支撑当代生活的化工行业仍然严重依赖碳基原料。
回收塑料、生物质和碳捕集是降低化工行业排放的可行途径。
该行业必须建立新的商业模式,以实现净零排放目标。
化工行业是全球经济的基石,对所有商品制造业工业部门都至关重要。它生产并促成了推动现代发展的诸多材料。例如,电视机和智能手机就需要光稳定剂和紫外线吸收剂的化学技术。
如果没有化工行业,由于缺乏农药和化肥,农作物产量将受到影响。没有包装,食品会更快变质。没有现代隔热材料,供暖成本将大幅上升。没有半导体所用的特种化学品,电子设备将无法存在。而没有现代洗涤剂,我们的个人护理和卫生水平将大打折扣。
化石原料存在的问题
产品因耗尽、过时或存在缺陷而不再使用后,理想的做法是将其回收,使作为大多数产品主要成分的宝贵碳尽可能长时间留在材料循环中。这也能避免报废焚烧,以及二氧化碳排入大气并加剧全球变暖。这些宝贵的碳大多源自原油或天然气等化石原料,并以多种分子形式嵌入我们的产品之中。
用可再生的生物质原料(如农业或林业废弃残余物)或回收材料(如塑料废料)替代化石原料,是减少大部分化石嵌入碳所产生排放的可行且具有吸引力的方法。
我们如何替代化石原料?
造纸和纸浆行业的原料需求很大一部分已由回收纸制品满足;不过,要取得成功,每个人都需要改变行为。与造纸行业不同,围绕塑料的化工价值链日益复杂,且产品往往是多种不同塑料类型的混合物。尽管如此,回收塑料并将其中一部分用于满足化工行业的材料需求,每年可减少多达3亿吨化石嵌入的温室气体(GHG)排放。当然,其他与工艺相关的排放也可能大幅减少。
与社会层面的行为改变相比,以生物质替代化石原料需要更大幅度的价值链调整和技术创新。利用生物质生产乙烯和丙烯(它们是石化价值网络中最基本的构成单元)在减少温室气体排放方面的潜力巨大。然而,地球上的生物质供应有限;在化工行业将任何类型的生物质用于材料或能源用途之前,我们必须首先满足粮食需求。只有在仍有剩余生物质的情况下,才应将生物能源作为产品加以开发。由于生物多样性的限制,我们无法无限制地扩大生物质生产,而就土地利用而言,今天我们已经触及这一限制,因此必须审慎地利用现有生物质。
石化价值网络的另一种极具吸引力的原料是普通二氧化碳。通过碳捕集与利用,化工行业有手段可以说是从无到有地提取原料。然而,这一被称为“能源制甲醇”的过程,在使用高浓度二氧化碳气流(例如其他工业设施的直接排放)时效率最高。像冰岛那样直接从空气中捕集二氧化碳,效率极低,且需要大量能源和巨额投资。
接下来会怎样?
这三类原料——回收塑料废料、可再生生物质和二氧化碳——共同具有减少全球大量温室气体排放的潜力;然而,它们也需要大量绿色电力,例如来自风能或太阳能的电力。因此,要应对这一全面挑战、在2050年前实现净零排放,我们的社会需要跨行业的行动与变革。
世界经济论坛如何推动能源转型?
能源与材料中心汇聚各方领袖,共同理解正在重塑能源、材料和工业体系的复杂转型。该中心提供了一个平台,用以探讨能源安全、可负担性与可持续性如何相互交织。
通过跨价值链和跨地区的合作,该中心推动建立共同路径,帮助合作伙伴围绕切实可行的解决方案达成一致,以实现安全、低碳且公平的转型。
要实现这一目标,必须在来自不同价值链的多方之间开发并建立新的商业模式和新颖的合作方式。每个人都需要做出改变:行业的思维方式和既有商业模式必须转变,社会的行为必须转变,政策和法规必须转变,并且必须创造融资机会。为使化工行业走上2050年实现净零排放的道路,主要化工行业企业与世界经济论坛共同发起了低碳排放技术(LCET)倡议。该倡议旨在通过协作式创新方法加速低碳排放技术的开发与规模化应用,并在关键价值链中形成灯塔项目。
