Il processo Fischer-Tropsch converte una miscela di idrogeno e monossido di carbonio, chiamata syngas, in idrocarburi liquidi e lubrificanti. Il carbone, il gas naturale o la biomassa possono essere una fonte di syngas. Viene prodotto mediante gassificazione, dove il materiale di partenza viene trattato chimicamente con ossigeno o vapore acqueo ad alta temperatura e pressione. Il syngas viene fatto reagire a calore variabile in presenza di un catalizzatore, solitamente cobalto, ferro o rutenio, per produrre il petrolio sintetico. I ricercatori tedeschi Franz Fischer e Hans Tropsch hanno sviluppato il processo negli anni ‘1920.
Il syngas come fonte di combustibile liquido ha attirato un notevole interesse da parte di nazioni con poco petrolio ma abbondanza della materia prima necessaria per produrre il gas. La biomassa liquida è un’alternativa particolarmente interessante, essendo una risorsa rinnovabile. Il processo Fischer-Tropsch converte il syngas in idrocarburi liquidi, anidride carbonica e acqua. Gradi variabili di petrolio sintetico possono essere prodotti a seconda della temperatura, della pressione e del catalizzatore utilizzati nel processo. A 625°F (330°C) viene prodotta benzina sintetica, mentre a 390°F (200°C) il prodotto sarebbe un gasolio sintetico, per esempio.
Il processo di gassificazione è un’impresa ad alta intensità energetica. Sebbene il materiale di partenza possa essere abbondante e poco costoso, i costi di produzione elevati in genere rendono il syngas un’alternativa antieconomica. L’implementazione di un impianto di processo Fischer-Tropsch richiede anche un grande investimento di capitale in attrezzature ed è soggetta a costi operativi elevati. Sarebbe probabilmente necessario un ulteriore perfezionamento dell’efficienza del processo o un aumento considerevole del prezzo del petrolio naturale per la sua ampia adozione per il futuro sviluppo energetico.
Nonostante i suoi inconvenienti, il processo Fischer-Tropsch è stato utilizzato con successo sia negli impianti di dimostrazione che in quelli di produzione regolare. Negli anni ‘1930, il processo fu utilizzato in Germania per produrre combustibile liquido sintetico dal carbone abbondante nella regione. Il continuo miglioramento del processo ha portato a diverse varianti con la maggior parte delle implementazioni che utilizzano una tecnologia proprietaria.
South African Coal and Oil (SASOL) produce combustibili liquidi dal carbone con il processo Fischer-Tropsch dagli anni ‘1950. L’azienda ha contratto due moderni stabilimenti in Cina; ciascuno è in grado di produrre 80,000 barili di petrolio sintetico al giorno. Diverse grandi compagnie petrolifere hanno sperimentato la produzione sintetica in strutture dimostrative su piccola scala. Il più grande consumatore di carburante al mondo, l’esercito americano, continua a sponsorizzare la ricerca nel processo Fischer-Tropsch. In questo caso, l’obiettivo è una fonte di carburante interamente sotto il controllo domestico, piuttosto che preoccupazioni economiche o ambientali.