這些天，二氧化碳制汽油的新聞被許多媒體報(bào)道。二氧化碳加氫制汽油是真的嗎？二氧化碳加氫制汽油原理又是什么呢？一個(gè)重大進(jìn)展，剛被對外通報(bào)：二氧化碳制汽油科研項(xiàng)目，成功了！不但成功，而且商業(yè)化在即。

“為什么算是重大進(jìn)展？跟汽車燃油補(bǔ)能直接相關(guān)，影響的是國計(jì)民生。遠(yuǎn)的不說，就在最近短短幾天，油價(jià)都已突破天際，最高的海南地區(qū)，92號汽油甚至高達(dá)9.16元/升。”“地球有救了？科學(xué)家發(fā)明出一種催化劑，二氧化碳變汽油效率提升”“二氧化碳人工合成汽油！真正的“碳中和”！網(wǎng)友：夢想成真”  

這些說法是不是有道理呢？我們先要弄清楚什么是二氧化碳制汽油。眾所周知，汽油是目前最重要的能源之一。汽油燃燒，放出大量的熱能供人們使用。用化學(xué)的語言可以這樣說：汽油是碳?xì)浠衔铮从商荚嘏c氫元素組成的化合物，它在空氣中燃燒就是與氧氣起化學(xué)反應(yīng)。以辛烷C8H18作為汽油的代表，它的燃燒可以寫為如下方程：   C8H18 +（25/2）O2 = 8CO2 + 9H2O   它燃燒過程的能量變化可以分成三個(gè)部分：
A1. 把碳?xì)浠衔镏械奶細(xì)滏I扯斷，這是一個(gè)需要能量的過程；
A2. 碳元素與氧元素結(jié)合生成二氧化碳，放出能量；
A3.氫元素與氧元素結(jié)合生成水，放出能量。

由于A3和A2放出的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于A1所需要的能量，所以，這個(gè)反應(yīng)是能夠放出大量能量而被人們使用的重要反應(yīng)。由于人們大量使用汽油一類的化石燃料，生成的二氧化碳加劇了地球的溫室效應(yīng)。

什么是二氧化碳制汽油？由于汽油是碳?xì)浠衔?，以二氧化碳制汽油，在二氧化碳中有了碳，還缺乏氫元素，所以反應(yīng)物就需要?dú)錃?。無論用什么催化劑，無論經(jīng)歷多么復(fù)雜的中間過程，總的化學(xué)反應(yīng)可以用下面的方程式表示：   8CO2 + 9H2 = C8H18 + 8O2   它的能量變化可以歸結(jié)為以下部分：
B1. 把二氧化碳分成碳元素與氧元素。這個(gè)反應(yīng)就是前面A2反應(yīng)的逆反應(yīng)，這個(gè)反應(yīng)需要的能量與A2反應(yīng)所放出的能量等值。
B2. 碳元素與氫元素結(jié)合成鍵放出能量。這個(gè)反應(yīng)是上面所說A1反應(yīng)的逆反應(yīng)，它放出的能量與A1反應(yīng)吸收的能量等值。  

顯然，把二氧化碳加氫制成汽油的目的是要做燃料的。如果把二氧化碳制成汽油然后燃燒，那么，結(jié)果就是把上面所說的兩個(gè)方程相加，消去等號兩邊相同的項(xiàng)，得到：   9H2 +（9/2）O2 = 9H2O即 H2 +（1/2）O2 = H2O   也就是說，把二氧化碳加氫氣制成汽油，然后再燃燒，從物質(zhì)的消耗與生成上來說，等于燃燒氫氣生成水。

大氣中的二氧化碳，一點(diǎn)都沒有減少。轉(zhuǎn)了這么多彎，實(shí)際上就等于燒氫氣，那就不如直接燒氫氣了?；ㄙM(fèi)這么多額外的能量，只能增加大氣中的二氧化碳。所謂地球有救了，所謂碳中和，與此都沒有關(guān)系。 在用二氧化碳制造汽油的這個(gè)過程中，是需要耗費(fèi)許多能量的。首先，二氧化碳的收集和提純就需要能量。其次，經(jīng)過許多中間步驟，這么多設(shè)備的運(yùn)行也需要能量。更重要的是氫氣的制備也需要大量的能量。如果利用化石原料如用水煤氣方式制氫，最終將生成大量二氧化碳，這就完全失去了用二氧化碳制汽油的全部意義。如果用電解水制氫，那就需要大量的電能。一般地說，其成本將比從石油制取的汽油要昂貴得多。

對此，媒體報(bào)道承認(rèn)：“這種方法仍然要消耗能源，現(xiàn)階段成本也很高……研究團(tuán)隊(duì)也承認(rèn)，制備的確需要特殊的催化劑，以及消耗大量的能量，甚至耗能可能比制備出的能量還要多。”這里所說的“耗能可能比制備出的能量還要多”，估計(jì)是媒體記者的誤解，因?yàn)檫@里決不是“可能”而是“必定”，研究團(tuán)隊(duì)的人員不可能如此低能。把二氧化碳和氫氣制成汽油，然后燃燒，得到二氧化碳和水，在這個(gè)過程中，除去氫氣燃燒得到的能量之外，不產(chǎn)生任何能量。也就是說，除了氫氣燃燒得到的能量外，它“制備”出來的能量是零，而在制備過程中耗費(fèi)的任何能量都比零大。這都是一些常識。所以，這句話應(yīng)當(dāng)是媒體人的錯(cuò)誤理解，我們的媒體人缺乏科學(xué)知識，往往容易弄錯(cuò)。如果確實(shí)系研究團(tuán)隊(duì)人員所說，那也是口誤，否則就太低能了。

由于需要耗費(fèi)大量的能量，又要耗費(fèi)催化劑（學(xué)校的教科書中說，化學(xué)反應(yīng)中催化劑是沒有變化的，那是理論上的說法，實(shí)際生產(chǎn)中催化劑是有消耗的，有時(shí)候費(fèi)用還很高），所以用二氧化碳制汽油的成本不會(huì)低。想依靠二氧化碳制汽油來降低汽油價(jià)格至少在現(xiàn)階段是不可能的事情。既然用二氧化碳制備汽油既不可能減少大氣中的二氧化碳，又不可能在價(jià)格上取代從石油中獲得的汽油，這樣做的意義何在？是不是沒有任何意義的事情呢？不是的。上面已經(jīng)說到，用二氧化碳制備汽油，其燃燒的化學(xué)反應(yīng)相當(dāng)于只是氫氣的燃燒，當(dāng)然，這個(gè)過程耗費(fèi)了大量的能量。那么，把氫氣直接作燃料，或者索性用電能，就沒有什么問題嗎？也有問題。比如，氫氣的儲(chǔ)存和供應(yīng)，都不如汽油方便。電能也是如此。所以，在電力非常充分的情況下，把電解水制造的氫氣制成汽油，就可以比較方便地實(shí)現(xiàn)能源的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和供應(yīng)。

電動(dòng)汽車有一個(gè)難題，就是電池。像鉛蓄電池、鋰電池等電池都有一個(gè)不好辦的問題，就是單一電池的電動(dòng)勢不可能大，這是電池的電極電位所決定的，人們不可能改變物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，所以，實(shí)用的電池都是由許許多多電池串并聯(lián)起來的電池組。電池多了，安全方面的風(fēng)險(xiǎn)也必定大。一旦有一塊電池出問題，比如燃燒起火，就可能會(huì)引起整個(gè)電池組的災(zāi)難。相對來說，用汽油做燃料的內(nèi)燃機(jī)車就比較安全和方便。所以，在電力充分的條件下，如果能夠把氫氣和二氧化碳轉(zhuǎn)化為汽油，也不失為一種可以考慮的方法。當(dāng)然，其條件是電力必須非常充足，比如有安全而且充足的核電，而將來核聚變的實(shí)現(xiàn)就能夠提供這樣的條件。

雖然目前不具備這樣的條件，但是將來有可能實(shí)現(xiàn)，因此，在目前的情況下，我們應(yīng)當(dāng)進(jìn)行各種試驗(yàn)，為將來的應(yīng)用作準(zhǔn)備。作為一種技術(shù)的儲(chǔ)備，還是必要的。我認(rèn)為，這才是由二氧化碳加氫制備汽油這項(xiàng)研究的意義。   我們在作科普或者介紹科研成果的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)把一些問題說得清楚些。首先要使得那些媒體人能夠搞清楚，不可以夸大其詞，不應(yīng)當(dāng)模棱兩可，以使一般人引起誤會(huì)，這是一件很值得注意的事情。不然，經(jīng)過媒體人這個(gè)“二傳手”那么傳一下，就會(huì)弄得面目全非。就像本文一開始所說的，以為二氧化碳制汽油很快可以取代如今9.26元/升的汽油或者能夠制止地球溫室效應(yīng)的加劇，那就太糟糕了。 

由中國科學(xué)院大連化物所物理研究和珠海市福沺能源科技有限公司聯(lián)合開發(fā)的全球首套1000噸/年二氧化碳加氫制汽油中試裝置，在山東鄒城工業(yè)園區(qū)開車成功，生產(chǎn)出符合國VI標(biāo)準(zhǔn)的清潔汽油產(chǎn)品。

2022年3月4日，該技術(shù)于在上海通過了由中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的科技成果評價(jià)。評價(jià)專家組專家一致認(rèn)為：該技術(shù)成果屬世界首創(chuàng)，整體技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，同意通過科技成果評價(jià)。

二氧化碳加氫轉(zhuǎn)化制液體燃料和化學(xué)品，不僅可實(shí)現(xiàn)溫室氣體二氧化碳的資源化利用，還有利于可再生能源的儲(chǔ)運(yùn)，同時(shí)也為解決國家能源安全問題、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)等提供新策略。但是，二氧化碳的活化與選擇性轉(zhuǎn)化極具挑戰(zhàn)。國內(nèi)外技術(shù)路線多集中于合成低碳化合物，若能利用該過程選擇性生產(chǎn)高附加值、高能量密度的烴類燃料，將為推進(jìn)清潔低碳的能源革命提供全新路線。

該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)二氧化碳和氫的轉(zhuǎn)化率達(dá)到95%，汽油在所有含碳產(chǎn)物中的選擇性優(yōu)于85%，顯著降低了原料氫和二氧化碳的單耗，整體工藝能耗較低，生成的汽油產(chǎn)品環(huán)保清潔，經(jīng)第三方檢測，辛烷值超過90，餾程和組成均符合國VI標(biāo)準(zhǔn)。目前已形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的二氧化碳加氫制汽油生產(chǎn)成套技術(shù)，為后續(xù)萬噸級工業(yè)裝置的運(yùn)行提供了有力支撐。