永續化工業轉型報告

主要發現

七大化學品占化工業能源74%、碳排總量97%

• 化工業幾乎影響現代生活各層面，約有70,000種產品製造需用到化學品，且多使用化石燃料，因此化工業為全球碳排量第二大產業，僅次於鋼鐵。根據雪梨科技大學所開發的氣候模型（OECM），欲達到巴黎協定的氣候目標，2020年至2050年間，化工業於能源使用所造成的碳排放限額為196億噸。
• 為實現淨零目標，本研究針對七種主要基礎化學品分析相關減碳路徑與必要投資，分別為甲醇、氨、苯、甲苯、二甲苯、乙烯和丙烯，共占G20化工業能源使用74%、碳排量97%。
• 上述化學品為多數產品的基礎成分，且至2050年預估使用量將上升70%，自2020年的7.4億噸增加至12.55億噸，即使化工業大幅減碳，也難以符合巴黎協定所規劃全球暖化1.5°C的場景。意味著整體產量必須放緩，透過循環使用減少需求。預估2020年至2050年間，即使效率提高，生產化學品的能源消耗仍將增加81%。
• 目前約有95%的化工原料為化石燃料，74%的熱能和原料能源用於生產七大化學品，2020年至2050年，生產七大化學品所產生的碳排量須較2020年減少85%，其中能源相關的部分須實踐零排放，才能達成淨零目標。

生產七大化學品占碳排總量52%

• 「去化石化」（Defossilisation）將激發產業價值鏈轉變，可透過將生產化學品所需的原料和燃料，由化石燃料轉向低碳或零碳來源，如生物質（biomass）或綠色分子（green molecules），並採用循環經濟原則與新技術。因化學品加工過程存在高度互聯性，如再生氫（亦稱綠氫）可用於多種化學品生產，再生來源的CO₂亦將成為必要商品，具有極大發展潛力。
• 目前化工業嚴重依賴化石燃料，而化石燃料既作為製造基礎化學品的原料，亦為化學品生產民生產品的燃料，因此碳排量極大，生產七種主要化學品的碳排量，涵蓋化工業碳排總量52%。
• 化學品製程的三個主要能源需求，包含熱能（15%-56%）、中間原料（48%-85%）和電力（1.1%）。電力消耗目前占比不高，但將隨著再生能源生產電動化需求增加。

七大化學品低碳投資路徑

• 欲實現化工業「去化石」，需對重要基礎設施進行投資。改造工廠以生產再生化學品，以電動化、熱整合與綠色燃料為主要生產製程供熱。並使用木質素、合成再生碳或再生氫等作為再生原料。
• 化工業轉型投資主要集中於基礎設施和加熱裝置，至2040年，淨零轉型累計需投資4,400億美元到1兆美元，至2050年共累積1.5兆美元到3.3兆美元。相較之下，化工業於2022年的全球資本支出僅2900億美元。但鉅額投資不僅可帶來環境效益，更可成為社會與就業成長的重要助力。
• 七種主要化學品根據其性質差異，去化石策略與投資方向各有不同：
  • 氨的生產成本90%用於產生氫氣，因此需考量生產再生能源和再生氫氣需求，預估投資總額2,000億至9,700億美元。
  • 再生甲醇有透過生質原料或再生能源電解產生氫氣兩種方式，需投資於新建生產設施，預估投資總額1,500億至4,400億美元。
  • 烯烴（乙烯和丙烯）主要投資於新建生產設施，如電動化蒸汽裂解爐和生物乙醇轉化製程，預估投資總額9,000億至1.5兆美元。
  • 芳烴（苯、甲苯、二甲苯）主要投資於木質素資源分解及甲醇芳香烴轉化製程，預估投資總額2,200億至3,700億美元。
• 因化工業於循環性、需求和技術發展仍有許多不確定性，目前全球經濟的循環利用少於10%，改善循環經濟即可能產生重大影響，相關成本亦可能因技術發展成熟而下降。
• 化工業策略執行週期較長，企業計畫執行期約五至十年、營運壽命可長達數十年。然而根據本研究氣候模型推算，若延遲五年採行執行去化石燃料，僅能源相關的排放將額外產生六十億噸CO₂，因此展開去化石燃料行動為化工業刻不容緩的議題。

相關連結

• Report > Sustainable chemicals pathways
• Further reading > The energy-demand opportunity: How companies can thrive in the energy transition

^{報告摘要時間：2024年7月11日}