一、所属领域

新能源

二、项目介绍

1. 痛点问题

随着“碳达峰碳中和”国家战略的提出，在化石能源领域的减碳任务迫在眉睫，电动化趋势在显著加快。然而，相比汽油车的电动化，飞机因其对能量和功率密度的苛刻要求，航空煤油在当下和未来都是难以被电储能技术取代。面对航空业在世界尤其是我国的高速发展，绿色航空燃料的低碳制备必将成为未来“碳达峰碳中和”的痛点问题。

2. 解决方案

本项成果开发的绿色航煤合成技术（CO2AF），采用金属纳米晶与表面规整纳米分子筛为催化剂，采用气固多相流动反应器形式，将生物质合成气一步法高选择性制备C8~C12组分，并伴有环烷烃和芳烃，烃基总收率大于80%。本技术与仅能采用CO和H₂作为原料的费托合成相比，该技术不仅能采用CO和H₂作为原料，还可采用CO₂和绿氢为原料，进行定向合成，加氢精制后航煤产品收率达到90%，是绿色航空燃料的低碳制备的可行技术路线。

3. 竞争优势分析

目前中国生物航煤市场格局处于高度集中的状态，多数企业处于研发阶段；具体型号较少，生产具有高技术壁垒，成本居高。团队前期工作主要围绕多相催化剂制备、多相流反应工程放大展开，对金属纳米晶与表面规整分子筛的宏量制备与多相反应器设计积累了较多实践经验；目前，已完成世界首套万方/年合成气制粗航煤的中试，单程C8~C12烃基收率大于80%；拟定于2023年在内蒙古完成世界首套万吨级合成气/二氧化碳制C10(均四甲苯)的工业试验。

4. 市场应用前景

针对欧盟《可再生能源指令》(RED II)所要求的可再生航煤的掺加比例在2025年不低于2%，到2050年可再生航煤的掺混比例不低于63%，采用本技术为来往欧盟的航班提供可再生航煤。

5. 发展规划

针对欧盟生物航煤市场，基于本项成果，结合合作伙伴解决方案，计划在三年内打通从生物质/城市固废（包括捕捉CO₂加绿氢）到可再生航煤的流程，技术指标达到行业领先水平，实现可再生航煤的万吨级工业示范，目标是发展成为全球可再生航煤领域的专业科技企业。

6. 知识产权情况

本项成果已授权中国发明专利3项。

三、合作需求

商务合作。

四、团队介绍

团队负责人为清华大学化工系魏飞教授，教育部长江学者，长期从事流态化、多相反应工程及碳纳米管结构控制与批量生产技术，致力于多相反应器的新概念及新理论研究、研发用于煤及石油化工、纳米材料、清洁能源化学品、环境等领域的新型过程及设备。主持设计30余台多相反应器投入商业运行，包括2000吨/年纳米聚团流化床法碳纳米管、60万吨/年流化床甲醇制丙烯（在建）、3万吨/年流化床法甲醇制芳烃，10万吨/年流化床法苯胺，15万吨/年下行床催化裂化等。研究成果获国家科技进步二等奖，中石化科技进步一等奖，教育部自然科学一等奖，发明一等奖等。在Science、Nature等杂志发表论文600余篇，出版专著4部，SCI引用50000余次，H因子97，2016-2021年度克莱蒽材料领域高被引学者。现任清华大学绿色反应工程与工艺北京市重点实验室主任，中国颗粒学会能源颗粒材料专业委员会主任，中国化工学会石油学会理事等职。

五、联系方式

E-mail：ott@tsinghua.edu.cn

成果编号：2021175

注：所有成果发布内容未经授权，请勿转载！

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