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(jīng)。霍爾木茲海峽——這個全球最關(guān)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(fēng)浪，最終都通過油價傳導(dǎo)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(yè)巨獸，面對動蕩的國際局勢，中國如何保障能源安全？除了戰(zhàn)略石油儲備，多元進(jìn)口渠道、新能源與清潔能源轉(zhuǎn)型外，為了應(yīng)對可能出現(xiàn)的極端封鎖，我們手里其實還攥著一項兜底技術(shù)：煤液化技術(shù)（煤制油）。

令人驚嘆的是，這一技術(shù)并非什么剛出爐的新興概念。它的問世與技術(shù)布局，早在百年前的隆隆炮火中，就已經(jīng)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(zhì)是將固態(tài)煤炭轉(zhuǎn)化為汽油、柴油等液態(tài)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(shù)路線。作為一項石油替代技術(shù)，煤液化技術(shù)誕生于20世紀(jì)初富煤貧油的德國。

▲煤直接液化與間接液化

1913年，德國化學(xué)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(jié)合，那要是把氫加到煤炭上，結(jié)果會是怎么樣呢。最終，貝吉烏斯在實驗室中成功實現(xiàn)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(shù)。此前，在博施（Carl Bosch，1874-1940）領(lǐng)導(dǎo)下，巴斯夫已經(jīng)成功馴服合成氨和合成甲醇的工業(yè)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(shè)首座煤直接液化工廠。該廠1931年投產(chǎn)，年產(chǎn)能達(dá)10萬噸，這標(biāo)志著煤直接液化技術(shù)邁入大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)階段。同年，貝吉烏斯與博施因在高壓化學(xué)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)共享諾貝爾化學(xué)獎。

▲1930年代的廣告明信片上，供應(yīng)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(zhàn)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(chǎn)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(shù)路線也同步發(fā)展：費托合成。1914年，費歇爾（Franz Fischer,1877-1947）出任威廉皇帝學(xué)會煤炭研究所所長。鑒于一戰(zhàn)期間德國石油短缺問題日益凸顯，他將研究方向轉(zhuǎn)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(chǎn)品反應(yīng)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(xué)公司（Ruhrchemie AG）于1934年獲得合成法專利權(quán)并開始建廠。1936年，首座費托工廠投產(chǎn)。至1939年戰(zhàn)爭爆發(fā)前，德國共開工建造9座費托工廠。到1944年，這些工廠年總產(chǎn)能達(dá)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(shù)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(guān)注，包括日本、英國等。20世紀(jì)30年代，面臨同樣困境的中國，也對煤液化技術(shù)進(jìn)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(jì)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(jìn)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(shù)，開始進(jìn)入國人的視野。

▲1924-1933年中國汽油輸入圖

1930年，地質(zhì)調(diào)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(shù)路線同時推進(jìn)。到全面抗戰(zhàn)爆發(fā)前，這兩種方法都取得了初步成果，試驗數(shù)據(jù)陸續(xù)發(fā)表在《地質(zhì)匯報》等學(xué)術(shù)刊物上，不僅引起了學(xué)界關(guān)注，也讓國內(nèi)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(shù)據(jù)，反應(yīng)時間之影響

不過，雖然沁園燃料研究室已經(jīng)用本土煤樣做出了初步成果，但要到工業(yè)化應(yīng)用并非易事。看看德國的經(jīng)驗便知，即便技術(shù)領(lǐng)先、財力雄厚，也耗費了十多年時間才能工業(yè)化。但戰(zhàn)事臨近，國民政府等不起，決定尋求捷徑：直接找德國引進(jìn)現(xiàn)成技術(shù)。1936年6月，國民政府資源委員會（負(fù)責(zé)工業(yè)規(guī)劃與建設(shè)）將煤煉油廠的建設(shè)寫進(jìn)國家計劃——《中國工業(yè)發(fā)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(xiàn)最好。

20世紀(jì)30年代的中德關(guān)系也比較密切。德國擴軍備戰(zhàn)，急需中國的鎢、銻等戰(zhàn)略礦產(chǎn)，中國則對德國軍事工業(yè)和先進(jìn)技術(shù)有著強烈需求，這使引進(jìn)煤液化技術(shù)成為可能。1937年4月，資委會牽頭組團(tuán)去德國考察，成員包括化工實業(yè)家吳蘊初、燃料專家金開英、留德礦業(yè)工程師謝樹英、交通大學(xué)化學(xué)系主任徐名材，個個專業(yè)對口。他們甚至在出發(fā)前就把樂平煤等煤樣寄到德國，讓法本公司和魯爾化學(xué)公司分別做氫化和合成實驗，連沁園燃料研究室的實驗數(shù)據(jù)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(shù)成熟度及產(chǎn)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(chǎn)汽油）與哈伯-博施法（合成硫酸銨）建設(shè)聯(lián)合工廠。整套工廠報價高達(dá)4000多萬馬克，約5000多萬元。作為參照，1936年國民政府只能從當(dāng)年的財政預(yù)算中撥出1000萬元作為重工業(yè)建設(shè)經(jīng)費，而這是重工業(yè)建設(shè)的全部經(jīng)費。

但是時間不等人，幾個月后，全面抗戰(zhàn)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(shè)，便計劃轉(zhuǎn)至云南開遠(yuǎn)建設(shè)。1939年，資委會將新得到的氫化試驗結(jié)果良好的云南開遠(yuǎn)小龍?zhí)逗置核椭练ū竟具M(jìn)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(shè)計劃仍列入了《資源委員會西南各省三年國防建設(shè)計劃(1939—1941)》。

▲云南開遠(yuǎn)小龍?zhí)堵短斓V（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(zhàn)爭年代，耗錢耗時、遠(yuǎn)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(yīng)急并且成本較低、技術(shù)簡單的酒精廠。

引進(jìn)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(shù)路線：費托合成。隨著日軍對沿海實施封鎖，軍用燃料進(jìn)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(yè)于柏林工業(yè)大學(xué)的化學(xué)工程博士趙宗燠主持。選擇費托合成法，是因其成本和技術(shù)難度均低于氫化法，反應(yīng)條件更溫和，對設(shè)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(zhèn)，毗鄰寶源和燧川煤礦。然而，到抗戰(zhàn)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(tuán)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(shù)升合成油，但未能實現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。

▲1947年，費托合成法圖解

抗戰(zhàn)勝利后，趙宗燠帶領(lǐng)技術(shù)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(shè)的合成油工廠，設(shè)計年產(chǎn)3萬噸合成油，技術(shù)與部分設(shè)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(zhuǎn)階段，并未真正投產(chǎn)。而在結(jié)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(zhàn)結(jié)束后，煤液化技術(shù)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(xué)家，這些專家后來在美國的煤制油示范工廠中發(fā)揮了重要作用。蘇聯(lián)同樣也利用德國的技術(shù)和設(shè)備，于1952年建成投產(chǎn)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(yè)裝置。但50年代中東大油田開發(fā)后，徹底改變了全球能源格局。因經(jīng)濟上不能與石油競爭，美蘇的煤制油工廠均關(guān)閉或改作他用。

中國也經(jīng)歷了類似的波折。20世紀(jì)50年代，中國也曾成功恢復(fù)和擴建錦州合成廠（石油六廠），但大慶油田發(fā)現(xiàn)后，煤液化技術(shù)在經(jīng)濟上不敵天然石油，其發(fā)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(fā)現(xiàn)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(shù)解決油品供應(yīng)問題，并持續(xù)發(fā)展至今。

▲20世紀(jì)50年代，恢復(fù)生產(chǎn)的錦州合成廠（石油六廠）的水煤氣發(fā)生爐

到了60年代初，隨著石油資源的大規(guī)模開發(fā)，煤液化技術(shù)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(shù)再次受到重視。我國自80年代初重啟對煤液化技術(shù)的研究，涵蓋直接液化和間接液化技術(shù)。此后，國外研發(fā)一度放緩，而我國因石油對外依存度持續(xù)攀升，于世紀(jì)之交重新高度重視煤液化，并最終邁出產(chǎn)業(yè)化步伐。

經(jīng)過數(shù)十年的持續(xù)攻關(guān)，我國煤液化技術(shù)經(jīng)歷了“實驗室—工業(yè)中試試驗—工業(yè)化示范—大規(guī)模工業(yè)化示范”的發(fā)展階段。目前我國煤液化技術(shù)整體已達(dá)國際先進(jìn)水平，兩種路線均已實現(xiàn)百萬噸級工業(yè)化產(chǎn)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(lǐng)域的創(chuàng)新實力。“煤制油品/烯烴大型現(xiàn)代煤化工成套技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”項目獲2017年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎；“400萬噸/年煤間接液化成套技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項目獲2020年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)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(shù)，且達(dá)到國際領(lǐng)先水平的國家。在內(nèi)蒙古、寧夏、陜西等地，多個煤制油項目相繼建成投產(chǎn)，形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。截至2022年年底，我國煤制油年總產(chǎn)能823萬噸，年產(chǎn)量732.8萬噸，產(chǎn)能利用率達(dá)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(shù)，煤液化技術(shù)是保障國家能源安全的戰(zhàn)略技術(shù)儲備。回望其百年歷程，這項技術(shù)曾因戰(zhàn)爭而興起，因石油而沉浮。二戰(zhàn)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(shù)在全球幾度起伏。但在中國，它始終被視為一項長期的戰(zhàn)略任務(wù)，從未被放棄。一個最鮮明的注腳是：在“十五五”規(guī)劃的109項重大工程中，煤制油氣基地已被明確寫入重點領(lǐng)域安全保障的6大項目之一。

放在今天的國際環(huán)境里看，這個選擇的分量變得更重了。過去幾年，能源基礎(chǔ)設(shè)施頻繁成為軍事打擊目標(biāo)，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(zhuǎn)化為奔流的“工業(yè)血液”的技術(shù)，就不再是一項技術(shù)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(shù)的戰(zhàn)略價值所在：它讓能源安全的一部分決定權(quán)，從遙遠(yuǎn)的產(chǎn)油區(qū)，重新回到了我們自己手中。未來，無論國際風(fēng)云如何變幻，有了這項技術(shù)，即使在極端情況下，我們依然能有保障國家運轉(zhuǎn)的“最后一滴油”。

參考文獻(xiàn)

[1] 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.

[2]（英）迪爾米德·杰弗里斯著；宋公仆譯.致命卡特爾 納粹德國的化學(xué)工業(yè)巨獸[M].北京：社會科學(xué)文獻(xiàn)出版社, 2023.04.

[3] 朱崇開.技術(shù)服務(wù)國家利益現(xiàn)象研究—以20世紀(jì)上半葉德國煤炭液化技術(shù)發(fā)展為例[D].中國科學(xué)院大學(xué)（中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所）,2010.

[4] 王安軼,賈靖.民國時期煤液化技術(shù)的知識傳播與早期實踐[J].中國科技史雜志,2025,46(04):673-687.

[5] 賈靖.民國時期煤液化技術(shù)的引入與實踐研究[D].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué),2025.

來源：墨子沙龍

編輯：夜凌Ryelin

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