过去一个多月，一条窄窄的海峡牵动了全球能源市场的神经。霍尔木兹海峡——这个全球最关键的石油运输咽喉，其通行情况，成为美伊冲突中博弈的焦点。而海峡的每一次风浪，最终都通过油价传导至你我的方向盘上，悄悄改写着我们的生活账本。
作为一个原油对外依存度常年超过70%的工业巨兽，面对动荡的国际局势，中国如何保障能源安全？除了战略石油储备，多元进口渠道、新能源与清洁能源转型外，为了应对可能出现的极端封锁，我们手里其实还攥着一项兜底技术：煤液化技术（煤制油）。
令人惊叹的是，这一技术并非什么刚出炉的新兴概念。它的问世与技术布局，早在百年前的隆隆炮火中，就已经悄然开始了。
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穷则思变：在“高压锅”里“炖”出汽油
煤液化，本质是将固态煤炭转化为汽油、柴油等液态烃类燃料的化工过程，主要分为直接液化（高温高压加氢）与间接液化（费托合成）两条技术路线。作为一项石油替代技术，煤液化技术诞生于20世纪初富煤贫油的德国。
▲煤直接液化与间接液化
1913年，德国化学家贝吉乌斯（Friedrich Bergius，1884-1949）最先取得突破。他此前参与过哈伯合成氨项目。贝吉乌斯想，既然高压能够促成氮氢结合，那要是把氢加到煤炭上，结果会是怎么样呢。最终，贝吉乌斯在实验室中成功实现了高温高压下的煤炭直接加氢液化。之后巴斯夫公司接手了这项技术。此前，在博施（Carl Bosch，1874-1940）领导下，巴斯夫已经成功驯服合成氨和合成甲醇的工业化难题。他们的介入，意味着贝吉乌斯的成果要从实验室走向工厂了。
▲贝吉乌斯（上）博施（下）
1925年，巴斯夫获得贝吉乌斯的专利，并与另外五家公司合并为法本公司（I.G.Farben）。1927年，法本公司决定在洛伊纳（Leuna）建设首座煤直接液化工厂。该厂1931年投产，年产能达10万吨，这标志着煤直接液化技术迈入大规模工业生产阶段。同年，贝吉乌斯与博施因在高压化学领域的贡献共享诺贝尔化学奖。
▲1930年代的广告明信片上，供应leuna高压合成汽油的加油站
▲1933年，位于慕尼黑的leuna大型加油站 BIRKENFELD (1963)
纳粹上台后，煤液化被赋予了重要的战略意义。在“四年计划”的推动下，尽管成本高，工厂还是一座接一座地建。到1944年，德国已有12家直接液化厂，年产量317万吨，撑起了空军95%的航空汽油和全国一半的液体燃料。
除了直接液化，另一条重要的技术路线也同步发展：费托合成。1914年，费歇尔（Franz Fischer,1877-1947）出任威廉皇帝学会煤炭研究所所长。鉴于一战期间德国石油短缺问题日益凸显，他将研究方向转向煤制油，并与托普施（Hans Tropsch,1889-1935）合作，开始研究在不同温度和压力条件下催化还原一氧化碳的过程。1923年，他们的实验取得突破，并在1926年得到几乎不含含氧化合物的烃类产品反应条件（常压、250-300℃、铁或钴催化剂）。这种把合成气（CO+H2）在催化剂作用下合成为烃类或醇类燃料的方法被称为费托合成法（F-T process）。鲁尔化学公司（Ruhrchemie AG）于1934年获得合成法专利权并开始建厂。1936年，首座费托工厂投产。至1939年战争爆发前，德国共开工建造9座费托工厂。到1944年，这些工厂年总产能达到57.6万吨，占德国合成燃料的12%到15%。
▲费歇尔（上） 托普施（下）
煤液化技术在德国的成功，迅速引起了其他面临石油短缺问题的国家的关注，包括日本、英国等。20世纪30年代，面临同样困境的中国，也对煤液化技术进行了积极探索。
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望梅止渴：一场没能落地的煤炼油梦
20世纪30年代，中国石油资源极度匮乏，汽油、柴油等液体燃料几乎全靠进口。随着日本侵华步步紧逼，燃料问题变得空前紧迫。于是，能把煤变成油的煤液化技术，开始进入国人的视野。
▲1924-1933年中国汽油输入图
1930年，地质调查所成立了沁园燃料研究室，专攻燃料问题。实验室里，两条技术路线同时推进。到全面抗战爆发前，这两种方法都取得了初步成果，试验数据陆续发表在《地质汇报》等学术刊物上，不仅引起了学界关注，也让国内对煤炼油的前景多了几分信心。
▲1930年代沁园燃料研究室乐平煤氢化试验数据，反应时间之影响
不过，虽然沁园燃料研究室已经用本土煤样做出了初步成果，但要到工业化应用并非易事。看看德国的经验便知，即便技术领先、财力雄厚，也耗费了十多年时间才能工业化。但战事临近，国民政府等不起，决定寻求捷径：直接找德国引进现成技术。1936年6月，国民政府资源委员会（负责工业规划与建设）将煤炼油厂的建设写进国家计划——《中国工业发展三年计划》。厂址选在江西吉安，因为沁园燃料研究室的试验表明，江西乐平煤表现最好。
20世纪30年代的中德关系也比较密切。德国扩军备战，急需中国的钨、锑等战略矿产，中国则对德国军事工业和先进技术有着强烈需求，这使引进煤液化技术成为可能。1937年4月，资委会牵头组团去德国考察，成员包括化工实业家吴蕴初、燃料专家金开英、留德矿业工程师谢树英、交通大学化学系主任徐名材，个个专业对口。他们甚至在出发前就把乐平煤等煤样寄到德国，让法本公司和鲁尔化学公司分别做氢化和合成实验，连沁园燃料研究室的实验数据也译成德文送了过去，以求万无一失。
▲1930年代，法本公司在洛伊纳（leuna）的工厂 Stokes, Raymond G. (1985)
考察期间，德方反馈乐平煤非常适合煤液化。综合考虑资金、技术成熟度及产能和军事需求后，资委会最终敲定和法本公司合作，采用高压催化氢化工艺（生产汽油）与哈伯-博施法（合成硫酸铵）建设联合工厂。整套工厂报价高达4000多万马克，约5000多万元。作为参照，1936年国民政府只能从当年的财政预算中拨出1000万元作为重工业建设经费，而这是重工业建设的全部经费。
但是时间不等人，几个月后，全面抗战的炮火骤然打响，原定于江西吉安的氢化工厂还没来得及建设，便计划转至云南开远建设。1939年，资委会将新得到的氢化试验结果良好的云南开远小龙潭褐煤送至法本公司进行试验，德方反馈其非常适合加氢。同时德方亦派员前往云南考察，提出选址建议以及新的成本估计。那一年底，煤炼油厂的建设计划仍列入了《资源委员会西南各省三年国防建设计划(1939—1941)》。
▲云南开远小龙潭露天矿（腾讯地图）
然而，1941年中德断交，所有合作戛然而止，煤液化项目也只能放弃。战争年代，耗钱耗时、远水解不了近渴的东西，只能忍痛放弃。资委会大量开办可以应急并且成本较低、技术简单的酒精厂。
引进之路虽然断绝，但是对燃料的渴求从未停止。民国时期，中国也自主尝试过另一条技术路线：费托合成。随着日军对沿海实施封锁，军用燃料进口日益困难。1939年，国民政府军政部决定自建一座合成油工厂，即军政部汽油厂，并请毕业于柏林工业大学的化学工程博士赵宗燠主持。选择费托合成法，是因其成本和技术难度均低于氢化法，反应条件更温和，对设备的要求也更低。在综合考虑原料、水源与交通等因素后，厂址定于重庆北碚澄江镇，毗邻宝源和燧川煤矿。然而，到抗战胜利时，该厂虽然建成了计划中的低温干馏车间、焦油裂解车间、动力车间和酒精车间，但核心的造气车间和合成车间未能建成。研究团队在实验室中开展了费托合成的铁、钴、镍催化剂的研究，并成功试制出数升合成油，但未能实现工业化规模生产。
▲1947年，费托合成法图解
抗战胜利后，赵宗燠带领技术人员前往东北，接收日本遗留的锦州合成燃料厂。该厂正是利用费托合成法建设的合成油工厂，设计年产3万吨合成油，技术与部分设备均来自德国。但这座工厂同样命运多舛。它自1937年开始筹备，至1945年日军投降之时也只是局部建成，且建成部分尚处于试运转阶段，并未真正投产。而在结束接收工作后，该厂便被国民政府封存。
▲1946年，锦州合成燃料厂一角
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有备无患：为什么今天的中国必须把这门手艺练到极致？
二战结束后，煤液化技术研究热潮尚未消退。美国通过“回形针计划”吸收了7名德国煤液化核心科学家，这些专家后来在美国的煤制油示范工厂中发挥了重要作用。苏联同样也利用德国的技术和设备，于1952年建成投产了11套煤直接液化和煤焦油加氢装置及一套间接液化小型工业装置。但50年代中东大油田开发后，彻底改变了全球能源格局。因经济上不能与石油竞争，美苏的煤制油工厂均关闭或改作他用。
中国也经历了类似的波折。20世纪50年代，中国也曾成功恢复和扩建锦州合成厂（石油六厂），但大庆油田发现后，煤液化技术在经济上不敌天然石油，其发展从而陷入低潮。与之形成鲜明对比的是南非。因国际政治孤立，而且一直没发现大油田，南非于50年代成立萨索尔（Sasol）公司，采用煤间接液化技术解决油品供应问题，并持续发展至今。
▲20世纪50年代，恢复生产的锦州合成厂（石油六厂）的水煤气发生炉
到了60年代初，随着石油资源的大规模开发，煤液化技术的境遇陷入冰点，但是这个世界上没有什么是永恒的。70年代石油危机让这项技术再次受到重视。我国自80年代初重启对煤液化技术的研究，涵盖直接液化和间接液化技术。此后，国外研发一度放缓，而我国因石油对外依存度持续攀升，于世纪之交重新高度重视煤液化，并最终迈出产业化步伐。
经过数十年的持续攻关，我国煤液化技术经历了“实验室—工业中试试验—工业化示范—大规模工业化示范”的发展阶段。目前我国煤液化技术整体已达国际先进水平，两种路线均已实现百万吨级工业化产能。一系列重大突破也先后获得国家级科技奖励，充分彰显了我国在该领域的创新实力。“煤制油品/烯烃大型现代煤化工成套技术开发及应用”项目获2017年度国家科学技术进步奖一等奖；“400万吨/年煤间接液化成套技术创新开发及产业化”项目获2020年度国家科学技术进步奖一等奖。如今，我国已成为全球唯一同时掌握两种煤制油技术，且达到国际领先水平的国家。在内蒙古、宁夏、陕西等地，多个煤制油项目相继建成投产，形成了一定的产业规模。截至2022年年底，我国煤制油年总产能823万吨，年产量732.8万吨，产能利用率达89%。
▲山西潞安100万吨/年煤间接液化装置
作为一项重要的石油替代技术，煤液化技术是保障国家能源安全的战略技术储备。回望其百年历程，这项技术曾因战争而兴起，因石油而沉浮。二战时期迎来第一次高潮，70年代石油危机再度点燃热潮。此后几十年，受地缘政治、油价波动、供需变化等因素影响，煤液化技术在全球几度起伏。但在中国，它始终被视为一项长期的战略任务，从未被放弃。一个最鲜明的注脚是：在“十五五”规划的109项重大工程中，煤制油气基地已被明确写入重点领域安全保障的6大项目之一。
放在今天的国际环境里看，这个选择的分量变得更重了。过去几年，能源基础设施频繁成为军事打击目标，输油管道、炼油厂、海上运输线，没有哪个是绝对安全的。这时候，能把埋藏在地下的煤炭转化为奔流的“工业血液”的技术，就不再是一项技术储备了。煤不会因海峡封锁而断供，也不会因地缘博弈而受制于人。这正是煤液化技术的战略价值所在：它让能源安全的一部分决定权，从遥远的产油区，重新回到了我们自己手中。未来，无论国际风云如何变幻，有了这项技术，即使在极端情况下，我们依然能有保障国家运转的“最后一滴油”。
参考文献
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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