气候变化,重点变化:向低碳经济转型(上)

特雷弗·伯格费尔特博士著|2020年4月21日

采矿和金属行业非常熟悉恶劣的气候,并克服脱碳等重大挑战。事实上,许多采矿作业都位于恶劣的环境中,这些环境正在迅速变化。现在全球能源消耗是一百年前的十倍,而且还在增长。我们用化石燃料来满足我们对能源的渴望,释放了数十亿吨人为的CO2进入大气层。在过去的30年里,我们排放了更多的二氧化碳2比以往任何时候都要高。所有这些额外的CO2,再加上大规模的森林砍伐,已经使碳循环失去平衡,导致地球缓慢变暖。没有办法抵消CO的排放2由于化石燃料的使用,碳循环将继续失去平衡,地球温度将继续上升,带来灾难性的后果。

二氧化碳(CO2)、甲烷和氯氟烃被称为温室气体(GHG),因为它们吸收大气中的辐射热。几千年来,地球进化到通过CO的呼吸作用(氧化作用)自然地保持碳循环平衡2通过光合作用(还原)产生生物量。工业化、城市化和数字化对我们的能源需求提出了巨大的要求。

减少碳排放

2016年4月22日(地球日),174个国家签署了巴黎协定承诺通过减少CO,将全球气温上升限制在1.5°C以内2到2050年实现零排放。从那时起,许多排放密集型企业公开宣布承诺到2050年实现碳中和,并支持联合国气候变化组织等组织碳信息披露项目气候相关财务披露特别工作组

工业占全球温室气体排放的近30%,其中大部分是CO2.在过去的30年里,来自建筑、电力和交通的温室气体排放量继续以每年0.9%的速度增长,但工业部门的增长速度超过了这一速度的两倍以上。仅水泥和钢铁就占了工业排放的近40%。这些工艺所固有的原料占温室气体排放的45%,其余主要与工艺热需求有关。因此,减少工业排放需要广泛的工艺改变和/或设备重新设计。长话短说,减少碳排放并不容易。

由于这些过程的内在复杂性和集成度,脱碳工业具有挑战性。工业资产的使用寿命超过50年,因此改变流程需要进行资本密集型改造。此外,如果消费者不愿意承担成本,对价格敏感的商品脱碳的成本将影响利润率。然而,越来越多的人开始意识到产品的碳意识,一些制造商也开始做出回应。例如,苹果公司与美国铝业公司和里约热内卢Tinto公司合作,通过ELYSIS™工艺生产无碳铝,微软承诺到2030年实现无碳。

过渡导致转变

能源系统转型需要在四个主要领域进行重大变革和技术进步:

  • 提高材料和能源效率
  • 可再生能源的广泛使用
  • 使用替代燃料(即燃料转换)
  • 碳捕获、利用和封存(CCUS)的实施

在难以减排的工业部门,我们必须普遍采用四种主要的脱碳途径,以在2050年实现净零碳排放:

  • 过程、设备和车辆的直接电气化
  • 氢可用作热源和还原剂
  • 生物质用作热源和还原剂
  • 从源头捕获碳或者直接从空气中捕获碳

在采矿业,具体的优先事项包括转换燃料,例如使用天然气、生物燃料或氢来代替柴油和重油;车队电气化,包括重型和轻型车辆;以及消除煤炭开采中的无组织排放。在冶炼和精炼中,优先考虑的事项包括优化炉操作,从废气和炉渣中回收热量,改用氢和生物质作为热量和还原剂而不是传统的煤或焦炭,过程加热电气化,使用惰性电极作为还原剂,以及CCUS。没有什么灵丹妙药——最终的组合将是这些优先级的混合,不仅因地理区域和行业而异,而且因运营地点而异。在一个设施可行的措施在另一个设施可能并不可行或产生同样的影响。

“没有什么灵丹妙药——最终的组合将是这些优先事项的混合,不仅因地理区域和行业而异,还因运营地点而异。在一个设施可行的措施,在另一个设施未必可行,或可能产生同样的影响。”

投资者对气候危机的反应越来越多地推动了工业部门的减排。如果没有透明的排放报告和明确的脱碳计划,企业就有可能无法获得项目资金。随着许多绿色投资公司寻求为清洁技术和气候变化解决方案提供资金,以及大型资产管理公司以环境可持续性为核心进行投资决策,这一趋势将继续加剧,为限制碳排放的竞赛中的领导者创造巨大的机会。

这是由两部分组成的博客的第一部分。第2部分已提供在这里

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