工业部门是一个重要的财富，繁荣和社会价值的重要来源。工业公司生产约四分之一的全球GDP和就业，并使产品和材料成为我们日常生活中不可或缺的。与大多数企业一样，他们的活动也对环境造成了影响。大约28％的全球温室 - 天然气（GHG）排放来自2014年的行业。除非行业可以降低其排放，否则世界将努力达到80％至95％的温室气体减少目标，该政府根据2015年巴黎协议规定的政府。
降低工业温室气体排放并不容易，但有可能。麦肯锡的新报告，工业部门的脱碳:下一个前沿(PDF-21MB)，发现氨、水泥、乙烯和钢铁公司可以减少二氧化碳(CO2)的排放几乎为零的能源效率的提高，电力生产的热量，使用氢和生物质作为原料或燃料，以及碳捕获。脱碳的这些行业的价格将在11万亿美元和21万亿美元之间到2050年,需要加快可再生能源的建设能力,提供4到9倍的清洁能源产业需要在没有任何努力减少排放。
减少工业CO的挑战2排放
绝大多数行业的温室气体排放量为90％，包括CO2。一半的工业公司2我们报告的重点是四种工业商品——氨、水泥、乙烯和钢铁——的生产过程中产生的排放。
减弱CO.2由于四个技术原因(见表1)，重点行业的排放比大多数其他行业更难。首先，45%的CO2这些部门的排放不能通过燃料的变化，未来因流程的变化而减少。其次，来自这些部门的35％的排放来自燃烧化石燃料以产生高温热量（在焦点部门，过程温度可达700摄氏度至超过1,600摄氏度）。通过切换到零碳电等替代燃料来减少这些排放，这将是困难的，因为这需要对熔炉的设计进行重大变化。第三，工业过程高度集成，因此进程的一部分的任何变化必须伴随着该过程的其他部分的变化。最后，生产设施长时间，通常超过50年，定期维护。在现有站点的更改进程需要成本高昂的重建或改造。
经济因素增加了减排的挑战。氨，水泥，乙烯和钢是商品，因此成本是购买决策的决定性考虑因素。通过采用低排放过程和技术来增加其成本的公司将发现自己的竞争对手的缺点。
工业脱碳选择
尽管面临上述挑战，但这四个重点领域的公司仍然可以带来他们的CO2用各种方法使排放量接近于零。最有希望的是能源效率的提高、热的电气化、利用零碳电产生的氢作为原料或燃料、利用生物质作为原料或燃料以及碳捕获和储存(CCS)或使用(CCU)。脱碳选择的最佳组合将因设施而异，即使在同一部门内也是如此，因为当地因素决定了哪些是最实用或最经济的。公司必须仔细检查这些因素，在特定的基础上评估他们的选择。
最重要的因素是低碳能源的可获得性和成本，特别是零碳可再生电力和可持续生产的生物质。获取捕获CO的存储容量2以及公共和监管支持碳储存，将影响实施CCS的可能性。四个焦点部门的区域 - 增长前景也很重要，因为某些脱碳选项对现有（Brownfield）的工业设施具有成本效益，而其他脱碳选项对于新建（绿地）设施更经济。
反映当前商品价格和技术的以下观察，可以帮助工业公司关注其努力（展览2）：
- 提高能源效率是降低二氧化碳的一种经济有效的方法2排放量减少了15%到20%。这将是一个良好的开端，但要实现《巴黎协定》中许多承诺的温室气体大幅减排，这还远远不够。而且，由于提高能源效率的财务回报时间可能比企业所能接受的要长，许多企业不会追求达到减排15%至20%所需的程度。
- 在有碳储存地点的地方，以目前的商品价格来看，CCS是成本最低的脱碳选择。这也是唯一能够完全减少工艺相关CO的技术2水泥生产的排放。否则，CCS仍然是昂贵的，至少现在。进一步的创新可以制定其他脱碳选项，如电力生产，成本竞争力。
- 当零碳电力的批发价格不超过每兆瓦时50美元时，在许多情况下，使用电力来产生热量或氢气将比CCS更经济。(一些地方已经达到了这一水平，而且可能会变得更加普遍。)如上所述，在各种情况下，零碳电力的价格将成为更划算的脱碳选择。例如，在每兆瓦时低于35美元的情况下，在新建的氨厂或围绕氢设计的钢铁厂使用氢燃料比使用CCS更便宜。
- 在水泥厂和新建的钢铁厂，将生物质转化为燃料或原料在经济上具有吸引力，因为在这些环境中，生物质可以使用成熟的技术。生物质还可以替代化石燃料原料用于乙烯和氨的生产。虽然这种方法的成本高于电气化或氢气使用，但它减少了生产过程和废弃产品处理(例如，焚烧乙烯塑料)的排放。一个巨大的挑战是:可持续生产的生物质在全球范围内是稀缺的，尽管它在一些地区是丰富的。
低碳产业投资路径
几乎不管一家公司选择哪一种脱碳方案——除了提高能源效率——脱碳都会导致电力需求的增加。为了实现脱碳，四个重点部门每年需要大约25至55 exjoul的可靠、低成本的零碳电力供应——这大约是在没有任何特别努力减少CO的情况下所需电量的4至9倍2要实现这种零碳电力供应的增加，就需要对能源系统进行重大且代价高昂的转型。工业部门可以在某些方面帮助降低这种改变的成本，比如提供网格平衡服务。
即便如此，要使氨、水泥、乙烯和钢铁行业完全脱碳所需的投资仍将是巨大的:到2050年，投资将达到11万亿到21万亿美元——占全球gdp的0.4%到0.8%——这取决于零碳电力的价格。运营费用占总费用的50% ~ 60%，其余部分以水泥行业脱碳为主要目的的资本支出为中心。
实现能源和工业部门的双重转型需要整个经济的协调努力。政府可以制定地方和区域层面的工业脱碳路线图，为工业和电力公司创造更确定的前景，并开启投资，获得更长的回报时间。政府也可以调整法规和激励措施来支持脱碳，例如，通过改变对公用事业和其他参与生产和分配能源的公司的财务要求，鼓励对可再生发电能力的投资。
工业公司应该为脱碳做准备，对其所有设施进行详细审查，并查看低成本电力、氢气、生物质和碳储存能力的可用性。它们还可以让其他利益攸关方参与寻找合作机会:例如，共同投资于共享的碳储存基础设施，或支持有前景的脱碳技术的研发。
总而言之，工业公司可以急剧降低碳排放，但只能通过与其他利益攸关方合作。联合规划及及时行动可以加快发展低碳技术的发展，并帮助协调能源和工业部门的双重转型。对于工业公司和其他组织，现在开始过渡的时间。
下载工业部门的脱碳:下一个前沿那本文所基于的完整报告（PDF-21MB）。
