
美国能源部(DoE)一份新的“脱碳启动”报告估计,到2050年,美国重工业脱碳的可能成本将超过1万亿美元,涵盖八大工业部门:化工、炼油、钢铁、食品和饮料加工、纸浆和造纸、水泥、铝和玻璃。
美国能源部担心,这些难以去碳化的行业在减排道路上落后于美国其他经济领域,“现在是时候”改变这种状况了。报告说,《两党基础设施法》和《减少通货膨胀法》为实现减排目标提供了必要的工具,同时为美国创造了大量新的绿色就业机会。
熟悉这种情况的读者可能会期望这样的报告充满了独角兽解决方案,如碳捕获和储存(CCS)技术和氢。他们不会失望:美国能源部表示:“具有高减排潜力的脱碳杠杆包括氢、CCS和由清洁电力来源支持的工业电气化。”碳捕获被反复提及为“成本最低的脱碳途径”,尽管事实上在很大程度上它还不存在。
在评论区爆发出“但是CCS已经使用多年了”的言论之前,让我解释一下,世界上任何地方都没有大规模的碳捕获项目不依赖碳氢化合物燃料的生产或加工来获得经济效益——例如,提高石油采收率,向油井中注入二氧化碳,迫使更多的原油出来。CCS要被认为是一种可行的脱碳手段,它需要在化石燃料价值链之外具有经济性。事实上,该报告承认,在天然气加工领域之外,碳捕获尚未在美国大规模实施。
关于氢,有一种假设是区域清洁氢中心将会出现。美国能源部将提供10亿美元的资金,以“帮助建立一个旨在减少能源密集型行业排放的国家清洁氢网络的基础”。
这是一个很大的要求。氢气电解槽更有可能与工业和一些清洁电力来源(无论是核能还是可再生能源)共存,而不是出现国家级的氢气基础设施,尤其是氢气比天然气更难通过管道输送。
事实上,今天的美国没有全国性的电力或天然气网络。它的天然气管道由不同的地区运营商运营,在全国几十个不同的天然气中心定价。一个综合的国家氢基础设施,建设起来更加困难和昂贵,似乎不太可能绕过各州和城市的利益而突然出现。然后,CCS将需要类似的基础设施来将捕获的二氧化碳移动到要储存的地方。这意味着要在全国铺设大量的新管道,每一条管道都要花钱,而且很可能面临公众的反对。
那么,工业电气化说起来容易,做起来难得多。是的,工厂可以安装太阳能电池板,但对于必须全天候运行的过程来说,这并不是一个完整的解决方案(太阳不会在晚上发光!)是的,他们可以安装电池,但他们需要大量的电池来不间断地运行能源密集型过程。而且它们会非常昂贵。在大多数地区仍然依赖化石燃料的情况下,从电网中获取电力意味着接受电网的碳强度。而且,正如报告所承认的那样,电热将是使用廉价天然气的昂贵替代品。
美国能源部认为解决这一难题的关键方法是核能。核能在美国(以及其他地方)正迎来某种程度的复兴,因为政策制定者们回忆说,核能既零碳排放,又可靠——可以在小地点生产大量能源,而不必太担心天气。核反应堆也产生热,这对许多工业应用是必不可少的。
陶氏化学(Dow Chemicals)等公司正在探索使用小型、先进的反应堆将高温热量输送到工厂。核能巨头西屋公司目前正在寻求一种更小的反应堆技术的许可,这种技术可以在一个密封的单元中完全燃料输送到现场,这是为了“即插即用”的工业操作。尽管这些新技术仍需获得核管理委员会(Nuclear Regulatory Commission)的批准,但势头正在积聚。
另一个关键的解决方案是“能源效率”这一“唾手可得的成果”。这是一个被广泛误用的术语,指的是将一种形式的能量转换为另一种形式的能量时的损失,通常被错误地用于减少由于绝缘不良等原因而浪费的能量。这两者都与工业脱碳有关:在能源密集型工业过程中,转换损失可能很大,可以采取更多措施来减少通过废热损失的能量,例如通过捕获废热以用于其他地方。
核电的采用,特别是小型现场反应堆的使用,以及能源浪费的减少,都可能给美国工业带来巨大的好处。许多美国电网已经遇到了可靠性差的问题——随着关闭化石燃料发电机的政策压力加大,这些问题必将加剧。随着电网可靠性的下降,拥有自己的、独立的、可靠的、不受天气影响的能源将是一个巨大的优势。谁会反对把减少浪费作为一种商业策略呢?
但竞相采用未经证实的、昂贵的新减排技术将带来风险。美国能源部认为,先行者可以获得巨大的利益,但没有提到如果他们投资于不起作用的技术或被更好的替代方案所取代,可能会造成重大损失。美国能源部希望美国引领世界,但企业可能会更加谨慎。是的,其中一些投资可能是由国家资助的,但是拆除或更换不起作用的设备,或者被更好的解决方案淘汰的成本呢?
这概括了这份报告和其他类似报告的问题。巨额成本将堆积在纳税人身上,而由于企业被迫承担额外成本和风险,商品将变得更加昂贵。这是一个重大的经济负担。政策制定者在缺乏具体事实的情况下辩称,不做这些事情的成本会更高,根本没有其他选择。即使这是真的,我们也需要聪明、可行的解决方案。
拜登政府可以采取的最有效的措施是在核管理委员会(Nuclear Regulatory Commission)上润滑车轮,这样新的核技术就能比目前更快、更低成本地获得批准——与值得信赖的国际监管机构合作,这样每项新技术都不必在每个国家分别获得许可,这将是一个很好的开始。
现场核能发电将避免需要多套全国性的管道基础设施,押注于未经验证的技术,或依赖日益不可靠的电网。而且,由于工业场所已经很危险,公众接受的问题可能会更容易解决。这是发挥领导作用的真正机会,只要政府能抓住它。
凯瑟琳·波特是一名独立能源顾问。她拥有物理学硕士学位和工商管理硕士学位,是能源研究跨党派议会小组执行委员会的准成员











