碳捕集產能將不斷增長

據(jù)報道，因際石油公司（IOC）支持將碳捕集、利用和儲存（CCUS）作為能源轉型工具。碳捕集和儲存（CCS）以及CCUS項目跨越不同地區(qū)，涉及多個領域。其中包括LNG生產、發(fā)電、生物精煉、藍氫、藍氨以及通過合作開發(fā)的大型工業(yè)區(qū)或集群。產業(yè)集群通常包含煉廠、發(fā)電廠和天然氣加工廠，是國際石油公司生產調控中心。在藍氫生產和集群項目中，使用共享管道和倉儲是CCS和CCUS項目管道在2021年迅速發(fā)展的關鍵原因，也是國際石油公司關注的主要因素。

無論是政府和企業(yè)支持力度，還是項目數(shù)量和規(guī)模增長情況，CCS和CCUS項目均增勢強勁。目前有135個項目處于不同開發(fā)階段，如果全部投產，將使現(xiàn)有CCS和CCUS產能（4 000萬噸/年）產能翻兩番。美國有36個管道項目，英國8個項目，荷蘭5個項目，比利時4個項目，亞洲和中東也有大規(guī)模項目。

美國CCS和CCUS項目數(shù)量增長是由于45Q聯(lián)邦稅收優(yōu)惠政策和加州低碳燃料標準（LC℉S），歐洲項目受到國家和歐盟政策、捐贈款以及不斷上漲且高額的碳價格的支持。全球CCS研究所表示，CCS管道增長強勁；CCS成本仍不明確。由于碳成本不斷上升，項目經(jīng)濟性正在改善。國際能源機構（IEA）表示，捕集高濃度二氧化碳（例如天然氣加工和藍氫生產）的平準化能源成本（LCOE）為13~80美元/噸，捕集低濃度二氧化碳（例如發(fā)電、水泥和鋼鐵生產）的平準化能源成本為40—120美元/噸。直接空氣捕集（DAC）的二氧化碳濃度較低，平準化能源成本為134~342美元/噸。盡管2021年CCS管道不斷擴大，但許多長期預測表明，CCS計劃容量與氣候目標加強、投資環(huán)境改善和新商業(yè)模式將支持CCS產能增長。一旦ETS價格高于二氧化碳單位成本，政府將停止支付補貼。業(yè)內人士表示，預計ETS價格將上升至100美元/噸以上。政府支持和碳價格不斷上漲推動歐洲CCS產能增長。挪威Longship項目、項目提供了數(shù)十億美元資金和補貼合同。荷蘭可持續(xù)能源轉型計劃（SDE++）化碳，補貼價格為61歐元/噸。開發(fā)商表示，由于近期ETS價格突破了90歐元，15年內可獲得21.2億歐元（23.9億美元）補貼，但隨著碳排放交易系統(tǒng)（ETS）價格上漲，補貼水平不斷下降。Porthos項目每年捕集和儲存230萬噸二氧化碳。IEA的2050年凈零情景下，CCS產能將從2021年的4 000萬噸/年增加到2030年的1.6億噸/年。IEA表示，氣候目標加強、投資環(huán)境改善和新商業(yè)模式將支持CCS產能增長。

（環(huán)紅 摘譯）

北美中游企業(yè)計劃低碳發(fā)展

據(jù)報道，北美中游企業(yè)制定能源轉型戰(zhàn)略，通常采取投資天然氣基礎設施、拓寬石油出口路徑、減少現(xiàn)有業(yè)務碳排放、發(fā)展可再生能源以及開展碳捕集和存儲（CCS）。然而，發(fā)展天然氣比其它方式需要更多資金。中游企業(yè)認為天然氣是能源轉型的關鍵過渡燃料。業(yè)內人士表示，全球石油需求將在2030年達到峰值，但未來全球天然氣需求仍將繼續(xù)增長。預計北美天然氣產量將繼續(xù)上升，將超過需求量。中游資產擴建和新建以及資本投資將嚴重傾向天然氣。例如，TC能源公司計劃2025年支出資本約290億美元，其中230億美元將用于天然氣項目。中游企業(yè)希望通過采用復雜監(jiān)控技術能、利用可再生燃料發(fā)電等方式限制排放范圍實現(xiàn)碳排放目標。加拿大Enbridge最近收購了Moda Midstream得克薩斯州Corpus Christi石油出口碼頭，并宣布計劃在該碼頭建設太陽能發(fā)電廠。Enbridge表示太陽能發(fā)電廠不僅能給碼頭運營供電，還能向電網(wǎng)售電。所有中游企業(yè)都在檢維修泵站設備，以便利用可再生能源。

中游企業(yè)認為未來石油將偏重于出口市場，因此一直采取相應行動，這也并非完全受能源轉型或新冠疫情影響。長期以來美國和加拿大一直預計石油需求將快速趨于穩(wěn)定而后停滯。北美煉油行業(yè)正實施產能合理化，亞太則擴張下游業(yè)務。北美增產的原油需要尋求海外市場，美國管道公司已為原油出口做好準備。2019年底得克薩斯州碼頭基礎設施建設已基本完成，目前資本支出主要用于提升碼頭容量和港口空間。同時，加拿大的中游企業(yè)也在努力使油砂輸送到美國墨西哥灣。企業(yè)不需要建造新管道，通過添加減阻劑和利用可再生能源燃料提高泵的功率，不僅提高輸送量，還能減少碳排放。Enbridge最近將Flanagan 南線輸送量提高了約9萬桶/日。

中游企業(yè)也在投資CCS。TC能源公司與Pembina是艾伯塔碳網(wǎng)項目的關鍵參與者，Enbridge預計2023年將在安大略CCS站點進行首次注入，并計劃在最近收購的得克薩斯州Ingelside終端建設CCS裝置。該公司表示，CCS不僅可以減少碳排放，而且可以延長油氣管道使用壽命。Scotiabank分析師認為，加強碳捕集、利用和儲存（CCUS），可以降低加拿大油氣產業(yè)碳強度，增強吸引投資和成長能力。此外，CCS也可以為新建項目提供機會。業(yè)內人士指出現(xiàn)有油氣管道無法承受運輸二氧化碳帶來的壓力。

（王崴 摘譯）

一氧化碳促進劑減少氮氧化物排放

據(jù)報道，催化裂化（FCC）裝置催化劑在反應過程中結焦，在再生器中燒焦，并向催化反應供應熱量。再生器中發(fā)生完全燃燒反應生成二氧化碳和水，或者部分燃燒反應生成一氧化碳和水，一氧化碳可以進一步燃燒生成二氧化碳。FCC工藝中可以使用一氧化碳促進劑催化反應，滿足一氧化碳排放環(huán)境規(guī)范要求，以及減少再生器后燃燒。后燃燒發(fā)生在再生器中的稀相，稀相中一氧化碳燃燒放出的熱量較少被催化劑吸收，可能導致溫度大幅上升超過冶金極限。一氧化碳促進劑不僅能催化一氧化碳氧化，也能催化氮的氧化反應，生成氮氧化合物。一氧化碳促進劑包括鉑促進劑（一氧化碳反應程度較高，但也生成較多氮氧化合物）和非鉑促進劑（一般為鈀，生成較少氮氧化合物，但一氧化碳氧化效果較差）。

2018年鉑和鈀價格約為1 000美元/金衡盎司。目前鈀價格是鉑的兩倍多，鈀基促進劑比鉑基約貴25美元/磅。如果每噸FCC裝置催化劑使用2~5磅促進劑，F(xiàn)CC裝置催化劑每天燒焦5噸，使用鈀基促進劑每年需要多花費20萬美元。因此工廠將更愿意使用鉑基促進劑，只有在氮氧化合物排放要求較嚴格地區(qū)使用鈀基促進劑。為了解決傳統(tǒng)促進劑金屬燒結問題，研究人員開發(fā)出新一代促進劑，新促進劑優(yōu)化了鉑族金屬（PGM）在載體上的固定方式以阻止燒結。巴斯夫設計了一款新型耐久一氧化碳促進劑，能顯著降低產生的氮氧化合物。新促進劑與傳統(tǒng)鈀基促進劑達到相同一氧化碳轉化率時，促進劑添加量減少15%，同時氮氧化合物生成僅增加10%。但鉑基促進劑在相同一氧化碳轉化率時，比巴斯夫新型促進劑多產生160%的氮氧化合物。對于大多數(shù)FCC裝置，巴斯夫新型促進劑將使客戶在考慮選型時，不再受氮氧化合物的約束，而是僅考慮鉑族金屬價格。巴斯夫新興促進劑第一個商業(yè)化應用案例是CHS的Laurel煉廠。Laurel煉廠已深度加氫減壓瓦斯油為原料，采取完全燃燒再生。Laurel煉廠FCC裝置以前使用鈀基促進劑控制氮氧化合物，現(xiàn)使用巴斯夫新型催化劑替代鈀基促進劑，獲得相同一氧化碳氧化率，預混合比例減少12.5%。氮氧化合物的排放也能控制在限值以內。同時，后燃減少一半，再生反應器床層溫度降低，總體促進劑成本下降。

（閔劍 摘譯）

莊信萬豐將綠氫轉化為烴類化合物

據(jù)報道，莊信萬豐與BP合作開發(fā)了HyCogen-FT Cans新技術，可將綠氫轉化為可持續(xù)航空燃料（SAF）的原料。莊信萬豐HyCogen氫氣技術將綠氫和二氧化碳轉化為一氧化碳，一氧化碳與額外的氫氣結合形成合成氣。合成氣再通過FT Cans費托工藝轉化為烴類化合物。莊信萬豐表示，HyCogen-FT Cans技術可適用于小型單電解槽項目以及具有多個大型電解槽的商業(yè)規(guī)模項目。HyCogen-FT Cans技術特別適用于難以脫碳的航空業(yè)。由于與新推進劑技術和機場基礎設施相關的挑戰(zhàn)，以及飛機資產壽命較長，航空業(yè)從航煤轉向電池電力或氫氣等替代品存在重大障礙。莊信萬豐在合成氣發(fā)電技術方面的長期專業(yè)知識和市場領先地位可以在航空業(yè)脫碳中發(fā)揮關鍵作用，可提供可部署的合成可持續(xù)燃料解決方案，無需要對飛機進行改裝。預計2025年全球SAF需求量將從目前的8萬噸/年增加到300萬噸/ 年。美聯(lián)航最近同意從生物燃料供應商Alder燃料公司購買670萬噸的SAF。同時，澳州航空宣布將為其從倫敦起飛的航班購買混合SAF。

（李寶榮 摘譯）

可再生燃料工藝降低二氧化碳排放

據(jù)報道，Honeywell UOP將Ecofining可再生燃料工藝與Wood的Terrace Wall氫氣轉化爐相結合，可大幅減少生產可持續(xù)燃料的溫室氣體排放。Honeywell UOP可再生燃料負責人Dan Szeezil表示，公司正從Ecofining可再生燃料工藝中獲取可再生石腦油和可再生液化石油氣（LPG）等副產品，并將副產品作為燃料用于Wood氫氣裝置，轉化為純化的可再生氫氣進料流，然后再將其作為原料返回給Ecofining裝置。

用于Ecofining可再生柴油工藝的氫氣，實際上與生產可再生柴油和航空燃料的原料相同，都是來自可再生原料（例如用過的食用油或動物脂肪），因此該工藝碳強度顯著降低。此外，Honeywell UOP為氫氣裝置產生的二氧化碳排放提供了碳捕集和儲存（CCS）技術。該復合工藝將在ECB集團巴拉圭Villeta可再生燃料項目上進行首次商業(yè)示范，計劃生產2萬桶/日的可再生柴油和航空燃料。

（叢蓉 摘譯）

新型鉑催化劑實現(xiàn)聚丙烯回收轉化機油

據(jù)報道，研究人員近期表示新型鉑催化劑可將聚丙烯塑料轉化為機油。鉑納米粒子負載在碳上可催化聚合物降解，催化劑可以在特定尺寸停止催化碳鏈斷裂。通過控制催化劑表面吸附能，在烴類化合物達到一定長度后斷裂碳氫鍵。聚丙烯占所有塑料廢棄物的30%。目前僅限于機械工藝回收聚丙烯，塑料被研磨并熔化成新產品，但機械回收導致每次循環(huán)都會產生較低品質材料。目前研究人員所面對的挑戰(zhàn)之一是如何找到更高效的化學回收方法。丙烯聚合物鏈非常均勻，有數(shù)千個碳原子，因此，控制裂化反應十分具有挑戰(zhàn)性。聚丙烯主鏈上的特征甲基使解聚復雜化。通過將碳表面暴露于不同濃度氧化劑環(huán)境中，可調整表面晶格中氧原子數(shù)量。氧化程度改變將導致不同結果，較少表面氧使分子粘附時間更長，產生更小烴類化合物，例如氣體；高度氧化催化劑則完全阻止反應發(fā)生。研究人員表示，最佳氧含量和鉑粒度可以選擇性產生液態(tài)烴。新型鉑催化可催化聚丙烯產生80%的機油，以及20%的柴油和汽油。但其它方法通常產生復雜混合物，新型工藝可與機械回收工藝競爭。

（阮并元 摘譯）

二氧化碳合成燃料催化劑進展

據(jù)報道，在能源轉型方面，目前業(yè)內人士提倡以資源循環(huán)為基礎的技術，例如循環(huán)、再利用、回收和減少能耗。這不僅適用于塑料和廢棄物，也適用于二氧化碳排放等環(huán)境問題。2021年政府間氣候變化專門委員會（IPCC）表示定，二氧化碳排放增加正對氣候造成決定性變化。解決二氧化碳排放問題的途徑很多，需要各方共同努力。Avelino Corma教授和Mingyuan教授提出了“綠色碳科學”概念，通過從水中提取的氫，以及從生物質和二氧化碳中提取的可再生能源和碳，生產所需的化學物質。1994年諾貝爾獎獲得者George A. Olah教授表示，化石燃料可通過綠氫和二氧化碳反應轉化為甲醇和其它化學物質進行替代。二氧化碳和氫氣轉化為化學品和燃料通常需要催化劑，因此，催化劑在能源轉型中發(fā)揮關鍵作用。汽車電氣化是能源轉型的重要方面，但停車場和加油站更新成本較高。此外，還面臨電池成本高、質量重、壽命短、行駛時間短和充電時間長等問題。同時，電氣化不能用于航空、重型車輛或船舶。因此，基于碳循環(huán)經(jīng)濟的技術越來越重要。通過碳循環(huán)，不改變裝置和發(fā)動機，并使用生物燃料，將更有可能實現(xiàn)2050年碳中性目標。由于二氧化碳碳氧院子之間有兩個雙鍵，所以二氧化碳分子非常穩(wěn)定，將二氧化碳轉化為其它物質需要較高能量。由于催化劑可以降低化學反應活化能，因此，催化劑對二氧化碳轉化十分重要。二氧化碳分子用途也非常廣泛，通過催化反應，二氧化碳可以得到17種不同化合物，分別是甲醇、乙醇、乙烯、乙醛、二甲醚、甲烷、一氧化碳、丙酮、乙酸、甲酸、烷基醇、1-丙醇、乙醇醛、丙醛、乙二醇、羥丙酮和乙二醛。二氧化碳已經(jīng)廣泛應用于工業(yè)中，包括幾種以二氧化碳為原料將其轉化為化學品的工藝。目前，工業(yè)每年二氧化碳使用量約為1.2億噸，低于二氧化碳排放總量（340億噸）的0.5%。全球有幾家工廠將捕集的二氧化碳轉化為燃料或化學品。例如，2011年國際碳循環(huán)公司在冰島開始使用二氧化碳生產工業(yè)規(guī)模的可再生甲醇，甲醇產量高達4000噸/年。

（郝鎮(zhèn)齊 摘譯）