基本介紹
發展概況,重大成就,重油介紹,
發展概況
在當前電動汽車等新能源汽車還不能大面積替代傳統內燃機汽車的情況下，許多人又把目光轉向了以傳統內燃機形式為主的代用燃料汽車。在由中國內燃機工業協會主辦的“傳統能源動力裝置（內燃機）高效利用替代燃料技術交流研討會”上，與會的多位專家提出——“節約優先，立足國內，煤為基礎，多元發展”仍然是現階段和未來我國發展代用燃料的方針和總體方向。
使用烴燃料的戰鬥機
使用烴燃料的戰鬥機合理利用二氧化碳烴類與醇類燃料並存 權威專家們預測，在今後50年間化石燃料仍將是世界的主要能源。其實，在國內化工界早就有人提出並實踐了以煤基“多聯產”系統為基礎的“甲醇體系低碳能源化工技術路線”，並認為這是中國發展替代能源的最佳選擇。在當下全球都推崇低碳能源、低碳生活的背景下，我國著名化工專家、國家化工行業生產力促進中心方德巍教授指出，碳是一切物質的基礎，但是碳完全燃燒後必然產生二氧化碳，過多排放將產生溫室效應；如果從“循環經濟”理念出發，二氧化碳又是資源，特別是未來世界的寶貴資源。
“離開了二氧化碳，地球必成為‘死球’，即成為無生命和無有機物存在的環境，二氧化碳應是生命及物質之本。”方德巍教授由此提出，“要有控制、平衡地排放二氧化碳，保護地球的生態環境，在後石油時代必須找到替代石油的燃料，而且只能本著物質及能量守恆的兩大基本原理來分析正確與不正確的技術路線。”
方德巍教授表示：“符合客觀發展規律的‘烴類燃料和醇類燃料’並存的時代已將到來，是最符合石油時代特色的替代燃料。”
組合燃燒是替代的又一好方式
實際上在包括對天然氣、甲醇、乙醇、二甲醚、生物柴油等在內的代用燃料的研究中，不光是每種燃料的單獨套用，兩種燃料的組合燃燒研究也成為當前關注的課題。
來自內燃機燃燒學國家重點實驗室的天津大學教授姚春德介紹，他們研究的壓燃式內燃機甲醇/柴油組合燃燒技術，在平均替代柴油達20%的情況下，功率增加了2.0%，最大扭矩增大了5.6%，加速回響速度也超過原機。同時，甲醇/柴油組合燃燒減少了有害物的排放，煙度排放僅為國三標準限定值的30%；在燃油經濟性方面，平均不到1.5升甲醇可替換1.0升柴油，大幅度提高了燃料效率；在燃料寬泛性方面，可以在甲醇/柴油雙燃料或純柴油模式間自動切換，使用範圍無限制；在系統適應性方面，不需改動現有柴油機的主體結構，既適用於新車安裝，也適用於在用車的改裝。
從裝載該甲醇/柴油發動機的卡車在上海的試驗結果看，每輛車的燃料運行費用平均可以節省15%。如果按每輛車年行駛20萬公里，平均耗油量40升/100公里，油價按6.00元/升計，每年可以節省7.2萬元的運輸成本。
重大成就
中國烴類燃料綠色生產研究方面取得進展
費托合成是將煤和天然氣轉化為液體燃料的核心技術，是以合成氣(一氧化碳和氫氣)為原料在催化劑和適當反應條件下合成以石蠟烴為主的液體燃料的工藝過程。
1923年，德國化學家F.費歇爾和H.托羅普施開發出費托合成技術，第二次世界大戰期間這一技術投入規模生產，迄今已有80年的歷史。費托合成通常採用金屬催化劑，如鐵或鈷。催化劑往往被擔載在碳或二氧化矽上以最佳化其活性。所得產物主要成分是直鏈烷烴、烯烴，副產品有少量芳烴、水和二氧化碳。
2007年12月，中國化學家首次實現了在水介質中進行費托合成，比現有的費托合成過程更清潔、更高效。在全世界都面臨石油短缺的現狀下，費托合成成為各國政府能源戰略決策中的重要研發目標。
自2005年起，在國家自然科學基金的資助下，北京大學化學學院教授寇元的課題組進行離子液體和水相費托合成研究，實現了在水中用水溶性的高聚物保護2鈉米尺度的釕金屬簇催化該反應。該成果近日在《德國套用化學》上線上發表，立即引起關注，英國皇家化學會的會刊《化學世界》於2007年12月以《水相費托清潔綠色》為題作了評述，指出“中國科學家首次在水介質中實現了費托合成，這是邁向烴類燃料綠色生產的一大步”。
寇元在接受《科學時報》記者採訪時介紹，目前工業上費托合成主要採用負載金屬催化劑在漿態床等反應器中進行，這種方式有非常明顯的缺陷：能耗高、效率低、操作複雜。反應的溫度通常要達到240℃，反應後生成的油體常常與催化劑混合在一起，反應器越大，漿態反應操作越複雜。
該課題組提出的全新方法是讓反應在水體中進行，採用釕原子簇作為催化劑。這種非擔載的催化劑比通常的催化劑活性更高，因此可以在更低的溫度下使反應運行，在150℃下催化活性高出傳統的負載催化劑35倍，100℃時的活性與負載催化劑200℃時的結果相當。由於減少了反應過程中高溫導致的能耗，經濟性明顯改善。此外，由於碳氫產物不溶於水，反應後生成的油體會與水體分相，所以得到的燃料油不會被催化劑所污染。
費托合成的總的工藝流程主要包括煤氣化、氣體淨化、費托合成和產品精製改質等。合成氣中的氫氣與一氧化碳的摩爾比要求在2～2.5。反應器採用固定床或流化床兩種形式。如以生產柴油為主，宜採用固定床反應器；如以生產汽油為主，則用流化床反應器較好。近年來正在開發的漿態反應器，則適宜於直接利用德士古煤氣化爐或魯奇熔渣氣化爐生產的合成氣。鐵系化合物是費托合成催化劑較好的活性組分。寇元說，能源的利用是科學和技術問題，然而，能源的合理、有效利用則是政府的對策問題。美國在能源的每個領域占據絕對優勢，就是由於政府決策在其中起作用。
作為北京大學教授和國家自然科學基金委員會的評審專家，寇元希望在基礎研究領域能放眼於國家的長遠需求，給政府合理、有效地使用能源提供政策依據。
“我們國家面臨兩個時間限：一是沒有石油的時候，二是沒有煤的時候。”寇元說。我國石油資源並不豐富，需要大量進口，因此對煤的利用倍加重視。但是，當煤的利用造成太嚴重後果時，或是煤也耗盡時，則必然地進入後石油時代和後化石能源時代。
兩個時代有不同的任務：後石油時代的任務是合理、潔淨地利用煤，用煤來替代石油；後化石資源時代，就是怎么利用生物質。
重油介紹
重油是一種重要的非常規烴類燃料
重油是一種重要的非常規燃料，可用於填補未來10～20年的能源供需缺口。目前對美國、加拿大、委內瑞拉和俄羅斯來說，重油生產很重要。加拿大和委內瑞拉擁有豐富的重油資源。加拿大擁有1.7萬億bbl重油地質儲量，其中3000億bbl為技術可采儲量；委內瑞拉有1.2萬億bbl重油地質儲量，其中2720億bbl為技術可采儲量。目前，委內瑞拉東部有4個大型開發項目在生產重油。
