来源：World Economic Forum
- 源自石化产品的化学成分继续在社会中发挥着至关重要的作用。
- 合成气生产对石化 CO2 排放有很大贡献。
- 该技术的存在可显着减少合成气二氧化碳排放量，并帮助该行业实现净零排放。
50 多年来，石化行业在社会中发挥着至关重要的作用，在此期间，该行业不断发展，采用新技术和工艺来推动效率提高和成本降低。现在的重点是如何减少化工行业的碳足迹，这是仅次于钢铁和水泥行业的第三大排放行业。
根据国际能源署（IEA）的数据，2018 年化学行业的二氧化碳排放量为 1.5 吉吨，占工业二氧化碳排放量的 18%。大量的这种二氧化碳来自化石燃料的合成气。 大幅减少这些排放的技术已经存在，它可以帮助化学工业朝着净零排放的方向发展。
并非所有的合成气 CO2 排放量都相同
合成气生产使用蒸汽甲烷重整器 (SMR) 技术将天然气转化为主要由氢气和一氧化碳组成的混合物——称为合成气。合成气之所以得名，是因为它用作合成其他化学品的基石，包括氨肥、用于运输的清洁燃烧燃料、用于塑料生产的乙烯、丙烯和丁二烯，以及甲醇等商品化学品。
甲醇被用于制造数千种产品，这些产品几乎用于我们生活的方方面面，包括用于制造服装的丙烯酸塑料、合成织物和纤维、粘合剂、油漆和建筑用胶合板，以及作为药品和农用化学品中的化学剂。氢气还可用于为燃料电池汽车和卡车提供动力，并将与电池技术一起推动运输部门的脱碳。
蒸汽重整是一个吸热过程，这意味着需要提供高水平的热量来驱动反应；在传统的 SMR 工艺中，这种热量是通过在单独的工艺流中燃烧甲烷产生的，这会产生 CO2，从而导致该工艺的碳强度很高。碳捕集和封存 (CCS)，其中 CO2 被捕获并随后储存（例如在枯竭的油气田中），可以降低 SMR 过程的碳强度。
不幸的是，这种“后燃烧”（燃烧的 CCS）CO2 以稀释的、相对低压的气流形式产生，因此捕获起来很棘手且相对昂贵。 CO2 的另一个重要来源来自合成气生产过程中的工艺副反应，该工艺 CO2（工艺 CCS）的捕获不太复杂且成本较低，因为它具有更一致的成分、更少的杂质，并且使反应器处于有利的状态（高压）使用成熟的溶剂和吸收剂技术进行捕获。
高级重整产生的 CO2 可以被捕获
好消息是，有一种经过验证的方法可以大规模生产合成气，其中所有 CO2（工艺 CCS）在高压下以单一流形式排出，从而以非常高的效率（95% 及以上）轻松且经济地捕获.利用气体加热重整 (GHR) 和自热重整 (ATR) 的高级重整已在工业规模上使用了数十年，无需使用单独的甲烷流来产生温度以驱动反应。这反过来又消除了含有 CO2 的稀释低压出口流（燃烧 CCS）。使用先进的 CCS 重整技术能够以非常低的碳强度生产氢气，这将使这一过程保持到 2050 年及以后的相关性。
高级重整的另一个优势是它在合成气生产中更有效地使用天然气，从而降低运营成本。
可再生碳源维持石化产品的生存能力
在更广泛的背景下，化学工业生产的产品含有碳，并且这种情况将持续下去，因此无碳化学工业是不可能的。然而，如上所述，该行业可以并且将会找到更有效地利用碳的方法，降低碳强度，并将二氧化碳排放量降至非常低的水平。
作为这一推动力的一部分，该行业正在寻找使用可再生碳源制造化学品的方法，例如生物质、城市固体废物和捕获的二氧化碳。将这种碳与由可再生电力驱动的电解产生的氢气相结合，可以进一步减少碳足迹。
例如，捕获的 CO2 和可再生氢可以直接转化为甲醇，或者可以在反向水煤气变换反应中转化为含有 CO、CO2 和氢的合成气，这些合成气可以通过成熟的费托合成进一步加工制造化学品和燃料的过程。这是为飞机制造临时燃料的一种途径，例如可持续航空燃料 (SAF)，它被认为对帮助航空脱碳至关重要。此外，基于合成气的技术可用于以甲醇和氨的形式储存和运输可再生能源，并被提议作为可持续航运的燃料。
向净零迈进
实现净零目标并将全球气温升高限制在政府间气候变化专门委员会建议的 1.5C 将非常具有挑战性，政府和行业将需要部署一系列技术来实现这些目标。如今，先进的重整技术已得到大规模应用和验证，可通过生产碳足迹极低的合成气，在实现净零排放方面发挥关键作用。这种合成气及其中的氢气有助于大幅减少化学工业的碳足迹，并将支持交通和农业等其他部门的脱碳。美妙之处在于，今天存在大规模部署这项技术且二氧化碳排放量非常低的途径，其部署将使世界在实现净零排放的竞赛中领先一步。
原文网址：https://www.weforum.org/agenda/2021/10/how-petrochemicals-industry-can-reduce-its-carbon-footprint/
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