政策解决方案

电气化

用电力产生热量
制造业

制造业排放的主要来源是用于产生热量的化石燃料燃烧许多工业过程需要。新型热泵,锅炉和通过清洁电力供电的炉子可以提供这些现有化石燃料热源的低排放量或零排放。

它们还可以提高当地空气质量,这鉴于许多制造设施都位于许多制造设施,并为低收入社区产生了不利的健康影响。

对于需要相对低温热量的制造工艺,电气化尤为前景,其包括30%的工业热量要求。其他生产过程,如干燥和固化,也可以使用电力代替化石燃料。

市场挑战

  1. 经济结构

    制造部门的经济结构呈现了更深脱碳的屏障。制造公司长期框架进行投资决策,购买的设备可以持续50年或更长时间。目前在其有用的运营生活中将静态运作设备电气充电非常少。此外,最大的工业GHG发射器倾向于生产高度商品化的材料。在竞争激烈的全球市场中,很少有机会获得低碳产品的溢价。此外,产品价值链的碎片意味着脱碳投资的必要资金可能不属于需要制定这些投资的公司。

  2. 技术限制

    许多制造工艺需要非常高的温度:以上华氏度高于700华氏度。目前,除了锅炉和炉子等化石燃料技术之外,还有很少的选择可以达到这些温度。由电力供电的高温热泵等创新尚未能够提供足够高的温度。

  3. 进入资本

    使用新的电气化技术取代现有设备的前期资本成本很高,特别是如果设备仍然在其估计的使用寿命范围内。工业生产商倾向于经营紧张利润率,可以获得更高的投资回报,以获得新的生产或产品开发,而不是现有设施的能源升级或重新加工。即使支出基于运营储蓄是合理的,确保足够的资金以使这些增量基础设施投资仍然是为制造业通信的障碍。

技术创新示例

技术阶段
研究与开发
验证和早期部署
大规模部署
研发
验证
规模

整个制造业技术的电气化提供了一种机会,可以更换具有低碳替代品的电流碳密集型系统。例如,制造使用的大部分能量用于工艺加热,其几乎完全由化石燃料供电。新型高温热泵,锅炉和由无碳电力供电的炉子的开发有可能将制造业从非电能的能源转移,并显着降低温室气体排放,提高空气质量。

作为电气化候选者的其他潜在制造过程包括机器驱动器和设施HVAC。根据应用,某些电气化技术是商业的,而其他电气化技术仍然是早期阶段。

电气化技术
电磁技术 - 如新的高温热泵,锅炉和由碳电力供电的熔炉 - 提供减少制造业的温室气体排放的关键机会。
研发
验证
规模

钢铁生产负责全球温室气体排放量的约5%。这些排放中的大部分来自化石燃料,用于通过碳水降低将铁矿石转换为钢,特别是在高炉中。现有的清洁生产技术包括使用天然气,熔融氧化物电解,CO直接减少钢铁到钢铁2捕获和储存,钢回收利用电弧炉用于一些炼钢应用,并用下温室气体原料更换炼钢过程中的煤。

目前,许多这些技术对原发性钢铁生产的现任工艺不具有竞争力。工业设施的缓慢股营业额对低碳生产方法的快速扩散呈现出挑战。使用低碳电或低温氢(而不是天然气)减少氧化铁与钢铁和钢铁是一种潜在的变革性技术,可以进一步降低钢部门排放。

低温钢
显示了用于减少现有炼钢工艺排放的两种工艺整合(PI)途径:煤炭和二氧化碳捕获和再循环的生物质替代。
研发
验证
规模

水泥的生产负责全球温室气体排放量的约7% - 大约40%的40%来自所使用的能量和来自CO的60%2通过加热石灰石化学释放。

水泥和混凝土中大量排放的机会包括有限公司2捕获和储存,开发低排放材料替代水泥/混凝土,回收寿命结束的混凝土,用于重用,以及消耗CO的过程和材料的开发2(而不是在水泥或水泥置换生产中产生它 - 从而使排放负水泥产生。

低/负温室气体
水泥生产释放了大量的二氧化碳排放,但新的方法和材料正在开发中,可能消耗更多的二氧化碳,而不是在水泥的生命周期中产生更多。

电气化政策建议