碳中和+｜重工业行业实现零排放的挑战

碳中和+｜重工业行业实现零排放的挑战本站　　文末附美国能源部2020年最新报告：《美国温室气体排放和降低清单：1990-2018》下载

　　文末附美国能源部2020年最新报告：《美国温室气体排放和降低清单：1990-2018》下载。

　　人口增加和社会繁荣，导致对这些材料需求的大幅增长。自2000年以来，全球对水泥、钢铁的需求增加了一倍以上，塑料（化学行业的重要产品）的产量也增长超过90％。

　　除了这些，重工业还将为能源行业的可持续转型，提供关键的材料和设施。在IEA的可持续方案中，可再生能源行业对钢铁的需求，到2070年，可能会是基准预测的三倍。水泥和塑料也会大量应用于各种清洁能源技术和基础设施中，包括电动汽车、风力涡轮机、太阳能电池板等等。

　　生产这些材料，需要耗费大量能源。在2019年，能源需求总量大致等于美国一次性能源的总需求，高达23亿吨，包括19亿吨化石燃料、2.5亿吨电力燃料，以及3000万吨生物燃料和850万吨电磁燃料。

　　在通往零碳排放（碳中和）的道路上，任何行业都必须大幅减少排放需求。目前，在所有国家和地区，重工业和交通运输行业，“降排难”都是同样的问题。很大程度上，是因为这些行业降低排放所需的技术，还处于发展的初期阶段，甚至还处于示范阶段。

　　这也进一步表明了，加快发展清洁技术创新的必要性。除了通用特征，重工业减排还面临行业自身的独特性挑战：

　　重工业工厂运营周期，通常长达30～40年。提前采用替代技术，往往导致巨大的成本浪费。所以，在新建工厂时，除非有足够好的改造技术和成本优势，能够降低碳排放强度，否则排放计划基本上属于可预测的“锁定”状态。

　　重工业大多在生产过程中需要高温高热，目前，这些热量仍然绝大部分依赖于化石燃料，大规模的在非导电场景中，利用电能供应高温高热，在技术实现的成本上仍然属于不切实际的观点。

　　至于其他技术应用，高温高热的需求，降低了可持续生物质的替代性和可用性空间。CCUS和氢能技术虽然能够提供高温高热，还能消除大部分排放，但这些技术在工业应用上，还处于很不成熟的早期开发阶段。

　　有些工业的排放，是其生产流程必然产生的结果。例如生产水泥过程中，燃烧是必须的流程之一，这个过程产生的二氧化碳，直接占到水泥行业直接碳排放的三分之二。要在这个过程中实现大幅减排，除非CCUS技术的明显进展，或者水泥生产工艺的根本性改变。

　　诸多重工业产品的交易，不仅是全球化的，而且市场竞争激烈。对于单个供应商或国家而言，如果因为降低碳排放转向更昂贵的生产工艺或燃料种类，那么其产品的性价比竞争力自然就会下降；而且利润率降低，也会使得工业企业无力投资新的碳排放技术应用。

　　按照既有条件看，未来50年，现有能源基础设施（发电、工业、交通、建筑）累计排放二氧化碳总量，可能高达7500亿吨。

　　2019年，电力和重工业排放占到了基础设施排放总量的60%。随着其他环节不断进行碳排放降低，到2050年，这两个行业的占比将更接近100%。尽管目前燃煤电厂仍然是最大的排放产生源，但重工业设施生命周期长，以及仍然有不断的新建工厂出现，是导致重工业排放占比不断攀升的核心原因。

　　钢铁和水泥工厂的常规生命周期是40年，化工工厂是30年，但实际上，很多工厂的实际运营时间都更长。过去20年中，发展中国家重工业产能大幅上升，也就是说，全球重工业工厂有很多还处于生命周期的早期或中期，平均只有10～15年。

　　当前，中国铁矿石产能占全球近60%，而这是钢铁生产流程中能耗最大的部分。中国的钢铁总产量，在过去的20年间增长了8倍。此外，中国的水泥产能也占到全球的一半以上。

　　化工行业的产能和发展周期，分布相对均匀一些。甲醇和高价值化学品（HVC）产能大部分都投资在可获得低成本化石原料的地区，尤其是北美、中东和中国。而且甲醇和HVC工厂的平均寿命只有10年。

　　不过，虽然重工业工厂的典型周期有30～40年，但大多数工厂会在25年左右就会彻底翻新，这是投资周期决定的。调整重工业投资和创新周期，能够明显降低工厂的排放负担。

　　当前，已有很多技术，可以降低重工业的排放，例如选择更好的技术，提高材料的使用效率，降低生产过程中的浪费，提高产品使用寿命，燃料转换，以及中底温环节的电气化等等。

　　根据预测，当前处于初级阶段的技术，到2070年可以发展到，帮助实现碳排放降低总量一半的水平，这其中，CCUS和氢气将会成为实现深度减排的两个关键技术系列。

　　重工业行业如果要为减排做出贡献，那么更为积极地尽早采用新的技术，至关重要。只有出现更多敢于吃螃蟹的公司，积极购买和使用新技术，才能够让技术更快地走向成熟、和规模化商用。对创新技术的积极使用，可以帮助商用前技术走向市场的时间，平均缩短近40%。

　　虽然和其他行业相比，大部分的政策支持需求是类似的，但对于重工业行业来说，也存在行业特殊性导致的独特性需求。

　　例如，因为重工业行业生命周期长，所以政策上应当建立更早的、可预测的政策信号和引导。重工业行业大多是面向全球性的市场化竞争，因此确保公平竞争环境的国际合作，也至关重要。（以下从略）

　　IEA虽然名称是“国际能源署（亦称国际能源机构）”，但并非联合国所属机构，而是经济合作与发展组织（OECD，也叫经合组织）的外设机构，该机构的职责是维护发达国家的利益，和第三世界国家对抗。例如，金砖五国中，中国、巴西、印度、南非，都不是IEA成员国，而只是其协会成员，俄罗斯更是被排除在外。远鉴智库认为，IEA因其所代表的利益主体，所以在英文原文中，对于公平竞争的表述，并不合理——例如暗示要求发展中国家在重工业行业，也对发达国家的公司采取同等、平等原则，这无疑将会给发展中国家的重工业公司，造成表面平等、实质上遏制发展中国家重工业发展的不公正结果。IEA所谓的公平竞争和开放，是以表象上的公平，掩盖发展权利和发展机会上的不公平，其结果是让发展中国家在竞争中处于劣势。因此，在「政策和行政作用」环节，远鉴智库的翻译和表述从略。——「远鉴智库·低碳经济发展研究室」注