這種遠古氣體很可怕?你的車表示:真香!
在冰封雪飄的北境,燃起熊熊烈火。
冰面上,兩位“魔法師”點燃了巨大的火苗 | University of Alaska Fairbanks
這樣的場景除了存在於《冰與火之歌》中,還能在阿拉斯加的冰面上看到。只不過這一次燃起大火的,不是丹妮莉絲的龍,而是來自地下的遠古氣體——甲烷。
地球:我的“氣息”蘊含巨大的能量
2019年,一個國際研究小組在格陵蘭冰蓋旁安營紮寨了三個月,使用感測器實時測量了一個大集水區(面積>600km²)融水徑流中的甲烷含量。測算結果顯示,僅僅從格陵蘭冰蓋這一小片區域釋放到大氣中的甲烷就多達6噸,相當於100頭牛的年(屁)排放量。[1]

研究人員的取樣區域 | 參考資料[1]
北極為什麼會洩露甲烷?這麼多甲烷有啥影響?
混合著各種生物殘渣和為塑料的海底、湖底淤泥,經過億萬年的地質運動,最終變成富含有機物的泥岩,它們會遭到微生物降解、氧化破壞,在高溫高壓的作用下釋放出一些物質,其中一部分就是甲烷。[2]大量的甲烷被封存在北極地區的永久凍土帶和冰面下,當冰面被刺破或融化,甲烷氣體就會向外溢位,見火就著。
人類發現甲烷對環境的小動作已經不是一天兩天了。和二氧化碳一樣,甲烷也是一種強大的溫室氣體,是導致全球變暖的因素之一。IPCC第五次評估報告指出,在過去的3個世紀裡,排放到大氣中的甲烷濃度增加了大約150%。在100年的時間跨度中,這種溫室氣體的增溫潛勢(GWP)是二氧化碳的28倍[3]。

甲烷和二氧化碳的 GWP對比 | 參考資料[3]
全球氣候變暖似乎是甲烷排放“順理成章”的結局,現在由於全球氣候變暖導致的冰面融化,讓北極出現了200萬個甲烷排放熱點,而甲烷反過來又成為了讓北極冰蓋持續融化的潛在因素,頗有“我殺了我”的魔幻感,簡直讓人提心吊膽。
別慌!科研大佬們使用了一個包含甲烷氧化細菌(HAMs)和產甲烷菌的生物地球化學模型,結果顯示在2017年至2100年之間甲烷排放量將增加一倍。但是,高地凍土中HAMs的強度同時也在增加,抵消大部分甲烷排放後,北極地區甲烷淨排放量可能僅增加18%。同時,預計由於HAMs和產甲烷菌對溫度上升所作出的生理反應不同,北極地區甲烷淨排放量可能會進一步降低。[4]
也就是說,對於地球的自然“呼氣”,我們也可以稍稍鬆一口氣。但如何管好人類自己呢?減輕人類活動導致的甲烷等溫室氣體的排放,提高能源利用效率,才是目前更亟待解決的問題。
成分雖簡單,但能力不打折
既然甲烷像是要給地球媽媽裹上一層大棉被,讓人類如臨大敵,那麼我們要對甲烷實行“一刀切”嗎?其實不然。畢竟俗話說得好:“甲之砒霜,乙之蜜糖”。
身邊可能很少有人會把“甲烷”這個稱呼掛在嘴邊,但它的“諢號”你一定聽過——天然氣,其主要成分就是甲烷。甲烷由一個碳和四個氫原子組成,化學式為CH4,初中化學課就講過,甲烷是最短和最輕的烴分子。雖然它的結構非常“簡約”,但能力可一點都不簡單。

甲烷分子 | Wikipedia
據《蜀都賦》記載,在西漢的四川就有了“火井”,也就是地下天然氣的出口。想做飯的時候直接把鍋架在火井上面,點著火就行了。今天,天然氣作為燃料和原料被廣泛應用於民用和工業的例子已不再新鮮。

漢朝古火井遺址 | 邛崍新聞
就燃燒而言,要獲得同樣的熱量,燃燒天然氣產生的二氧化碳比燃燒石油要少30%,比煤要少45%[5]。而且在燃氣渦輪蒸汽渦輪聯合迴圈的模式下發電,天然氣的能源利用效率特別高,加上成本更加低,以廉價天然氣為燃料的電廠正也在削弱核反應堆在電力市場的競爭力。所以它作為一種高效的清潔能源,是許多國家可持續能源發展的重點。剛釋出的《關於新時代推進西部大開發形成新格局的指導意見》就提出要“優化能源供需結構”並“建設一批石油天然氣生產基地。加快煤層氣等勘探開發利用”。
除了作為燃料被燒掉,天然氣還是生活中很多產品的原料,想不到吧?熱愛膨化食品的果殼er們肯定對氫化植物油不陌生。氫化植物油所用的原料氫,就是天然氣工業的重要產品之一;保鮮膜包住西瓜放進冰箱裡簡直是夏天絕配!而保鮮膜也可能是用天然氣生產出來的;甚至,還有“氣變油”的魔法——把天然氣做成潤滑油基礎油(GTL:gas to liquids),用在汽車發動機裡。
哎等等,我們不是已經有了石油製造的潤滑油嗎?為什麼還要用天然氣製造潤滑油呢?
汽車發動機潤滑油中75-90%的成分是基礎油,它們決定了潤滑油的基本屬性。現代潤滑油最早是使用石油精煉得到的原料來作為基礎油,但是用石油製造潤滑油像是從磨盤裡撈純淨的豆漿,很難保證雜質被完全去除。在汽車引擎這種高溫高壓環境下,雜質會變成油泥、腐蝕金屬,降低效率增大消耗,降低引擎的效能和壽命,讓人十分頭疼。

用天然氣製造潤滑油的流程更單一——先使用專門的催化劑,讓天然氣和氧氣發生部分氧化,製備出含有一氧化碳和氫氣的合成氣,然後再基於費託合成(Fischer-Tropsch或簡稱F-T),將合成氣進入裝有催化劑的反應堆,轉化為黏性的碳氫液體。這種液體的粘度指數極高,因此是作為基礎油的理想材料。在某些情況下,其效能表現甚至超過了其它所有基礎油的期望值[6]。

殼牌的費託合成技術 | SeekingAlpha
“費託合成”技術已經有近100年曆史,比較著名的運用案例,就是在二戰中被德軍利用,用於滿足對燃料的需求。正如上圖的反應結構式,它就像是用棉花紡線,把只有一個碳原子的氣態甲烷分子一個個接起來,變成更長鏈的碳氫化合物,最終變成液態碳氫化合物。保證了過程清晰,產物明確。
1973年,殼牌開始了費託合成相關技術的開發,並且在1993年在馬來西亞建立了第一座使用這種技術的“氣變油”工廠。在經過四十多年的研發和市場選擇後,殼牌可以說是世界GTL屆的大佬,目前這項製備基礎油的技術已經成功商業化,也就是殼牌的PurePlus技術。
下面這個影片,就通過一個微縮景觀展示了殼牌喜力超凡家族潤滑油從天然氣的開採和加工、到變成潤滑油,最後加入到汽車發動機這一整個“順滑”過程。透露一下,看完該影片的小夥伴表示極度舒適~
更“懂車”的天然氣
誒等等,潤滑油不都是用來減少發動機的摩擦嗎?為什麼用天然氣製成的潤滑油更有利於發動機的表現呢?
發動機的血液是潤滑油,而潤滑油的核心是粘度。當發動機運轉時,流動的機油被擠壓和來回剪下,這時就需要潤滑油保持一定的粘度。在常規邏輯下,潤滑油的粘度和溫度呈反比,發動機溫度升高,粘度會降低,機油產生的油膜會越薄,就越容易被切斷。當油膜薄到一定程度時,就會存在一個“即潤滑到部件,又好像沒有潤滑到部件”的邊界潤滑區域,如果油膜繼續變薄,部件就面臨著直接摩擦的危險。
因此,對於不同的發動機,發動機溫度越高,對機油的粘度要求就越高。咱們平時開的乘用車,一般預設的發動機工作溫度為100度左右,但由於構造和加工精度不同,一些日系車的潤滑油溫度大約在85度左右,但德系車可能在110度以上。如果“不分胃口”地使用同款潤滑油,那麼汽車發動機的表現就會受到影響。

潤滑油溫度和粘度的關係 | Wikipedia
從1911年開始,美國汽車工程師協會發布了SAE J300,根據粘度對潤滑油進行了分級。後來又根據抗氧化、發動機清潔和耐久性等其他效能要求,有了API、ACEA等行業組織制定的標準。方便人們根據不同的車輛引數效能,選配更適合的那一款潤滑油。

等級數值越高粘度越高,SAE 12和SAE 8 是2015年新增的兩個粘度等級 | Wildman International SRL
在今年,現行的API SN+標準已經被美國石油協會提升為了API SP新標準,全新的API SP標準進一步明確了在抗磨損性、抗低速早燃、抗氧化沉積、抗機油蒸發損失等效能,並從基礎效能的層面上出發,對機油潤滑的效能進行了強化。
在逐漸嚴苛的行業組織標準下,有一個超高水平的選手脫穎而出,它就是殼牌喜力超凡家族潤滑油,超綱完成了API SP新標準,其核心就在於殼牌PurePlus天然氣制油技術。

傳統潤滑油和使用Pureplus技術潤滑油對比 | 殼牌
作為行業領先的潤滑油企業,殼牌突破了傳統基礎油的瓶頸,將天然氣轉化成水晶般透明無色的純淨基礎油。這種沒有硫、沒有氮、沒有金屬也沒有芳烴的,純淨的潤滑油基礎油,幾乎不含原油中常見的任何雜質,其純度高達99.5%,直接解決了傳統石油潤滑油的痛點。
就效能來看,天然氣獨特的分子結構使得GTL油品相比傳統基礎油更加穩定,擁有更高的閃點,能夠有效抑制低速早燃現象和爆震的產生,也有更低的蒸發值以減少積碳,還包括更高的油膜強度和抗磨能力。
同時,得益於技術的全面升級,分子層面的效能提升也讓殼牌喜力超凡家族的粘度穩定性和抗磨效能得到了大幅提升,高溫抗氧化效能提升了33%,抗沉積效能提升了16%,有助於延長引擎壽命、降低維護成本、提升動力和駕駛體驗,省油、減排也變得理所當然了。在為發動機帶來持久保護的同時,而且還能讓發動機滿足“國六”更嚴苛的環保要求。
殼牌喜力超凡家族的超凡實力,也得到了F1賽車的蓋章認證。無論是法拉利戰車的車身還是室外的廣告大牌,一定能看到亮眼的殼牌Logo。F1賽車每一次疾馳都需要將發動機的效能延展到極致,對潤滑油效能和品質要求更是極為嚴苛,只有背後強大的潤滑油研發團隊才能讓賽車展現出超強實力。從1950年法拉利參加F1至今,殼牌已伴隨法拉利征戰了70餘年,在發動機的嘶吼和看臺的歡呼中,助力躍馬奪得12次車手冠軍、10次車隊總冠軍。

殼牌除了將賽級品質的潤滑油技術引入到了民用車上,這一次全新上市的殼牌恆護超凡喜力還針對歐系和亞系車型,推出了極光藍定製款,如同天然氣放出幽藍火焰一樣純粹。想不到天然氣這樣簡單的分子,經過一番操作竟可以分車型發動機提供頂級純粹的保護,讓你的愛車迸發完美的效能表現,不說“真香”都難。

隨著《巴黎協定》概念的逐漸深化,“高效利用能源和減少碳排放”成為了本世紀最重要的議題之一。雖然地球向外“撥出”甲烷的節奏可以預測,但更多的卻“事在人為”——人類如何儘可能地減少自身活動對環境的影響。
還記得上面哥德堡影片裡的各個重要的“里程碑”嗎?今天,從世界上的各大天然氣油井,到卡達的殼牌珍珠天然氣制油廠,再到成為汽車發動機全新的血液,殼牌恆護超凡喜力在全生命週期中都做到了二氧化碳0排放。而且,越來越多的車主也已經開始選購排放標準更高的新車,搭配更先進、更符合新車工況的潤滑油成為了更有環境責任感的選擇。
畢竟,不斷進步的潤滑油科技除了被用來滿足車的需求,更重要的是要讓大家明白:原來選擇一條可持續的高效發展道路,也可以“真香”呀~