歐洲的工業多種多樣，能源需求也多元。但朱莉婭·蘇德（Julia Souder）寫道，但將它們聯繫在一起的共同點是需要可持續、可靠且具有成本效益的安全能源解決方案。
過去兩百年來，歐洲工業一直依賴化石燃料。
儘管經歷了一系列革命，轉向污染較少的能源並創造更永續的工業——從煤炭到天然氣，從天然氣到核能，現在是再生能源——歐洲仍然依賴燃燒碳氫化合物來實現經濟成長。
歐洲工業部門排放的溫室氣體佔全球溫室氣體排放量的 24%。即使使用再生能源（從風能到太陽能）也並非沒有挑戰，因為它們的間歇性與工業需求不相容。
這是壞消息。
好消息是──事情不必是這樣的。
野心就在那裡，而且它正在發生
2月6日，歐盟委員會建議歐盟到2040年應將溫室氣體淨排放量比1990年的水準減少90%。
在宣布這一新的雄心壯志時，歐盟委員會明確表示，工業和農業部門脫碳必須成為我們努力在歐洲實現永續和具有全球競爭力的經濟的關鍵焦點。
對於歐盟來說，這是一個大膽的新雄心，並且與商業相匹配，根據普華永道第 27 屆年度全球首席執行官調查，75% 的歐洲首席執行官實施了減少公司碳足跡的舉措。
我們看到主要行業參與者採取了一系列措施來降低排放；包括提高能源效率、採用再生能源、擴大替代燃料的可用性以及進行生命週期評估。
儘管做出了這些努力，風能和太陽能的間歇性阻礙了我們工業脫碳的能力。
然而，一個關鍵的解決方案已經出現，能夠加速歐洲的淨零排放之旅，並在 2040 年之前消除 65% 的工業排放。
什麼是長時儲能？
長期儲能（LDES）技術可以透過儲存再生能源幾小時、幾天、幾週甚至整個季節來減少排放，使其成為工業脫碳的理想選擇。
它們涵蓋電化學、機械、熱和化學解決方案。
這些 LDES 技術已經過驗證。如今，公司正在生產它們，產業現在也需要它們，以便在 2040 年將溫室氣體排放量減少 90%。
根據 LDES 委員會專家的研究，以再生能源和 LDES 取代化石燃料可減少 80 億噸工業二氧化碳排放量。
缺失的部分——關鍵的部分——是一個監管制度，使它們的經濟可行性能夠幫助這些技術擴大規模並推動變革。
電化學儲存（主要以電池的形式）是最廣泛認可的 LDES 形式之一。
在這裡，液流電池等新興技術特別適合長期存儲，因為它們能夠獨立擴展能量（儲存的電量）和功率（放電率）。
在歐洲，液流電池公司和氫基公司正在將這些技術用於資料中心和備用電源應用。
這些資料中心目前約佔歐盟電力消耗的 1.5%，到 2030 年可能達到歐盟總電力消耗的 3.2%。
捕獲太陽能和風力發電，並將該電力與長期儲能結合，可以保證這些大型能源消費者每天都能獲得清潔電力。
採礦作業受益大嗎？
如果資料中心為 LDES 解決方案提供了一個測試案例，那麼採礦和離網發電則為我們提供了另一個測試案例。
以位能或動能形式儲存能量的機械解決方案，以及將再生能源轉化為熱量的熱解決方案，可以幫助減少化學製造等歐洲大型工業的排放狀況，並滿足採礦等復甦領域的能源需求。
預計到 2030 年，歐洲各地將開設約 50 個礦場，以提供能源轉型所需的關鍵礦物。除非這些作業由再生能源提供動力並得到 LDES 的支持，或者可以使用清潔熱量運行，否則採礦業的復興將意味著溫室氣體排放量的激增。
LDES 透過部署機械、電化學或化學解決方案，可以為減少排放和採礦作業電氣化提供巨大幫助，並且還可以為使用它們的公司節省資金，同時透過在緊急情況下提供備用電源系統來為礦山提供安全保障。
澳洲一家礦場的一項案例研究表明，離網礦場透過改用再生能源和 LDES 可以節省 76% 的營運費用，並實現完全脫碳，每減少一噸二氧化碳可節省 609 美元。
化學品和食品加工業——歐洲工業排放的重要貢獻者——也可以從 LDES 中受益。
這些工業主要使用中低溫熱能，易於電氣化。在加州，一家薯片製造商使用 24 小時熱 LDES 解決方案與電子鍋爐配合使用，以消除其 1 類和 2 類排放。
透過利用廉價的再生能源並擺脫天然氣，企業可以降低天然氣市場波動的風險，從而生產更便宜、更環保的食品。
同樣，在德國一家化工廠，將電鍋爐與LDES結合來生產蒸汽而不是天然氣鍋爐，可以將電氣化成本降低一半。同時消除污染化石燃料，對當地空氣和水質造成重大風險，並維持現有工廠的營運壽命。
LDES 還能做什麼？
雖然 LDES 目前可以使這些電氣應用脫碳，但未來的可能性是巨大的。
工業熱過程是溫室氣體排放的主要貢獻者，因此脫碳對於實現我們的淨零目標至關重要。
在歐洲，大約 47% 的工業用熱需求低於 500°C 閾值，因此適合電氣化。
熱 LDES 與電子鍋爐和熱泵等補充技術相結合，可在未來 15 年內實現中低溫熱（100°C 至 500°C）的電氣化。
鋼鐵和水泥作為現代文明的基石，面臨著生存威脅：它們依賴化石燃料進行超過 1000°C 的高溫過程，這使得它們難以電氣化，因此也難以脫碳。
目前的 LDES 技術可以透過廢熱回收和預熱，在未來五年內為鋼鐵和水泥的有限脫碳做出貢獻。
然而，隨著成本下降和整合障礙減少，它們在未來十年內具有更大的脫碳潛力。這最終可以透過窯爐電氣化來支持水泥的全面能源脫碳。
儘管前景光明，但熱 LDES 的採用面臨著障礙，主要是該技術需要進一步的研發以提高效率並降低成本。儘管有這些挑戰，熱力 LDES 在鋼鐵和水泥行業脫碳方面的潛力是不可否認的。
持續的研究和開發，加上支持性政策，可以為更廣泛的採用鋪平道路，並開啟工業火災燃燒得更明亮、更清潔的未來。
前瞻性的政策轉變是關鍵
向 LDES 的轉變並非沒有挑戰。然而，如果我們不承認 LDES 如今在推動歐洲工業脫碳方面可以發揮的作用，歐盟提出的到 2040 年在 1990 年水準上減排 90% 的新建議可能會面臨風險。
實現淨零排放需要採取多管齊下的政策方法，並建立在三個關鍵支柱之上：長期市場訊號、穩健的收入機制和專門的技術支援。
也許最重要的是政策制定者為儲能製定明確的指令，發出積極的長期市場訊號，以實現工業脫碳等。
收入機制對於證明客戶和投資者的長期財務可行性是必要的。
最後，公私部門合作、政府的撥款和投資將有助於大幅加速研發進程，從而加速創新和交付。
這些政策不僅是推動者，而且是推動者。它們是變革的催化劑。利用 LDES 每年可節省高達 5,400 億美元（4,936 億歐元）。
歐洲的工業多種多樣，能源需求也多元。但將它們聯繫在一起的共同點是需要可持續、可靠且具有成本效益的安全能源解決方案。
LDES 技術不僅是工業脫碳的選擇，而且是必要的。它們解決了歐洲如何將工業轉向再生能源未來的問題。
但產業和政策制定者必須齊心協力，以實現可持續、繁榮的歐洲的願景。
Julia Souder 是長期儲能委員會 (LDES) 理事會的執行長。
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