Новости

Oct 16, 2023

Декарбонизация немецкой химической промышленности

Химическая промышленность является одной из крупнейших отраслей промышленности в мире, годовой доход которой составляет

Химическая промышленность – одна из крупнейшихпромышленности по всему миру с годовым доходом около 4,7 триллиона долларов США.1 «Химическая промышленность во всем мире — статистика и факты», Statista, 9 февраля 2023 г. Кроме того, создаваемая ею продукция глубоко внедрена в крупнейшие мировые цепочки создания стоимости, такие как производство и строительство.

В 2021 году глобальные выбросы химической промышленности составили около 925 миллионов метрических тонн (т) CO2,2 «Chemicals», Международное энергетическое агентство, данные по состоянию на 15 марта 2023 года, что составляет около 2 процентов от общего объема выбросов. Между тем, в отрасли произошли фундаментальные изменения, в том числе возросший потребительский спрос на продукцию с низким уровнем выбросов углерода и повышение осведомленности потребителей о вторичной переработке и использовании переработанных материалов; рост спроса на ресурсоэффективное производство; и повышенное давление со стороны регулирующих органов, требующее ужесточения требований к материалам.

Химическая промышленность, одна из самых энергоемких отраслей в Европе, может сыграть особую роль в реструктуризации энергетической системы и сокращении выбросов CO2. Имея это в виду, мы изучили более 20 проектов декарбонизации в химической промышленности во многих странах, включая Бельгию, Финляндию, Францию, Германию, Италию, Нидерланды, Норвегию, Испанию и Швецию. Наши результаты показывают, что игроки могут сократить выбросы за счет производства пара, использования остаточного тепла, изменения в системе закупок электроэнергии и повышения энергоэффективности.

Мы решили сосредоточить наш анализ и наглядные примеры на химической промышленности Германии, учитывая объем и доступность данных. Однако это не отменяет общей применимости рычагов декарбонизации для других стран.

В 2021 году на промышленность Германии пришлось 181 тонн CO2 из общего количества 762 тонн; в промышленности на химические вещества приходится 40 тонн CO2 (Иллюстрация 1). Текущие цели по декарбонизации направлены на сокращение общих выбросов CO2 в стране примерно на 45 процентов к 2030 году, при этом целевые показатели сокращения для промышленности составляют 35 процентов или 63 тонны CO2.3 «Выбросы парниковых газов в Германии», Немецкое агентство по охране окружающей среды (Umweltbundesamt), 15 марта. , 2022.

Если предположить, что выбросы сохранятся на сегодняшнем уровне, наши прогнозы показывают, что химическая промышленность будет выбрасывать больше всего CO2 в Германии к 2030 году. Однако, в отличие от других отраслей с интенсивными выбросами, таких как энергетика или транспорт (в которых почти все выбросы вызваны сжиганием ископаемого топлива), выбросы в химической промышленности считаются более сложными для сокращения. Ископаемое топливо, используемое в качестве сырья и технологического газа для химических процессов, требует технологических инноваций, таких как использование переработанных материалов, улавливания углерода и альтернативных восстановителей. Сжигание ископаемого топлива для производства пара, электричества и тепла можно электрифицировать, но для некоторых реакций требуются температуры, которых пока невозможно эффективно достичь с помощью электрических устройств. Таким образом, декарбонизация химических веществ должна будет опираться на решения, специфичные для этих проблем.

Чтобы лучше понять путь декарбонизации для игроков химической отрасли, мы проанализировали в нескольких странах планы промышленных кластеров, также известных как «химические парки», по существенному сокращению выбросов. (Диапазоны целевых показателей сокращения выбросов в зависимости от рычага для различных химических парков показаны на Рисунке 2.) Химический парк — это конгломерат химических производственных предприятий, принадлежащих либо одной компании, либо нескольким компаниям, которые совместно используют инфраструктуру, например, системы энергоснабжения и энергоснабжения. услуги сайта.

Согласно этому анализу, наибольший эффект обычно оказывают четыре рычага декарбонизации: производство пара, интеграция тепла, закупка электроэнергии и энергоэффективность.

Хотя производство пара является крупнейшим рычагом декарбонизации, оно влечет за собой поэтапный отказ от угля там, где он все еще используется, и наращивание мощностей по производству безуглеродного пара. На данный момент существует семь безуглеродных технологий получения тепла — биомасса, солнечная энергия, водород, биогаз, аккумулирование тепла, тепловые насосы и электронные котлы — каждая из которых имеет разный уровень коммерческой доступности (Иллюстрация 3).