化学工业脱碳:pvc案例研究的政策视角(英)

化学工业:脱碳从案例研究PVC政策见解大卫·m·哈特| 2022年10月最近对美国聚氯乙烯生产的价值链进行了首次研究。各国对所需政策的类型和顺序提供了宝贵的见解脱碳化工生产。关键的外卖按产量计算，聚氯乙烯（PVC）是第三大的塑料材料。美国。它主要用于耐久性应用，特别是建筑业，但是在汽车、医疗产品和其他行业也是如此。▪ 路径 "研究得出的结论是，PVC价值链可能能够实现80至90％的增长。公司减少90%2到2050年，美国将以适度的方式解决排放问题。使用今天接近成熟的技术，增量成本。▪ 联邦政府可以利用的最重要的直接方式是机会是支持示范项目，以评估 "一带一路 "的潜力。在现实世界的条件下，在商业规模的脱碳技术。▪ 第二个近期的政策机会是为初步建设提供联邦支持基础设施，如二氧化碳和氢气管道，这对我们来说是必不可少的。脱碳化工行业。▪ 从中期来看，联邦政策制定者可能需要提供税收或其他财政支持。对早期技术采用的激励措施，也应考虑 "清洁PVC"联邦政府资助项目的采购要求。▪ 从长远来看，将需要碳定价或空气污染法规，以便实现去碳化技术的广泛采用，同时制定贸易政策为国内生产商提供公平的竞争环境。itif.org 内容关键 外卖网................................................................................................................... 1介绍....................................................................................................................... 2一个 短暂的 总结 的 ”途径 来 除去碳素 的 聚氯乙烯 价值 链”...................................... 4研究中, 的发展, 和 示范 ......................................................................... 4基础设施..................................................................................................................... 6网格 脱碳 .......................................................................................................... 7激励 为 早期 技术 通过.............................................................................. 8“清洁” 采购.......................................................................................................... 9碳 定价................................................................................................................... 9空气 污染 规章制度................................................................................................... 10国际 贸易 政策............................................................................................... 11结论 ...................................................................................................................... 12Endnotes......................................................................................................................... 13介绍化学品部门是全球和国内三个排放最高的工业部门之一。美国。它在产品和工艺方面的多样性远远超过其他两个国家。领导者、钢铁和水泥，因此，其减排的解决方案可能是也更加多样化。乔治-梅森大学的能源科学和政策中心最近出版了第一个自下而上的脱碳成本和排放影响的模型。一个主要的化学工业价值链，"在中国实现PVC价值链去碳化的途径"。2050.”1 该研究的价值链方法提供了对一些最重要和最复杂的问题的细化分析。在不久的将来，有重要的机会使这个行业去碳化，以及一些主要的挑战。按产量计算，聚氯乙烯（PVC）是美国第三大塑料材料。国家。它主要用于耐久性应用，特别是在建筑方面，但也用于汽车、医疗产品和其他行业。美国的PVC价值链直接体现在它提供了大约15,000个工作岗位，工资高于平均水平，并且在世界范围内处于领先地位。出口。据 "路径 "研究估计，参与制造聚氯乙烯的生产设施有在2020年，负责约1800万吨（MT）二氧化碳（CO2）的排放。因此，PVC价值链本身就很重要。对它的 "路径 "研究也可能是对于深入了解更广泛的化学工业的去碳化路径非常重要。一些关键聚氯乙烯价值链中的排放源，如乙烯裂解厂（生产聚氯乙烯的工厂），以及其他一些工厂。乙烯--聚氯乙烯的关键原料）和发电厂，它们也生产高温的乙烯。工业用蒸汽（被称为热电联产厂或CHP）也存在于中国。其他价值链。另一方面，PVC价值链在某些方面是独特的。在特别是，由于PVC的耐用性，这种材料所体现的碳更有可能是信息技术与创新基金会 - 2022年10月第二页 与其他塑料材料相比，它在产品中的体现时间更长，甚至在产品被淘汰后也是如此。被丢弃。相比之下，一次性使用的塑料，如用于包装的塑料，更有可能燃烧或降解，从而在其结束时向环境释放碳。生命周期。因此，尽管该研究为联邦政策制定者提供了深入了解的机会，以催化化学工业的去碳化，它并没有产生具体的建议。聚氯乙烯是一种重要的产品，但它的重要性还不足以保证其自身的发展。政策。事实上，由于PVC价值链与其他价值链相互关联，因此不可能如果不对该行业进行重新配置，即使有人想使PVC生产脱碳，也是不可能的。这项初步研究必须得到验证，并在其他价值链中得到推广，然后才能进行任何建议将有充分的依据，值得采取行动。此外，该研究在少数技术选择上采取了深入的方法。一个更广泛的方法是包括使化学工业去碳化的选择，其中包括具有以下特点的技术尚未达到成熟阶段，以及能源和材料效率、产品替代、和回收利用。在对 "路径 "研究做了简要总结之后，本报告提出了三个方面的政策见解松散定义的时间尺度。近期的见解▪ 研究、开发和示范:最重要的直接的机会联邦政府的行动是鼓励和支持示范项目，这些项目将评估在现实世界条件下，商业规模的脱碳技术的潜力。▪ 基础设施:第二个近期的机会是，为一个初步的 "新 "项目提供联邦支持。基础设施的建设，如二氧化碳和氢气管道的建设，这将是一个巨大的挑战。对化学工业的去碳化至关重要。▪ 网格脱碳:虽然电网不是聚氯乙烯价值链的主要贡献者，但也是一个重要的组成部分。碳排放，加速电网去碳化，拜登政府已经设置为目标,将是有益的。中期的见解▪ 早期技术采用激励:一旦去碳化的基础设施开始如果要扩大规模，联邦政府应该鼓励尽早采用化学品，而不是一味地追求价格。用税收减免或合同等激励措施来生产脱碳技术的差异。▪ “干净”的采购:联邦政策制定者也可以通过以下方式鼓励早期采用建立低碳PVC的标准，并将其应用于联邦资助的项目。尽管这些政策将面临重大的实施挑战，原因是行业价值链的复杂性。长期的见解▪ 碳定价:确保有一个可预测的、不断上升的碳价格是一个有吸引力的办法。这是使化学工业去碳化的方法，因为它将涵盖化学工业的所有阶段。价值链，并允许合规成本按排放比例分配。信息技术与创新基金会 - 2022年10月第3页 ▪ 空气污染法规:代替碳定价，传统的点源空气法规可以适用于裂解炉和热电联产厂等设施，这些设施是最大的PVC价值链中的点源排放。▪ 国际贸易政策:在全球范围内实现公平竞争的联邦政策，如边境调整和出口激励措施，将可能是避免移民的必要条件。在国外进行生产，提高美国生产在国际上的竞争力。市场。聚氯乙烯价值链去碳化的途径 "的简要概述路径 "研究得出的结论是，PVC价值链可能能够实现80-90百分比减少有限公司2到2050年，在美国使用的技术的排放量今天，在一个适度的增量成本下接近成熟。行业的平均增量在美国生产的低碳PVC树脂的成本--"绿色溢价"。在研究的去碳化方案中，2050年的二氧化碳排放量约占总排放量的5%至15%。这个产品的价格在2020年。该研究的估计是基于一个模型，该模型代表了对美国聚氯乙烯有贡献的每个工厂。今天的生产。这些工厂是非常异质的。该模型假设了持续增长的在聚氯乙烯市场上，在其使用寿命结束时替换或升级工厂。报道"路径 "研究筛选了许多技术选择，并探讨了两个主要的去碳化方法详细的路径：碳捕集与封存（CCS）和氢燃料。对于每个途径，该研究审查了不同严格程度的代表性政策以及游戏------。不断变化的技术创新。模型中的技术采用选择是在工厂层面上做出的，基于工厂特定的经济和工业条件以及政策和技术假设都是建立在这些因素之上的。每种情况下。CCS是一项资本密集型技术，运营成本相对较低，而且规模经济有利于大型工厂的应用。非常严格的政策或突破性进展降低CCS的资本成本，推动研究模型在2030年之前实现大幅减排如果支持性的基础设施已经到位，到2040年，在更现实的假设下。使用氢燃料的脱碳比CCS的资本密集度低，而且氢气的成本对天然气的成本和生产规模很敏感。非常严格的政策或非常在该研究的模型中，如果支持低成本氢气，到2040年将推动大量减排。基础设施已经到位，而到2050年，则需要更现实的假设。许多不确定因素可能影响研究的结果，而且其模型不包括上游和下游。排放。此外，为了实现任何一个去碳化的目标，都需要政策干预。通路的研究探索。研究、开发和示范支撑主要途径的技术的基本特点是：1.研究，CCS和氢燃料，是众所周知的。两者都已经被研究了几十年。两者都有在化学工业之外的各种应用，因此，不仅人们对其感兴趣，而且还对其感兴趣。能力强的研发密集型企业、学术机构和政府实验室在全球范围内与该行业相关的，但在该行业之外的许多其他行业。虽然出乎意料永远不能排除突破的可能性，关键的技术经济挑战可能是信息技术与创新基金会 - 2022年10月第4页 在追求这些途径的过程中，遇到的问题在于使基本技术适应特定的环境。化学工业应用。这种挑战最好通过示范项目来解决。国际能源机构(IEA)将技术示范定义为 "原型的运行......达到或接近商业水平规模，目的是提供技术、经济和环境信息"。2成功的示范给开发者、用户和投资者灌输了信心，使他们相信一个从技术和经济角度来看，技术的表现是可以预测的。之所以需要示范项目，是因为很难推断成本与效益。从较小的原型机的经验来看，商业规模系统的性能，特别是对于复杂的技术和系统，如化工厂。3研究中的工厂所采用的关键技术，如带CCS的热电联产，以及裂解炉和以氢气为燃料的热电联产，还没有在商业规模上得到证明，而且成本很高。这类项目所带来的风险，特别是在利润率不高的商品行业。可能是令人生畏的。对8个部门的示范项目进行