用二氧化碳生产汽油经济性如何？

近日，平头哥被一篇新闻所震惊到了。2020年8月，珠海市福沺能源科技有限公司在山东邹城投资5000万元建设的二氧化碳加氢制汽油千吨级中试项目设备全部安装完毕，目前工程进入收尾阶段，预计四季度开始投料试运行。

平头哥震惊的是，讨论多年的二氧化碳制取汽油项目终于出现中试基地，并且有有望实现工业化生产。

图1：福沺中试项目现场图

平头哥了解到，二氧化碳制汽油并非是新技术，最早是由日本率先提出并展开了研究。早在2002年，日本德岛工业技术中心研究员NAKAMICHI Yamasaki就报道了二氧化碳变汽油的工作，Yamasaki采用铁粉做催化剂，利用盐酸作为氢源，与二氧化碳在100MPa和300℃下反应，获得了一定数量的甲烷、乙烷、丙烷和丁烷，进一步改进催化体系则有望得到含碳量更高的烷烃——汽油。

在2007年11月，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的杰弗里·马丁（F. Jeffrey Martin）和威廉·库比茨（William L. Kubic）提出了一个轰动全世界的“绿色自由”(Green Freedom)概念，即“生产碳平衡的合成燃料和化学品的概念”。该概念分成3个步骤，首先利用浓碳酸钾溶液吸收空气中的二氧化碳；第二步，采用电解法把二氧化碳从溶液中提取出来，同时将水分解成氢气和氧气；第三步，将氢气和二氧化碳转化为合成燃料或有机化学品。

图2：二氧化碳制汽油流程

之后，美国和日本便开始了大量二氧化碳制汽油的技术研究，并且不断发布相关新闻，但是始终未听闻有工业化装置开工生产。

中国技术研发团队也在快速展开研究，据新闻报道，2017年5月，中科院大连化学物理研究所孙剑、葛庆杰研究团队发现了二氧化碳高效转化新过程，首次实现了二氧化碳直接加氢制取高辛烷值汽油，相关过程和催化材料已申报多项发明专利，并被审稿人誉为“二氧化碳催化转化领域的突破性进展”。

2017年12月26日，中科院大连化物所与北京灵神星能源科技有限公司“二氧化碳加氢制汽油项目”在大连举行了合作签约仪式，该项目计划开展催化剂放大制备、工艺包编制并最终完成反应中试示范等系列工作。

截至目前，中国尚未有二氧化碳制汽油的工业化装置投产。而此次文章开头提到的福沺能源中试项目，算是距离工业化最近的项目之一。

平头哥看到，自2002年二氧化碳制取汽油被报道出来之后，市场中炒作最多的是技术的研究进展及经济性。因目前主流的工艺，是二氧化碳加氢生产汽油，这期间涉及到二氧化碳的分离成本，以及自身作为燃料的氢气再加工制取汽油的经济合理性。

根据相关资料，从中科院大连化物所二氧化碳制汽油的技术路线来看，选用的铁系催化剂，汽油馏分的单程收率为C5至C11选择性可以达到78%左右，生产1吨汽油和0.5吨轻烃，需要消耗6吨二氧化碳，如选用废氢资源，可以忽略氢气的生产成本。

根据目前二氧化碳的市场价格470元/吨计算，原料加工成本约在2820元/吨。由于该项目并未透漏具体的加工费用，以及该项目工艺流程复杂，需要经过多个步骤才能实现，所以初步预估加工费用不会低于1500元/吨。按照该加工费用计算，生产一吨汽油成本约在4320元/吨。

因为目前中国市场对汽油还需要收取超过2000元的消费税和13%的增值税，所以完税成本将会接近7000元/吨。按照目前汽油的价格5600元/吨左右计算，二氧化碳制取汽油的成本将会明显高于传统炼油工艺生产汽油的成本。

并且，二氧化碳生产汽油过程中，如果没有适当的氢气来源，也会面临出现制氢的成本，此成本也将进一步加大该工艺生产汽油的成本。

平头哥认为，从目前技术水平研究二氧化碳制汽油成本，虽然不存在明显的经济性，但是也在一定程度上反映出趋势性。二氧化碳是造成温室气体最主要的物质，也是易于获取且相对稳定的物质，利用二氧化碳生产汽油，是人类能源真正实现循环利用的趋势，所以，从大方向来说，该工艺必然会得到有力的推进和关注。之所以造成目前经济性较差，平头哥认为这与该工艺的技术水平及转化率是直接相关。平头哥相信，随着技术的改进，二氧化碳制汽油必将在未来发扬光大。