美国煤炭资源丰富。该国拥有世界四分之一的储量,煤炭约占全国电力供应的 50%。为了减少对石油进口的依赖,为什么不也用它来为汽车和卡车提供动力,或者为家庭供暖呢?
这种情况可能很快就会发生。今年,废物管理和加工公司(WMPI)将在宾夕法尼亚州吉尔伯顿破土动工,建设美国第一家煤制柴油生产设施。该工厂每年将处理 140 万吨废煤,每天生产约 5,000 桶柴油燃料。伊利诺伊州、弗吉尼亚州、肯塔基州、怀俄明州和西弗吉尼亚州等其他州也在考虑建设煤制油设施。
这项技术受到关注,对于 WMPI 总裁约翰·里奇来说,这当然是个好消息,他十多年来一直试图为这样的设施融资。“煤制油没有起飞,因为原油价格在每桶 30 美元到 40 美元之间,”里奇说。石油价格在每桶 60 美元左右使得煤炭更具吸引力。
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为了制造燃料,首先将煤炭与氧气和蒸汽在高温高压下混合,产生一氧化碳和氢气。第二步,称为费托合成,使用催化剂将气体转化为液态合成原油,再进一步精炼。在此过程中,汞、硫、氨和其他化合物被提取出来,在商品市场上出售。
煤气化所需的技术类型取决于起始材料。仅宾夕法尼亚州就有估计 2.6 亿吨废煤——由于其能量含量低而被丢弃的煤。“每开采两吨煤,就有一半最终进入废料堆,”里奇说。附近的现有设施没有能力燃烧它。WMPI 将依靠南非能源巨头 Sasol 创新的方法;这些方法经过优化,可用于低能量煤,包括褐煤和沥青。
所得燃料比传统的无硫柴油更清洁。在对比测试中,戴姆勒-克莱斯勒表明,煤制燃料排放的一氧化碳和碳氢化合物为 10%,颗粒物为 70%。该公司计划在 4 月份推出一款带有改进型 V-6 发动机的演示车,该发动机可进一步减少氮氧化物和其他排放物,该公司燃料研究高级经理斯特凡·凯佩勒说。
虽然尾气排放相对清洁,但燃料的来源却很脏。一个类似的燃煤发电厂每年排放约 400 万吨二氧化碳。在某些设施中,温室气体可以被再利用——可以泵入油田,或者在 WMPI 的工厂的情况下,出售给饮料行业。Sasol 的业务部门经理鲁迪·海登里奇警告说,除非科学家开发出封存二氧化碳的方法并找到该气体的其他用途,否则这项技术可能会停滞不前。气化步骤也很昂贵,占设施成本的三分之二。“你需要一个有政府支持的结构,以确保长期的可持续经济,”海登里奇评论道。
在布什政府的“清洁煤炭电力倡议”下,一项 1 亿美元的联邦贷款担保启动了新的 WMPI 设施。宾夕法尼亚州也通过税收抵免,并计划购买该厂高达一半的产量来为其车辆提供动力。投资者可能会贡献建造该厂所需的额外 5 亿美元。预计燃料的初始成本约为每桶 54 美元。
煤炭不是合成柴油的唯一来源;燃料也可以从天然气中提取,而且成本更低。事实上,卡塔尔和尼日利亚正在建设气转液工厂,Sasol 估计,到 2014 年,气转液燃料可能至少占全球市场的 5%。但美国的天然气储量远不如煤炭。考虑到中国庞大的煤炭储量,中国也在考虑这项技术,煤制柴油似乎可能在帮助一些国家摆脱对石油进口的依赖方面发挥更大的作用。