时间: 2025-03-25 11:09:02 | 作者: 锅炉技术
通过使用低/无碳电力的电气化，使工业热量需求脱碳，可以大幅度有助于减少全球温室气体（GHG）。在美国制造业中，热工艺约占最终能源需求的75%，其中近17%由2018年传统工业锅炉使用（不包括热和动力联合锅炉-热电联产）。蒸汽在工业中通常用于调节工业工艺中的温度和压力，干燥产品、去除工艺流体中的杂质等。尽管化石燃料、可再次生产的能源、核能和电力等各种能源都能产生蒸汽，但由化石燃料燃烧的锅炉在美国制造业中占主导地位。电锅炉是一项成熟的技术，由于一些技术经济原因，在全球和美国行业中，蒸汽发电的市场占有率很小（在美国制造业约占2%）。
本研究旨在： a)检查锅炉能源需求在美国工业部门在国家和州层面，b)量化的潜在机会使美国工业锅炉系统在国家和州层面，和c)识别障碍和司机大范围的应用的电力锅炉和提供见解建议克服障碍。这项工作采用了一种自下而上的方法来调查到2050年之前在美国制造业部署电力锅炉用于蒸汽发电的行业级和国家级的技术经济潜力。编译 陈讲运
结果显示，除钢铁行业外，美国所有工业部门的工业锅炉电气化最初可能会引起与2018年基线相比，年二氧化碳排放量增加约43万二氧化碳。然而，到2050年，锅炉电气化预计每年二氧化碳排放减少超过195万吨二氧化碳，如图ES所示。 由于2018年至2050年期间可再生电力或电网脱碳的普及程度增加，预计未来二氧化碳排放量将显著减少。
各部门水平上二氧化碳的年排放量的变化见图ES。 由于二氧化碳密集的副产品气体燃料（即高炉气体和焦炉气体）的燃烧，美国钢铁制造业的工业锅炉的二氧化碳排放量目前非常高。国家级加权二氧化碳强度的燃烧锅炉用于钢铁行业高于当前电网排放系数在美国因此电气化锅炉在钢铁行业已能减少排放约13 MtCO2与2018基线。但必须要格外注意的是，如果副产品气体没有在现场锅炉中燃烧，这些气体仍然必须以另一种方式处理。
制造工厂既可以将这些副产品燃料整合到其直接加热的过程中，从而取代传统的化石燃料，也能够找到其他绿色市场的潜在用途。这些努力可能会产生额外的成本，并且在本研究中不做出详细的调查。在一些工业（如炼油厂和林产品）中存在低成本或免费的副产品燃料，这对副产品燃料锅炉的电气化构成了巨大挑战。
制定了锅炉电气化成本曲线，以估计工业锅炉电气化导致的节能和二氧化碳减排的边际成本和技术潜力。2018年，工业锅炉电气发电的技术潜在能源节约量预计为每年445 PJ，占美国工业锅炉能源需求的21%。此外，如果全方面实施，电力锅炉可以使美国不同工业部门的锅炉现场能源需求减少16-29%。
