https://pubs.rsc.org/en/journals/journalissues/gc#!issueid=gc027014&type=current&issnprint=1463-9262

カバーピクチャー / Green Chemistry 14 April 2025, Issue 14,

エチレンは化学産業の重要な基盤となる原料であり、世界的な温室効果ガス（GHG）排出に大きく寄与しており、最近のカーボンニュートラルイニシアティブに沿った脱炭素化アプローチへの関心が高まっています。本論文では、従来のエタンベースのエチレンプラントと3つの脱炭素化アプローチを比較する包括的な技術経済分析（TEA）とライフサイクル分析（LCA）を通じて、GHG排出を比較します。この研究は米国の平均的な状況を基に実施され、WELL-TO-GATE（WTG）GHG排出とエチレンのレベル化コスト（LCOE）に影響を与える主要な要因を特定するための感度分析も行われました。従来のプラントは、1トンあたり869 kgCO2eのGHG排出と1トンあたり$746のLCOEを示しました。外部の天然ガス燃料をグリッドまたは再生可能電力に置き換えることで、排出量はそれぞれ806および717 kgCO2e/トンエチレンに減少しました。グリッド電力または再生可能電力を使用した電気加熱クラッカーが従来のグレー水素を代替する場合、排出量はそれぞれ1031および−163 kgCO2e/トンエチレンでした。CCSを排出ガスに適用すると、それぞれ703および514 kgCO2e/トンエチレンの排出量が得られました。電気クラッカーは、上流の電力が380 kgCO2e/MWh以下であれば従来のプラントよりも低い排出量を示し、60 kgCO2e/MWhでカーボンニュートラルを達成しました。LCOEに関しては、グリッド電力源を使用する場合、外部天然ガスを使用せず、電気クラッカーおよびCCS適用プラントはそれぞれ$743、$833、$771のコストを示しました。再生可能電力を使用する場合、これらのLCOEはそれぞれ$737、$746、$757でした。電力価格が$41.1/MWh以下の場合、電気クラッカーはすべてのケースで最も低いLCOEを示しました。水素価格が$0.5〜3.0/kg-H2の場合、電気クラッカーのLCOEは従来の概念に比べて、トンあたり−$45（コスト）〜128（節約）の範囲でした。