我們都充分意識到電力產業向低碳能源轉型的迫切需求。在過去的三十年裡，太陽能、風能和儲能這三大能源主導了有關能源轉型的公眾討論，並佔據了無數的專欄，但最重要的是，我們在許多市場上都看到了巨大的進步。
儘管我們在大規模引入再生能源方面取得了所有進展，但我們忽略了另一個對我們在本世紀中葉實現低碳能源轉型至關重要的部門：工業供熱。
全球工業熱能佔最終能源消耗的 29%，對大多數工業流程至關重要。能量輸入觸發化學反應來製造藥物和清潔產品。將金屬礦石轉化為鋼鐵，最終轉化為汽車等消費品。它用於對牛奶進行巴氏殺菌、釀造啤酒和乾燥紙張。
供熱不僅在全球能源需求中佔很大比例，而且其燃料供應一直以煤炭、石油和天然氣為主。雖然政策制定者和企業正確地關注全球電網能源供應的綠色化，但工業熱能供應的綠色化卻被忽略了。
現在，真正推動了在工業規模上實施再生熱解決方案。最新的《聯合國氣候變遷綱要公約》國家自主貢獻 (NDC) 綜合報告表明，與 2010 年的水準相比，2030 年全球溫室氣體排放量將大幅增加 16%。如果我們開始關注低溫到中溫熱能（各種解決方案已經在商業上可用），而不是高溫熱能（脫碳通常依賴氫和碳捕獲），我們就可以在這個數字上取得真正的成果。對於工業界來說實施起來成本高。
了解工業供熱市場動態
儘管有這種推動力，但仍存在阻礙向低碳能源轉型的重大障礙。這些在很大程度上是經濟性的，化石燃料在大多數市場上都具有高度競爭力，特別是在缺乏有意義的碳價格的情況下。
需要大量投資來支援在所有工業流程中部署低碳燃料源。國際再生能源機構 (IRENA) 估計，到 2050 年，要實現 1.5 攝氏度的情景，需要投資約 3.7 兆美元（3.2 兆歐元）。再生熱能選擇通常會帶來較高的前期成本和較長的投資回收期，這對於希望轉向再生能源的工業最終用戶來說是美中不足。
此外，市場仍然不透明。 20 國集團國家佔工業燃料使用量的近 80%，但具體市場條件還不夠明確，無法確定再生熱能選擇對於工業最終用戶來說真正可行。 WBCSD 和 Bloomberg NEF 試圖透過撰寫一份報告來澄清這個問題，該報告概述了 20 國集團中最具吸引力的工業熱能脫碳市場，特別是中低溫工業熱能。
中國、法國、德國、義大利、韓國和英國處於領先地位。這些市場提供了支持脫碳的最佳條件、政策和資源。不幸的是，美國和印度分別佔中低溫供熱需求的第二和第三大份額，被認為不太有利的市場，部分原因是這兩個市場都沒有推動可再生供熱吸收的全國性政策。同時，俄羅斯、沙烏地阿拉伯和南非等國的熱力脫碳尤其具有挑戰性。
熱脫碳技術解決方案
透過對市場動態有更深入的了解，工業最終用戶可以就他們可以實施的中低溫熱脫碳解決方案做出更明智的決策。
雖然沒有靈丹妙藥，但有一系列技術，其中許多技術現已商用。其中包括工業規模的熱泵、太陽能熱、地熱、各種形式的生物能源和直接電氣化技術。
電氣化具有巨大的規模潛力，是解決方案的重要組成部分，隨著電網持續脫碳，相應的排放量也將得到改善。工業規模熱泵因其更高的運作效率而成為最有效的解決方案之一。部署依賴廢熱流的獲取和/或熱泵可提供的溫度方面的創新。
生物能源是當今工業消耗最大的可再生熱源之一，佔 2018 年 G-20 中低溫熱能的 13%。農產品提供了機會。
地熱是指從地表以下提取熱量的系統。這些系統通常集中在擁有大量天然地熱資源的國家，並且主要用於能源密集型工業。
最後，太陽熱能是指利用從太陽捕獲的能量的系統。目前這是一個部署有限的利基市場，迄今主要集中在食品和飲料、紡織和採礦業。
再生熱能的商業可行性可以在短期內實現
所有四種技術解決方案都有一個共同點——廣泛採用需要更具競爭力的商業案例。因此，更多支持性的政策訊號至關重要。
尋求在其境內增加再生熱能解決方案部署的 20 國集團國家應首先專注於制定支持性政策。對碳定價將有助於工業最終用戶確定化石燃料燃燒的成本競爭力可能會在哪些方面降低。同時，引入激勵措施可以幫助增加創新和早期技術的部署，例如可以達到更高溫度的工業規模熱泵。
加速部署再生能源發電同樣重要。為了使工業熱能電氣化，除了交通和建築環境電氣化之外，電網還需要變得更大並完全數位化，以使分散式和間歇性發電能力與新的需求模式相符。
實踐中
全球製藥公司諾華公司已透過虛擬購電協議在美國實現了 100% 再生電力的目標，並有望透過類似協議在 2023 年之前在歐洲業務中實現同樣的目標。越來越多的市場為諾華和供應鏈合作夥伴提供了採用再生電力的可行選擇。雖然電力可以取得快速進展，但熱能脫碳的商業上可行的選擇尚不存在。很簡單，該技術無論是在數量還是價格上都沒有擴大規模，並且在未來幾年內都不太可能實現這一目標。
諾華已經在研究熱即服務（HaaS），它最類似於再生電力的購電協議。目前公司的大部分消費都集中在主要市場，因此需要時間和精力來開發解決方案。這些解決方案將需要獨特的融資方案，以減少資本支出負擔，並可能包括更重視某些應用的區域供熱方法。 WBCSD 和諾華正在共同開展的工作是向市場提供需求訊號，這將有助於推動創新和技術解決方案。
在未來幾十年內，工業熱能脫碳確實具有潛力，特別是在低溫條件下以及在條件和政策有利的市場內。為了擴大再生熱能規模，企業需要與其價值鏈合作，推動需求和集體行動，以改善市場和政策條件。諾華等世界上最具永續發展能力的公司的領導力表明這是可以做到的。如果我們要限制全球溫室氣體排放的增加並履行《巴黎協定》，我們必須立即採取行動，以實現工業熱能脫碳。
作者：Rutger van der Zanden，世界永續發展工商理事會能源轉型經理和 James Goudreau，諾華環境永續發展外部合作主管
