IID政策简报9：重工业脱碳的一揽子政策

1 3,556(38.3%)2,799(30.2%)1,791(19.3%)426(4.6%)420(4.5%)123(1.3%)钢铁水泥和石灰其他行业其他化学品氨非铁金属纸浆和造纸工业发展洞察2015年，在COP21期间，重工业在很大程度上被排除在大多数全球减排倡议之外。人们认为，它将在剩余的20%的可允许排放额度内运行，或者依赖电力部门产生的负排放（即通过生物质燃烧发电来实现）注意：分配给工业的电力生产份额基于2019年数据，减少了5%以反映工业生产的减少和略微降低的电力温室气体强度。该图表侧重于能源和工业过程来源：基于国际能源署（IEA）（2023），“详细的CO2估算”，国际能源署CO2燃烧排放统计：能源温室气体排放（数据库）的作者阐释高收入工业化经济体必须提供财政援助，以支持发展中国家采用零排放技术。 3,800(11%)3,200(9.2%)2,709(7.8%)815(2.4%)583(1.7%)392(1.1%)关键信息去碳化重工业的政策包百万吨二氧化碳（%）图1：产业对全球二氧化碳排放的贡献，2020年重工业与巴黎协定目标非工业用热电工业用电生产直接非能源产业陆路运输化石燃料生产自用建筑物运输航空农业/林业1.去工业化减排在技术上可行，但取决于大胆的政策行动和变革性创新。排放，不包括土地利用变化和林业。大约1/3的全球燃烧和工艺CO2排放源自非能源生产工业，其中70%来自通常被称为“重工业”、“减排困难”或“转型困难”的行业，如钢铁、水泥和化工（见图1）。在《巴黎协定》签署之前 28,111(23.4%)9,279(26.8%)13,079(37.8%)行业的贡献于全球CO2排放2.有效脱碳化工业具有减少全球二氧化碳排放30%的潜力，但呼吁需求侧和供给侧政策。 5,721(16.5%) 3.163(1.8%) 改进背后的基本思想材料效率—被视为某些论述中循环经济关键组成部分的概念，但我们在本文中将其视为一个独立概念，以缩小政策必须应用的范围—is通过使用更少的温室气体密集型材料来提供相同的终端用途服务。这可以通过多种方式实现。生态设计，它包含评估并随后在其整个生命周期中减少产品的环境足迹通过有意识的设计和修订的建筑规范和法规3，是减少碳密集型材料使用的一种策略。通过最大化材料的寿命和可重复使用性，也能提高材料效率，即：i）延长产品和结构的寿命；ii）最小化重建周期；iii）推广适应其他潜在最终用途的可能性（例如使用可移动墙壁和大型的可进入管道），从而允许对现有结构组件进行非破坏性再利用和更有效的回收。4最后，从整体结构温室气体强度来看，尽可能采用温室气体强度较低的物料，例如木材、当地天然材料和水泥基替代材料，可用于减少整体排放。缓解重工业排放的另一种策略是培养循环论证通过增加高温室气体排放物质的回收数量和质量，包括金属（例如铁、铝和铜）和塑料（例如聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯），同时通过押金制度、设计标准和生产者生命周期终结责任政策等举措，持续扩大回收材料的利用。温室气体排放也可以通过脱碳化生产流程例如，通过研究和开发新兴及准商业化技术6那些产生零或非常低排放的。“接近商业化”的技术关于工业的见解去碳化重工业的政策包发展捕获和储存)1《巴黎协定》然而要求在到2055年实现净零排放以将+1.5℃控制在可及范围内，从而要求重工业温室气体（GHG）排放进行同等削减。这在技术上是可能的，但取决于材料效率的提高、循环性的增强和生产过程的脱碳。 25 事实上，它们通常已经在生产过程中得到应用（例如电锅炉和热泵），但由于电力市场价格相对较高或受到监管的限制，其使用受到限制。“新兴”技术是指最近开发出来仍处于研发阶段的技术，因此尚未投入商业使用。这些技术依赖于低碳GHG电力、氢气、生物质和/或碳捕获与封存或利用（例如氢直接炼铁或燃烧后碳捕集、利用与封存（CCUS））。每项这些策略都需要对整个供应链进行转型，以最小化成本和风险，同时确保有足够的利润进行再投资，以满足持续的需求。7供应链重组可能涉及在最有利于碳捕获和储存的地质区域或拥有丰富清洁电力来源的地方生产最具温室气体强度的材料，以驱动替代工艺8，然后可以分配到其他地区进行进一步升级和消耗。这种转型需要摆脱“银弹论”方法。政策和举措不能采用“一刀切”的方法来实现重工业脱碳；它们必须包含一系列可以根据不同地区的独特产业结构、资源可用性和政治经济条件进行调整的技术和解决方案。工业脱碳需要采取多方面的材料效率、循环利用和生产脱碳方法。 生态设计。更好的可回收性产品。长期推广开发超低排放technology。创建领先市场。DECARBONIZING DEMAND:技术；调整生产工艺以促进低温室气体能源的使用；以及碳管理策略，例如碳捕获和利用或永久地质储存）（见图2）。 图2：短期和长期重工业脱碳政策优先事项来源：作者阐述去碳化生产：能源、生产流程和碳管理增加回收率。采用押金和返回系统。短期消除化石燃料补贴。介绍严格标准。实现碳定价机制。材料效率和循环经济用于脱碳的政策组合应同时针对 i) 需求侧（对材料效率和循环性的需求）和 ii) 供应/生产侧（能源效率、电气化和燃料转换使用已知） 关于工业的见解发展促进材料和能源效率、可回收性、循环性和创新。然而，当前技术——除非是电力技术——在最终消除排放的能力方面有限。因此，政策应通过研发和商业化支持下一代超低排放工艺的发展（例如CCUS或由零排放发电驱动的电气化工艺）。短期内创造支付有吸引力溢价的主导或利基市场将是关键。这些溢价可以采取差额合同或生产税收抵免的形式，以支持对更昂贵技术的早期投资，这些技术有能力设定最佳可用技术的新基准，从而政策行动需要沿着供应链和跨区域进行协调。虽然初始步骤涉及在区域层面建立可行的技术路径，但必须为所有供应链参与者和组成部分确定稳健的商业模式。脱碳需求和生产需要重新培训土木和结构工程师、建筑师、设计师、建筑公司、制造商、贸易商和工人，以便他们在工作中结合新方法。产业景观必须进行重构，以便利益相关者能够供应必要的产品。脱碳需求和生产还需要政府、企业、劳工等各方利益相关者之间的合作。所有利益相关者之间的规划和协调从长远来看，目标是用尽可能少的新材料，以可重复使用和可维修的方式使事物持久，并尽可能以最高的质量进行回收，所有这些都由清洁能源驱动。 去碳化需求去碳化重工业的政策包去碳化供应链在任何圆点开始都是可能的，因为所有策略最终都必须被追求，但一个合理的起点可以是短期内增加回收利用，以及长期内对新产品实施生态设计。专注于低成本、广泛可用且高容量的清洁电力生产也支持工业脱碳的组成部分。降低对钢材、混凝土和塑料等温室气体密集型材料的需求数量是减少排放的第一步。这可以通过短期和长期策略相结合来实现：短期内，政策努力应集中于通过改进和扩展可回收废料（例如钢材、铝、铜和其他金属废料以及清晰标记的塑料）的收集和分拣网络来提高回收率，以及鼓励采用押金退还系统。长期去碳化需求的政策应促进生态设计，并提高产品的可回收性。通过促进产品无损再利用，可以最大限度地替代高碳产品，即最小化碳密集型材料的用量，并通过促进产品的无损再利用来提高可修复性。通过简化产品子组件的分离，回收质量可以得到提高（例如，在处理前，汽车铜组件（如电线）可以设计成易于分离和拆卸）。这些政策需要与建筑和车辆法规制定者、建筑师、土木、结构和工业工程师、设计师以及将实施这些政策的公司共同设计。旨在短期内实现生产过程脱碳的政策包括消除化石燃料补贴、引入严格的最高温室气体强度标准，以及逐步且稳定地实施涵盖所有燃烧和工艺排放的碳定价机制（通过碳税、碳排放权交易系统或可交易性能限额法规），并结合竞争力保护措施（例如边境碳调整）。这些措施也可用于重构市场 提高整个行业的意识和期望。 关于工业的见解发展高收入国家，反映其历史累计排放和能力，需要率先以新技术和资金引领，但低收入国家需要利用现有工具，避免发展高温室气体强度工业结构。LC3水泥13，并鼓励采用碳捕获、利用与封存（CCUS）技术或消除与水泥生产相关的排放。在原生铝生产中，应推广铝土矿电解和低温室气体（GHG）电力及惰性电极的使用，同时力求使铝制容器的回收率达到90%或更高。为在长期内实现净零排放，化学行业必须得到激励，并随后被强制要求最大限度地使用回收原料输入（例如回收塑料）、生物燃料和原料以及低温室气体美国和欧盟贸易和气候产业政策正在快速发展，美国通过了基础设施投资和就业法案（2021年）、芯片法案（2022年）和降低通胀法案（2022年），欧盟收紧碳排放交易体系至约每吨二氧化碳90欧元，并启动了实施碳边境调节机制的测量过程，同时直接回应《降低通胀法案》采纳了绿色协议产业计划。这导致了一些未解决的贸易冲突。14其他高收入工业国家在脱碳经济方面做为了企业及相关主要利益相关方采用新技术实现重工业脱碳,并在建立监管框架方面确保这些技术能被有效使 不同发展阶段国家的政策重点去碳化重工业的政策包高收入工业化国家在短期至中期内的首要责任是发展研究、研发和商业化的举措，基于最佳可用技术（BAT），在钢铁、水泥、铝业和化工行业实现非常低和零排放。11这包括引入绩效法规提供指导；创建领先市场；提供定向资金；并将土地利用规划纳入，以鼓励产业集群，从而促进电力、氢能、碳捕获与存储/利用的基础设施共享以及废热再利用。以钢铁行业为例，通过实施基础设施内容法规并提供公共服务溢价定价机制（如差额合同或生产税收抵免，类似于美国《降低通胀法案》中对能源技术的机制），可以为政府采购建立绿色钢铁的初级市场。12汽车制造商可以鼓励承诺在绿色钢铁可用时购买，并设计易于拆卸以供回收的车辆。政府和建筑规范监管机构、水泥制造商和水泥用户之间在水泥行业的合作努力是优化利用水泥替代品，如矿渣等的关键。脱碳化的背景在不同工业化国家、新兴国家和欠发达国家之间差异很大，尤其是考虑到后两个国家群体预计将占新增需求的大部分。9每个国家组在工业部门追求独特的优先事项和方法（见表1）。高收入工业化经济体10工会、原住民团体、行业协会和民间社会来实施有效、精心设计且公正的政策包。政府将在制定和协调转型战略、提高意识并提供激励方面发挥关键作用 电力、氢气及碳源。出了相似的回应用。 关于工业的见解去碳化重工业的政策包发展上中等收入工业化及工业化经济体保持竞争力。迄今为止，在减少重工业碳排放方面的合作努力仍然有限，但这些国家拥有足够的资本和能力，可以通过其集体资源实现工业脱碳。中国虽然从技术上讲不是高收入国家，但在有意生产和采用清洁能源技术方面最为活跃，因此应该被包括在这一组中。中等收入国家涵盖了广泛的经济收入范围，其中一些国家高度工业化，而另一些国家则刚刚开始这一进程。尽管其中一些国家可能如此，但这个国家群体通常不涉及研究、开发以及商业化。上中等收入国家至少应优先采用与其现有资源相符的最佳现有超低排放技术，并在必要时，如果需要的话，还应获得针对性的财政支持。世界上几家最大的钢铁和水泥跨国公司在中等收入国家（例如墨西哥的CEMEX和印度的塔塔公司）设有总部，并且在有激励措施的情况下完全有能力建设近零排放设施。它们应合作在现实环境中试点创新性、极低以及零排放技术（例如利用基于CCS（“蓝色”）和电解（“绿色”）的氢气进行铁矿石还原，以及用氨制造化肥），特别是在拥有丰富可再生资源以发电的地区。15中等收入经济体应当在其钢铁产品回收网络中发挥最大效用，随着汽车和建筑物的报废，利用这些资源推动二次钢铁产业的发展。应针对水泥行业出台法规，以标准化根据地方矿产资源配制的本地预拌混凝土，并监督和限制袋装水泥的使用。应建立并严格执行玻璃、铝制和塑料饮料容器的有效押金和回收系统。应提高人们对化学行业采用低碳排放源的意识，并鼓励采用天然气和天然气液替代煤炭和原油，以加速向环保替代品的转型。最后，中等收入国家应当拥抱 中低收入经济体关于在中等和低收入经济体中为第一代近零排放工业设施的前期和潜在运营成本（取决于能源成本）应由谁承担的关键问题——这些经济体的资本系统性