美國煤炭資源豐富。該國擁有世界四分之一的儲量,煤炭約佔全國電力供應的 50%。為了減少對石油進口的依賴,為什麼不也用它來為汽車和卡車提供動力,或者為家庭供暖呢?
這種情況可能很快就會發生。今年,廢物管理和加工公司(WMPI)將在賓夕法尼亞州吉爾伯頓破土動工,建設美國第一家煤制柴油生產設施。該工廠每年將處理 140 萬噸廢煤,每天生產約 5,000 桶柴油燃料。伊利諾伊州、弗吉尼亞州、肯塔基州、懷俄明州和西弗吉尼亞州等其他州也在考慮建設煤制油設施。
這項技術受到關注,對於 WMPI 總裁約翰·裡奇來說,這當然是個好訊息,他十多年來一直試圖為這樣的設施融資。“煤制油沒有起飛,因為原油價格在每桶 30 美元到 40 美元之間,”裡奇說。石油價格在每桶 60 美元左右使得煤炭更具吸引力。
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為了製造燃料,首先將煤炭與氧氣和蒸汽在高溫高壓下混合,產生一氧化碳和氫氣。第二步,稱為費託合成,使用催化劑將氣體轉化為液態合成原油,再進一步精煉。在此過程中,汞、硫、氨和其他化合物被提取出來,在商品市場上出售。
煤氣化所需的技術型別取決於起始材料。僅賓夕法尼亞州就有估計 2.6 億噸廢煤——由於其能量含量低而被丟棄的煤。“每開採兩噸煤,就有一半最終進入廢料堆,”裡奇說。附近的現有設施沒有能力燃燒它。WMPI 將依靠南非能源巨頭 Sasol 創新的方法;這些方法經過最佳化,可用於低能量煤,包括褐煤和瀝青。
所得燃料比傳統的無硫柴油更清潔。在對比測試中,戴姆勒-克萊斯勒表明,煤制燃料排放的一氧化碳和碳氫化合物為 10%,顆粒物為 70%。該公司計劃在 4 月份推出一款帶有改進型 V-6 發動機的演示車,該發動機可進一步減少氮氧化物和其他排放物,該公司燃料研究高階經理斯特凡·凱佩勒說。
雖然尾氣排放相對清潔,但燃料的來源卻很髒。一個類似的燃煤發電廠每年排放約 400 萬噸二氧化碳。在某些設施中,溫室氣體可以被再利用——可以泵入油田,或者在 WMPI 的工廠的情況下,出售給飲料行業。Sasol 的業務部門經理魯迪·海登裡奇警告說,除非科學家開發出封存二氧化碳的方法並找到該氣體的其他用途,否則這項技術可能會停滯不前。氣化步驟也很昂貴,佔設施成本的三分之二。“你需要一個有政府支援的結構,以確保長期的可持續經濟,”海登裡奇評論道。
在布什政府的“清潔煤炭電力倡議”下,一項 1 億美元的聯邦貸款擔保啟動了新的 WMPI 設施。賓夕法尼亞州也透過稅收抵免,並計劃購買該廠高達一半的產量來為其車輛提供動力。投資者可能會貢獻建造該廠所需的額外 5 億美元。預計燃料的初始成本約為每桶 54 美元。
煤炭不是合成柴油的唯一來源;燃料也可以從天然氣中提取,而且成本更低。事實上,卡達和奈及利亞正在建設氣轉液工廠,Sasol 估計,到 2014 年,氣轉液燃料可能至少佔全球市場的 5%。但美國的天然氣儲量遠不如煤炭。考慮到中國龐大的煤炭儲量,中國也在考慮這項技術,煤制柴油似乎可能在幫助一些國家擺脫對石油進口的依賴方面發揮更大的作用。