能控制好成本問題，將擁有良好的發(fā)展前景。
二、“水+二氧化碳+陽光”合成
美國賓西法尼亞州立大學(xué)教授克雷格.格蘭姆斯的“水變油”實驗：賓西法尼亞大學(xué)操場內(nèi)，上演了一幕讓人瞠目結(jié)舌的奇跡。研究者將二氧化碳和水蒸氣裝入一種納米試管中，在光的作用下，開始發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成俗稱“天然氣”的甲烷。
水能變成油嗎？只要有中學(xué)水平的科學(xué)常識的人都可以回答：不可能。因為水是氫和氧組成的，而油則是由碳和氫組成的。水能燃燒嗎？不能。因為水和二氧化碳是煤和石油產(chǎn)品燃燒后的終極產(chǎn)物，所以水和二氧化碳是最好的滅火物質(zhì)。
