據(jù)外媒報道，美國普林斯頓大學(xué)的一個研究小組近期發(fā)現(xiàn)，使用煤、天然氣和非糧食作物混合制作的合成燃料或許可以降低全球?qū)υ偷囊蕾嚒?

　　研究人員認(rèn)為，如果這種使用非糧食作物生產(chǎn)的液體燃料在美國獲得推廣，未來的幾十年內(nèi)，因植物生長過程中所吸收的二氧化碳，可以讓全美的溫室氣體排放減少50%。

　　此外，這種合成燃料可以完全匹配現(xiàn)行的交通運(yùn)輸系統(tǒng)，燃料可以直接用于汽車發(fā)動機(jī)，其性能幾乎等同于原油煉制的燃料油。而以乙醇為例，目前市場上出現(xiàn)的生物燃料需要與普通汽油混合或用于特殊的發(fā)動機(jī)。

　　合成燃料呼聲漸高

　　早在2011年，普林斯頓大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)教授克里斯托德羅斯·弗洛達(dá)斯領(lǐng)導(dǎo)的研究小組就對美國的燃料形勢做過評估。他們通過分析合成燃料的影響因素，認(rèn)為可以將燃料工廠建在擁有相關(guān)資源的地區(qū)，且不能過分占用當(dāng)?shù)氐碾娏ω?fù)荷和水資源。這樣一來，全美的汽車完全有可能拋棄慣用的石油而改用合成燃料。

　　弗洛達(dá)斯表示：“我們的目標(biāo)是可以生產(chǎn)出充足的合成燃料，并做到減少50%的二氧化碳排放。”他認(rèn)為，合成燃料能否制造出來并非關(guān)鍵，重要的是新燃料需要在經(jīng)濟(jì)上擁有足夠的吸引力，規(guī)?；a(chǎn)和推廣才是要考慮的問題。

　　據(jù)了解，盡管在合成燃料的研究上美國一直處于前沿，但在現(xiàn)實(shí)中如何呼吁推廣合成燃料技術(shù)的應(yīng)用始終是個難題。或許讓美國完全接受合成燃料需要30-40年的時間。來自美國能源信息署（IEA）的數(shù)據(jù)顯示，全美原油消費(fèi)中有2/3用于交通運(yùn)輸行業(yè)。

　　美國化學(xué)工程師學(xué)會（AIChE）日前發(fā)布一份白皮書，其中提到合成燃料未必如人們所期待的是一種廉價的燃料。預(yù)計整個合成燃料產(chǎn)業(yè)價值可以達(dá)到1.1萬億美元的規(guī)模。

　　白皮書中呼吁美國要加大能源整合力度，建議政府考慮借助新的化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)生產(chǎn)更清潔、更廉價的燃料，以替代化石燃料的使用。

　　AIChE會長、1981屆普林斯頓校友瓊·韋斯帕維說：“目前可供選擇的能源出路有很多，但符合能源系統(tǒng)需求的道路應(yīng)當(dāng)更加全面、更加高效。合成燃料技術(shù)應(yīng)有一席之地?！?

　　曾任美孚中央研究實(shí)驗(yàn)室會長和AIChE主席的普林斯頓講師弗恩·魏克曼在參與研究項(xiàng)目的同時也表示：“工業(yè)行業(yè)始終不接受合成燃料的主要原因還是成本問題。然而，不斷上漲的原油價格和合成燃料生產(chǎn)效率的提高已經(jīng)讓該技術(shù)較以往更具可行性?！?

　　用新技術(shù)降低成本

　　研究發(fā)現(xiàn)，目前想讓合成燃料工廠取得價格優(yōu)勢來生產(chǎn)，主要取決于全球原油價格走勢和生產(chǎn)合成燃料的原料類型。如果原油價格維持在60-100美元/桶，原料組成適當(dāng)，那么傳統(tǒng)工藝下的合成燃料也能有利可圖。

　　普林斯頓研究的新技術(shù)其核心內(nèi)容是利用煤和柳枝稷（一種在美國大平原地區(qū)非常常見的北美本土植物），這種高碳原料借助高溫和化學(xué)手段生產(chǎn)汽油和其它液體燃料。這種稱為“費(fèi)托工藝”（Fischer-Tropsch）的技術(shù)，在上世紀(jì)20年代由德國開發(fā)，用來把煤轉(zhuǎn)化為液體燃料。

　　整個化學(xué)反應(yīng)過程很復(fù)雜：原料被加熱到1000-3000℃，氣化得到一氧化碳和氫氣。通過費(fèi)托工藝，氣體被轉(zhuǎn)化為烴分子鏈。這些烴分子鏈在鎳或鐵的作用下進(jìn)行催化反應(yīng)，并最終生成包括燃料、蠟和潤滑油在內(nèi)的各種產(chǎn)品。而這些產(chǎn)品通常都是從原油中提煉出來。新技術(shù)還增加了循環(huán)使用二氧化碳的步驟，從而減少工廠排放的廢氣。?

　　多年來，費(fèi)托工藝的生產(chǎn)效率已大幅改進(jìn)，合成燃料正越來越具可操作性。美國政府已經(jīng)啟動一批支持項(xiàng)目深入研究這種工藝。美國國防部一直把合成燃料當(dāng)成擺脫對國外石油依賴的汽車燃料來研究。?

　　合成燃料前景廣闊

　　普林斯頓的研究小組指出，建立130座合成燃料工廠就可滿足全美對汽車燃料的需求。為了避免與糧爭地問題，研究人員將目光鎖定在多年生牧草、農(nóng)業(yè)廢棄物和森工廢棄物上。

　　在合成燃料工廠規(guī)劃中，工廠布局要靠近原料供應(yīng)地和燃料市場，還需將水資源供應(yīng)和工廠設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的電能等外部因素考慮在內(nèi)。?

　　通過分析，研究小組推薦建設(shè)9座小型、74座中型和47座大型工廠，分別生產(chǎn)1%、28%和71%的合成燃料。大部分工廠都將聚集在美國中部和東南部地區(qū)。

　　擁有最大產(chǎn)能的將是堪薩斯州，要在此建設(shè)11座合成燃料工廠；而德克薩斯州的工廠數(shù)量最多，不過由于原料供應(yīng)分散，這些工廠大部分屬于中型規(guī)模。?

　　研究人員還發(fā)現(xiàn)，合成燃料成本構(gòu)成中最大份額來自建廠成本，其次是生物質(zhì)的采購成本和電能。他們估算合成燃料的全國平均生產(chǎn)成本相當(dāng)于原油95.11美元/桶時的價格，當(dāng)然該成本在地區(qū)間存在差異。合成燃料產(chǎn)業(yè)布局大戶堪薩斯州的生產(chǎn)成本大致相當(dāng)于原油83.58美元/桶時的價格。?

　　據(jù)了解，如果原料不使用生物質(zhì)原料，只用煤和天然氣，成本則會明顯降低，不過這樣做也會折損大部分環(huán)境收益。

　　合成燃料被認(rèn)為是一個創(chuàng)造新經(jīng)濟(jì)的機(jī)遇。考慮到全球巨大的石油消耗量和不斷走高的價格，以及溫室氣體排放問題，使用替代能源的時代還會遠(yuǎn)么？