Ученые из Великобритании выяснили, что климатический след нефтехимии крайне неравномерен. Примерно каждый десятый завод отвечает за 53 процента всех выбросов отрасли. Если внедрять чистые технологии сначала именно на этих предприятиях, к 2050 году удастся избежать дополнительно около 23 миллиардов тонн CO₂-эквивалента по сравнению с равномерным обновлением всех мощностей.
Нефтехимия ежегодно выпускает почти миллиард тонн продукции — от пластмасс и удобрений до синтетических волокон и растворителей. С 1980 года объемы производства выросли примерно в шесть раз. Сегодня отрасль потребляет около 30 процентов промышленной энергии, 14 процентов мировой нефти и 9 процентов природного газа, а ее вклад в глобальные выбросы оценивается в 3,5 процента.
Чтобы понять, откуда берутся эти выбросы, исследователи построили глобальную модель, охватившую почти 37,4 тысячи предприятий, 81 вид массовой химической продукции и более двух тысяч технологических процессов. Для каждого завода учитывался не только производственный след, но и углеродный отпечаток сырья и энергии — от добычи ресурсов до выпуска готового продукта.
По оценкам, в 2023 году мировая нефтехимия сгенерировала около двух миллиардов тонн CO₂-эквивалента. Если ничего не менять, к 2030 году показатель достигнет 2,3 миллиарда, а к 2050-му — трех миллиардов тонн в год. Крупнейшие источники выбросов — этилен и аммиак, дающие около 290 и 250 миллионов тонн соответственно.
Заметная часть следа формируется еще до того, как продукт произведен. По данным за 2020 год, около 45 процентов выбросов приходилось на выработку электроэнергии и других энергоресурсов, а еще 34 процента — на добычу и подготовку сырья. При этом углекислый газ обеспечивает 74 процента климатического эффекта, метан — 15 процентов, закись азота — 11. Метан выбрасывается в меньших объемах, но на двадцатилетнем горизонте дает около трети воздействия.
Яркий пример — адипиновая кислота для производства нейлона. Около 97 процентов заводов, выпускающих это вещество, входят в топ-10 процентов крупнейших эмитентов. Причина в больших объемах закиси азота, которые выделяются при синтезе. Существующие катализаторы способны сократить эти выбросы примерно на 90 процентов.
Ученые смоделировали несколько сценариев до 2050 года: электрификацию, улавливание и хранение углерода, замену ископаемого сырья биомассой и снижение спроса на нефтехимическую продукцию. Универсального решения не нашлось. Аммиак и метанол обычно производят на изолированных площадках, где проще сменить сырье. Этилен и ароматические углеводороды, наоборот, встроены в крупные комплексы с общей энергетикой и побочными потоками, и замена одной технологии там требует перестройки нескольких связанных производств.
Электрификация тоже не панацея: результат зависит от того, как вырабатывается электричество. В регионах с высокой долей ископаемого топлива перевод оборудования на ток может даже увеличить выбросы в краткосрочной перспективе. Биомасса ограничена земельными ресурсами и способна обострить конкуренцию с продовольствием.
Даже самый оптимистичный сценарий с глубокой декарбонизацией энергетики, полным развертыванием улавливания углерода и переходом на биосырье не обнуляет выбросы нефтехимии к 2050 году. Вывод исследователей прост: технологии нужно комбинировать со снижением спроса, а начинать следует с тех заводов, которые дают наибольший след.
Источник: Global Energy Association
Изображение: Global Energy Association
