Techno-economic evaluation of molten‑carbonate-mediated ethane ODH as a low-carbon pathway for ethylene production

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:MM-ODHのシステムレベル評価を提供し、CCUSを統合した化学プロセスの研究に重要。

🏢実務担当者:エチレン製造の低炭素化に向けた新技術の経済性評価データとして、化学メーカーの投資判断に活用可能。

🏛政策担当者:化学業界の排出削減政策やCCUS促進策の策定において、具体的なコスト・排出削減効果の参照点となる。

溶融炭酸塩媒介酸化脱水素（MM-ODH）によるエタンの変換は、エタン転化、その場CO 2 回収・転換、および逆水性ガスシフト化学を溶融炭酸塩相内で統合する、スチームクラッキングに代わるケミカルルーピング法として近年提案されている。これまでの研究で、良好なエチレン収率とCOの併産が実証されているものの、MM-ODHのシステムレベルのエネルギー、排出量、およびコストへの影響は定量化されていない。本稿では、厳密なAspen Plus®プロセスモデリングとNETL QGESS準拠のコスト計算を用い、同一のシステム境界条件下でモノエタノールアミン系燃焼後CO 2 回収を備えた最新のエタンスチームクラッキングプラントをベンチマークとして、MM-ODHの包括的な技術経済性および環境評価を提示する。MM-ODHは、希釈蒸気と溶媒再生を排除しつつCOを併産することで、参照ケースと比較して正味比エネルギー消費を34%削減する。MM-ODHは直接的な電力関連排出量がやや高いものの、COからの置換クレジットにより、製品システムの排出原単位は0〜0.32 t CO 2 -eq/エチレンtに低減される。リアクターに適用された保守的なファースト・オブ・ア・カインド（FOAK）不確実性にもかかわらず、MM-ODHはベンチマークと競合する均等化エチレンコストを実現し、溶融炭酸塩ルーピングが低炭素エチレン生産の実行可能な経路であることを特定する。 • MM-ODHはエタンクラッキングとその場CO 2 回収およびCO併産を結合する。 • 正味エネルギー使用量はMEA回収を伴うスチームクラッキングより34%低い。 • MM-ODHの製品システム正味排出量は0〜0.32 t CO 2 -eq/エチレンtに低下する。 • FOAK不確実性にもかかわらず、MM-ODHの均等化エチレンコストは競争力を持つ。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Molten-carbonate-mediated oxidative dehydrogenation (MM-ODH) of ethane has recently been proposed as a chemical-looping alternative to steam cracking that integrates ethane conversion, in situ CO 2 capture and conversion, and reverse water–gas shift chemistry within a molten carbonate phase. While prior studies have demonstrated favorable ethylene yields and CO co-production, the system-level energy, emissions, and cost implications of MM-ODH have not been quantified. Here, we present a comprehensive techno-economic and environmental evaluation of MM-ODH using rigorous Aspen Plus® process modeling and NETL QGESS-aligned costing, benchmarked against a modern ethane steam cracking plant equipped with monoethanolamine-based post-combustion CO 2 capture under identical system boundaries. MM-ODH achieves a 34% reduction in net specific energy consumption relative to the reference case by eliminating dilution steam and solvent regeneration while co-producing CO. Although MM-ODH exhibits moderately higher direct electricity-related emissions, displacement credits from CO reduce product-system emission intensities to 0–0.32 t CO 2 -eq/t ethylene. Despite conservative first-of-a-kind contingencies applied to the reactor, MM-ODH delivers levelized ethylene costs competitive with the benchmark, identifying molten-carbonate looping as a viable pathway for low-carbon ethylene production. • MM-ODH couples ethane cracking with in-situ CO 2 capture and CO co-production. • Net energy use is 34% lower than steam cracking with MEA capture. • MM-ODH product-system net emissions fall to 0–0.32 t CO 2 -eq/t ethylene. • Levelized ethylene costs from MM-ODH are competitive despite FOAK contingencies.

• openalex https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.177161first seen 2026-05-17 05:57:30 · last seen 2026-06-13 04:56:12