零碳工業：實現可持續繁榮的變革性技術和政策

引 言 零碳工業是什麼
第1部分 能源和排放密集型行業
第1章 鋼鐵
1.1 當前的煉鋼工藝
1.1.1 步驟1：原料制備
1.1.2 步驟2：煉鐵
1.1.3 步驟3：煉鋼
1.2 對現有技術的逐步改進
1.2.1 對高爐中焦炭的替代
1.2.2 增加鋼材回收利用
1.2.3 使用生物燃料
1.2.4 電弧爐工藝改進
1.3 初級鋼生產的零碳工藝
1.3.1 氫基DRI+電弧爐
1.3.2 電解鐵礦石
1.4 用於助力碳捕集的二氧化碳提純方法
1.5 實現零碳鋼鐵生產
第2章 化工
2.1 氨和石化產品：關鍵的化工原材料
2.2 能源、原料和次要反應物
2.2.1 來自煉油廠的石化產品
2.2.2 大多數化工產品無法長期固碳
2.3 零碳化學原料
2.3.1 基於清潔氫和二氧化碳的化學品生產
2.3.2 基於生物質的化學品生產
2.3.3 回收化學品
2.4 非原料用能
2.4.1 蒸汽裂解的電氣化
2.4.2 催化劑和催化裂解的改進
2.4.3 甲烷部分氧化制甲醇
2.4.4 生物制造
2.5 非二氧化碳溫室氣體排放
2.5.1 含氟氣體
2.5.2 氧化亞氮
2.5.3 甲烷 /042
2.6 實現零碳化工
第3章 水泥和混凝土
3.1 概述
3.1.1 水泥的成分和品種
3.1.2 水泥的用途
3.2 水泥生產
3.3 溫室氣體排放
3.4 減排技術
3.4.1 降低熟料比
3.4.2 低碳水泥品種研發
3.4.3 二氧化碳固化和註入
3.4.4 材料效率提升
3.4.5 能效提升
3.4.6 燃料替代和電氣化
3.4.7 回收與再利用
3.4.8 碳捕集
3.5 實現水泥和混凝土凈零排放
第2部分 技術
第4章 提高能效
4.1 提高能效的效果：已實現的節能量和未來的節能潛力
4.2 設備層面提高能效的措施
4.3 全部生產設施層面提高能效的措施
4.3.1 合理選擇設備的參數，優化系統物質流
4.3.2 提高流體的輸配效率
4.3.3 余熱回收和熱電聯產
4.3.4 工業生產過程的太陽能供熱
4.3.5 自動化
4.4 工廠層面以外的提高能效
4.4.1 供應鏈
4.4.2 產品設計
4.4.3 企業決策
4.5 提高能效對工業領域實現零排放的貢獻
第5章 材料效率、材料替代和循環經濟
5.1 材料效率
5.1.1 節材組件
5.1.2 人工智能輔助設計與模擬仿真
5.1.3 自動化
5.1.4 化肥
5.1.5 水泥
5.2 材料替代
5.2.1 木材
5.2.2 有機肥料
5.2.3 石材
5.2.4 生物塑料
5.2.5 紙制材料
5.2.6 輔助性膠凝材料和填料
5.3 循環經濟
5.3.1 延長產品壽命
5.3.2 提高產品使用強度
5.3.3 轉讓和轉售
5.3.4 維修
5.3.5 翻新和再制造
5.3.6 回收利用
5.4 材料效率、材料替代和循環經濟對實現零碳工業的貢獻
第6章 電氣化
6.1 工業電氣化潛力取決於工業供熱
6.2 工業溫度要求
6.3 電加熱技術
6.3.1 熱泵
6.3.2 電阻加熱
6.3.3 感應加熱
6.3.4 電弧和等離子槍
6.3.5 電介質加熱（無線電波、微波）
6.3.6 紅外線加熱
6.3.7 激光（紅外線、可見光、紫外線）
6.3.8 電子束
6.4 熱電池
6.5 熱能替代
6.5.1 電解
6.5.2 紫外線
6.6 工業活動、溫度和技術
6.7 電氣化的潛力和成本
6.7.1 效率因素
6.7.2 成本因素
6.8 電氣化所需增加的發電量
6.9 電氣化對實現零碳工業的貢獻
第7章 氫和其他可再生燃料
7.1 氫氣
7.1.1 當代制氫
7.1.2 零碳制氫技術
7.1.3 氫的運輸
7.1.4 氫氣泄漏
7.1.5 氫氣的燃燒排放
7.1.6 工業設備中的氫氣應用
7.2 氫基燃料
7.2.1 氨
7.2.2 甲醇
7.2.3 合成甲烷及其他碳氫化合物
7.3 生物質能
7.3.1 沼氣和生物甲烷
7.3.2 液體生物燃料
7.3.3 生物質
7.4 成本比較
7.5 可再生燃料對實現零碳工業的貢獻
第8章 碳捕集、利用與封存
8.1 概述
8.1.1 CCUS現狀
8.1.2 CCUS的適用場景
8.1.3 CCUS的缺點
8.1.4 其他碳捕集技術
8.2 二氧化碳捕集技術
8.2.1 化學吸收
8.2.2 物理吸收
8.2.3 吸附
8.2.4 膜分離
8.2.5 深冷分離
8.2.6 富氧燃燒
8.2.7 化學鏈燃燒
8.3 二氧化碳壓縮和運輸
8.4 二氧化碳地質封存
8.4.1 二氧化碳驅油
8.4.2 專用地質封存
8.4.3 礦化
8.5 二氧化碳在產品中的應用
8.6 CCUS對實現零碳工業的貢獻
第3部分 政策
第9章 碳定價和其他經濟政策
9.1 碳定價
9.1.1 碳定價的減排機制
9.1.2 誰來承擔碳定價成本
9.1.3 碳定價收入的使用
9.1.4 碳定價政策設計的考慮因素
9.1.5 產業競爭力、泄漏和邊境調節機制
9.2 綠色銀行和貸款機制
9.3 補貼和稅收抵免
9.3.1 產業補貼的設計
9.3.2 補貼的持續時間
9.3.3 避免“分檔陷阱”
9.3.4 案例
9.4 設備收費、退費及其制度
9.5 促進實現零碳工業目標的經濟政策
第10章 標準與政府綠色采購
10.1 能效和排放標準
10.1.1 克服市場和政治障礙
10.1.2 能效標準
10.1.3 排放標準
10.2 標準的設計原則
10.2.1 納入持續提升機制
10.2.2 考慮實施技術促進型標準
10.2.3 簡化標準、重視結果
10.2.4 覆蓋整個市場
10.2.5 創建可交易、按銷量加權的標準
10.2.6 考慮實施覆蓋範圍一至範圍三的排放標準，以減少供應鏈排放
10.3 政府綠色采購
10.3.1 政府綠色采購的覆蓋範圍
10.3.2 拆分
10.3.3 預先市場承諾
10.3.4 反向競價
10.3.5 案例研究
10.4 有助於實現零碳工業目標的標準和政府綠色采購
第11章 研發、信息披露及產品標識、循環經濟政策
11.1 研發支持
11.1.1 政府實驗室
11.1.2 合作研究
11.1.3 獨立研究機構
11.1.4 贈款和委托研究項目
11.1.5 協調研究工作
11.1.6 獲得科學、技術、工程和數學領域的人才
11.1.7 專利保護
11.2 排放信息披露及產品標識
11.2.1 信息披露組織
11.2.2 自願和強制披露
11.2.3 產品標識
11.3 循環經濟政策
11.3.1 維修權
11.3.2 生產者責任延伸
11.3.3 擴大對回收材料的需求
11.3.4 禁止銷毀積壓庫存和退貨物品
11.3.5 針對一次性物品和包裝的限制及收費
11.3.6 回收利用服務的可獲取性和相關要求
11.3.7 建造長壽命建築物
11.4 符合零碳工業目標的研發、排放信息披露和循環經濟政策
第12章 公平與人類發展
12.1 中低收入國家的技術可用性與開發
12.1.1 加強本土領導力
12.1.2 提升制度能力
12.1.3 授予知識產權許可
12.1.4 培養和獲得人才
12.1.5 促進投融資
12.2 所有社區的繁榮與健康
12.2.1 促進社區當地的公眾參與
12.2.2 投資基礎設施
12.2.3 為工業改造提供補助
12.2.4 增強供應鏈的韌性
12.2.5 確保清潔工業發展惠及社區
12.2.6 保護公眾健康
12.2.7 支持失業工人
12.2.8 通過政策平衡好就業和通脹
12.3 人人享有可持續繁榮
結語 清潔工業路線圖
13.1 第一階段
13.2 第二階段
13.3 第三階段
13.4 總結
縮略語表
致謝