با وجود اینکه این صنعت بزرگترین مصرف کننده صنعتی انرژی است، سومین زیربخش صنعت است که به طور مستقیم بیشترین میزان دی اکسید کربن را تولید می کند، و قبل از آن صنایع سیمان و آهن و فولاد قرار دارند. این عمدتا به این دلیل است که تقریبا نیمی از نهاده انرژی زیربخش تولید مواد شیمیایی به صورت خوراک مصرف می شود –سوخت معمولا به جای اینکه به عنوان منبع انرژی مورد استفاده قرار گیرد، بیشتر به عنوان یک نهاده مواد اولیه مورد استفاده است.
بر اساس سناریوی توسعه پایدار انتظار می رود که رشد قابل توجه سال های اخیر برای صنعت پتروشیمی در سال های آتی ادامه یابد، اما لازم به ذکر است که در زمان ارائه این پیش بینی هنوز ویروس منحوس کووید-19 دنیا را فرا نگرفته بود. بنابراین، ممکن است برخی از تحلیل ها و پیش بینی های این گزارش کاملا منطبق بر رخدادهای واقعی در سال جاری نباشد. اما از آنجا که طبق پیش بینی های صورت گرفته به احتمال بسیار زیاد تا پایان سال 2021 این پاندمی به پایان خواهد رسید، کماکان می توان پذیرفت که با یک تاخیر این پیش بینی ها می تواند صحت داشته باشد.
مصرف انرژی قابل توجه در بخش پتروشیمی به دلیل تقاضا برای تعداد بسیار زیادی از محصولات مختلف این صنعت است. تقاضا برای مواد شیمیایی اولیه –که معیاری از فعالیت های کل صنعت است- در سال های اخیر به شدت افزایش یافته است. در سناریوی توسعه پایدار افزایش رشد تقاضا پیش بینی شده است، که همین امر نیاز به اقداماتی در جهت کاهش شدت انرژی و انتشار دی اکسید کربن در فرآیندهای تولیدی را بیش از پیش آشکار می کند.
بازیافت مواد پلاستیکی که با حرارات تغییر شکل می دهند، می تواند بخش کوچکی از تقاضا برای پلاستیک دستِ اول را کاهش دهد، و از این طریق تقاضا برای تولید مواد شیمیایی پایه نیز کاهش می یابد. اگرچه بازیافت تنها بخش اندکی از کل تقاضای جهان را برآورده خواهد کرد، میزان پلاستیک های جمع آوری شده برای بازیافت برای اولین بار در سال 2016 از میزان پلاستیک دور ریخته شده بیشتر شد. برای اینکه در مسیر پیش بینی شده توسط سناریوی توسعه پایدار حرکت کنیم باید نرخ جمع آوری در سطح جهان افزایش یابد.
انواع پلاستیک
از آنجایی که افزایش تقاضا برای انواع پلاستیک باعث افزایش تقاضا برای مواد شیمیایی با ارزش خواهد شد، که مواد تشکیل دهنده اصلی پلاستیک هستند، تقاضا برای این مواد بین سال های 2017 تا 2018 به میزان 4 درصد افزایش یافت.
انتظار می رود که ظرفیت تولید منطقه ای به طور چشمگیری در آمریکای شمالی، خاورمیانه و منطقه آسیا- اقیانوسیه افزایش یابد. انتظار می رود که تا سال 2025 میزان تولید مواد شیمیایی با ارزش در آمریکای شمالی (و در راس آنها ایالات متحده آمریکا) و خاورمیانه هر یک به میزان یک پنجم (20 درصد) افزایش یابد، و آسیا- اقیانوسیه نیز بخش عمده سهم باقیمانده را به خود اختصاص دهد.
انواع کود شیمیایی
تقاضا برای آمونیاک، که ماده اولیه همه انواع کودهای شیمیایی مصنوعی حاوی نیتروژن است، در سال های اخیر در حدود 175 میلیون تن در سال باثبات بوده است. تقاضا برای سایر انواع کودهای شیمیایی مصنوعی که برای سیستم های کشاورزی مدرن ضروری هستند (شامل کودهایی که حاوی پتاسیم و فسفات هستند) با نرخ ثابت افزایش یافته است، اما این مواد از نقطه نظر تحلیل های مربوط به انرژی اهمیت چندانی ندارند.
پیش بینی می شود که ظرفیت تولید آمونیاک در سال های آتی در سرتاسر جهان به طور متناسب افزایش یابد، به جز منطقه آسیا- اقیانوسیه که تا سال 2025 تقریبا نیمی از رشد تولید محصول را به خود اختصاص خواهد داد. مصرف آمونیاک عمدتا تحت تاثیر تقاضا برای اوره است، که مهم ترین ماده تولید شده از آمونیاک است.
متانول
تولید متانول در حال حاضر در مقایسه با سایر مواد شیمیایی پایه با سرعت بیشتری در حال افزایش بوده است و در سال 2018 به میزان 6 درصد رشد داشته است، اما مصارف نهایی آن برای مصرف کنندگان نسبت به مصارف نهایی آمونیاک و مواد شیمیایی با ارزش کمتر شناخته شده است.
مهم ترین مصرف نهایی متانول برای تولید فرمالدئید است، که برای تولید انواع پلاستیک های تخصصی و روکش ها به کار می رود. متانول همچنین به عنوان یکی از ترکیبات سوخت به کار می رود (یکی از عوامل اصلی رشد متوسطی که در بالا ذکر شد) و همچین به عنوان یک ماده اولیه در تولید مواد شیمیایی با ارزش مورد استفاده قرار می گیرد، معمولا زمانی که نفت در دسترس نیست.
بر اساس پیش بینی آژانس بین المللی انرژی تا سال 2025، ظرفیت تولید متانول عمدتا در آمریکای شمالی و منطقه آسیا- اقیانوسیه افزایش خواهد یافت و این به دلیل در دسترس بودن گاز ارزان قیمت (در ایالات متحده آمریکا) و زغال سنگ (در چین) به عنوان خوراک است.
اما این دقیقا بر خلاف مسیری است که سناریوی توسعه پایدار پیش بینی کرده است. سناریوی توسعه پایدار مستلزم کاهش مصرف رغال سنگ و شدت مصرف انرژی در تولید انواع مواد شیمیایی است. برای اینکه در مسیر سناریوی توسعه پایدار حرکت کنیم، به رغم بیش از 25 درصد افزایش در تقاضا برای مواد شیمیایی اولیه، باید میزان انتشار مستقیم آلاینده ها به شدت کاهش یابد و نسبت به سطح جاری تا سال 2030 به اندازه 10 درصد کاهش یابد. در کوتاه مدت تنها کاری که می توان انجام داد این است که مصرف زغال سنگ را به شدت کاهش دهیم و میزان کارایی انرژی را افزایش دهیم.
نمودار 1- میزان تولید مواد شیمیایی پایه بر اساس سناریوی توسعه پایدار، 2030- 2000
منبع: IEA
صنعت پتروشیمی بر پایه زغال سنگ، که به خصوص در چین متداول است، چالش زیست محیطی بسیار مهمی را ایجاد می کند، زیرا شدت آلاینده های منتشر شده به طور قابل توجهی بالاتر از تولیداتی است که از گاز طبیعی به عنوان سوخت استفاده می کنند. متانول می تواند با استفاده از زغال سنگ در چین با قیمت بسیار پایینی تولید شود، و همین امر باعث تسهیل تولید پلاستیک از زغال سنگ شده است.