Decarbonization of Methanol, Ammonia and Olefins production in the EU

The chemical industry plays a crucial role in the global economy, but it is also one of the largest contributors to greenhouse gas emissions. This thesis focuses on the Decarbonization Strategies for three of the most energy-intensive processes in the chemical industry – Ammonia, Methanol, and Olefins production in the European Union. The study evaluates current production technologies and examines alternative pathways that can significantly reduce carbon emissions, including electrification, carbon capture and storage (CCS), and the use of green hydrogen. A technical analysis is performed to assess the feasibility and scalability of these decarbonization technologies within the EU context, taking a reference process based on Best Available Techniques documents defined by the European Commission as well as supporting research. The results highlight the potential of integrated approaches combining green energy sources with innovative process modifications, which can achieve substantial emission reductions. The study concludes with recommendations for industry stakeholders and policymakers to accelerate the transition toward a low-carbon chemical industry in Europe.

L'industria chimica svolge un ruolo cruciale nell'economia globale, ma è anche uno dei maggiori contributori alle emissioni di gas serra. Questa tesi si concentra sulle strategie di decarbonizzazione per tre dei processi più energivori nell'industria chimica: produzione di ammoniaca, metanolo e olefine nell'Unione Europea. Lo studio valuta le attuali tecnologie di produzione ed esamina percorsi alternativi che possono ridurre significativamente le emissioni di carbonio, tra cui l'elettrificazione, la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS) e l'uso di idrogeno verde. Viene eseguita un'analisi tecnica per valutare la fattibilità e la scalabilità di queste tecnologie di decarbonizzazione nel contesto dell'UE, adottando un processo di riferimento basato sui documenti delle migliori tecniche disponibili definiti dalla Commissione Europea e supportando la ricerca. I risultati evidenziano il potenziale degli approcci integrati che combinano fonti di energia verde con modifiche di processo innovative, che possono ottenere sostanziali riduzioni delle emissioni. Lo studio si conclude con raccomandazioni per gli stakeholder del settore e i decisori politici per accelerare la transizione verso un'industria chimica a basse emissioni di carbonio in Europa.