碳中和下的行業(yè)發(fā)展系列10---碳中和承諾下的終端電氣化+清潔化解決方案
昨天和大家分享了碳中和下的行業(yè)發(fā)展系列的第九部分:碳中和承諾下的電力脫碳解決方案
今天和大家分享第十部分:碳中和承諾下的終端電氣化+清潔化解決方案
1、廢鋼處理+石墨電極
2、氫能-燃料電池
3、生物燃料
4、裝配式建筑

1、廢鋼處理+石墨電極
鋼鐵冶煉是工業(yè)領(lǐng)域碳排放“大戶”,根據(jù)車百智庫測算(《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2020》,2020年10月發(fā)布),低電氣化的長流程(高爐-轉(zhuǎn)爐)制造噸鋼產(chǎn)生2.1噸碳排放,而高電氣化的短流程(電弧爐)+清潔電力制造噸鋼僅產(chǎn)生0.6噸碳排放。
目前國內(nèi)煉鋼仍以長流程為主,2019年短流程煉鋼滲透率僅10%,對照海外發(fā)達經(jīng)濟體,2019年美國/歐盟/日本電爐鋼滲透率分別為70%/41%/25%。電爐煉鋼所需重要原料——廢鋼的成本問題是制約短流程工藝滲透的重要因素,當(dāng)前中國廢鋼供給相對海外發(fā)達經(jīng)濟體不足,成本偏高。
?
根據(jù)2019年9月工信部發(fā)布的《電爐煉鋼指導(dǎo)意見》,十四五期間,將通過推動長流程鋼廠轉(zhuǎn)型短流程、優(yōu)化短流程煉鋼產(chǎn)能布局等方式,將電爐鋼滲透率提升至20%,單位能耗降低10%,全國鋼鐵工業(yè)廢鋼比提升至30%,廢鋼供給能力提升至3億噸左右。
電爐鋼滲透率的提升將直接帶動廢鋼處理設(shè)備市場規(guī)模增長,此外,電爐煉鋼中石墨電極的消耗貫穿在整個冶煉工藝過程中,石墨電極(尤其是高功率石墨電極)也有望在供給端環(huán)保限產(chǎn)、需求端電爐鋼滲透率推動下迎來供需共振。
2、氫能-燃料電池
氫能與燃料電池是非電力部門中較難實現(xiàn)電氣化領(lǐng)域的解決方案,主要用途體現(xiàn)在:
1)交運領(lǐng)域的商用車、航運、航空等長距離、載重運輸設(shè)備較難采用動力電池實現(xiàn)電氣化,氫燃料電池是較優(yōu)的替代方案,尤其是商用車領(lǐng)域,氫燃料電池技術(shù)已基本成型。
2)工業(yè)領(lǐng)域的煉鋼使用氫氣替代天然氣作為還原劑,能在當(dāng)前的電爐鋼技術(shù)上進一步減排,同時氫能未來也有望在化工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)對化石燃料的替代(即氫化工)。盡管當(dāng)前尚未出臺中央層面產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,但“2020國民經(jīng)濟與社會發(fā)展計劃”中的一項是制定氫能產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃,頂層設(shè)計有望跟進,且地方參與氫能的積極性非常高,已有超過10個省及直轄市發(fā)布了產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。
中國氫能聯(lián)盟預(yù)測,2020-2025年中國氫能-燃料電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模CAGR達22%,其中加氫站、燃料電池車、燃料電池系統(tǒng)數(shù)量CAGR有望分別達43%、71%、35%。
具體地,根據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)測,基準情形下,2030年氫能商用車市場份額有望從當(dāng)前的0.02%上升至7%,2020-2030年CAGR=52%,樂觀情形下,2030年氫能商用車市場份額有望達到13%,2020-2030年CAGR=62%。2050年,氫燃料電池商用車有望成為主流,基準情形/樂觀情形下市場份額分別達37%/70%。
氫煉鋼與氫化工技術(shù)成熟度較氫燃料電池更低,是更長期的發(fā)展目標(biāo)。電爐鋼+零碳電力能將噸鋼碳排放從長流程的2.1噸降低至0.6噸,若用零碳電力電解水制氫(即“綠氫”),使用綠氫替代天然氣作為還原劑,那么煉鋼過程可實現(xiàn)零碳排放。氫煉鋼工藝目前在日本、瑞典、德國已有企業(yè)先行且取得一定進展。
3、生物燃料
除氫燃料電池外,生物柴油同樣可以降低較難電氣化的商用車的碳排放,且生物柴油性能與石化柴油相近,其可直接或以任意比例與化石柴油混合用于內(nèi)燃機燃燒,無需對原用的柴油引擎、加油設(shè)備、儲存設(shè)備和保養(yǎng)設(shè)備進行改動。
歐洲的生物燃料推廣走在世界前列,歐盟《可再生能源指令》(2009)要求所有成員國2020年生物燃料在交通領(lǐng)域摻混比例達到10%,2018年修訂版本中進一步要求2030年生物燃料在運輸領(lǐng)域摻混比例達到14%。
國內(nèi)目前尚未出臺相關(guān)的頂層設(shè)計與強制添加規(guī)定,但生物柴油企業(yè)通過技術(shù)改進,利用地溝油等廢油脂生產(chǎn)生物柴油,在歐盟《可再生能源指令》下可享受雙倍積分(廢棄物生產(chǎn)生物燃料遵循雙倍計數(shù)原則),已具備一定全球競爭力,有望受益于歐美日等發(fā)達市場生物燃料政策紅利。
?
4、裝配式建筑
建筑施工是建筑部門碳排放較重的環(huán)節(jié),降低建筑施工環(huán)節(jié)碳排放的有效措施是提升裝配式建筑的比重。
根據(jù)住建部測算,裝配式住宅的單位平米碳排放,比傳統(tǒng)住宅低近30kg,減排主要來自于保溫材料與水泥砂漿的消耗。
對照海外發(fā)達經(jīng)濟體,當(dāng)前中國裝配式建筑滲透率提升空間較大,2019年中國裝配式建筑滲透率為13%,海外發(fā)達經(jīng)濟體普遍為70-90%。
住建部《“十三五”裝配式建筑行動方案》明確,2020年裝配式建筑占新建面積比例達15%以上,2016年國務(wù)院辦公廳《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》指出,力爭用10年左右時間(即2025年末),使裝配式建筑占新建面積的比例達30%,預(yù)計碳中和頂層設(shè)計下,十四五期間裝配式建筑相關(guān)政策有望持續(xù)跟進。
碳中和下的行業(yè)發(fā)展系列的第十部分的內(nèi)容就分享到這里,明天和大家分享第十一部分的內(nèi)容:碳中和承諾下的節(jié)能提效解決方案。