在冰封雪飘的北境，燃起熊熊烈火。
冰面上，两位“魔法师”点燃了巨大的火苗 | University of Alaska Fairbanks
这样的场景除了存在于《冰与火之歌》中，还能在阿拉斯加的冰面上看到。只不过这一次燃起大火的，不是丹妮莉丝的龙，而是来自地下的远古气体——甲烷。
地球：我的“气息”蕴含巨大的能量
2019年，一个国际研究小组在格陵兰冰盖旁安营扎寨了三个月，使用传感器实时测量了一个大集水区（面积>600km）融水径流中的甲烷含量。测算结果显示，仅仅从格陵兰冰盖这一小片区域释放到大气中的甲烷就多达6吨，相当于100头牛的年（屁）排放量。[1]
研究人员的取样区域 | 参考资料[1]
北极为什么会泄漏甲烷？这么多甲烷有啥影响？
混合着各种生物残渣和为塑料的海底、湖底淤泥，经过亿万年的地质运动，最终变成富含有机物的泥岩，它们会遭到微生物降解、氧化破坏，在高温高压的作用下释放出一些物质，其中一部分就是甲烷。[2]大量的甲烷被封存在北极地区的永久冻土带和冰面下，当冰面被刺破或融化，甲烷气体就会向外溢出，见火就着。
人类发现甲烷对环境的小动作已经不是一天两天了。和二氧化碳一样，甲烷也是一种强大的温室气体，是导致全球变暖的因素之一。IPCC第五次评估报告指出，在过去的3个世纪里，排放到大气中的甲烷浓度增加了大约150%。在100年的时间跨度中，这种温室气体的增温潜势（GWP）是二氧化碳的28倍[3]。
甲烷和二氧化碳的 GWP对比 | 参考资料[3]
全球气候变暖似乎是甲烷排放“顺理成章”的结局，现在由于全球气候变暖导致的冰面融化，让北极出现了200万个甲烷排放热点，而甲烷反过来又成为了让北极冰盖持续融化的潜在因素，颇有“我杀了我”的魔幻感，简直让人提心吊胆。
别慌！科研大佬们使用了一个包含甲烷氧化细菌（HAMs）和产甲烷菌的生物地球化学模型，结果显示在2017年至2100年之间甲烷排放量将增加一倍。但是，高地冻土中HAMs的强度同时也在增加，抵消大部分甲烷排放后，北极地区甲烷净排放量可能仅增加18%。同时，预计由于HAMs和产甲烷菌对温度上升所作出的生理反应不同，北极地区甲烷净排放量可能会进一步降低。[4]
也就是说，对于地球的自然“呼气”，我们也可以稍稍松一口气。但如何管好人类自己呢？减轻人类活动导致的甲烷等温室气体的排放，提高能源利用效率，才是目前更亟待解决的问题。
成分虽简单，但能力不打折
既然甲烷像是要给地球妈妈裹上一层大棉被，让人类如临大敌，那么我们要对甲烷实行“一刀切”吗？其实不然。毕竟俗话说得好：“甲之砒霜，乙之蜜糖”。
身边可能很少有人会把“甲烷”这个称呼挂在嘴边，但它的“诨号”你一定听过——天然气，其主要成分就是甲烷。甲烷由一个碳和四个氢原子组成，化学式为CH4，初中化学课就讲过，甲烷是最短和最轻的烃分子。虽然它的结构非常“简约”，但能力可一点都不简单。
甲烷分子 | Wikipedia
据《蜀都赋》记载，在西汉的四川就有了“火井”，也就是地下天然气的出口。想做饭的时候直接把锅架在火井上面，点着火就行了。今天，天然气作为燃料和原料被广泛应用于民用和工业的例子已不再新鲜。
汉朝古火井遗址 | 邛崃新闻
就燃烧而言，要获得同样的热量，燃烧天然气产生的二氧化碳比燃烧石油要少30％，比煤要少45％[5]。而且在燃气涡轮蒸汽涡轮联合循环的模式下发电，天然气的能源利用效率特别高，加上成本更加低，以廉价天然气为燃料的电厂正也在削弱核反应堆在电力市场的竞争力。所以它作为一种高效的清洁能源，是许多国家可持续能源发展的重点。刚发布的《关于新时代推进西部大开发形成新格局的指导意见》就提出要“优化能源供需结构”并“建设一批石油天然气生产基地。加快煤层气等勘探开发利用”。
除了作为燃料被烧掉，天然气还是生活中很多产品的原料，想不到吧？热爱膨化食品的果壳er们肯定对氢化植物油不陌生。氢化植物油所用的原料氢，就是天然气工业的重要产品之一；保鲜膜包住西瓜放进冰箱里简直是夏天绝配！而保鲜膜也可能是用天然气生产出来的；甚至，还有“气变油”的魔法——把天然气做成润滑油基础油（GTL：gas to liquids），用在汽车发动机里。
哎等等，我们不是已经有了石油制造的润滑油吗？为什么还要用天然气制造润滑油呢？
汽车发动机润滑油中75-90%的成分是基础油，它们决定了润滑油的基本属性。现代润滑油最早是使用石油精炼得到的原料来作为基础油，但是用石油制造润滑油像是从磨盘里捞纯净的豆浆，很难保证杂质被完全去除。在汽车引擎这种高温高压环境下，杂质会变成油泥、腐蚀金属，降低效率增大消耗，降低引擎的性能和寿命，让人十分头疼。
用天然气制造润滑油的流程更单一——先使用专门的催化剂，让天然气和氧气发生部分氧化，制备出含有一氧化碳和氢气的合成气，然后再基于费托合成（Fischer-Tropsch或简称F-T），将合成气进入装有催化剂的反应堆，转化为黏性的碳氢液体。这种液体的粘度指数极高，因此是作为基础油的理想材料。在某些情况下，其性能表现甚至超过了其它所有基础油的期望值[6]。
壳牌的费托合成技术 | SeekingAlpha
“费托合成”技术已经有近100年历史，比较著名的运用案例，就是在二战中被德军利用，用于满足对燃料的需求。正如上图的反应结构式，它就像是用棉花纺线，把只有一个碳原子的气态甲烷分子一个个接起来，变成更长链的碳氢化合物，最终变成液态碳氢化合物。保证了过程清晰，产物明确。
1973年，壳牌开始了费托合成相关技术的开发，并且在1993年在马来西亚建立了第一座使用这种技术的“气变油”工厂。在经过四十多年的研发和市场选择后，壳牌可以说是世界GTL届的大佬，目前这项制备基础油的技术已经成功商业化，也就是壳牌的PurePlus技术。
下面这个视频，就通过一个微缩景观展示了壳牌喜力超凡家族润滑油从天然气的开采和加工、到变成润滑油，最后加入到汽车发动机这一整个“顺滑”过程。透露一下，看完该视频的小伙伴表示极度舒适～
更“懂车”的天然气
诶等等，润滑油不都是用来减少发动机的摩擦吗？为什么用天然气制成的润滑油更有利于发动机的表现呢？
发动机的血液是润滑油，而润滑油的核心是粘度。当发动机运转时，流动的机油被挤压和来回剪切，这时就需要润滑油保持一定的粘度。在常规逻辑下，润滑油的粘度和温度呈反比，发动机温度升高，粘度会降低，机油产生的油膜会越薄，就越容易被切断。当油膜薄到一定程度时，就会存在一个“即润滑到部件，又好像没有润滑到部件”的边界润滑区域，如果油膜继续变薄，部件就面临着直接摩擦的危险。
因此，对于不同的发动机，发动机温度越高，对机油的粘度要求就越高。咱们平时开的乘用车，一般默认的发动机工作温度为100度左右，但由于构造和加工精度不同，一些日系车的润滑油温度大约在85度左右，但德系车可能在110度以上。如果“不分胃口”地使用同款润滑油，那么汽车发动机的表现就会受到影响。
润滑油温度和粘度的关系 | Wikipedia
从1911年开始，美国汽车工程师协会发布了SAE J300，根据粘度对润滑油进行了分级。后来又根据抗氧化、发动机清洁和耐久性等其他性能要求，有了API、ACEA等行业组织制定的标准。方便人们根据不同的车辆参数性能，选配更适合的那一款润滑油。
等级数值越高粘度越高，SAE 12和SAE 8 是2015年新增的两个粘度等级 | Wildman International SRL
在今年，现行的API SN+标准已经被美国石油协会提升为了API SP新标准，全新的API SP标准进一步明确了在抗磨损性、抗低速早燃、抗氧化沉积、抗机油蒸发损失等性能，并从基础性能的层面上出发，对机油润滑的性能进行了强化。
在逐渐严苛的行业组织标准下，有一个超高水平的选手脱颖而出，它就是壳牌喜力超凡家族润滑油，超纲完成了API SP新标准，其核心就在于壳牌PurePlus天然气制油技术。
传统润滑油和使用Pureplus技术润滑油对比 | 壳牌
作为行业领先的润滑油企业，壳牌突破了传统基础油的瓶颈，将天然气转化成水晶般透明无色的纯净基础油。这种没有硫、没有氮、没有金属也没有芳烃的，纯净的润滑油基础油，几乎不含原油中常见的任何杂质，其纯度高达99.5%，直接解决了传统石油润滑油的痛点。
就性能来看，天然气独特的分子结构使得GTL油品相比传统基础油更加稳定，拥有更高的闪点，能够有效抑制低速早燃现象和爆震的产生，也有更低的蒸发值以减少积碳，还包括更高的油膜强度和抗磨能力。
同时，得益于技术的全面升级，分子层面的性能提升也让壳牌喜力超凡家族的粘度稳定性和抗磨性能得到了大幅提升，高温抗氧化性能提升了33%，抗沉积性能提升了16%，有助于延长引擎寿命、降低维护成本、提升动力和驾驶体验，省油、减排也变得理所当然了。在为发动机带来持久保护的同时，而且还能让发动机满足“国六”更严苛的环保要求。
壳牌喜力超凡家族的超凡实力，也得到了F1赛车的盖章认证。无论是法拉利战车的车身还是室外的广告大牌，一定能看到亮眼的壳牌Logo。F1赛车每一次疾驰都需要将发动机的性能延展到极致，对润滑油性能和品质要求更是极为严苛，只有背后强大的润滑油研发团队才能让赛车展现出超强实力。从1950年法拉利参加F1至今，壳牌已伴随法拉利征战了70余年，在发动机的嘶吼和看台的欢呼中，助力跃马夺得12次车手冠军、10次车队总冠军。
壳牌除了将赛级品质的润滑油技术引入到了民用车上，这一次全新上市的壳牌恒护超凡喜力还针对欧系和亚系车型，推出了极光蓝定制款，如同天然气放出幽蓝火焰一样纯粹。想不到天然气这样简单的分子，经过一番操作竟可以分车型发动机提供顶级纯粹的保护，让你的爱车迸发完美的性能表现，不说“真香”都难。
随着《巴黎协定》概念的逐渐深化，“高效利用能源和减少碳排放”成为了本世纪最重要的议题之一。虽然地球向外“呼出”甲烷的节奏可以预测，但更多的却“事在人为”——人类如何尽可能地减少自身活动对环境的影响。
还记得上面哥德堡视频里的各个重要的“里程碑”吗？今天，从世界上的各大天然气油井，到卡塔尔的壳牌珍珠天然气制油厂，再到成为汽车发动机全新的血液，壳牌恒护超凡喜力在全生命周期中都做到了二氧化碳0排放。而且，越来越多的车主也已经开始选购排放标准更高的新车，搭配更先进、更符合新车工况的润滑油成为了更有环境责任感的选择。
毕竟，不断进步的润滑油科技除了被用来满足车的需求，更重要的是要让大家明白：原来选择一条可持续的高效发展道路，也可以“真香”呀～
参考资料：
[1] Lamarche-Gagnon, G., Wadham, J. L., Lollar, B. S., Arndt, S., Fietzek, P., Beaton, A. D., ... & Kohler, T. J. (2019). Greenland melt drives continuous export of methane from the ice-sheet bed. Nature, 565(7737), 73-77.
[2] 张厚福, & 张万选. (1989). 石油地质学(第二版). 石油地质学（第二版）. 石油工业出版社.
[3] IPCC’s AR5 & Global Warming Potential: http://large.stanford.edu/courses/2016/ph240/jadhav1/
[4] Oh, Y., Zhuang, Q., Liu, L., Welp, L. R., Lau, M. C., Onstott, T. C., ... & D’Imperio, L. (2020). Reduced net methane emissions due to microbial methane oxidation in a warmer Arctic. Nature Climate Change, 10(4), 317-321.
[5] http://www.naturalgas.org/environment/naturalgas.asp
[6] 根据Dr. H. Ernest Henderson在ILMA/ICIS-LOR 基础油和添加剂大会报告 https://www.machinerylubrication.com/Read/422/gas-to-liquids
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