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前言
21世纪人类面临的最大问题是能源与环保问题。能源已经成为现代经济发展的血脉，随着世界经济规模的不断增大，世界能源消费量持续增长。根据统计，1973年世界一次能源消费量仅为57.3亿吨油当量，而2007年已达到111.0亿吨油当量。在30多年内能源消费总量翻了一番，年均增长率为1.8%左右。2007年，在世界一次能源消费总量中石油占35.6%、煤炭占28.6%、天然气占25.6%。
我国是个能源资源严重短缺的国家，石油和天然气的人均剩余可采储量均小于世界平均水平的8%，储量较丰富的煤炭只占世界平均水平的60%（注1）。随着我国汽车保有量进一步扩大，能源资源的短缺问题日益显著。汽车保有量的增加不但加剧能源的消耗，而且产生的大量尾气所造成的污染问题已引起社会的广泛关注。因此，能源的过度消耗和污染物的大量排放已经严重破坏了生态环境，并对我国社会的可持续发展构成严重威胁（注2）。
车辆的清洁代用能源不但可以部分解决石油危机问题，而且可以改善排放状况，减少污染。剑桥能源研究协会预测，全球二氧化碳的排放量到2015年将增加15%，到2030年将增加50%，即从今天的300亿吨上涨到420亿吨。大量的二氧化碳造成的温室效应使全球面临越来越严峻的气候问题，而清洁能源技术可以有效减少二氧化碳的排放量。可以作为汽车发动机用的新型清洁能源有：天然气、酒精、二甲醚、生物柴油、氢、燃料电池、太阳能等，目前世界各国都在研究使用这些清洁能源的新型汽车。
合成燃料（XTL）特性
合成燃料（XTL）是把数种含能体能源通过化学变化合成的新燃料，属于一种化学能。合成燃料（XTL）包括天然气制油燃料（GTL），煤制油燃料(CTL)和生物制油燃料(BTL)。制造合成燃料的技术出现于第二次世界大战时期，德国最先开始研究从煤里提炼燃料从事战争。
合成燃料（XTL）无色无味，基本不含硫和芳香烃，无论是以纯态或是与柴油掺混，都可直接用于传统的柴油发动机而无需任何改装。相比传统柴油，合成燃料（XTL）能大幅度地减少颗粒物、氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物的排放。
合成燃料（XTL）的研究
从2004年开始，合成燃料（XTL）生产商通过与国内外汽车制造商、发动机技术开发商、科研院校和各地政府的合作，开展了一系列的示范运行与研究。2007年5月，在北京公交集团4辆欧Ⅲ标准的公交车上使用Shell公司提供的GTL燃料进行示范运行。测试结果表明GTL燃料在噪音、车辆运行平稳度以及过热现象等方面优于柴油。
德国大众公司在柏林将Shan公司生产的GTL柴油应用在25辆装备了当时欧洲技术最先进、并且能满足欧Ⅲ排放标准的柴油机的Golf TDI汽车上，经过连续22km无故障运行试验证实，燃用GTL柴油PM排放平均降低26%，HC排放平均降低63%，CO排放平均降低91%，NOx排放平均降低4%（注3）。
美国能源部还曾对圣路易斯市生物柴油公交车的应用案例进行了研究。参与测试的公交车长达12.2m，发动机型号为DDC 6V92TA，其中5辆使用BD20燃料（由大豆制成的生物柴油和普通柴油体积比分别为20%和80%），另外5辆使用普通柴油。
排放测试采用CBD驾驶循环，测试结果表明生物柴油公交车与普通柴油车的燃油经济性相当，排放水平也很接近，使用生物柴油后THC排放稍有降低，CO排放不变，NOx和PM排放有很少的增加（在测量误差范围之内）。使用生物柴油相比普通柴油，NOx排放会增加 2.0%，但PM、HC和CO排放将分别降低10.1%、21.4%和11.0%。
合成燃料（XTL）的发展
2000年，为解决过剩的陈化粮而上马的燃料乙醇项目，如今已成为我国替代能源的最成熟模式。2007年，生物乙醇的产量每天增加了20万桶。但是食物与燃料的冲突仍将是制约生物燃料發展的重要因素。为了解决这个冲突，纤维质技术和基因技术进入生物燃料领域，以木质纤维素为原料生产生物乙醇应成为技术开发的焦点。因此，第二代生物燃料让人们充满了希望。
除了发电之外，随着煤炭液化技术的发展，煤炭成为一个非常有前景的液态燃料。我国煤炭资源丰富，但其中也不乏劣质煤。由于劣质煤不能直接燃烧，会造成环境污染，因此采用煤的洁净利用技术，将其制成二次能源甲醇、二甲醚等煤基替代燃料，可大幅度提高煤炭附加值。
2007年，中国煤炭液化的产量是每天24万桶，现在已经把10年后煤炭液化的生产目标定为每天100万桶。美国与中国一样是能源消耗大国，在过去的10-15年里，钻探非常规性天然气（油砂、油页岩、煤层气）已经成为北美上游领域主要的投资战略。据预测，到2017年，非常规性的天然气供应将占到北美地区湿气总供应量的一半以上（注1）。
表1合成燃料（XTL）的理化特性
结束语
合成燃料（XTL）的主要原料是煤炭和天然气，以煤炭为燃料时，主要目标是生产有利于环境保护的清洁液体燃料。从市场角度出发，合成燃料技术要得到大规模应用，必须降低成本。从长远看，煤、天然气这些常规能源都是有限的，因此，研究利用可再生能源合成液体燃料技术，将是一个长期的课题。如用生物质能源合成液体燃料等技术都具有巨大的发展前景。这有助于解决石油资源贫乏不能满足我国国民经济发展需要的问题，对保障国家能源供应安全具有十分重要的意义。
（本文作者严瑾系上海交通大学在读研究生）
参考文献
注1：慧典市场研究报告网
注2： 肖元真，马骥，吴泉国，大力发展清洁能源 全面实施节能减排。北华大学学报 ( 社会科学版)，2008-4，9（2）：109-114。
注3：Hock Cheng Heng，Suhaili Idrus，The Futur of Gas to Liquids as a Gas Monetization Option[J]，Journal of Gas Chemistry，2004，13：63-70