“空气造汽油”的核心原理,是利用可再生能源电力(绿电),通过一系列化学过程,将空气中的二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)合成为碳氢化合物燃料。这种燃料在化学性质上与传统汽油、柴油等化石燃料完全相同,因此可以直接使用现有的发动机和加油站设施。
整个过程可以分为三个主要步骤:
1. 获取原料
* 捕集二氧化碳 (CO₂):使用“直接空气捕集”(Direct Air Capture, DAC)技术,从空气中吸收并提纯二氧化碳。* 制取绿氢 (H₂):利用绿电(如风能、太阳能)电解水(H₂O),将其分解为氢气(H₂)和氧气(O₂),其中氢气被收集起来。
2. 合成中间体
将捕获的二氧化碳和制得的氢气在高温高压和催化剂的作用下,反应生成一种重要的化工中间体——甲醇(CH₃OH)。
3. 转化为最终燃料
将甲醇通过特定的催化反应,进一步转化为目标燃料。根据所需产品的不同,主要有两种路径:
* 生产汽油:采用“甲醇制汽油”(Methanol to Gasoline, MTG)工艺,将甲醇转化为汽油。 * 例如,中国石化参与的智利Haru Oni项目就使用了流化床甲醇制汽油(FMTG)技术。* 生产航油/柴油:采用“费托合成”(Fischer-Tropsch Synthesis)工艺,将合成气(一氧化碳和氢气的混合物)转化为航空煤油或柴油。 * 例如,上海近期建成的“龙曜”项目原型机,就通过创新技术将二氧化碳和氢气一步法合成为航空煤油。
通过上述流程,就完成了从空气、水和绿电到液态燃料的转变。整个过程实现了碳的循环利用:生产时从空气中捕集多少碳,燃烧时就向空气中释放多少碳。当全程使用绿电时,便能实现近乎“碳中和”的燃料循环。