Η χημική βιομηχανία είναι ζωτικής σημασίας για την απαλλαγή από τις ανθρακούχες εκπομπές, επειδή είναι σημαντικός προμηθευτής προϊόντων σε άλλες βιομηχανίες. Πολλά είναι πολύ υψηλού προφίλ – όπως η αυτοκινητοβιομηχανία, οι κατασκευές, τα τρόφιμα και η προσωπική φροντίδα – επομένως ο έλεγχος θα είναι υψηλός. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα δύο τρίτα των μεγαλύτερων τελικών χρηστών χημικών στην Ευρώπη δεσμεύονται να μειώσουν τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου έως το 2030 και πάνω από το ένα τρίτο έχουν δεσμευτεί για μηδενικούς στόχους έως το 2050 . Ωστόσο, αν και οι στρατηγικές της χημικής βιομηχανίας περιλαμβάνουν ενεργειακή απόδοση, CCS, πράσινη ενέργεια και προηγμένη ανακύκλωση, αυτά τα μέτρα από μόνα τους δεν θα οδηγήσουν τις επιχειρήσεις στο μηδέν, εξηγούν οι Tom Brennan, Wen Chyan, Maximilian Göbel, Per Klevnäs, Tapio Melgin, Clara Pakari, Markus Pley. Axel Spamann και Christof Witte στο McKinsey's Chemicals Practice . Επομένως, ένας σημαντικός τρόπος για να καλυφθεί το χάσμα είναι η χρήση βιώσιμων πρώτων υλών όπως η βιομάζα και το CO2-to-X . Οι συγγραφείς εξετάζουν τις διαφορετικές λύσεις: όλες έχουν τα δυνατά και τα αδύνατα σημεία τους. Το μήνυμα είναι ότι για να δημιουργήσουν ανταγωνιστικό πλεονέκτημα, οι επιχειρήσεις θα πρέπει να επενδύσουν σε νέες τεχνολογίες, βιώσιμες πρώτες ύλες και τεχνολογίες μετατροπής . Και οι αποφάσεις πρέπει να ληφθούν τώρα. Η προσπάθεια για βιωσιμότητα φέρνει επανάσταση στη χημική βιομηχανία. Η έρευνά μας δείχνει ότι από τις αρχές του 2023, το 66 τοις εκατό των μεγαλύτερων τελικών χρηστών χημικών στην Ευρώπη —συμπεριλαμβανομένων των παικτών στις βιομηχανίες αυτοκινήτων, τροφίμων και προσωπικής φροντίδας— είχαν δεσμευτεί να μειώσουν τις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου (GHG) έως το 2030 και 37 το ποσοστό έχει δεσμευτεί για μηδενικούς στόχους έως το 2050 .
Η παραγωγή χημικών ουσιών είναι πολύ ενεργοβόρα, με αποτέλεσμα συχνά σημαντικές εκπομπές CO₂. Η φύση πολλών χημικών ουσιών με βάση τον άνθρακα σημαίνει ότι μπορούν να εκπέμπουν CO2 ή μεθάνιο όταν αποτεφρώνονται ή αποσυντίθενται κατά τη διαχείριση των απορριμμάτων, περιπλέκοντας τις προσπάθειες της χημικής βιομηχανίας να επιτύχει το μηδέν. Αν και υπάρχουν βήματα για τη δημιουργία πιο πράσινων λύσεων – όπως η επίτευξη ενεργειακής απόδοσης, η CCS, η μετάβαση στην πράσινη ενέργεια και η προηγμένη ανακύκλωση – αυτά τα μέτρα από μόνα τους δεν θα φέρουν τη βιομηχανία στο καθαρό μηδέν .
Μια λύση για να καλυφθεί το χάσμα είναι η χρήση βιώσιμων πρώτων υλών, όπως η βιομάζα και το CO₂ . Ωστόσο, αυτή η προσέγγιση δεν είναι χωρίς προκλήσεις, ιδιαίτερα όταν πρόκειται για την αντιστοίχιση των σωστών πρώτων υλών και τεχνολογιών μετατροπής με τα σωστά προϊόντα στις κατάλληλες περιοχές του κόσμου .
Απαιτείται επανανθρακοποίηση μέσω της εξέλιξης της πρώτης ύλης
Η χημική βιομηχανία είναι ζωτικής σημασίας λόγω του ρόλου της στην προμήθεια προϊόντων σε άλλες βιομηχανίες, όπως η αυτοκινητοβιομηχανία και η βιομηχανία κατασκευών – δύο από τους υψηλότερους εκπομπούς παγκόσμιων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.
Η έρευνά μας δείχνει ότι δύο ευρείες κινήσεις μπορούν να βοηθήσουν στην αντιμετώπιση περίπου του ενός τρίτου των συνολικών εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου της χημικής βιομηχανίας έως το 2030 (Σχήμα 1). Επιπλέον, και οι δύο κινήσεις συνεπάγονται χαμηλό κόστος μείωσης ισοδύναμου CO2 (CO₂e), δεν έχουν ουσιαστικά μειονεκτήματα και είναι ευρέως αποδεκτές από το κοινό και τις ρυθμιστικές αρχές .
- Αύξηση της ενεργειακής απόδοσης και χρήσης πράσινης ενέργειας . Η υιοθέτηση της πράσινης ενέργειας και η ενίσχυση της ενεργειακής απόδοσης στη χημική βιομηχανία, συμπεριλαμβανομένης της ενσωμάτωσης θερμότητας και της προμήθειας πράσινης ηλεκτρικής ενέργειας, θα μπορούσε να μειώσει τις εκπομπές έως και κατά ένα τρίτο έως το 2030. Με κόστος κάτω από 100 ευρώ ανά τόνο εξοικονόμησης CO 2 , αυτά τα μέτρα θα πρέπει να αποτελούν προτεραιότητα για όλες τις χημικές εταιρείες.
- Ανακύκλωση . Οι αποδεδειγμένες τεχνολογίες ανακύκλωσης, συμπεριλαμβανομένων των μηχανικών και χημικών μεθόδων για πλαστικά και κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα και η αεριοποίηση για μη ανακυκλώσιμα οργανικά απόβλητα, μπορούν να αναπτυχθούν σε μεγάλη κλίμακα. Αποφεύγοντας την αποτέφρωση απορριμμάτων και επιτρέποντας την κυκλικότητα, η βιομηχανία θα μπορούσε να μειώσει τις εκπομπές έως και 5% έως το 2030 , με πιθανές μεγαλύτερες μειώσεις στο μέλλον.
Ωστόσο, όσο ελκυστικά και σημαντικά κι αν είναι αυτά τα μέτρα, δεν επαρκούν για την επίτευξη καθαρών μηδενικών εκπομπών σε χημικά προϊόντα ή για την αντιστάθμιση των εκπομπών από τις ασκούμενες επί του παρόντος δραστηριότητες στο τέλος του κύκλου ζωής τους, όπως η αποτέφρωση απορριμμάτων .
Μην βασίζεστε στους ανάντη προμηθευτές σας
Επιπλέον, η έρευνά μας δείχνει ότι όσοι υιοθετούν μόνο αυτές τις επιλογές συχνά εξακολουθούν να εξαρτώνται από άλλους για να μειώσουν τις δικές τους εκπομπές, ιδιαίτερα από τους ανάντη παίκτες. Αυτό το σκεπτικό είναι σχετικό, επειδή πολλοί παίκτες ανάντη στοχεύουν σε μεγάλης κλίμακας μειώσεις μόνο έως το 2040 ή το 2050 . Για χημικές εταιρείες που εξυπηρετούν αγορές στις οποίες οι πελάτες έχουν δεσμευτεί για επιθετικούς στόχους απαλλαγής από τις ανθρακούχες εκπομπές (όπως αυτοκίνητα και καταναλωτικά αγαθά), απαιτείται πρόσθετη δράση για την κάλυψη της βραχυπρόθεσμης ζήτησης των πελατών για επιλογές χαμηλών ή μηδενικών εκπομπών CO₂e.
Οι περιορισμοί του CCS
Δύο δρόμοι για τη μείωση των εκπομπών περιλαμβάνουν τη δέσμευση και τη δέσμευση των εκπομπών CO 2 στην πηγή μέσω δέσμευσης και αποθήκευσης άνθρακα (CCS) και τη μετάβαση σε πρώτες ύλες μη ορυκτών καυσίμων , όπως βιομάζα ή CO 2 , οι οποίες μπορούν να μετατραπούν σε χημικές πρώτες ύλες και ενδιάμεσα. Για τις κύριες πηγές εκπομπών CO 2 , όπως οι μεγάλες κροτίδες , το CCS είναι συχνά ένας από τους πιο σαφείς και οικονομικούς τρόπους για ουσιαστική μείωση των εκπομπών (για τις κροτίδες, η μόνη εναλλακτική είναι η ηλεκτροδότηση). Σύμφωνα με την ανάλυσή μας, ωστόσο, το CCS από μόνο του καλύπτει μόνο το 30 έως 50 τοις εκατό των συνολικών εκπομπών .
Τούτου λεχθέντος, η CCS δεν μπορεί να αντιμετωπίσει τις εκπομπές στο τέλος του κύκλου ζωής τους σε χημικές ουσίες , οι οποίες θα μπορούσαν να επηρεάσουν τους παίκτες που θέλουν ή πρέπει να προσφέρουν προϊόντα καθαρού μηδενισμού. Επιπλέον, το CCS είναι ακατάλληλο για μικρότερες πηγές εκπομπών και εξαρτάται από την πρόσβαση στην υποδομή μεταφοράς και αποθήκευσης CO 2 , η οποία συχνά λείπει. Αυτό σημαίνει ότι παρόλο που η CCS θα μπορούσε να είναι μια σημαντική τεχνολογία για την κάμψη της συνολικής καμπύλης εκπομπών του κλάδου, οι παίκτες που θέλουν να περάσουν γρήγορα στο καθαρό μηδέν θα χρειαστούν πρόσθετες τεχνολογίες.
Οι χημικές εταιρείες μπορούν να μειώσουν περαιτέρω τις εκπομπές με την υιοθέτηση νέων οδών πρώτης ύλης, όπως η δέσμευση και μετατροπή της βιομάζας των φυτών ή η μηχανική-χημική δέσμευση και μετατροπή του CO2, γνωστές ως πρακτικές «εκ νέου ανθράκωσης» . Αυτές οι μέθοδοι χρησιμοποιούν ατμοσφαιρικό CO2 αντί για άνθρακα με βάση τα ορυκτά, προσφέροντας στους πρώτους χρήστες ανταγωνιστικό πλεονέκτημα λόγω της αύξησης της ζήτησης και του χρόνου συσσώρευσης προσφοράς.
Βιώσιμες πρώτες ύλες: Βιομάζα και CO2-to-X
Μπορούν να χρησιμοποιηθούν δύο διαδικασίες για την εξαγωγή CO 2 από την ατμόσφαιρα και τη μετατροπή του σε χημικές πρώτες ύλες: βιομάζα και CO2-to-X . Ο τελευταίος είναι ένας όρος που αναφέρεται στη μετατροπή του CO2 σε προϊόντα, όπως η μεθανόλη και η αιθανόλη , που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύνθεση μεγάλου αριθμού χημικών προϊόντων.
Αξιοποίηση της δύναμης των φυτών: Βιομάζα
- Τα φυτά προσλαμβάνουν ατμοσφαιρικό CO 2 καθώς φωτοσυνθέτουν, επιτρέποντάς τους να αναπτυχθούν και να αποδώσουν ζάχαρη, λάδι και ξυλώδη βιομάζα . Καθένα από αυτά μπορεί να μετατραπεί με διάφορα μέσα σε χρήσιμα χημικά.
- Η ζάχαρη είναι το πιο εύκολο σημείο εκκίνησης για τη μετατροπή σε βιοκαύσιμα και άλλες πολύτιμες χημικές ουσίες. Επίσης συχνά έχει το χαμηλότερο κόστος παραγωγής. Οι περισσότερες τεχνολογίες επικεντρώνονται στη ζύμωση της ζάχαρης για τη δημιουργία οργανικών οξέων (όπως γαλακτικό οξύ, το οποίο μπορεί να μετατραπεί σε πολυμερές πολυγαλακτικού οξέος) ή αιθανόλης για την παραγωγή παραγώγων αιθυλενίου. Αυτά τα παράγωγα ανέρχονται σε περίπου το ένα τέταρτο της πρωτογενούς παραγωγής πετροχημικών της βιομηχανίας κατ' όγκο .
- Τα φυτικά έλαια καλύπτουν όλα τα μόρια-στόχους και η σχετική τεχνολογία μετατροπής είναι καθιερωμένη επειδή το πετρέλαιο μπορεί να υποκαταστήσει σε μεγάλο βαθμό τις εισροές ορυκτών ελαίων άμεσα, επαναχρησιμοποιώντας τα καθιερωμένα περιουσιακά στοιχεία παραγωγής πετροχημικών. Ωστόσο, τα φυτικά έλαια είναι πιο ακριβά από τη ζάχαρη. Τα χρησιμοποιημένα λάδια (όπως τα χρησιμοποιημένα μαγειρικά λάδια) είναι ελλιπή και αντιμετωπίζουν ανταγωνισμό από την παραγωγή καυσίμων. Επίσης, η αποκλειστική παραγωγή ελαιοκαλλιεργειών για χημικές ουσίες, όπως το φοινικέλαιο, μπορεί να εγείρει ανησυχίες για τον αγροτικό ανταγωνισμό με την προσφορά τροφίμων, την αλλαγή χρήσης γης και τη βιοποικιλότητα. Για αυτούς τους λόγους, τα φυτικά έλαια θα πρέπει να θεωρούνται ως ενδιάμεση λύση .
- Η βιομάζα ξύλου , που προσφέρει επιλογές όπως η αεριοποίηση, αν και πιο δαπανηρή και πιο περίπλοκη, κερδίζει έλξη, ιδιαίτερα βιώσιμες ποικιλίες όπως τα υποπροϊόντα πολτοποίησης. Η κίνηση προς τη δεύτερη γενιά βιομάζας, όπως οι μη διατροφικές πηγές, καθιστά τη βιομάζα ξύλου όλο και πιο βιώσιμη, ειδικά σε περιοχές με αυστηρά πρότυπα βιωσιμότητας. Αυτή η τάση δείχνει μια στροφή προς ποικίλες, βιώσιμες πρώτες ύλες, με στόχο την ισορροπία μεταξύ οικονομικής βιωσιμότητας και περιβαλλοντικής βιωσιμότητας .
Μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα και επεκτασιμότητα: CO 2 -to-X
- Το CO2 που δεσμεύεται από πηγές όπως οι εκπομπές βιοαιθανόλης μπορεί να μετατραπεί σε χημικά χρησιμοποιώντας συνθετικές διαδικασίες που τροφοδοτούνται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, γνωστές ως μετατροπή CO2 σε χημικά. Αυτή η μέθοδος, με υψηλότερη απόδοση γης από τη βιομάζα, θα μπορούσε τελικά να ξεπεράσει τη χρήση της βιομάζας. Ωστόσο, είναι ενεργοβόρα και επί του παρόντος βιώσιμο κυρίως σε περιοχές με σημαντικές επιδοτήσεις, άφθονη ανανεώσιμη ενέργεια και CO2 υψηλής καθαρότητας , όπως ορισμένες περιοχές των ΗΠΑ. Οι πρώτες ύλες που βασίζονται σε βιολογικά προϊόντα είναι ιδανικές πηγές CO₂ λόγω της καθαρότητας και της βιωσιμότητας τους. Παρά τις δυνατότητές του, οι τεχνολογίες μετατροπής CO2 σε χημικά είναι επί του παρόντος περιορισμένες στην παραγωγή τους, επομένως οι χημικοί παίκτες μπορεί να θέλουν να επιδιώξουν μακροπρόθεσμα την Ε&Α για να κάνουν το CO 2 σε χημικά αποτελεσματικά για τα μόρια-στόχους.
Για να δημιουργήσουν ανταγωνιστικό πλεονέκτημα, οι παίκτες μπορούν να επενδύσουν σε νέες τεχνολογίες και πρώτες ύλες για τις οποίες τα οικονομικά είναι πιθανό να γίνουν ελκυστικά – παρά τις πολλές αβεβαιότητες – και να ενσωματωθούν στην πλευρά της προσφοράς και των πελατών μέσω επενδύσεων και μακροπρόθεσμων συμφωνιών. Για τους χημικούς φορείς, αυτή η προσέγγιση έχει πιθανά οφέλη για το περιβάλλον και την κοινωνία. Η λήψη των σωστών αποφάσεων σήμερα θα μπορούσε να σημαίνει τη διαφορά μεταξύ της παραμονής ανταγωνιστικής τα επόμενα χρόνια ή της καθυστέρησης.
***
Ο Tom Brennan είναι συνεργάτης της McKinsey & Company
Ο Wen Chyan είναι Associate Partner στην McKinsey & Company
Ο Maximilian Göbel είναι Engagement Manager στην McKinsey & Company
Ο Per Klevnäs είναι συνεργάτης της McKinsey & Company
Ο Tapio Melgin είναι συνεργάτης της McKinsey & Company
Η Clara Pakari είναι Engagement Manager στην McKinsey & Company
Ο Markus Pley είναι Associate Partner στην McKinsey & Company
Ο Axel Spamann είναι συνεργάτης της McKinsey & Company
Ο Christof Witte είναι συνεργάτης της McKinsey & Company