影响力系列白皮书第六册：脱碳：工业企业竞争力提升的机遇之路：赋能未来工业发展

影第六响册力系列白皮书 脱工业碳企：业竞争力提升的机遇之路 赋能未来工业发展 脱碳是工业企业实现增长最大的机会 第4页 工业企业能效提升的数字化之路 第22页 案例：中国工业热能的电气化 第30页 政策建议 第42页 2 丹佛斯行业专家库（按名首字母排序） 船舶解决方案 程宝江 13952447758 chengbaojiang@danfoss.com 数据中心解决方案 曲磊 13924018046 qulei@danfoss.com 绿氢能效提升 朱阳 /ESG18221165212 yang.zhu@danfoss.com 练俊 新能源汽车功率半导体解决方案 15201847582 jun.lian@semikron-danfoss.com 储能、工业热泵解决方案 唐小辉 13925015676 tangxiaohui@danfoss.com 芮小东 电子厂房解决方案 13601696529 ruixiaodong@danfoss.com 电气化解决方案 王超 13061893621 chao.wang@danfoss.com 3 “我们希望，脱碳 能够成为增长之源。” 马里奥·德拉吉欧洲央行前行长意大利前总理 《欧洲竞争力的未来》报告的作者 4 脱碳是工业企业实现增长最大的机会 前言 丹佛斯集团总裁兼首席执行官方行健 在世界各地，正有越来越多的企业将脱碳带来的挑战变为提高附加值、提升竞争力的强大动力。但是，现有政策还不足以支持工业部门为脱碳做出的努力。针对如何通过减排降碳以提升竞争实力，本文为企业提供了清晰指引，并且展示如何通过完善政策框架，加速脱碳转型。在后续章节中，我们将梳理实现脱碳的同时提升竞争力这一产业新战略的组成要素。 纵观历史，工业的诞生与化石燃料的崛起密不可分。实际上，工业部门用能占全球用能的37%，其中约 的地区更是如此。通过采取具备成本效益的能效措施，制造业可以既增产增收，又能大幅节能4。 第二，我们有幸正在进入可再生能源的时代。可再生能源的成本近年来迅速下降，它无疑将成为未来能源系统的主力。但是，采用可再生能源发电以来，有些企业没有为以电力为主的能源体系转型做好准备，因此逐渐落后于竞争对手。 第三，消费者和监管者对于脱碳的期待也在发生变化。各个产业对脱碳技术的需求正在快速增加，催生了巨 65%的用能直接来自化石燃料1。然而，未来的工业将 大商机。分析显示，到2030年，净零技术需求有望每 日新月异。当前，我们迫切需要减排。这对经济增长和竞争力的提升构成了挑战。因此，工业依托化石能源的传统增长范式正在发生改变。如能将这个挑战视为未来工业最大的增长机遇而非负担，那会怎样？ 若干趋势正在推动这个转变。未来，这些趋势还会进一步增强。第一，能源在工业生产成本中占比很大。在很多地区，不但能源安全越发引人担忧，能源价格的高位震荡也在侵蚀企业竞争力，削弱长期以来被认为稳健的商业模式的韧性。分析显示，到2050年，某些地区的能源价格会比其他地区高出50%。这个趋势会对竞争力构成进一步威胁2,3。在此背景下，通过减少能源浪费以提升企业竞争力，是顺理成章、成效显著的切入点。在能源密集型产业，以及能源价格高企 年产生12万亿美元以上的销售额5。脱碳时代的到来正在向企业发出明确信号：要想吸引投资、顺应日益提高的环境标准和监管水平，就要促使企业业务实现脱碳，这不仅是一项善举，还是一门好生意。 您将在后续章节中看到，我们没有故作玄虚的工业脱碳之法，凭借当下已经具备的、既成熟又经济的解决方案和框架，就完全可以做到。 这些技术可能不像碳捕集、能源岛那样吸引眼球，但是立竿见影、落地见效。工作的起点就是推广能效措施。当前，市面上已经有多种成本效益高、减排效果好的技术可供企业采用，以帮助企业快速减少化石能源消耗，降低能源成本。 5 “脱碳是工业部门提高附加值、提升竞争力的强大动力。” 方丹行佛健斯集团总裁兼首席执行官 行业和生产流程必须紧密耦合，以实现余热等每年都被大量浪费的工业副产品的充分利用。最后，尽可能推行工业电气化。电气化既是可再生能源转型的前提，又是提高能效的有力手段，毕竟在很多场景中，电力的能耗远远低于相应的化石能源消耗。 虽然社会对减排的商业价值已经有了更深入的认识，但工业排放仍在增加，1990年以来增加超过70%6。解决方案是现成可用的，投资回收期可控。那么，我可以做些什么，加快推广落地呢？ 首先，要努力弥补知识缺陷，摒弃短视的政治操弄。即使是在最具前瞻性的企业，采用新技术都将面临组织阻力、停产风险等重重挑战。但是根据我们的经验，成效显著的能效技术只需几个小时就可以安装完毕。拒不采用绿色技术的决策往往并非出于善意，而是着眼于组织的短期效益，牺牲长期效益。因此，尽管工业脱碳已经取得长足进展，但我们显然仍可采取措施，在不牺牲当前和未来竞争力的条件下，加快推广能效技术。 在政治层面上，有关部门的注意力大多集中于雄心勃勃、长期实施的重大气候项目。即使推出短平快的行动计划，行动也往往因为政治焦点的转移，陷入“停停走走”的状态，让企业难以确定哪些政策能够久久为功，哪些则会就此终止。虽然成熟方案已经具备，但是激励企业推广落地的战略性政策框架受到忽视。就政策而言，经济激励将推动企业投资于绿色转型。我们不但需要减少过度监管，也需要有效监管，从而赋予企业参与全球市场所需的可及性和灵活性。结合经济激励，此举可以构建相对公平的竞争环境，提高企业的竞争力。此外，政策制定者还需要花大力气提升政策的确定性、坚韧性和安全性，确保外交关系和供应链不囿于瓶颈，赋能产业、助力实现《巴黎协定》的气候目标。 在与气候变化的斗争中，工业部门可以发挥其独特作用，因为关键矿物、电动汽车、可持续建材等众多关键工业产品恰恰是绿色转型的核心支柱。通过拥抱创新方案和现有技术，工业部门就能把最严峻的时代挑战转化为最重大的增长机遇。让我们行动起来吧！ 6 依托实证和可靠信源，《影响力系列白皮书》第六册绘制了可行且经济的工业脱碳路线图，强调了成效显著的节能减排技术。尽管普遍可及、回报丰厚，但这些技术目前鲜有实施。 在本文中，“工业”一词泛指以生产、制造商品为主要功能的部门，既包括能源需求相对较低的轻工业（如纺织、消费品和电子），也包括全球能源系统中能源需求量最大的重化工业（如水泥、钢铁和化工）。 特别鸣谢奥尔堡大学可持续发展与规划系RasmusMagniJohannsen博士为本文初稿提供的宝贵意见和建议。 本文仅代表丹佛斯公司的观点。其完整性和准确性不应归责于任何外部审稿人员或实体。 有任何问题或者建议，请联系丹佛斯集团副总裁，公共事务负责人SaraVadSørensen:sara.sorensen@danfoss.com。 7 《影响力系列白皮书》第六册 《脱碳：工业企业竞争力提升的机遇之路》概要 竞争力提升和脱碳，可以兼得 近年来，投资者越来越重视业务的可持续性。能效技术价格不断走低的同时，效率变得越来越高。因此，我们看到了越来越多工业领域实现高效脱碳的经典案例。 分析显示，市场对绿色产品的需求日益增长，预计到2030年，市场需求总量将超过12万亿美元。另外，从应对能源成本变化的角度来说，通过高效且具有成本效益的能效手段，制造业单位能源的总增加值可在2040年前接近实现翻番。同样，席卷各行业的数字化技术也将使公司能够在未来基于可再生能源的能源系统中将能效提升到新的水平。 减少化石能源消耗是必要的，而且也很简单 2022年，工业部门的能耗约占全球总能耗的三分之一，预计2030年前每年将按1.4%的幅度增长。但如要实现2050年净零排放的目标，每年工业部门的能耗增长必须不高于0.5%。为实现降低能耗的目标，工业企业需要充分利用简单且行之有效的能效技术。以欧盟为例，工业部门为该区域的所有电机上加装变频器，这一做法每年便可节省95亿到107亿欧元的电费，减少1250万到1410万吨的二氧化碳排放，相当于200万欧洲公民的年碳排放总量。 深度电气化是充分利用可再生能源的前提 当下，风能和太阳能已经是我们常见的发电形式。为了打造、适应并融入以可再生能源为基础的未来能源系统，工业企业必须率先实现其设备的电气化。据估，通过现有的技术可以实现当下78%的工业用能，而正在开发的能效技术可以将这一比例提升到99%。然而，在目前全球工业用能总量中，工业仅占到了23%。大规模的工业电气化将减少近80%的温室气体排放，并帮相关行业有效降低几乎所有与能源相关的排放。高效且有较高经济性的电气化解决方案有效降低了能耗和能源成本，释放大量资金，可用于在绿色领域的进一步投资，也能中和弃风弃光所产生的高额成本。 打通行业实现耦合，以利用余热 到2030年，全球高达53%的能源将作为多余热量被浪费，余热将成为世界上最大的未开发能源形式。但通过战略性地打通行业、实现耦合，这些余热就可以在工厂被用来供热和提供生活用水，或通过工业微电网服务其他消费者，甚至售卖给区域能源网络，为周边提供低排放的供热和生活用水服务。余热再利用实际上就是二次利用我们已经付过钱又浪费掉的能源形式，而这正是降低能耗和能源成本最为简单的办法。 8 行业现状 工业部门占全球终端用能的30%。 可否通过转型，助其应对未来的净零挑战？ 工业生产支撑着实现绿色转型所需的众多技术，一直以来发挥着重要作用。但是，工业也是脱碳难度最大的部门之一。2021年，工业部门排放了127亿吨二氧化碳，占全球燃料燃烧排放总量的38%14。工业用能占全球终端用能的30%15。其中，直接利用化石能源的比例高达67%，用电只占22%16。 然而，从1990年到2020年，全球能源强度降低了25%。这意味着，我们降低了单位GDP能耗。国际能源署预计，随着电气化的推广和能效标准的提高，这一趋势将会加快17。换言之，工业部门如能持续投资并提高能效，我们就能在保持经济增长态势的同时，实现全球能效目标。 工业一般划分为轻工业和重工业。在工业排放中，只有8%来自纺织、食品、饮料、机械制造等轻工业18。绝大多数则来自重工业，仅钢铁、水泥、化工就占到了工业用能的一半以上，在工业排放中占比70%19。 整个工业部门都面临减排降碳的迫切挑战。尽管工业脱碳三原则――提高能效、电气化、行业耦合――普遍适用于工业部门，但是技术的具体实现路径各不相同。从技术角度看，轻工业实现脱碳的难度最小。脱碳所需技术多数已经具备。目前的挑战在于在点多面广的小型场地的规划部署20。多数重工业被认为是难以脱碳的行业。虽然能效提升和电气化实施有一定减排 效果，但是仍然需要绿氢和碳捕集与封存（CCS）以毕全功21。 工业转型的潜力 关于工业高效脱碳的关键要素，专家们达成了普遍共识。不论是丹麦22、中国23的专家，还是美国能源部24的专家，他们都认可大致相同的减排路径：降低能耗、尽力实现电气化、利用氢能等替代化石燃料、针对难以减排的行业使用CCS等技术。后续章节将做阐述，采用现有的成熟技术，就已经可以完成大部分工业脱碳工作。下文将概述全面推广部署这些技术的总体经济社会效益。 关于欧盟和英国，奥尔堡大学近期研究发现，在2050年之前，工业部门可使用可再生能源提供100%的动力25。为了以具备经济性的方式实现这一目标，我们可以通过投资能效技术，实现大幅的节能减排。实际上，即使按照保守的投资回报预测，能效技术投资也常能节约成本。如果各个产业能够推广能效技术、普及电气化、科学利用氢能，到2050年，这些转型能够降低37%的工业用能，节约64%的生物质能，并在节能的同时实现降本。 9 四次工业革命 年份 1784 趋势 化石燃料、蒸汽机、水、机械化生产 设备 1870 化石燃料、专业化分工、电力、 社会化大生产 1969 化石燃料、电子、信息技术、自动化生产 今天 可再生能源、电气化、能效、人工智能、物联网、脱碳 仅仅增加20亿欧元投资，到2050年，就能让欧盟和英国的工业部门节约20%的年度燃料总成本和