中國儲能網訊:根據國際能源署統(tǒng)計數據,全球能源相關工業(yè)二氧化碳排放占總排放量的23%,僅次于電力部門(40%)。各國工業(yè)碳排放占比和結構不盡相同。在我國,工業(yè)直接碳排放占比高達39%,主要來自鋼鐵、建材、化工和有色等工業(yè)生產過程。推動工業(yè)脫碳是實現全球凈零排放的關鍵。本文梳理2020年以來歐盟、英國、德國、美國、日本、韓國等國家和地區(qū)工業(yè)碳減排的戰(zhàn)略和舉措,剖析其戰(zhàn)略框架、政策特點和技術路徑,提出對我國工業(yè)碳減排的啟示與建議。
1、主要發(fā)達國家工業(yè)脫碳戰(zhàn)略的特點
1.1 制定循序漸進的工業(yè)減排目標
為有序推動工業(yè)碳減排行動,主要國家制定了循序漸進的工業(yè)減排目標和路徑。英國在《工業(yè)脫碳戰(zhàn)略》中提出2035年工業(yè)排放量削減三分之二,并提出分階段的政策和技術部署框架;德國2021年最新修訂的《聯邦氣候保護法》中規(guī)定,到2030年工業(yè)必須減少大約一半的排放量(與1990年相比),并細化了逐年漸進式減排的約束性目標。
1.2 將低碳技術創(chuàng)新置于工業(yè)碳減排戰(zhàn)略核心
各主要國家將技術創(chuàng)新視為降低工業(yè)碳減排成本和保持競爭力的核心手段。通過加大投資力度、項目示范、創(chuàng)新商業(yè)模式等措施加速工業(yè)低碳技術創(chuàng)新。未來10年,英國將投資10億英鎊建立凈零創(chuàng)新組合基金,撬動35億工業(yè)和學術機構資金支持,加速低碳技術創(chuàng)新和創(chuàng)立新的商業(yè)模式;德國政府提出工業(yè)脫碳投資計劃,未來三年為低碳工藝、流程和產品的研發(fā)、測試和示范提供約20億歐元資金;日本提出未來五年為工業(yè)等部門脫碳變革性技術創(chuàng)新提供10萬億日元;韓國將在2030年前投資6.7萬億韓元開發(fā)氫還原鐵、高碳原料替代、電加熱分解等工業(yè)減排核心技術。
1.3 產學研合作加大科技創(chuàng)新供給力度
英美德等發(fā)達國家還通過公私合作籌建新研發(fā)機構的方式為工業(yè)碳減排提供先進技術和解決方案。英國提出建立虛擬工業(yè)脫碳研究和創(chuàng)新中心,美國聚焦工業(yè)加工電氣化和金屬工業(yè)脫碳主題,籌建制造業(yè)創(chuàng)新研究所。德國成立能源密集型產業(yè)競爭力中心,作為政產學研一站式平臺,致力于聯合各利益相關者為能源密集型產業(yè)提供咨詢、技術和資金。
1.4 引入市場、金融、稅收等多種政策工具保障工業(yè)低碳轉型
工業(yè)低碳轉型面臨政治、經濟、技術等多種不確定性和風險,各主要國家引入了多樣化政策工具,以掃除工業(yè)領域脫碳存在的障礙。以英國為例,英國提出短期以政府干預、政策激勵為主,通過設立低碳技術研發(fā)和示范政府基金、加大綠色融資、碳定價、推廣綠色產品等措施,刺激低碳產品投資和消費;中長期以市場機制為主,逐步建立完善的碳定價、碳交易、能效監(jiān)管、國際貿易協定等更廣泛的政策框架。在與環(huán)境政策的協調方面,英國和日本均提出完善環(huán)境監(jiān)管法規(guī),確保新的脫碳技術和政策有助于實現環(huán)境目標。
1.5 加強和深化國際合作加速工業(yè)脫碳進程
國際合作是實現高效減排、釋放市場潛力的重要手段。七國集團在《G7工業(yè)脫碳議程》中提出加強政府和多邊平臺在市場監(jiān)管、標準制定、投資及采購等關鍵問題上的合作。例如建立綠色買家聯盟為低碳工業(yè)產品創(chuàng)造市場。加強清潔能源部長級會議、“使命創(chuàng)新”、加速CCUS技術計劃等現有多邊平臺的作用。日本提出將加強與美歐等在關鍵技術標準化和規(guī)則制定方面合作,與新興經濟體合作擴大綠色產品市場。
2、發(fā)達國家工業(yè)脫碳主要技術路徑
2.1 提升能源和資源利用效率是降低工業(yè)碳排放的首要途徑
工業(yè)數字化技術日益受到重視,被認為是提升工業(yè)效率的有力手段。英、美等國強調在工業(yè)場所中廣泛部署智能儀表和能源管理系統(tǒng)來提升能效。同時,利用高性能計算、數字孿生、3D打印等技術優(yōu)化能效和產品設計,通過智能制造、數據分析等進行生產線的建模模擬、狀態(tài)監(jiān)測、工藝優(yōu)化等。
2.2 工藝流程創(chuàng)新結合CCUS是降低工業(yè)直接排放的有效方法
各主要國家在鋼鐵、化工等行業(yè)加速工藝流程低碳再造,例如氫冶金、氫基化工、鋼化聯產等技術和工藝應用,并挖掘CCUS技術在工業(yè)中的應用潛力。美國能源部制定了碳捕集率超過95%的技術開發(fā)目標;英國針對工業(yè)集群分批部署CCUS基礎設施網絡,計劃到2040年建成全球首個零碳工業(yè)集群;日本致力于打造全球首個CO2綜合運輸系統(tǒng)。各主要國家重點探索高效的碳捕集技術、模塊化碳捕集系統(tǒng)、針對分布源的直接空氣捕集等。
2.3 低碳燃料替代是實現工業(yè)可持續(xù)減排的重要手段
各主要國家國重點關注的替代技術主要有低碳電力、氫能和生物能源等。如開發(fā)電鍋爐、電窯爐、電熔爐等工業(yè)電器,工業(yè)熱泵、微波/紅外/感應加熱等供熱技術,以及電解煉鋼、電化學制化學品等新型工藝。氫和生物能源結合碳捕集(BECCS)技術是高碳燃料替代的重點方向。
2.4 能源和資源的回收利用是形成工業(yè)循環(huán)經濟的重要基礎
工業(yè)余熱回收利用、將工業(yè)廢熱與CCUS技術集成等,實現工業(yè)熱的循環(huán)利用。此外,各國重視廢物利用以及再生材料開發(fā)。日本尤為注重發(fā)展碳循環(huán)經濟,強調通過碳循環(huán)利用技術實現捕集CO2的高效轉化利用,重點發(fā)展CO2制塑料、功能化學品、燃料、水泥和混凝土等技術。
3、對我國工業(yè)碳減排的啟示與建議
(1)統(tǒng)籌規(guī)劃工業(yè)部門碳減排的實施方案。當前我國工業(yè)化進程尚未完成,需總體謀劃和科學制定工業(yè)部門的低碳轉型戰(zhàn)略和路徑,研究市場、金融、環(huán)境等多種政策工具在不同時期的組合應用,實現工業(yè)有序減碳和可持續(xù)增長。
(2)研究制定工業(yè)碳減排科技創(chuàng)新專項行動計劃。開展工業(yè)碳減排技術需求評估和論證,制定中長期工業(yè)綠色技術創(chuàng)新專項研發(fā)計劃,突破諸如氫煉鋼、綠氫制備、工業(yè)碳捕集和利用、燃料替代等產業(yè)核心低碳技術的研發(fā)和推廣應用,建立自主可控的新型工業(yè)綠色技術體系。
(3)加強科技創(chuàng)新供給,完善產學研合作機制。加大科技創(chuàng)新資源整合力度,推動科研項目與產業(yè)發(fā)展、企業(yè)需求更加緊密對接,建立一批碳密集型工業(yè)企業(yè)、研究機構、大學整合研究和創(chuàng)新中心,加速科技成果轉化和產業(yè)化落地。
(撰稿人:孫玉玲 岳芳 秦阿寧 滕飛)
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