为休斯顿及其他地区获取工业脱碳的好处

作者和致谢 Authors 纳比尔 · 本努纳 · 梅根 · 格罗斯 - 威尔金森 ·鲁西达(明星) 林 · 巴勃罗 · 穆尼奥斯 · 道格拉斯 · 沃森 ，特派团可能的伙伴关系 作者按字母顺序列出。除非另有说明 ， 否则所有来自 RMI 的作者。 联系人 布莱恩 · 费希尔,bfisher @ rmi. org纳比勒 · 本努纳,nbennouna @ rmi.org 版权和引文 梅根 · 格罗斯 - 威尔金森 ， 巴勃罗 · 穆尼奥斯 ， 鲁西达(明星) 林 ， 纳比尔 · 本努纳和道格拉斯 ·沃森 ，为休斯顿及其他地区获取工业脱碳的好处, RMI, 2024,https: / / www. rmi. org / caping - the - the - benefits - of - industrial - decarbonization - for - houston - and - beyond. RMI重视合作，并通过分享知识和见解来加速能源转型。因此，我们允许有兴趣的相关方通过Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0国际许可协议引用、共享和引用我们的工作。https: / / creativecommons. org / licenses / by - sa / 4.0 /. 除非另有说明 ， 否则所有使用的图像均来自 iStock. com 。 AcknowledgmentsRMI 感谢Greater Houston Partnership；Houston Energy Transition Initiative，包括Jane Stricker、 Kera Gautreau和Scott Nyquist，以及Initiative工业去碳化工作组的成员；还有ERM对本报告的贡献。 这项工作得到了Mission Possible Partnership (MPP) 的慷慨支持，MPP 是一个联盟，支持公共和私营部门合作伙伴推动行业向到2050年实现净零温室气体排放的转型；同时也得到了RMI 的支持，RMI 是一家独立的非营利组织，专注于通过市场驱动的解决方案转型全球能源系统，以符合1.5°C 的未来目标，资助方为贝佐斯地球基金。 关于 RMI RMI 是一个独立的非营利组织，于1982年作为Rocky Mountain Institute成立，通过市场驱动的解决方案转型全球能源系统，以符合1.5°C的未来目标，并确保所有人拥有一个清洁、繁荣且无碳的未来。我们专注于世界上最关键的地理区域，并与企业、政策制定者、社区和NGO合作，识别并规模化能源系统干预措施，以至少减少50%的气候污染，目标是在2030年前实现这一目标。RMI在科罗拉多州的巴塞尔特和博尔德、纽约市、加利福尼亚州的奥克兰、华盛顿特区、尼日利亚的阿布贾以及北京设有办事处。 目录 执行摘要 4 第 1 部分 ： 休斯顿的能源领导力 ： 推动全球向低碳未来过渡7 休斯顿 poised to continue its leadership role in the energy transition .... . . . . . . . . . . . 7 休斯顿的脱碳化进程已经启动 .... . . . . . . . . . . . . 7 休斯顿可以从工业脱碳中再次获得“双重底线”效益 ...8为什么这个研究?8政策支持、国际需求以及企业的自愿承诺已推动工业去碳化………9 研究参数10 第 2 部分 ： 休斯顿工业脱碳评估杠杆 12 排放基线12确定休斯顿工业脱碳的杠杆14脱碳方案 ： 照常营业、选择性投资和净零16场景 1 ： 如常营业.......................................................................................... 第 3 部分 ： 按方案和杠杆划分的结果 21 场景 1 ： 一切照旧的结果21情景 2 ： 选择性投资情景结果22场景 3 ： 净零场景结果28 第 4 部分 ： 脱碳的经济结果 31 ................................................................................................对休斯顿地区的工作影响. 32选择性投资方案34净零情景34 第 5 部分 ： 休斯顿的清洁增长之路 35 对未来注意事项的建议35Conclusion36潜在的后续步骤36 第 6 部分 ： 技术附录 38 场景详细信息38行业减排方法39 执行摘要 德克萨斯州拥有全国近三分之一的炼油和石化处理能力，以及最大的电力发电能力。该州还拥有一支经验丰富且专业的劳动力队伍。德克萨斯州和更大的休斯顿地区在20多年前就承担了工业去碳化的领导角色，从可再生能源的整合开始。该州在通过电气发电燃料转换减少范围2排放方面有着长期且成功的记录。自2001年起，煤炭和天然气在德克萨 reliability council of Texas（ERCOT）的电力生成组合中的比例从86%下降到2023年的62%，而可再生能源的比例则从不到1%上升到27%。1在同一时间段内，煤炭发电占ERCOT总发电量的比例减少了超过一半，即使天然气使用量相对稳定，这凸显了向更清洁燃料来源转变的趋势。 美国监管支持机制、其他司法管辖区的气候立法以及企业的净零目标正在推动全球工业脱碳市场的发展，这将显著促进区域经济中的就业创造和整体增长。通过利用现有技术的可用政策支持并研究新的解决方案，休斯顿的工业部门可以加速其脱碳努力，并继续保持该地区在全球能源转型中的领先地位。同时，通过拥抱脱碳化，休斯顿可以在快速变化的消费者偏好世界中维持其竞争优势。休斯顿地区的工业脱碳投资将源自对现有资产的升级和替换，同时新增资产也将被纳入区域资产组合，以应对不断增长的全球减排和脱碳产品需求。 本研究专注于在一个包含大休斯顿地区的10个县区域内，从设施层面制定策略以应对重工业产生的范围1排放。它绘制了主要的排放源和排放量，以开始识别减排的机会及其潜在顺序。研究审查了电气化作为脱碳途径所带来的范围2排放影响对电力需求增加的影响，但未考虑该地区范围2的排放情况。 方法论和假设 通过与该地区的关键利益相关者进行深入访谈，包括资产所有者和运营商，我们确定了四大主要杠杆以提高主要工业部门现有设施的Scope 1排放水平：（1）能效提升，（2）电气化，（3）氢能源，以及（4）点源碳捕获与封存（CCS）。 开发了三种方案来评估脱碳途径 ： •场景 1 正常业务 (BAU):在现有工业生产基地基础上增加 2% 的国内生产总值 (GDP) 年增长率•情景 2 选择性投资 (SI) ：没有实施成本超过 85 美元 / 吨 CO 的脱碳解决方案2•场景 3 净零 (NZ):所有排放都被消除——无论减排的估计成本如何——通过结合使用四大主要去碳化杠杆和直接空气捕获（DAC）技术。 Houston地区从现在到2050年隐含的投资机会及其随后的经济影响在每个情景下随后进行了估计。 一种详细的碳减排成本曲线方法被采用，以估算实施每项去碳化杠杆措施的相对成本效益。这种方法允许开发SI情景，该情景分析了在保持资产长期经济可行性的前提下管理单个资产排放强度的相互作用。随后，总减排成本值被用作投资工业去碳化对地区经济增量经济影响的近似估计。 Results electrification 成为各行业最具影响力的减排策略，代表着SI情景下大多数的解决方案。与基线情况相比， electrification 可减少超过5200万吨二氧化碳当量的排放。 2具有区域范围内的Scope 1排放量，在SI情景下，到2050年相比BAU情景实现了超过760万吨的Scope 1排放量减少。预期的成本降低和持续的政策支持意味着脱碳策略对模型假设较为敏感；然而，SI情景和NZ情景也表明，提高能源效率和实施低碳解决方案（如清洁氢气和CCS）是实现显著减排的重要贡献因素。表ES1比较了休斯顿工业资产基在当前、2030年和2050年三种情景下的Scope 1排放量概况。 启动全面工业去碳化旅程可能带来的潜在经济影响相当显著。在SI情景下，预计休斯顿地区每年将通过工业去碳化创造超过14,000个就业岗位；而在NZ情景下，该地区每年可能新增近21,000个就业岗位。 本研究量化了仅在美国的一个地区通过不仅实施，而且还拥抱和抓住能源转型机会所实现的潜在经济成长和减排效益。此外，还确定了一个框架，使其他地理区域能够类似地识别通往低碳未来的路径。 PART 1 休斯顿的能源领导力 ： 推动全球向低碳未来过渡 休斯顿将继续在能源转型中发挥领导作用 德克萨斯州是美国能源生产的全国领导者，占美国国内生产能源的超过四分之一，国家总炼油能力的近15%，以及国家基础石化制造业产能的超过44%。2休斯顿，被誉为全球能源之都，是美国超过四分之一的公开上市油气勘探和生产公司的所在地。3该市拥有高度集中的能源专业知识 ， 在本地和全球范围内应用 ，4在多家国际能源公司和主要可再生能源开发商的全球运营中发挥关键作用。5在过去三十年里，精炼、石化以及上游/中游行业为休斯顿大都市区提供了大约60%的就业机会。6 城市的能源领域历史领导地位，加上由企业孵化器和加速器推动的不断增长的创新生态系统，为休斯顿地区（以下简称休斯顿或该地区）在工业脱碳方面开辟了先机，使其成为开创性解决方案和技术的先驱。休斯顿的脱碳之旅始于二十年前，早期对可再生能源的投资导致电力部门排放迅速减少。此外，清洁技术的早期采用和可持续发展承诺，结合该地区的自然资源优势，为休斯顿工业界当前努力实现能源行业的脱碳奠定了基础。随着地区继续在此前取得的成就上进一步发展，它正准备加快向低碳未来的过渡，利用其经验和资源能力进行创新，推动整个能源行业发生实质性变革。 休斯顿的脱碳之旅已经开始 休斯顿向脱碳化转型的旅程始于20多年前的电力行业，在此期间，随着需求总体增长，该行业成功减少了排放。自2013年以来，德克萨斯州（不包括工业联合热电联产或CHP）的电力生成的碳强度下降了11%，而净发电量同期增加了26%。7尽管德克萨斯州的电网在进一步去碳化方面仍有很大的空间，但迄今为止已经取得了进展，可再生能源发电量相对化石能源发电设施有所增加。 德克萨斯州在展示向电力部门脱碳方面取得的进步也为其未来基于脱碳的增长机会奠定了基础。有了坚实的基础，休斯顿现在正准备开启其能源领导之旅的新篇章，专注于重工业的脱碳——这为该地区资本密集型且大多难以移动的生产设施的保留提供了机会。8 休斯顿可以从工业脱碳中获得重复的 “双重底线 ” 收益 同样地，重工业对休斯顿的经济增长做出了贡献，它有机会在减排旅程中发挥领导作用，从而挖掘该地区推动未来经济增长的潜力。自2021年以来，行业领导者宣布了多项去碳化项目，在某些情况下甚至在联邦政府宣布相关税收和研发激励措施之前就已宣布。初创公司也聚集在休斯顿，利用其与同类创新技术公司、成熟行业企业和城市创新及教育中心的 proximity优势。 该地区近年来已成为能源和工业部门低碳投资提议的枢纽，液化天然气生产与出口终端、氢气生产以及碳捕获设施重新定义了区域内的资本投资格局。值得注意的商业项目示例还包括： •一项耗资 1000 亿美元的海上 CCS 项目 ， 利用该地区的地质储存潜力9•Linde 和 bp 在 CCS 项目上的 2022 年合作 ， 寻求利用现有劳动力和地理优势10•拟议的氨出口设施 ， 以支持氨作为低碳运输燃料的全球预期增长11•拟议的用于墨西哥湾沿岸电子甲醇生产的 X 电源设施 ，12启用来自该地区的低碳运输路线 休斯顿已经处于有利地位，能够在去碳化世界中维持现有的人才池并为现有资产创造价