碳捕集產(chǎn)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(zhuǎn)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(lǐng)域。其中包括LNG生產(chǎn)、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(chǎn)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(chǎn)調(diào)控中心。在藍氫生產(chǎn)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(guān)鍵原因，也是國際石油公司關(guān)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(chǎn)，將使現(xiàn)有CCS和CCUS產(chǎn)能（4 000萬噸/年）產(chǎn)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(gòu)（IEA）表示，捕集高濃度二氧化碳（例如天然氣加工和藍氫生產(chǎn)）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(chǎn)）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(yù)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(chǎn)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(nèi)人士表示，預(yù)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(chǎn)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(zhuǎn)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(nèi)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(chǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)型戰(zhàn)略，通常采取投資天然氣基礎(chǔ)設(shè)施、拓寬石油出口路徑、減少現(xiàn)有業(yè)務(wù)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(zhuǎn)型的關(guān)鍵過渡燃料。業(yè)內(nèi)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(yù)計北美天然氣產(chǎn)量將繼續(xù)上升，將超過需求量。中游資產(chǎn)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(fù)雜監(jiān)控技術(shù)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(shè)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(shè)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(yīng)行動，這也并非完全受能源轉(zhuǎn)型或新冠疫情影響。長期以來美國和加拿大一直預(yù)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(chǎn)能合理化，亞太則擴張下游業(yè)務(wù)。北美增產(chǎn)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(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(guān)鍵參與者，Enbridge預(yù)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(shè)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(chǎn)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(nèi)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(yīng)過程中結(jié)焦，在再生器中燒焦，并向催化反應(yīng)供應(yīng)熱量。再生器中發(fā)生完全燃燒反應(yīng)生成二氧化碳和水，或者部分燃燒反應(yīng)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(yīng)，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(dǎo)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(yīng)，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(yīng)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(jié)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(jié)。巴斯夫設(shè)計了一款新型耐久一氧化碳促進劑，能顯著降低產(chǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化率時，比巴斯夫新型促進劑多產(chǎn)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(yīng)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(yù)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(nèi)。同時，后燃減少一半，再生反應(yīng)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(zhuǎn)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(shù)，可將綠氫轉(zhuǎn)化為可持續(xù)航空燃料（SAF）的原料。莊信萬豐HyCogen氫氣技術(shù)將綠氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳，一氧化碳與額外的氫氣結(jié)合形成合成氣。合成氣再通過FT Cans費托工藝轉(zhuǎn)化為烴類化合物。莊信萬豐表示，HyCogen-FT Cans技術(shù)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(shù)特別適用于難以脫碳的航空業(yè)。由于與新推進劑技術(shù)和機場基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)的挑戰(zhàn)，以及飛機資產(chǎn)壽命較長，航空業(yè)從航煤轉(zhuǎn)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(shù)方面的長期專業(yè)知識和市場領(lǐng)先地位可以在航空業(yè)脫碳中發(fā)揮關(guān)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(yù)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(yīng)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(zhuǎn)化爐相結(jié)合，可大幅減少生產(chǎn)可持續(xù)燃料的溫室氣體排放。Honeywell UOP可再生燃料負責(zé)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(chǎn)品，并將副產(chǎn)品作為燃料用于Wood氫氣裝置，轉(zhuǎn)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(chǎn)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(chǎn)生的二氧化碳排放提供了碳捕集和儲存（CCS）技術(shù)。該復(fù)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(chǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)品，但機械回收導(dǎo)致每次循環(huán)都會產(chǎn)生較低品質(zhì)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(xué)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(yīng)十分具有挑戰(zhàn)性。聚丙烯主鏈上的特征甲基使解聚復(fù)雜化。通過將碳表面暴露于不同濃度氧化劑環(huán)境中，可調(diào)整表面晶格中氧原子數(shù)量。氧化程度改變將導(dǎo)致不同結(jié)果，較少表面氧使分子粘附時間更長，產(chǎn)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(yīng)發(fā)生。研究人員表示，最佳氧含量和鉑粒度可以選擇性產(chǎn)生液態(tài)烴。新型鉑催化可催化聚丙烯產(chǎn)生80%的機油，以及20%的柴油和汽油。但其它方法通常產(chǎn)生復(fù)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(zhuǎn)型方面，目前業(yè)內(nèi)人士提倡以資源循環(huán)為基礎(chǔ)的技術(shù)，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(xué)”概念，通過從水中提取的氫，以及從生物質(zhì)和二氧化碳中提取的可再生能源和碳，生產(chǎn)所需的化學(xué)物質(zhì)。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(yīng)轉(zhuǎn)化為甲醇和其它化學(xué)物質(zhì)進行替代。二氧化碳和氫氣轉(zhuǎn)化為化學(xué)品和燃料通常需要催化劑，因此，催化劑在能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮關(guān)鍵作用。汽車電氣化是能源轉(zhuǎn)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(zhì)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(shù)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(zhuǎn)化為其它物質(zhì)需要較高能量。由于催化劑可以降低化學(xué)反應(yīng)活化能，因此，催化劑對二氧化碳轉(zhuǎn)化十分重要。二氧化碳分子用途也非常廣泛，通過催化反應(yīng)，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(yīng)用于工業(yè)中，包括幾種以二氧化碳為原料將其轉(zhuǎn)化為化學(xué)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(zhuǎn)化為燃料或化學(xué)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(chǎn)工業(yè)規(guī)模的可再生甲醇，甲醇產(chǎn)量高達4000噸/年。

（郝鎮(zhèn)齊 摘譯）