沒油了咋辦？我們把煤炭變成油就好啦~

過去一個多月，一條窄窄的海峽牽動了全球能源市場的神經。霍爾木茲海峽——這個全球最關鍵的石油運輸咽喉，其通行情況，成為美伊沖突中博弈的焦點。而海峽的每一次風浪，最終都通過油價傳導至你我的方向盤上，悄悄改寫著我們的生活賬本。

作為一個原油對外依存度常年超過70%的工業巨獸，面對動蕩的國際局勢，中國如何保障能源安全？除了戰略石油儲備，多元進口渠道、新能源與清潔能源轉型外，為了應對可能出現的極端封鎖，我們手里其實還攥著一項兜底技術：煤液化技術（煤制油）。

令人驚嘆的是，這一技術并非什么剛出爐的新興概念。它的問世與技術布局，早在百年前的隆隆炮火中，就已經悄然開始了。

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窮則思變：在“高壓鍋”里“燉”出汽油

煤液化，本質是將固態煤炭轉化為汽油、柴油等液態烴類燃料的化工過程，主要分為直接液化（高溫高壓加氫）與間接液化（費托合成）兩條技術路線。作為一項石油替代技術，煤液化技術誕生于20世紀初富煤貧油的德國。

▲煤直接液化與間接液化

1913年，德國化學家貝吉烏斯（Friedrich Bergius，1884-1949）最先取得突破。他此前參與過哈伯合成氨項目。貝吉烏斯想，既然高壓能夠促成氮氫結合，那要是把氫加到煤炭上，結果會是怎么樣呢。最終，貝吉烏斯在實驗室中成功實現了高溫高壓下的煤炭直接加氫液化。之后巴斯夫公司接手了這項技術。此前，在博施（Carl Bosch，1874-1940）領導下，巴斯夫已經成功馴服合成氨和合成甲醇的工業化難題。他們的介入，意味著貝吉烏斯的成果要從實驗室走向工廠了。

▲貝吉烏斯（上）博施（下）

1925年，巴斯夫獲得貝吉烏斯的專利，并與另外五家公司合并為法本公司（I.G.Farben）。1927年，法本公司決定在洛伊納（Leuna）建設首座煤直接液化工廠。該廠1931年投產，年產能達10萬噸，這標志著煤直接液化技術邁入大規模工業生產階段。同年，貝吉烏斯與博施因在高壓化學領域的貢獻共享諾貝爾化學獎。

▲1930年代的廣告明信片上，供應leuna高壓合成汽油的加油站

▲1933年，位于慕尼黑的leuna大型加油站 BIRKENFELD (1963)

納粹上臺后，煤液化被賦予了重要的戰略意義。在“四年計劃”的推動下，盡管成本高，工廠還是一座接一座地建。到1944年，德國已有12家直接液化廠，年產量317萬噸，撐起了空軍95%的航空汽油和全國一半的液體燃料。

除了直接液化，另一條重要的技術路線也同步發展：費托合成。1914年，費歇爾（Franz Fischer,1877-1947）出任威廉皇帝學會煤炭研究所所長。鑒于一戰期間德國石油短缺問題日益凸顯，他將研究方向轉向煤制油，并與托普施（Hans Tropsch,1889-1935）合作，開始研究在不同溫度和壓力條件下催化還原一氧化碳的過程。1923年，他們的實驗取得突破，并在1926年得到幾乎不含含氧化合物的烴類產品反應條件（常壓、250-300℃、鐵或鈷催化劑）。這種把合成氣（CO+H2）在催化劑作用下合成為烴類或醇類燃料的方法被稱為費托合成法（F-T process）。魯爾化學公司（Ruhrchemie AG）于1934年獲得合成法專利權并開始建廠。1936年，首座費托工廠投產。至1939年戰爭爆發前，德國共開工建造9座費托工廠。到1944年，這些工廠年總產能達到57.6萬噸，占德國合成燃料的12%到15%。

▲費歇爾（上） 托普施（下）

煤液化技術在德國的成功，迅速引起了其他面臨石油短缺問題的國家的關注，包括日本、英國等。20世紀30年代，面臨同樣困境的中國，也對煤液化技術進行了積極探索。

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望梅止渴：一場沒能落地的煤煉油夢

20世紀30年代，中國石油資源極度匱乏，汽油、柴油等液體燃料幾乎全靠進口。隨著日本侵華步步緊逼，燃料問題變得空前緊迫。于是，能把煤變成油的煤液化技術，開始進入國人的視野。

▲1924-1933年中國汽油輸入圖

1930年，地質調查所成立了沁園燃料研究室，專攻燃料問題。實驗室里，兩條技術路線同時推進。到全面抗戰爆發前，這兩種方法都取得了初步成果，試驗數據陸續發表在《地質匯報》等學術刊物上，不僅引起了學界關注，也讓國內對煤煉油的前景多了幾分信心。

▲1930年代沁園燃料研究室樂平煤氫化試驗數據，反應時間之影響

不過，雖然沁園燃料研究室已經用本土煤樣做出了初步成果，但要到工業化應用并非易事。看看德國的經驗便知，即便技術領先、財力雄厚，也耗費了十多年時間才能工業化。但戰事臨近，國民政府等不起，決定尋求捷徑：直接找德國引進現成技術。1936年6月，國民政府資源委員會（負責工業規劃與建設）將煤煉油廠的建設寫進國家計劃——《中國工業發展三年計劃》。廠址選在江西吉安，因為沁園燃料研究室的試驗表明，江西樂平煤表現最好。

20世紀30年代的中德關系也比較密切。德國擴軍備戰，急需中國的鎢、銻等戰略礦產，中國則對德國軍事工業和先進技術有著強烈需求，這使引進煤液化技術成為可能。1937年4月，資委會牽頭組團去德國考察，成員包括化工實業家吳蘊初、燃料專家金開英、留德礦業工程師謝樹英、交通大學化學系主任徐名材，個個專業對口。他們甚至在出發前就把樂平煤等煤樣寄到德國，讓法本公司和魯爾化學公司分別做氫化和合成實驗，連沁園燃料研究室的實驗數據也譯成德文送了過去，以求萬無一失。

▲1930年代，法本公司在洛伊納（leuna）的工廠 Stokes, Raymond G. (1985)

考察期間，德方反饋樂平煤非常適合煤液化。綜合考慮資金、技術成熟度及產能和軍事需求后，資委會最終敲定和法本公司合作，采用高壓催化氫化工藝（生產汽油）與哈伯-博施法（合成硫酸銨）建設聯合工廠。整套工廠報價高達4000多萬馬克，約5000多萬元。作為參照，1936年國民政府只能從當年的財政預算中撥出1000萬元作為重工業建設經費，而這是重工業建設的全部經費。

但是時間不等人，幾個月后，全面抗戰的炮火驟然打響，原定于江西吉安的氫化工廠還沒來得及建設，便計劃轉至云南開遠建設。1939年，資委會將新得到的氫化試驗結果良好的云南開遠小龍潭褐煤送至法本公司進行試驗，德方反饋其非常適合加氫。同時德方亦派員前往云南考察，提出選址建議以及新的成本估計。那一年底，煤煉油廠的建設計劃仍列入了《資源委員會西南各省三年國防建設計劃(1939—1941)》。

▲云南開遠小龍潭露天礦（騰訊地圖）

然而，1941年中德斷交，所有合作戛然而止，煤液化項目也只能放棄。戰爭年代，耗錢耗時、遠水解不了近渴的東西，只能忍痛放棄。資委會大量開辦可以應急并且成本較低、技術簡單的酒精廠。

引進之路雖然斷絕，但是對燃料的渴求從未停止。民國時期，中國也自主嘗試過另一條技術路線：費托合成。隨著日軍對沿海實施封鎖，軍用燃料進口日益困難。1939年，國民政府軍政部決定自建一座合成油工廠，即軍政部汽油廠，并請畢業于柏林工業大學的化學工程博士趙宗燠主持。選擇費托合成法，是因其成本和技術難度均低于氫化法，反應條件更溫和，對設備的要求也更低。在綜合考慮原料、水源與交通等因素后，廠址定于重慶北碚澄江鎮，毗鄰寶源和燧川煤礦。然而，到抗戰勝利時，該廠雖然建成了計劃中的低溫干餾車間、焦油裂解車間、動力車間和酒精車間，但核心的造氣車間和合成車間未能建成。研究團隊在實驗室中開展了費托合成的鐵、鈷、鎳催化劑的研究，并成功試制出數升合成油，但未能實現工業化規模生產。

▲1947年，費托合成法圖解

抗戰勝利后，趙宗燠帶領技術人員前往東北，接收日本遺留的錦州合成燃料廠。該廠正是利用費托合成法建設的合成油工廠，設計年產3萬噸合成油，技術與部分設備均來自德國。但這座工廠同樣命運多舛。它自1937年開始籌備，至1945年日軍投降之時也只是局部建成，且建成部分尚處于試運轉階段，并未真正投產。而在結束接收工作后，該廠便被國民政府封存。

▲1946年，錦州合成燃料廠一角

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有備無患：為什么今天的中國必須把這門手藝練到極致？

二戰結束后，煤液化技術研究熱潮尚未消退。美國通過“回形針計劃”吸收了7名德國煤液化核心科學家，這些專家后來在美國的煤制油示范工廠中發揮了重要作用。蘇聯同樣也利用德國的技術和設備，于1952年建成投產了11套煤直接液化和煤焦油加氫裝置及一套間接液化小型工業裝置。但50年代中東大油田開發后，徹底改變了全球能源格局。因經濟上不能與石油競爭，美蘇的煤制油工廠均關閉或改作他用。

中國也經歷了類似的波折。20世紀50年代，中國也曾成功恢復和擴建錦州合成廠（石油六廠），但大慶油田發現后，煤液化技術在經濟上不敵天然石油，其發展從而陷入低潮。與之形成鮮明對比的是南非。因國際政治孤立，而且一直沒發現大油田，南非于50年代成立薩索爾（Sasol）公司，采用煤間接液化技術解決油品供應問題，并持續發展至今。

▲20世紀50年代，恢復生產的錦州合成廠（石油六廠）的水煤氣發生爐

到了60年代初，隨著石油資源的大規模開發，煤液化技術的境遇陷入冰點，但是這個世界上沒有什么是永恒的。70年代石油危機讓這項技術再次受到重視。我國自80年代初重啟對煤液化技術的研究，涵蓋直接液化和間接液化技術。此后，國外研發一度放緩，而我國因石油對外依存度持續攀升，于世紀之交重新高度重視煤液化，并最終邁出產業化步伐。

經過數十年的持續攻關，我國煤液化技術經歷了“實驗室—工業中試試驗—工業化示范—大規模工業化示范”的發展階段。目前我國煤液化技術整體已達國際先進水平，兩種路線均已實現百萬噸級工業化產能。一系列重大突破也先后獲得國家級科技獎勵，充分彰顯了我國在該領域的創新實力。“煤制油品/烯烴大型現代煤化工成套技術開發及應用”項目獲2017年度國家科學技術進步獎一等獎；“400萬噸/年煤間接液化成套技術創新開發及產業化”項目獲2020年度國家科學技術進步獎一等獎。如今，我國已成為全球唯一同時掌握兩種煤制油技術，且達到國際領先水平的國家。在內蒙古、寧夏、陜西等地，多個煤制油項目相繼建成投產，形成了一定的產業規模。截至2022年年底，我國煤制油年總產能823萬噸，年產量732.8萬噸，產能利用率達89%。

▲山西潞安100萬噸/年煤間接液化裝置

作為一項重要的石油替代技術，煤液化技術是保障國家能源安全的戰略技術儲備。回望其百年歷程，這項技術曾因戰爭而興起，因石油而沉浮。二戰時期迎來第一次高潮，70年代石油危機再度點燃熱潮。此后幾十年，受地緣政治、油價波動、供需變化等因素影響，煤液化技術在全球幾度起伏。但在中國，它始終被視為一項長期的戰略任務，從未被放棄。一個最鮮明的注腳是：在“十五五”規劃的109項重大工程中，煤制油氣基地已被明確寫入重點領域安全保障的6大項目之一。

放在今天的國際環境里看，這個選擇的分量變得更重了。過去幾年，能源基礎設施頻繁成為軍事打擊目標，輸油管道、煉油廠、海上運輸線，沒有哪個是絕對安全的。這時候，能把埋藏在地下的煤炭轉化為奔流的“工業血液”的技術，就不再是一項技術儲備了。煤不會因海峽封鎖而斷供，也不會因地緣博弈而受制于人。這正是煤液化技術的戰略價值所在：它讓能源安全的一部分決定權，從遙遠的產油區，重新回到了我們自己手中。未來，無論國際風云如何變幻，有了這項技術，即使在極端情況下，我們依然能有保障國家運轉的“最后一滴油”。

參考文獻

BIRKENFELD, WOLFGANG. “LEUNA 1933.” Tradition: Zeitschrift Für Firmengeschichte Und Unternehmerbiographie 8, no. 3 (1963): 97-111.

Stokes, Raymond G.. “The Oil Industry in Nazi Germany, 1936-1945.” Business History Review 59 (1985): 254 - 277.

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