水泥、钢铁和化工行业在生产过程中都需要使用碳和化石燃料,因此这些行业也是全球碳排放的“大户”。然而,通过技术创新和合作,我们能够实现对这些“难减排”行业的去碳化。
作者:Anne-Laure de Chammard,西门子能源
在避免气候灾难的竞赛中,人们关注的重点往往是如何减少可避免的排放,特别是二氧化碳的排放。但是,那些难以避免的排放呢?这些所谓的“难减排”行业为全球带来了很大一部分的碳排放,而减少这些排放是实现更绿色未来的关键。
“难减排”行业包括钢铁、水泥和石化行业等。这些行业都将碳作为其生产过程中不可或缺的一部分,其温室气体排放量约占世界总排放量的30%。例如,水泥的主要成分之一熟料是通过将石灰石进行高温燃烧而制成的。石灰石中的碳会在加热过程中释放出来,碳与大气中的氧气结合后会形成二氧化碳。 这是水泥生产过程中不可避免的一环。
国际能源署(IEA)《2022年世界能源展望》报告描绘了一幅可怕的图景:在既定政策情境下,即如果我们继续执行目前的政策,气温平均升幅将达到 2.5℃。如果再继续下去,我们将无法将全球升温控制在1.5℃。而只有到2050年实现净零排放,才可能将升温保持在可控水平。这意味着我们需要减少包括工业行业在内的所有领域的排放,这也需要每年4万亿美元的投资。
尽管人们可能会认为这些“难减排”行业不可能实现去碳化,但如果我们无所作为,气候目标就无法实现。目前,我们离实现联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)制定的目标还相差甚远。2021年,能源使用和工业生产过程中产生的二氧化碳排放增加,逆转了2020年因为疫情带来的排放下降的趋势。如果继续这样下去,我们无法将全球升温控制在1.5℃。
其实,在乌克兰危机扰乱全球能源市场之前,如何减少工业领域的排放就已经是艰难的挑战。而这场冲突对电力和能源的价格以及全球供应链都造成了极大的影响。
这也是能源系统转型的转折点。随着天然气价格和电力价格处于历史高位,能源供应多样化的结构性改变将有助于我们加快能源转型。我们已经看到美国发布的2022年《通货膨胀削减法案》和欧盟 “Fit for 55”一揽子计划(欧盟计划到2030年将温室气体净排放量与1990年的水平相比至少减少 55% 的目标),以应对这一挑战。
合作与创新
那么,我们要如何解决“难减排”行业的去碳化难题?简而言之,这是一项艰巨的挑战。
首先,我们需要专注创新,特别是在能够通过使用替代品减少大量使用碳的领域。例如,西门子能源正以其先进的燃气轮机技术推动去碳化。目前,西门子能源的多种燃机机型已经具备掺氢燃烧的能力。 到2030年,我们所有的燃气轮机将具备100%燃烧的能力。
化工行业将成为“氢能就绪”的受益者。在巴西,西门子能源正在与最大的热塑性树脂生产商之一的Braskem展开合作,共同设计了一个发电厂。凭借西门子能源先进的燃气轮机,该发电厂可以使用氢气含量高达60%的残余工艺气体。如此,Braskem实现了二氧化碳排放大幅降低。
我们需要的不仅仅是创新本身。为解决“难减排”行业的排放问题,我们必须携手合作。如果继续独自行动,或许可以减少个别某些领域的排放。但只有通过携手合作和知识共享,我们才能使这些创新措施应用在更多的地方,发挥更广泛的作用。
以上两个方面,暨技术创新和合作,也需要政策的大力支持。因此,只有凝聚政策和企业的力量,能源转型才能实现,这些创新技术也才能以可承受的价格为所有人服务。
确保能源安全,推进去碳化
能源安全问题作为能源转型的核心,是与能源的经济性和可持续性相辅相成的。这要从投资开始说起。能源项目都需要大规模的资金投入,而且项目周期长达几十年。
例如,像变压器这样的产品,使用寿命长达 30 或 40 年。因此企业一般都只有在确信政府会长期支持的情况下,才会做出这些长期决策。因此,政策的支持尤为重要,如政府进行投资或提供贷款。
能源的经济性是下一个难题。能源转型的最大障碍之一是价格。若钢铁制造业使用更绿色的替代燃料,材料成本会翻倍。而对于水泥业而言,若选择更环保的材料替代熟料,价格将会增加三倍。因此,这些更环保的方案只有在经济上可行时,才能实现大规模应用。而政府可以通过鼓励投资,来帮助行业降低这方面的成本。
今年,价格对电力市场的影响也比以往更加深远。乌克兰危机并不是导致电价飙升的唯一原因:多年来,高昂的材料成本和碳价不断推高电价。虽然这给市场带来了一些问题,但也带来了一线希望:更清洁、更高效的技术,比如绿氢,可能会变得更有竞争力,进而推动行业转型。因此,每一个项目都使我们离目标更近一步。
我们距离2030年的目标还有不到十年的时间,因此我们需要利用现有的大部分基础设施来实现目标。要实现减排目标,我们必须要推进“难减排”行业的去碳化。这意味着我们需要快速思考,迅速行动。如果能做到这一点,这一艰难挑战将得以解决,我们也将更接近更加绿色的未来。
Anne-Laure de Chammard, 西门子能源执行委员会成员,低碳工业集团业务负责人
2022年11月
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