亚博APP官方下载:評論與展望:清潔和高效的工業用熱

日期:2019-08-13 11:14:23 作者:亚博APP官方下载

評論與展望:清潔和高效的工業用熱 來源:中國新能源網 china-nengyuan.com 更新時間:2018-01-24 16:30:02 [我要投稿] 評論與展望:清潔和高效的工業用熱

工業供熱的電氣化,例如用於鋼鐵生產的電爐,僅僅是工業用熱脫碳的一系列選擇之一(照片:Shutterstock)

  工業用熱占工業能源需求的三分之二,幾乎占全球能源消耗的五分之一。它也構成瞭每年直接排放的大部分工業二氧化碳,因為絕大多數工業用熱源於化石燃料燃燒。盡管這些數字令人印象深刻,能源分析卻往往缺少工業用熱的部分。這就是為什麼今年的“世界能源展望”對我們能源系統這一重要領域進行瞭深入的研究。

  盡管2017年“世界能源展望”中體現的工業熱量需求(在所有溫度水平上)都在增長,但根據溫度要求,潛在的驅動因素是不同的。低溫和中溫(低於400攝氏度)的熱量占到2040年工業熱需求總量增長的四分之三,這是由能源密集型產業減少導致的。

  這是歷史趨勢的逆轉:在過去25年中,由於中國的鋼鐵、水泥等重工業的快速發展,高溫熱量占總體熱需求增長的三分之二。也就是說,發展中的亞洲繼續推動著我們的需求增長:2040年前,僅僅在這個地區,中低溫需求的增長就占到全球工業用熱需求增長的一半左右。

  除歐盟和日本以外,到2040年,大部分地區的低溫熱量使用量都將增加。包括發展中國傢在內的各地區,高溫熱量的前景變化更大。中國成為全球主要驅動力,印度的增加也很明顯。

  隨著工業熱量需求的不斷增長,它在與能源相關的二氧化碳排放量中所占的份額也相應增加,到2040年將占全球排放量的四分之一。為減少這一全球趨勢而采取的努力將面臨各種挑戰。首先,工業熱量通常在現場產生,使得它比大型火力發電廠等相對集中的部門更加難以管理。與其他部門相比,這一領域的政策點也很有限。

  其次,雖然住宅和商業建築的供暖需求有明確標準,但工業供熱包括瞭各種工藝、用途的多種溫度水平。例如,水泥窯需要高溫,而食品工業中的幹燥或洗滌應用則在較低的溫度下運行。

  根據所需的溫度水平,可以選擇使用不同的技術和燃料,但是這些選項通常是不可互換的。例如,來自熱泵的低溫熱量不能取代燃氣鍋爐的高溫熱量。

  當今的工業用熱需求主要依賴於化石燃料、生物質能和電力,而在某些領域隻有非常小的可再生資源份額。因此,要達到脫碳的目的就需要工業熱量生產過程必須有巨大的轉變。而這一目標有助於遵循“可持續發展情景”中定義的低碳發展路徑,是一個新的全球情景,為實現三個關鍵政策目標:氣候穩定、空氣清潔、使用現代能源,提供瞭一個綜合的方法。減少工業熱量用能的最佳選擇將取決於具體的使用場景和所需的溫度。

  燃料轉換可以帶來一些好處,例如用天然氣代替煤炭,但是為瞭更加雄心勃勃的氣候目標,需要更多的轉型解決方案。例如,在一定條件下,電氣化可以是一個低成本並可持續的選擇 - 熱泵可以成為低溫和中溫需求的經濟解決方案。對於特定的高溫工業過程,例如電力鋼鐵生產,電氣化也是可能的。然而,電氣化的可持續性取決於電力行業的廣泛脫碳,以實際減少系統層面的排放。

  對於低於400攝氏度的應用,直接用可再生熱源(如太陽能和地熱)也是經濟的,但是它們不易於集成到所有的工業設施中。生物能源可用於高溫熱需求,但需要一定的運行條件並受到地區資源的限制。

  通過部署碳捕獲、利用和儲存(CCUS),工業用熱可以脫碳。例如,在工業過程(如甲醇生產)中循環利用二氧化碳或在永久存儲之前去除煙氣中二氧化碳的技術。

  最後,通過使用現代化設備,改善絕緣或熱回收,提高終端的使用效率可以在熱量產生之前就減小需求。在采取行動使剩餘熱量脫碳之前,通常限制總體熱量需求是首先要采取的策略。

  最終,能源提效措施的廣泛部署和這些選項的最低成本組合,可以為工業供熱指明可持續發展的未來之路。制定適當的監管框架是確保投資更有針對性、使未來成為可能的關鍵因素。

  (本評論的作者是WEO能源分析師Elie Bellevrat和Kira West。原文來自:國際能源署)

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