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美国工业帐户30%国家温室气体(GHG)排放量,而工业部门在全球范围内说明40%在所有温室气体排放中。切换到可再生能源仅解决工业排放的一部分。但是,有一些技术和方法准备减少行业的排放,以及可以使该行业完全脱碳的创新。
行业对气候变化的贡献
自1990年以来,工业流程一直是增长最快的温室气体排放来源之一,在过去的三十年中几乎三倍。这种增长部分是由于上升二氧化碳排放,也增加了生产制冷和空调的使用氢氟化合物(HFCS),有效的温室气体。直接工业部门的排放源于燃料的现场燃烧或工艺生产本身固有的化学反应的工艺排放。
今天,直接工业排放账户23%美国温室气体排放量,使其成为运输和电力后发射最高的部门。增加工业用电的总贡献为美国排放量的30%。美国能源信息管理局(EIA)预计美国对能源的需求工业部门到本世纪中叶增长约36%。
美国是到2050年为零净经济设定目标的60多个国家之一。全球低于2010年水平的45%到2030年,将为世界提供实现这些目标的最佳机会。如果我们不符合2030年的目标,那么在理论上,如果我们采取的行动能够使我们能够在20年后加速减少排放量,那么在理论上可以“赶上”。从许多工业脱碳解决方案所需的研究,开发和示范(RD&D)开始,可以使这些加速排放。
四大
美国最大的发射工业部门 - 化学物质,炼油,水泥和钢 - 是开始脱碳的好地方。
化学部门是美国工业温室气体最大的发射极(尽管全球排放量的比例少得多),因为化学物质是制造塑料,橡胶,泡沫,染料,染料,粘合剂,肥皂和洗涤剂的必不可少的基础,可有助于服装的制造,包装,电器和电子,车辆和机械,办公室和工业设备,药品,个人护理产品,建筑材料,家具和医疗保健工具。
许多化学物质是通过炼油油制成的,就像石油和天然气一样。大多数美国运输都在天好用的买球外围app网站然气和石油上运行,但是随着电动汽车变得越来越普遍,这可能会改变,从而减少了一些对炼油的需求。但是,化学品将继续需要炼油厂,因此必须将这些设施脱碳。切换到更可持续的燃料并使用碳捕获,使用和存储(CCU)可以成为解决方案的一部分。
钢制占美国工业排放量的5%。指某东西的用途绿色氢可再生能源和CCU可以提供近期和长期脱碳的机会。在钢生产中使用氢几乎消除了直接碳排放。此外,新的电解炼钢工艺有可能大大减少钢材的排放。在美国,钢铁的低碳产品标准可能刺激采用这些技术,同时保持美国钢铁在国际上具有竞争力。
水泥的生产是混凝土中的关键成分,占美国温室气体排放量的1%以上全球排放量的7%。脱碳水泥具有挑战性,因为制造过程涉及加热石灰石在极高的温度下产生石灰,发出二氧化碳。碳捕获和存储(CCS)和/或对组成水泥的成分的基本变化将需要减少这些过程排放。一些用于脱碳水泥的选项尚未在市售中获得,受资源可用性的限制或取决于使用某些输入或特定于植物的技术。可交易的低碳水泥标准将提供一种有针对性的方法来降低水泥部门的排放强度。
减少工业排放的主要挑战和解决方案
虽然企业,产品,设施规模和配置的多样性往往排除用于工业排放的一定大小的解决方案,但几个总体挑战和横切解决方案遍及整个部门。
技术和经济挑战
重工业需要高温,如今几乎完全通过燃烧化石燃料而产生。例如,产生某些高价值化学物质需要接近1,832华氏度的温度,并且生产钢的爆炸炉甚至在2,732F以上的温度下运行。
使这些过程充气并切换到可再生资源可以帮助减少某些过程中的排放。但是,电气化,尤其是在大规模上,对于当前技术,电气化可能是不切实际且昂贵的。只有少数清洁的选择可以达到足够的高温。
CCUS并切换到清洁氢燃料以产生热量可以消除大多数排放。CCU对于消除未通过燃料切换来解决的过程排放尤其重要。但是在大多数情况下,这些技术的工业应用处于其昂贵的初始阶段。没有脱碳政策要求并激励投资,就没有采用CCUS和转换燃料的真正市场信号。
工业脱碳的障碍
一种碳的价格被视为减少整个经济排放的最有效方法。但是,政治抵抗使美国采取了逐行的脱碳方法,并依赖激励措施,有时还代替标准来代替授权。这是否会在工业排放中起作用。
这美国基础设施投资和就业法,11月15日签署为法律,为工业排放示范项目提供了5亿美元,该项目在水泥,铁和钢铁等领域测试和验证减少排放的技术。法律中的其他规定创建了计划,试点和展示方法,以将碳从工业设施中永久捕获的碳永久捕获。建造更好的行为,于11月19日清理了房屋,还包括解决工业排放的基本规定。该法案将扩大并大大提高碳固存的税收抵免,并为清洁氢的生产创造新的信用。它还包括40亿美元用于部署可以加速工业设施排放的高级技术。对Build Back Better Act的投资,再加上《基础设施投资和就业法》,将使2030年的减排目标达到范围。
一些气候倡导者的怀疑,他们担心它会锁定化石燃料基础设施,并可能继续依赖化石燃料,以增加可再生能源的使用,这可能会导致碳捕获的激励措施。当地的拥护者担心激励措施会使工厂能够使工厂经过很长时间的生活,同时未能遏制其他伤害附近社区的污染物。其他人则对一个世界的愿景降低了行业,并且整体上的消费量较小,制造工艺较小,污染且循环较大。
工业生产商还面临来自消费者的挑战,他们可能不愿接受其产品的低碳版本。建筑公司可能无法购买由零碳水泥制成的混凝土,因为它尚未包含在建筑法规中。这些产品当前处于不利地位,因为它们的成本更高。
美国领导的首先搬家联盟,在格拉斯哥举行的联合国气候会议上揭幕,有25家创始成员公司,他们承诺通过购买近零排放钢,水泥,铝和化学品等早期供应,以支持实现净零目标所需的创新。同样,气候群体已经成立了承诺购买零碳钢和混凝土的买家俱乐部。同时,成长清单钢铁生产商(包括世界上最大的生产商)已承诺到2050年进行碳中性,波特兰水泥相关的路线图到碳中性混凝土。
在整个供应链中建立对低碳工业产品的接受甚至需求,将接受教育,行业标准,采购政策,经济激励措施和低碳产品标准。
美国最大的发射工业部门 - 化学物质,炼油,水泥和钢 - 是开始脱碳的好地方。
驱动工业创新
需要做些什么才能使工业部门脱碳?在全球范围内,公司感到将其业务模式与净零经济保持一致的压力。越来越多的公司已承诺成为中立碳或满足基于科学的目标,但是很少有工业公司在这些列表中。能源过渡委员会概述一个计划对于脱碳化重工业,发现技术可能存在或可以实现,而且价格合理,占全球GDP的0.5%。但这并不容易。决策者,投资者和企业将在未来十年内采取大胆的行动,以实现脱碳之路。
美国开始在工业部门通过税收抵免,融资工具并通过将大量美元投入研究,开发,演示和部署(RDD&D)程式。合作,例如工业创新计划将关键的行业参与者和环境团体聚集在一起,以确定促进这场新的低碳工业革命所需的政策。他们的建议旨在“提高技术演示和部署,基础设施开发,公共和私人采购计划和计划,以及其他努力推动采用低碳技术和实践的努力”。
从根本上讲,这些工业产品的消费者需要接受和要求零碳产品,但我们还有很长的路要走。无论是对改变业务方式,成本和质量问题的抵抗,还是行业标准,供应链上的买家都将成为工业脱碳的重要组成部分。零售消费者可以帮助创造对低碳工艺制造的产品的需求。最终,民选官员和监管机构需要通过激励和标准来限制工业部门的污染。在行业,消费者和社区之间为未来和共同的责任感建立共同的愿景是向气候安全经济过渡的核心。