美国能源部日前发布最新报告指出，美国工业领域整体减排动力不足，在实现气候目标方面“偏离正轨”，其中，石油精炼、钢铁、化工、水泥、铝、玻璃、食品饮料加工、纸浆和纸张这8个关键工业领域脱碳进程严重滞后。美国能源部认为，尚未成熟的脱碳技术和庞大的资金需求是工业领域脱碳最大的阻碍。
工业减排贡献“少得可怜”
据了解，美国的目标是到2030年将排放量较2005年水平减少50%、到2050年实现净零排放。但根据美国能源部数据，2020年，全部工业排放二氧化碳占美国一次能源相关二氧化碳排放量的30%，相当于13.6亿吨二氧化碳当量；2021年，仅上述8个工业领域排放量就占美国温室气体排放总量的14%；2023年，这一占比进一步升至25%。
碳排放量最高的5个行业分别是石油精炼、化工、钢铁、水泥和食品饮料，这些行业约占美国工业领域能源相关二氧化碳排放量的51%。其中，石油精炼和化工领域排放量最大，占8个工业领域排放总量的60%以上、占全美排放总量的7%。水泥行业也是减排重点对象，约占美国二氧化碳排放量的1%-2%，占全球二氧化碳排放量8%。
美国能源部指出，为确保工业领域同步实现气候目标，美国需要利用示范项目降低公共和私人投资风险，缩小现有技术与脱碳解决方案之间的成本差距。同时，将工业脱碳战略整合到资本规划、设施改造和设备停机时间中，并通过电气化等高潜力替代技术或生产方案使工业脱碳组合多样化。此外，从政府层面，美国应加快审批输电和清洁发电项目，建设或扩大区域枢纽和公共基础设施，并通过提供财政支持和税收抵免等优惠条款，鼓励更多商业脱碳示范项目落地，降低投资成本。
技术和资金均存挑战
美国化学理事会表示，工业领域脱碳进展缓慢的常见原因包括脱碳技术手段不成熟且成本高、客户对低碳产品需求不明或不确定，以及大部分企业不愿成为“出头鸟”。
美国能源部预计，如果推动脱碳顺利，到2030年，8个工业领域可以减少多达40%的排放量，同时仍能保持10%的企业回报率；但如果仍未解决技术和资金挑战，2030年之后，这些工业领域脱碳行动将步履维艰。
需要注意的是，水泥行业脱碳解决方案在美国目前仍处于试点阶段，但是，到2050年，美国水泥行业排放量需要减少60%-70%才可能踏上净零路径。对此，美国波特兰水泥协会首席执行官迈克·爱兰表示，水泥行业需要大胆采用碳捕获和储存技术、增加替代燃料和能源效率措施使用等。
美国能源部指出，工业领域脱碳面临的挑战除了技术投资回收期长、基础设施缺乏，还有资金难题，预计8个工业领域可能需要高达1.1万亿美元的支出来部署脱碳技术，才可能实现到2050年净零排放目标。
“可部署的脱碳技术以及处于示范和研发阶段的技术都迫切需要投资。”美国能源部长詹妮弗·格兰霍姆表示，“鉴于大多数项目开发和融资都落在私营部门身上，应敦促政府扩大与私营部门的对话和合作，以加速关键技术商业化和部署。”
脱碳方案需“因业制宜”
业内人士认为，具有成本效益又能优化燃料或电力消耗的能源效率解决方案，可以帮助工业领域减排，但具体技术仍因行业而异，包括实时能源管理系统、废热回收等。
美国能源部表示，电网脱碳是减少工业领域排放的一个关键因素，到2030年，清洁电力行业有望减少15%的工业排放；石油精炼行业可以通过提高工艺和现场蒸汽及发电的能源效率、使用低碳能源和电力降低能源和原料的碳足迹；钢铁行业则应该加速向低碳和无碳燃料过渡，并扩大工业电气化，尝试开展氢钢生产、铁矿石电解、碳捕获和利用储存技术等变革性技术试点；水泥行业可以尝试改进现有流程以减少浪费，同时，采用突破性技术和创新化学解决方案，提高材料和能源效率，并配合碳捕获和利用储存技术使用；食品和饮料行业的脱碳方案包括改善能源效率、热泵技术、电气化等。
据美国可再生热能合作组织预计，到2035年，通过应用热泵技术，可以使美国本土食品和饮料加工业几乎完全脱碳。另外，化工行业有望成为最早采用氢气进行工业加热的行业之一，而水泥行业则有望成为绿氢应用前景最广的行业。
