اختراقات 2025 في المحفزات المؤكسدة لإزالة الهيدروجين: ابتكارات تغير قواعد اللعبة ستعيد تشكيل البتروكيماويات

فهرس المحتويات

• ملخص تنفيذي: الاكتشافات الرئيسية وملامح 2025
• نظرة عامة على السوق: الحجم، محركات النمو، والمنافسة
• الاستكشاف العميق للتكنولوجيا: التطورات في المحفزات للأكسدة و إزالة الهيدروجين
• الشركات الرائدة وملفات المبتكرين (مثل، basf.com، johnson-matthey.com، sabic.com)
• اتجاهات المواد الأولية: الإيثيلين، البروبلين، وما بعد ذلك
• البيئة التنظيمية والمعايير الصناعية (مثل، americanchemistry.com)
• الاستدامة وتأثيرها البيئي
• التوقعات الحالية والمستقبلية للطلب: 2025–2030
• الاستثمار، والاندماجات، والشراكات الاستراتيجية
• التوجه المستقبلي: التحديات، والفرص، والتقنيات المدمرة
• المصادر والمراجع

ملخص تنفيذي: الاكتشافات الرئيسية وملامح 2025

تشهد الساحة العالمية لمحفزات إزالة الهيدروجين (ODH) في معالجة المواد الأولية البتروكيماوية تحولاً متسارعاً في عام 2025، مدفوعاً بالضروريات المزدوجة للاستدامة وكفاءة الطاقة. تزداد أهمية تقنية ODH، التي تقدم بديلاً لعمليات التكسير بالبخار التقليدية وعمليات إزالة الهيدروجين، ويُعزى ذلك إلى قدرتها على العمل في درجات حرارة منخفضة مع انبعاثات غازات دفيئة منخفضة، مما يتماشى مع أهداف صناعة إزالة الكربون.

• تقدم في التجارة: تعمل شركات الكيمياء الرائدة ومنتجو المحفزات على زيادة نشر محفزات ODH للمواد الأولية الرئيسية مثل الإيثان والبروبان والنبيوتان. وقد تقدمت BASF وSABIC في مشروعات تجريبية تعتمد على محفزات قائمة على الفاناديوم والموليبدينوم، حيث أبلغت عن تحسين إنتاج الأوليفينات وثباتية العمليات. وقد قدمت W. R. Grace & Co. تركيبات محفز جديدة موجهة خصيصاً لـ ODH، محققة انتقائية ملحوظة ومقاومة للتشوين في التجارب التجارية.
• مرونة المواد الأولية والتكامل: يتم دمج محفزات ODH بشكل متزايد في المجمعات البتروكيماوية الحالية، وخاصة في أمريكا الشمالية والشرق الأوسط، حيث تتوفر الألكانات الخفيفة بكثرة. أعلنت Shell عن مبادرات مستمرة لتجديد وحدات ODH في مرافقها على الساحل الجنوبي الأمريكي، بهدف الإنتاج المرن لكل من الإيثيلين والبروبلين من مواد أولية متنوعة.
• الأثر البيئي والاقتصادي: تظهر عمليات ODH التي تستخدم محفزات متقدمة انبعاثات CO₂ أقل بنسبة تصل إلى 30% مقارنة بإزالة الهيدروجين التقليدية، استناداً إلى بيانات تجريبية حديثة من Lummus Technology. وتعزز الحالة الاقتصادية من خلال تقليل المدخلات الطاقية وأعمار المحفزات التي تتجاوز 18 شهراً في التشغيل المستمر.
• خطوط الابتكار: يشهد عام 2025 زيادة في استثمار البحث والتطوير في محفزات ODH من الجيل التالي، بما في ذلك أكاسيد المعادن المختلطة وسبائك المعادن الانتقالية. تتعاون Clariant وHoneywell بنشاط مع شركات البتروكيماويات لتحسين تصميم المحفزات لزيادة الانتقائية وتكامل العمليات، مع توقعات بتسويق الأنظمة الجديدة خلال السنوات الثلاث المقبلة.

عند النظر إلى المستقبل، فإن شريحة محفزات ODH في وضع قوي للنمو، حيث تتقارب الضغوط التنظيمية واتجاهات المواد الأولية. يولي أصحاب المصلحة في الصناعة أهمية كبيرة لتوسيع أنظمة المحفزات المثبتة بسرعة، بينما من المرجح أن تسرع الشراكات المستمرة بين موردي المحفزات والمنتجين الرئيسيين للبتروكيماويات من تبني ODH في المنشآت الجديدة والمتجددة على مستوى العالم.

نظرة عامة على السوق: الحجم، محركات النمو، والمنافسة

يشهد سوق محفزات إزالة الهيدروجين (ODH) في قطاع المواد الأولية البتروكيماوية تحولاً ملحوظًا، مدفوعًا بالطلب المتزايد على إنتاج أكثر استدامة وكفاءة للطاقة للمكونات الأساسية مثل الإيثيلين والبروبلين والبيوتاديين. اعتبارًا من عام 2025، تشهد الصناعة اهتمامًا متزايدًا في عمليات ODH كبديل منخفض الانبعاثات لعملية التكسير بالبخار التقليدية، مما يتماشى مع استراتيجيات إزالة الكربون الأوسع نطاقًا داخل قطاع الكيماويات. هذا الأمر ذو صلة خاصة مع سعي شركات البتروكيماويات الكبرى لخفض بصماتها الكربونية والامتثال للتنظيمات البيئية المتزايدة على مستوى العالم.

تقوم العديد من الشركات المصنعة للمحفزات ذات السمعة الطيبة، مثل BASF وW. R. Grace & Co. وJohnson Matthey، بتسويق وتحسين منصات محفزات ODH المصممة لإزالة الهيدروجين من الألكانات الخفيفة. تستثمر هذه الشركات في تعزيز العمليات، وتمديد أعمار المحفزات، وتحسين الانتقائية، استجابة لمطالب العملاء لخفض تكاليف التشغيل وتحسين مقاييس الاستدامة.

enabled recent advancements in ODH catalyst technology to achieve higher yields of olefins while minimizing the formation of undesired byproducts such as CO₂ and coke. على سبيل المثال، أفادت BASF بنجاحها على نطاق تجريبي مع محفزات قائمة على الفاناديوم والموليبدينوم، محققة معدلات انتقائية وتحويل ملحوظة لإزالة الهيدروجين من البروبان. وفي الوقت نفسه، يركز Johnson Matthey على تسويق محفزات ODH المتقدمة لتطبيقات تحويل الميثان إلى أوليفينات والبروبان إلى بروبلين، مستهدفًا تحسين منشآت التكسير بالبخار الكبيرة والمنشآت الجديدة.

تشمل محركات النمو في سوق محفزات ODH توسيع القدرة الإنتاجية للأوليفينات C2-C4 في مناطق آسيا والمحيط الهادئ وأمريكا الشمالية، حيث تعد مرونة المواد الأولية وكفاءة الطاقة من الأمور الأساسية. يؤدي التحول نحو المواد الأولية الأخف، بالإضافة إلى زيادة دمج وحدات ODH ضمن المجمعات البتروكيماوية الحالية، إلى تعزيز الطلب على حلول المحفزات المخصصة. وعلاوة على ذلك، تساهم الشراكات بين موردي المحفزات ومرخصي العمليات – مثل التعاون بين Clariant ومطوري التكنولوجيا الرائدين – في تعزيز تبني السوق ونقل التكنولوجيا.

عند النظر إلى السنوات القادمة، من المتوقع أن تشتد المنافسة في السوق حيث تتنافس الشركات الجديدة والمورديين الرائدين على حصة السوق من خلال صيغ المحفزات الحصرية وخدمات تحسين العمليات. إن جهود البحث والتطوير المستمرة والمشروعات التجريبية، بدعم من شركات البتروكيماويات الكبرى ومبتكري المحفزات، من المرجح أن تدفع تحسينات إضافية في أداء المحفزات وكفاءة التشغيل وتكاليف دورة الحياة. مع تشديد الأنظمة والتركيز المتزايد على الكيمياء الخضراء، فإن شريحة محفزات ODH في وضع قوي للنمو، وبالأخص في المناطق التي تعزز الاستثمارات الكبيرة في البتروكيماويات وأهداف الحياد الكربوني.

الاستكشاف العميق للتكنولوجيا: التطورات في المحفزات للأكسدة و إزالة الهيدروجين

تظل عملية إزالة الهيدروجين (ODH) للألكانات الخفيفة، مثل الإيثان والبروبان، نقطة محورية لصناعة البتروكيماويات في عام 2025، مدفوعةً بالحاجة إلى عمليات أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وصديقة للبيئة لإنتاج الأوليفينات. أساليب التكسير بالبخار التقليدية تستهلك طاقة كبيرة وتولد انبعاثات CO₂ كبيرة. تُقدّم ODH بديلاً مغريًا، باستخدام الأكسجين كعامل مساعد لتعزيز إزالة الهيدروجين عند درجات حرارة أقل مع احتمالية تحقيق انتقائية أعلى نحو الأوليفينات المرغوبة.

شهدت السنوات الأخيرة زيادة في البحث والتنفيذ النماذجي لأنظمة محفزات ODH المتقدمة. تواصل الاعتماد على المحفزات القائمة على الفاناديوم والموليبدينوم، التي تُدعّم غالبًا بمواد مثل الألومينا أو السيليكا أو التيتانيوم، في قيادة هذا المجال. تتصدر شركات مثل BASF وSasol التطورات، حيث تطور تركيبات محفز حصرية تهدف إلى تحسين الانتقائية وطول عمر المحفزات في ظل ظروف التشغيل الصناعية.

تتمثل إحدى الاتجاهات الملحوظة في 2024-2025 في الانتقال نحو محفزات أكسيد المعادن المختلطة، مثل أنظمة Mo-V-Te-Nb، التي أظهرت عوائد مرتفعة من الإيثيلين وانخفاض تكوين الكوك في العروض النماذج. على سبيل المثال، أفادت SABIC بأنها أحرزت تقدماً في دمج وحدات ODH باستخدام مثل هذه المحفزات في مجمعات الإنتاج الحالية للإيثيلين، مع بيانات أولية تشير إلى إمكانية تقليل استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 30% مقارنةً بالتكسير الحراري التقليدي.

مجال آخر نشط في التطوير هو استخدام محفزات المعادن غير الكريمة ودمج تصميم المفاعل والمح catalyst. تتعاون Linde وthyssenkrupp Uhde لتحسين مفاعلات السرير المميع لـ ODH، مع التركيز على إدارة الحرارة وتوزيع الأكسجين لتقليل خطر الأكسدة العميقة، مما يمكن أن يقلل من إنتاجية المنتج.

بالتوازي مع ذلك، يقوم مزودو المحفزات مثل Clariant بزيادة إنتاج المحفزات المتقدمة لـ ODH المخصصة للمواد الأولية المحددة، بما في ذلك الألكانات المشتقة من البيولوجيا، متوقعين السوق المتزايد للبتروكيماويات المتجددة. تشير التوقعات للسنوات القادمة إلى تسريع التبني التجاري، خاصةً مع الضغوط التنظيمية التي تؤيد عمليات ذات انبعاثات أقل ومزيد من التحسين في دورة حياة المحفزات وموثوقية التشغيل من خلال الأبحاث والتطوير المستمرة.

مع توقع الإنترنت من منشآت العرض للدخول حيز التشغيل في 2025-2026، وتشكيل الشراكات بين مرخصي التكنولوجيا ومنتجي البتروكيماويات الرئيسيين، يستعد ODH للانتقال من كبديل واعد إلى تقنية سائدة لإنتاج الأوليفينات في المستقبل القريب.

الشركات الرائدة وملفات المبتكرين (مثل، basf.com، johnson-matthey.com، sabic.com)

في عام 2025، تظل السعي العالمي نحو اكتشاف محفزات إزالة الهيدروجين (ODH) الفعالة لتحويل المواد الأولية البتروكيماوية – مثل الإيثان والبروبان إلى أوليفينات ذات قيمة أعلى – أولوية استراتيجية بالنسبة للشركات الكيميائية الرائدة. تعد هذه المحفزات بعقل الطاقة المنخفضة وتقليل انبعاثات CO₂ مقارنةً بعملية التكسير بالبخار التقليدية، مما يتماشى مع التزامات الاستدامة عبر قطاع البتروكيماويات.

تستمر BASF في تطوير عروضها في مجال محفزات ODH، مع التركيز على تحسين الانتقائية، والثبات، والدمج في الأصول الإنتاجية الحالية. تتضمن حافظة BASF الحالية محفزات مصممة لإزالة الهيدروجين من كل من الإيثان والبروبان، مع تقديم مشروعات تجريبية حديثة تثبت الأداء القابل للتوسع والمرونة التشغيلية. تركز استراتيجية البحث والتطوير الخاصة بالشركة على أنظمة المحفزات النمطية التي يمكن تخصيصها لمواصفات المواد الأولية وظروف المصانع المختلفة.

لقد أولى Johnson Matthey أيضًا أهمية كبيرة لابتكار محفزات ODH، مستفيدةً بشكل خاص من خبرتها في التركيبات المعادن الثمينة والأساسية. في السنوات الأخيرة، تعاونت Johnson Matthey مع الشركات الكبرى في مجال البتروكيماويات لتجربة محفزات ODH المتقدمة التي تقلل من درجات حرارة العمليات وتمدد أعمار المحفزات، مع توقع أن تدخل وحدات العرض التجارية حيز التنفيذ بحلول عام 2026. تبرز الشركة دور ODH في تمكين الإنتاج الأكثر نظافة وكفاءة للمونومرات الرئيسية، مثل البروبلين والإيثيلين، من الألكانات الخفيفة.

في الشرق الأوسط، تتصدر SABIC جهود تطوير تكنولوجيا ODH المتكاملة كجزء من استراتيجيتها الأوسع لإزالة الكربون. تركز مراكز البحث التابعة لسابك على تجريب محفزات ODH القائمة على المنغنيز والفاناديوم، بهدف تقليل انبعاثات غازات الدفيئة في مجمعات الأوليفين الكبيرة. تتوقع النظرة العامة العامة للشركة لعام 2025 زيادة في نشر وحدات الإنتاج المستندة إلى ODH، خاصة مع استمرار تحول تركيبة المواد الأولية الإقليمية نحو سوائل الغاز الطبيعي.

• تُحقق Honeywell UOP تقدمًا أيضًا من خلال حلولها الحصرية لمحفزات ODH، مع التركيز على جاهزيتها التجارية ودمجها مع البنية التحتية للعملية الحالية. أعلنت Honeywell UOP في عامي 2024 و2025 عن تجارب عملية ناجحة تُظهر زيادة الإنتاج وكفاءة الطاقة، مما يضع تقنياتها في ODH في موقع مناسب للتراخيص الأوسع في المدى القريب.
• تُعد Clariant مبتكراً رئيسيًا آخر، وتركز على محفزات الأكسدة الانتقائية لتحسين الألكانات الخفيفة. تشمل التطورات الأخيرة لشركة Clariant التركيبات المحسّنة لأكاسيد المعادن التي تقاوم التفاعل الضار وتوفر انتقائية عالية للأوليفين، مع وجود منشآت تجريبية قيد التشغيل في أوروبا وآسيا.

عند النظر إلى المستقبل، من المتوقع أن تشتد المنافسة في مجال محفزات ODH مع وصول المزيد من وحدات العرض إلى نطاق تجاري وزيادة الضغوط التنظيمية على الانبعاثات. يُتوقع أن تزداد التعاون الاستراتيجي بين الشركات المصنعة للمحفزات والمنتجين الرئيسيين للبتروكيماويات، بهدف التحقق السريع من التكنولوجيا ونشرها عبر أسواق إقليمية متنوعة. مع استغلال الشركات الرائدة لتحسين المحفزات والدمج بين العملية، من المتوقع أن تشهد الفترة من 2025 إلى 2027 تقدمًا ملحوظًا في جدوى ODH التجارية لترقية المواد الأولية البتروكيماوية.

اتجاهات المواد الأولية: الإيثيلين، البروبلين، وما بعد ذلك

تسارع جهود الصناعة البتروكيماوية نحو إنتاج أوليفينات خفيفة أكثر كفاءة واستدامة — وهي الإيثيلين والبروبلين — مما قد أفضى إلى البحث عن محفزات إزالة الهيدروجين (ODH) المحسنة. في عام 2025، أصبحت هذه الاتجاهات بارزة بشكل خاص مع زيادة الطلب العالمي على هذه المواد الكيميائية الأساسية، مدفوعةً بالنمو في قطاعات التعبئة والتغليف، وصناعة السيارات، والسلع الاستهلاكية. تقليديًا، يُنتج الإيثيلين والبروبلين عبر أساليب التكسير بالبخار والتكسير الحفزي السائل؛ ومع ذلك، فإن هذه الأساليب تتطلب طاقة كبيرة وتنتج انبعاثات CO₂ كبيرة. تقدم ODH بديلاً واعدًا، يستخدم الأكسجين لتسهيل إزالة الهيدروجين المباشر من الألكانات مثل الإيثان والبروبان، غالبًا عند درجات حرارة أقل ومع انتقائية أعلى.

تتواجد تطوير المحفزات في قلب هذا التحول. تركز الجهود الأخيرة على المحفزات القائمة على الفاناديوم والموليبدينوم والبورون، والتي تظهر تحسينًا في الانتقائية ومقاومة التركيب. الموظفين البارزين في الصناعة يركزون على زيادة نطاق المشاريع التجريبية والصناعية. على سبيل المثال، بدأت SABIC وLinde مؤخرًا إنشاء مصنع تجاري لنموذج ODH جديد يستهدف تقليل بصمات الكربون في إنتاج الإيثيلين. وفي الوقت نفسه، تتقدم BASF في التجارب التجريبية لتشغيل محفزات ODH، بهدف دمجها ضمن بنية التكسير بالبخار القائمة لتجديد الأصول القديمة.

تتجه مواد الأولية أيضًا نحو التحول. مع توفر إيثان مستخرج من الصخور في أمريكا الشمالية ووفرة إمدادات البروبان في الشرق الأوسط، تتسارع عملية تسويق محفزات ODH المخصصة لهذه المواد. على سبيل المثال، أبدت INEOS اهتمامها في مسارات ODH لتحويل الإيثان إلى إيثيلين ضمن عملياتها الأمريكية، بينما يقوم المنتجون في الشرق الأوسط بتقييم تطبيق ODH لإزالة الهيدروجين من البروبان لتعزيز إنتاج البروبلين.

مع النظر للأمام، من المتوقع أن تتواصل زيادة الزيادة والتسويق لتكنولوجيا محفزات ODH. يتم استكشاف دمج وحدات ODH مع تكنولوجيات احتجاز الكربون والمدخلات الطاقية المتجددة من قبل عدة شركات، بهدف التماشي مع تشديد القوانين البيئية وأهداف الاستدامة الخاصة بالشركات. علاوة على ذلك، تقوم شركات المحفزات مثل Clariant بتوسيع محفظتها لتشمل محفزات ODH للمواد الأولية الناشئة والتي تتجاوز الألكانات التقليدية، بما في ذلك التي سبق استخرجها من مصادر بيئية أو مواد معاد تدويرها، متوقعين تنوعًا أكبر في المواد الخام البتروكيماوية.

بإيجاز، يمثل عام 2025 عامًا محوريًا لنشر محفزات ODH في قطاع البتروكيماويات، مع المشاريع التجريبية المستمرة والاندفاع الأول للمنشآت التجارية التي تضع الأساس لاعتماد أوسع واستمرار الابتكار خلال بقية العقد.

البيئة التنظيمية والمعايير الصناعية (مثل، americanchemistry.com)

تخضع البيئة التنظيمية المحيطة بمحفزات إزالة الهيدروجين (ODH) للمواد الأولية البتروكيماوية لتطور كبير في عام 2025، بسبب الضغوط الحكومية المتزايدة للحد من انبعاثات غازات الدفيئة وتعزيز تصنيع الكيماويات المستدامة. تكثف الهيئات التنظيمية في أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا رقابتها على كل من انبعاثات العمليات ومواد المحفزات، مما يعتبر فرضيًا على شركات البتروكيماويات التكيف بسرعة. على سبيل المثال، تواصل مجلس الكيمياء الأمريكي التعاون الوثيق مع الوكالات التنظيمية الأمريكية لإرساء المعايير البيئية وتحديثها ذات الصلة باختيار المحفزات وتصميم المفاعل ورصد الانبعاثات لعمليات ODH. تركز الإرشادات الجديدة على تقليل انبعاثات CO₂ المباشرة، مما يعزز الانتقال إلى مسارات ODH عوضًا عن الطرق التقليدية للتكسير لإنتاج الأوليفينات.

في الاتحاد الأوروبي، يشارك المجلس الأوروبي لصناعة المواد الكيميائية (Cefic) بنشاط مع المفوضية الأوروبية لتشكيل تنفيذ الصفقة الخضراء وتوجيهات الانبعاثات الصناعية المحدثة. من المحتمل أن تفرض هذه المبادرات متطلبات تقنيات الأفضل المتاحة (BAT) الأكثر صرامة لمفاعلات الحفاز، بما في ذلك تلك التي تستخدم كيمياء ODH. ونتيجة لذلك، يتوجب على مصنعي المحفزات وعاملي البتروكيماويات إثبات تحسين الأداء البيئي، غالبًا من خلال التحقق المستقل وتحليلات دورة الحياة، للحصول على الموافقة التنظيمية لوحدات ODH الجديدة أو التي تم تجديدها.

يستجيب موردي المحفزات مثل BASF وJohnson Matthey وClariant من خلال مواءمة خطوط تطوير المنتجات لديهم مع المعايير المتطورة. يشتمل هذا على تصميم المحفزات التي تحد من تكوين أكسيد النيتروز (N₂O) وغيرها من المخلفات المنظمة، بالإضافة إلى زيادة الانتقائية والعائد. بحلول عام 2025، يُطلب من هذه الشركات بشكل متزايد تقديم ملفات بيئية مفصلة وتقديم بيانات حول استقرار المحفزات وقابلية التسرب وإعادة التدوير كجزء من عملية الحصول على التراخيص لوحدات ODH الجديدة.

عند النظر إلى المستقبل، يتوقع الخبراء أن تظل المعايير الصناعية تشتد خلال السنوات القليلة القادمة، خاصة مع اعتماد المزيد من الدول لأهداف الحياد الكربوني وتنفيذ تسعير الكربون. من المتوقع أن تلعب منظمات الصناعة مثل مجلس الكيمياء الأمريكي وCefic دورًا محوريًا في تنسيق المعايير العالمية، وتسهيل نقل التكنولوجيا، ودعم الامتثال من خلال الإرشادات الفنية ومشاركة أفضل الممارسات. تشير المسار التنظيمي إلى أن مطوري محفزات ODH ومنتجي البتروكيماويات سيتعين عليهم الحفاظ على موقف استباقي من خلال الاستثمار في كل من الابتكار في المحفزات والتوثيق البيئي القوي للبقاء تنافسيين ومتوافقين.

الاستدامة وتأثيرها البيئي

تتزايد جهود الاستدامة في قطاع البتروكيماويات مع تشديد القوانين العالمية وزيادة التدقيق العام. يحصل المحفزات لإزالة الهيدروجين (ODH) على اهتمام كبير لأنها تقدم مسارًا لإنتاج أوليفينات رئيسية – مثل الإيثيلين والبروبلين – بانبعاثات كربونية منخفضة بشكل ملحوظ مقارنةً بطرق التكسير التقليدية وعدم إزالة الهيدروجين. في عام 2025، تتسارع الأبحاث ونشر تقنيات ODH مع التركيز على تقليل انبعاثات غازات الدفيئة، وتحسين كفاءة الذرات، وتخفيض النفايات الخطرة.

تتيح التطورات الحديثة في تصميم المحفزات، مثل استخدام أكاسيد المعادن المختلطة والهياكل النانوية الجديدة، تشغيل عمليات ODH عند درجات حرارة أقل ومع انتقائية أعلى. على سبيل المثال، تقوم W. R. Grace & Co. وBASF بتطوير وتسويق محفزات تعتمد على الفاناديوم والموليبدينوم والبورون لتحسين معدلات التحويل مع تقليل تكوين ثاني أكسيد الكربون ونفايات العمليات. تتماشى هذه الابتكارات مع دفع الصناعة نحو معالجة المواد الأولية بشكل أكثر استدامة، خاصةً مع سعي المنتجين لدمج الهيدروكربونات المتجددة أو المعاد تدويرها.

يتم معالجة التأثير البيئي لـ ODH أيضًا من خلال تكثيف العمليات ودمجها مع تقنيات احتجاز الكربون. تقوم مشاريع تجريبية تديرها الشركات الكيميائية الكبرى – بما في ذلك LyondellBasell وShell – بتقييم وحدات ODH التي تعمل جنبًا إلى جنب مع أنظمة استرداد الحرارة الثانوية وأنظمة تخفيض CO₂، مما يقلل التضاريس. تشير البيانات الأولية من هذه المبادرات إلى أن مصانع ODH يمكن أن تقلل من استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 35% مقارنةً بالوحدات التقليدية، مع تحقيق عائدات عالية من الأوليفين تجاوزت 80%، وهو عامل حاسم في تقليل انبعاثات دورة الحياة.

عند النظر إلى المستقبل، يتوقع زيادة التعاون بين موردي المحفزات ومرخصي التكنولوجيا وعاملي البتروكيماويات. تفضل الكونسورتيوم الصناعي والائتلافات، بما في ذلك تلك التي تركز على نماذج الاقتصاد الدائري، ODH كتقنية أساسية للإنتاج المستدام للأوليفينات. من المتوقع أن تسرع التحفيزات التنظيمية في الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي ومنطقة آسيا والمحيط الهادئ من النشر التجريبي والتجاري، خاصة حيث يمكن أن تستخدم ODH المواد الأولية المختلطة أو البديلة. وبالتالي، فإن محفزات ODH مهيأة للعب دور محوري في تحول القطاع نحو تصنيع منخفض الكربون وموارد فعالة بحلول عام 2027 وما بعدها.

التوقعات الحالية والمستقبلية للطلب: 2025–2030

من المتوقع أن يشهد الفترة من 2025 إلى 2030 نموًا كبيرًا في الطلب على محفزات إزالة الهيدروجين (ODH) داخل قطاع البتروكيماويات، مدفوعًا بمساعي الصناعة نحو المزيد من العمليات المستدامة والفعالة في استخدام الطاقة. تقدم ODH بديلاً جذابًا للأساليب التقليدية لإزالة الهيدروجين عن طريق تمكين إنتاج الأوليفينات الأساسية – مثل الإيثيلين والبروبلين – من المواد الأولية البارافينية بمكونات طاقية أقل وانبعاثات غازات دفيئة مخفضة. يتماشى هذا التحول التكنولوجي مع الأهداف الأوسع لإزالة الكربون والدائرية التي تحددها الشركات الرئيسة والجهات التنظيمية.

يبلغ مقدمو محفزات ODH، مثل BASF وClariant، عن اهتمام واستثمار قوي في تركيبات المحفزات الجديدة، خصوصًا التي تعتمد على الفاناديوم والموليبدينوم والأكاسيد المعدنية المختلطة. وفقًا للتحديثات الأخيرة، فإن عمليات التجربة النمطية على النطاق التجاري لتقنية ODH جارية بالتعاون مع مشغلين عالميين للبتروكيماويات، بهدف تقييم تحسينات في العائد والانتقائية وطول العمر الافتراضي للمحفزات. على سبيل المثال، حددت SABIC مبادرات استراتيجية في الدمج المتقدم للمحفزات لزيادة إنتاج الأوليفينات الخفيفة مع تقليل بصمة انبعاثات الكربون في مصانعها من خلال تحسين عمل وحدات التكسير بالبخار.

يدعم التحول إلى ODH توقعات قوية للطلب على المنتجات النهائية. وفقًا لـ LyondellBasell، من المتوقع أن ينمو الطلب العالمي على البروبلين والإيثيلين ببطء حتى عام 2030، مدفوعًا بارتفاع الاستهلاك في قطاعات التعبئة والتغليف وصناعة السيارات والبناء. كنتيجة، يتوقع أن يتزايد الطلب على محفزات ODH عالية الانتقائية والديمومة، لا سيما في المناطق ذات الأنظمة البيئية الصارمة مثل أوروبا وشرق آسيا.

• توسيع القدرات: أعلنت شركات مثل Dow وShell عن خطط لتجديد أو ترقية المنشآت القائمة باستخدام تقنيات محفزة متقدمة، مع توقع أن تنتقل المشاريع التجريبية إلى التشغيل التجاري بحلول 2027–2028.
• الابتكار التكنولوجي: من المحتمل أن تشهد السنوات الخمس القادمة تسريعًا في تسويق محفزات ODH الجديدة، مثل تلك التي تستخدم المعادن غير الثمينة والدعم المختلط، المصممة لتحسين اقتصاديات العمليات ومرونة التشغيل (Honeywell).
• النمو الإقليمي: من المتوقع أن تكون منطقة آسيا والمحيط الهادئ، بقيادة الصين والهند، أسرع الأسواق نموًا لمحفزات ODH، حيث تسعى الشركات المحلية لدمج تقنيات منخفضة الكربون وتلبية الطلب المتزايد على الأوليفينات (Sinopec).

بشكل عام، يبدو أن آفاق محفزات ODH في تطبيقات المواد الأولية البتروكيماوية من 2025 إلى 2030 قوية، متأثرة بالاستثمارات الصناعية في الاستدامة، والزخم التنظيمي، والتطور المستمر في مواد المحفزات وتصميمات المفاعلات.

الاستثمار، والاندماجات، والشراكات الاستراتيجية

تزايد النشاط الاستثماري والاستراتيجي المحيط بمحفزات إزالة الهيدروجين (ODH) للمواد الأولية البتروكيماوية مع تحرك القطاع نحو إزالة الكربون وتحسين كفاءة العمليات. في عام 2025، تلتزم شركات المحفزات الرائدة وشركات البتروكيماويات بتخصيص موارد كبيرة لتكنولوجيا ODH، مع التركيز بشكل خاص على إنتاج الإيثيلين والبروبلين من الألكانات الخفيفة.

تُعَد إحدى التطورات البارزة هي استمرار استثمار ExxonMobil في أنظمة محفزات ODH المتقدمة، سعيًا لتوسيع العمليات الجديدة للأوليفينات الخفيفة مع بصمات كربونية وطاقة جديدة. أعلنت ExxonMobil عن نيتها العامة لتوسيع برامج ODH التجريبية في منطقة الخليج، متعاونة بشكل وثيق مع مرخصي التكنولوجيا وموردي المحفزات لتسريع التسويق. وبالمثل، أعلنت BASF عن شراكات جديدة مع مؤسسات أكاديمية ولاعبين صناعيين، بهدف تطوير المحفزات المستقبلية بالتنسيق مع تكوينات المواد الأولية وظروف التشغيل الخاصة.

تشكل الشراكات الاستراتيجية أيضًا بين موردي المحفزات وعاملي البتروكيماويات البارزين. قامت Lummus Technology وSABIC بتوسيع اتفاقية التطوير المشترك في عام 2025 لتحسين محفزات ODH للتطبيقات الصناعية واسعة النطاق، مستفيدين من الأصول التشغيلية الخاصة بـ SABIC من أجل عمليات التجربة النمطية. في حين دخلت Clariant في تعاون مع Sinopec لتوطين إنتاج محفزات ODH في الصين، دعمًا لاحتياجات البلاد المتزايدة من تقنيات الأوليفينات حسب الطلب.

• كشفت Shell عن استثمارات مستهدفة في أبحاث محفزات ODH، تتماشى مع خريطة إزالة الكربون الخاصة بها، وتقييم التكامل التجريبي في آلاتها الرئيسية في أوروبا وآسيا.
• أعلنت John Cockerill عن استحواذ استراتيجي على حصة أقلية في شركة ناشئة أوروبية للمحفزات، مع هدف معلن يهدف إلى تسريع توسيع ونشر محفزات ODH بحلول عام 2026.

مع النظر إلى السنوات القادمة، من المتوقع أن تشهد سوق محفزات ODH المزيد من التركز، حيث تسعى الشركات المتمرسة للاستحواذ على الشركات الناشئة والابتكارات التقنية. من المحتمل أن تعزز البيئة التنافسية من الصفقات والترخيص، وخاصة في المجالات ذات الحوافز القوية لتقليص الانبعاثات والكهرباء. مع انتقال المشاريع التجريبية والنماذج إلى النشر التجاري، من المقرر أن تلعب الأنشطة الاستراتيجية والاستحواذات دورًا محوريًا في تشكيل السوق العالمي لمحفزات ODH في ترقية المواد الأولية البتروكيماوية.

التوجه المستقبلي: التحديات، والفرص، والتقنيات المدمرة

إن الساحة الخاصة بمحفزات إزالة الهيدروجين (ODH) في معالجة المواد الأولية البتروكيماوية مهيأة للتطور الكبير حتى عام 2025 وما بعده. تقدم تكنولوجيا ODH بديلاً واعدًا لعمليات التكسير التقليدية والتكسير، مع إمكانيات لتحسين كفاءة الطاقة وتقليل الانبعاثات الكربونية. ومع ذلك، فإن هناك العديد من التحديات التقنية والاقتصادية التي لا تزال قائمة، مما يُشكل الآفاق القصيرة المدى للسوق والابتكار.

تُعتبَر أحد التحديات الرئيسية هي تطوير المحفزات التي توفر مقادير عالية من الانتقائية ومعدلات التحويل أثناء العمل في درجات حرارة منخفضة. تعاني العديد من المحفزات الحالية من التفاعل السريع بسبب التكوين أو تتطلب مواد أولية باهظة الثمن مثل الفاناديوم أو الموليبدينوم. تستثمر شركات مثل BASF وClariant بنشاط في أبحاث لمعالجة هذه المحددات، مع التركيز على تركيبات أكسيد جديدة ودعائم محسنة لتعزيز الثبات والأداء.

تؤدي الضغوط المتعلقة بالاستدامة إلى فرص أمام ODH في اتجاهين رئيسيين. أولاً، تخلق الحوافز التنظيمية والسوقية للحد من انبعاثات CO₂ بيئة مواتية لـ ODH، التي يمكن أن تستخدم الأكسجين بدلاً من البخار أو الهيدروجين، مما يقلل من البصمة الطاقية. ثانياً، مع سعي الصناعة نحو الكهرباء والتكامل مع الطاقة المتجددة، هناك دفع نحو عمليات ODH التي يمكن أن تترافق مع المفاعلات الكهربائية النمطية، حيث يتم استكشاف ذلك بواسطة ExxonMobil وShell في برامج البحث والتطوير الكيماوية المتقدمة لديهم.

تشمل التقنيات المدمرة التي تُخطط قيد التنفيذ استخدام المكونات المعروفة بمادة perovskite والمحفزات من أكاسيد المعادن المختلطة، التي أثبتت جدارتها في التجارب المخبرية لزيادة عوائد الإيثيلين والبروبلين من الألكانات الخفيفة. تتعاون شركات مثل Sasol مع المؤسسات الأكاديمية لتطوير هذه المواد من الجيل القادم، بهدف إجراء عروض تجريبية تجارية بحلول أواخر العقد 2020. بالإضافة إلى ذلك، يتم تنفيذ مبادرات رقمنة – تشمل نمذجة أداء المحفزات ورصد معالجة الوقت الحقيقي – بواسطة Honeywell لتسريع التوسع وتحسين تشغيل المفاعل.

عند النظر إلى المستقبل، فإن تسويق محفزات ODH القوية والجذابة اقتصاديًا سيعتمد على تجاوز تحديات عمر المحفزات وتحقيق عوائد تنافسية. من المتوقع أن تزداد الشراكات الاستراتيجية بين شركات المحفزات، ومرخصي التكنولوجيا، ومنتجي البتروكيماويات، مع التركيز على النماذج السريعة والتحقق على النطاق التجريبي. نظرًا للدفع العالمي لإزالة الكربون وكفاءة الموارد، يُرجح أن تنتقل ODH من التطبيقات المتخصصة إلى دور سائد في سلسلة القيمة البتروكيماوية خلال السنوات القليلة المقبلة.

المصادر والمراجع

• BASF
• Shell
• Lummus Technology
• Clariant
• Honeywell
• Sasol
• Linde
• INEOS
• American Chemistry Council
• European Chemical Industry Council
• Johnson Matthey
• LyondellBasell
• ExxonMobil