“水变油”在今天已经不再是伪科学了,利用二氧化碳和水通过人工合成为燃油已经成为了现实。但是德国在“水变油”的技术上又做出了实质性的突破,他们开发出一种低成本且高效的“蓝色燃油”。
利用二氧化碳和水人工合成燃油并非新鲜事,但如何做到高效率、低成本是难点。德国一家公司在这方面取得了实质性进展,开发出一种“蓝色燃油”。德国教研部长万卡21日还象征性地给她的奥迪公车加了5升新技术合成的燃油。
这种所谓“蓝色燃油”是德国德累斯顿太阳火公司用二氧化碳、水蒸气和清洁能源合成的。该公司从2012年起开发人工合成燃油技术,几周前这一合成技术的实用演示装置已在德累斯顿正式运转,他们希望能于2016年实现商业化生产。

该公司首席技术执行官克里斯蒂安•冯•奥尔斯豪森介绍说,这种制造工艺主要分为三步:电解水蒸气生成氢气;将二氧化碳转换为一氧化碳;用“费托合成法”将一氧化碳和氢气合成碳氢化合物,从而制出柴油等燃油。“费托合成法”是以合成气为原料在催化剂和适当反应条件下合成液态烃的工艺过程。
该公司合成燃油核心技术在于第一步,即用一种特殊的高温固体氧化物电解电池(SOEC)技术高温电解水蒸气制氢。该公司称其SOEC技术的热氢转化效率已能达到约90%,这也是这套设备能显著降低制氢乃至合成燃油成本的关键。
德国教研部的新闻公报说,这种合成的“蓝色燃油”不含硫和芳烃化合物,因而更环保,而且燃烧性能与普通柴油一样高。这一创新使合成燃油有可能在不久的将来取代化石燃料。
虽然汽车发动机使用这种合成燃油也会排放二氧化碳,但该公司称,算上合成燃油时消耗的二氧化碳,这种工艺与使用化石燃料相比能减排二氧化碳85%。斯图加特大学研究人员说,初步测试结果证明这一工艺的确能明显减少二氧化碳排放。
专家预计这种合成燃油将来的生产成本可达每升1至1.5欧元,加上可以享受税收优惠,因而也可以有较好的市场前景。
德国公司研发的“水变油”机器
代替矿物燃料的使用显然不是一夜之间就能完成的,太多的现有基础设施和技术都是基于煤和石油,全部替换会花费大量时间和金钱。
然而,合成燃料就是最佳的过渡期选择,尤其是像Sunfire GmbH所实现的,生产合成燃料的过程也清洁无污染的话。这家清洁技术公司研发了一个前所未有的设备,通过其“Power-to-Liquid”技术,将水和二氧化碳转化为液烃——合成汽油、柴油和煤油。
这项技术基于1925年诞生的费托合成(Fischer-Tropsch process),并与固体氧化物电解电池(SOECs)技术相结合。固体氧化物电解电池技术将由风、太阳能等可再生能源产生的电能转化为蒸汽,再分离出氧气,生产氢气。
接下来,氢气将与从大气中、沼气设施里或通过废气处理装置收集而来的二氧化碳发生反应,变为一氧化碳。生产的氢气和一氧化碳再通过费托合成,变为高纯度燃料。这个过程中产生的多余热量会用来产生更多蒸汽,从而保证效率。据Sunfire声称,效率高达70%。
这台机器目前还处于展示和证明可行性的阶段,二氧化碳循环能力目前约为每天3.2吨,每日可生产一桶燃料。机器的设计和建造费用达到七位数。
“它让我们得以证明工业规模上的技术可行性,”Sunfire的首席技术官Christian von Olshausen说道:“现在还只能做到在某种程度上调控化石燃料的使用,但这能得到投资者们的充分信赖。一旦大规模投入使用,我们就能着手逐步实现用可再生能源全部替代化石燃料。”
“水变油”从伪科学到实现
水变油技术是一个备受争议的技术,同时也是一种并不科学的讲法,多数情况下只是坊间俚语的一种称谓。在技术上,水变油是可行的,而且已经发展到可以工业化生产的程度。该技术现在的缺点主要是成本依然很高,实际生产出的燃料产品在价格上依然没有什么竞争力。该技术是结合生物工程学、化学等多门学科的复合型新技术。
一、生物培养法制取可燃燃料技术
这种技术就是我们通常所说的“水变油技术”。其原理是:通过在水中有目的的养殖藻类作物,利用藻类的光合作用获得碳氢化合物或者碳氢氧化合物,然后通过其他方法制取相应的可燃燃料。
藻类作物产品主要有两种途径用以制取可燃燃料。方法一是从经过处理的藻类产品中提炼中间产品,继而通过化学合成的方法制取合成汽油。方法二是对藻类产品进行发酵,提炼后直接获得醇类燃料产品——如甲醇、乙醇等产品。方法一和方法二也可以结合使用。
由于藻类作物生长时需要消耗大量的氮磷等元素,因此该技术尤其适合与城市污水厂整合,用于处理生活污水,如能控制好成本问题,将拥有良好的发展前景。
二、“水+二氧化碳+阳光”合成
美国宾西法尼亚州立大学教授克雷格.格兰姆斯的“水变油”实验:宾西法尼亚大学操场内,上演了一幕让人瞠目结舌的奇迹。研究者将二氧化碳和水蒸气装入一种纳米试管中,在光的作用下,开始发生化学反应,转化成俗称“天然气”的甲烷。
水能变成油吗?只要有中学水平的科学常识的人都可以回答:不可能。因为水是氢和氧组成的,而油则是由碳和氢组成的。水能燃烧吗?不能。因为水和二氧化碳是煤和石油产品燃烧后的终极产物,所以水和二氧化碳是最好的灭火物质。