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? ??工?“?中和”?需生?和消??同?革 |《自然-通?》
《自然-通?》
Nature Communications
Article | open access | 出版?? : 06 April 2021
??工?“?中和”?需生?和消??同?革 |《自然-通?》
Peng Wang, Morten Ryberg, Yi Yang, Kuishuang Feng, Sami Kara, Michael Hauschild & Wei-Qiang Chen
doi:10.1038/s41467-021-22245-6 | 原文?接

??是世界使用量最大、?用范?最?的金??源,其生?流程具有?排放量高、??排?度大、??定效?明?等特征。作?全球??基?原料部?,??工?的“??化”不??行?自身低??展至?重要,更?乎下游建筑、交通、能源等行?的??排乃至全球?控目?的??。在?前世界各??力推?“?中和”的?代背景下,全球??工?必?要革新?展理念,????史??、工?技??革、能源??改善、供需格局演?等多??度,深入厘???工?的???展?障碍,充分?究??工?“?中和”的主要措施???路?,加快推?全球??工?的??峰、?中和?程。


中?科?院城市?境?究所??强?究??合丹?理工大?等多??究??在全球??工???障碍?路??究方面取得重要?展,相??究成果以《全球??工????程停????策略?究》( Efficiency Stagnation in Global Steel Production Urges Joint Supply-and-Demand-side Mitigation Efforts )??,在??表在 Nature Communications  上。??究基于全生命周期?角,?合?用物?流分析和生命周期?价方法,以1900-2015年????界,系??究了采?、??(球?)、??、??、??等19???生?工?流程的技??展?程,量化分析了全球??生?、消?、??的?空格局及其演?特征,全面??了??全生命周期各工?流程的能耗和?室??排放?史?化??,深入探索了??冶?工?技??新、物?代?格局演???室??排放增?之?的相互影?机制,分析得到全球??工?低??展的主要???重要挑?如下:


第一,??工??排放居高不下,已成?全球??排的??和重点?域 。?究核算??,2015年,全球??工?超?了世界第三大排放?,?室??排放量?到37??。在?去115年?,??工?的排放?量?到1470??,是???品生??量(450??)的三倍。同?,??工???措施有限、?程?慢,??工?占全球?室??排放比例不降反升,由1995年的5.2%持?上升到2015年的7.7%,?重落后于能源、交通等部????程。伴?着??需求量的上升,如果不采取任何措施,??工??排放?量及其在全球中的占比??持?升高,??工?必??承受?自各方的?排?力,成?全球?控?排的重点?域和前沿?地。


第二,??工???????,主要受限于冶金原理、工?和?能的三重?束。 基于???冶金工?技?和流程??的??分析,?究???前??工???十分??,具?表??:1)在?前??冶金原理中,?和?已?深度?合,?乎??生?的各?工?流程都需要含??源作??原?、能源和工?的重要支撑;2)在??生?工?流程中,?已?直接或?接地?嵌到原料、反?、?力、?力等多?系?及其交???中,??流程????面?“?一?而?全身”的挑?;3)??究?算,??工??能?剩?重。然而,大多???于年?,提前淘汰?剩???能及其支撑部?(如原料?、焦煤?、煤炭??企?、附?基建和服??等)?面?巨大的社?和???力。


第三,??工?技?降?效果遭遇“天花板”,其?排放强度近三十年?于停?。 通??全球??工??史演?的分析及其?排放?量的?算,?究??,早在“全球?暖”?念出?之前,??工?就已?在?能?排上付出了巨大努力,使得??的?排放强度直接下降了一半以上。近百年?,在?模化生?和能源成本等?在因素??下,??工?通?技?和??升?,充分化解了多次??和能源危机的??,????工?的持?增?和生?成本的持?下降。?着生?工?流程日?成熟,??工?正以非常接近理??限的??下持??行,使得基于?有技???大?模?排的?力十分有限。?究?果也?示,?究?果也?示,世界??工??排放强度自1995年后就?到天花板,?在近三十年?停?不前,出?“?效停?”的?象。


第四,全球??工??展不平衡、不充分??突出,成?其??“??”目?的重要制?。 基于???工?排放的因素分解分析,?究??,在?去115年?,???量??排放具有??的主?作用(97%)。同?,全球??工??展不平衡、不充分的??十分突出,不同?域流程工?之?的?排放强度存在?著差?(2-3倍)。在?去30年?,部分?域(如?洲、日本、中?等)的先?企???采用新工?,??了?家???部的?强度持?下降。?着世界??活?的重心?生?移,世界??生?和消?重心也逐步???生??强度低?域(企?)向新?的?强度高?域(企?)?移。?些新??域的??生??量上升了8倍,充分抵消了先??域的技??排?步,外加??短流程的占比持?下降,使得全球??平均?排放强度居高不下。


第五,??工??????迫,??任?十分?巨。 基于情景??方法,??究模?了?排放强度、消?格局等因素???全球??工??中和目?的影?。?究??,全球??工??????迫、任?十分?巨。?了??1.5°C?控目?,全球??工?的平均?排放强度需要每十年就下降0.85?二?化??量,?在2047年左右全面???中和,其中未?15年??是全球??????目?的重要?期:?前??工?“?效停?”?象?在持?,如果其延?到2035年左右,???工???底耗?1.5°C?控目?的?排放配?。?着新????(如印度、?南?、中?)的快速工?化和城市化,全球??需求??持?快速上?,??工??展不平衡、不充分????持?突出,????更??峻的??挑?。


在此背景下,通????工??在的37??覆性??技?和十多???高效利用技?的?展、成本、推???和??等?行了?述和分析,?合全球??生?、消??回收的?空演???的情景分析?果,?究指出寄希望于生??技?突破????工???的?一路??不可取,要????工?“??”目?,必?要立足于全球尺度,同步推???生?和消?革命,???强度及?排放逐步?零,具?措施建?如下:


首先,要??推???生?技?革命。 ??工?必?要大力?展基?理?和?覆性工?的?新?究,??和推?低?、零?及??工?技?,推???生?革命,????在冶金机理、工?技?、生?流程和能源??中全面“解?”。?究??,?前最具前景的突破性/?覆性技?有?能冶金技?、?解??技?、直接?原??捕捉技?、生物?冶金技?、高效高?技?(如??高?)、??能源去?化技?和低???技?等7大?。然而,?些?覆性技?(如HYBRIT,SALCOS,SIDERWIN,MOE)被?、美企?高度??,无法快速、??地推?至印度、?南?、中?等新????。因此,?需建立全球低?冶金?新?盟,打造?新技?和?能交流?接平台,推?低?技?在印度、?南?、中?等新????快速落地,最大化?覆性技?的??成果。


其次,要同步推???消?方式?革。 ??工?????突破?????界,???????多?主?,在??生?革命的基?上,同步推???消?革命:1)?究?果表明,目前?配????支撑??需求的持?快速增?,?需推???需求?量化、高效化、高?化和?色化?展,限制???能(特?是生??能)增?,????需求?量化;2)集成新?材料??、?材?量化??、增材制造等多?措施,延????品使用?命,提升??材料的使用效率,?小不必要??的使用和浪?,充分降低??材料生?、使用、??等全生命周期的?成本,有效消除????化?生?成本的影?;3)立足于全生命周期?角,?接新能源、???、?色建筑等新??域,利用大?据等信息技?????全生命周期的互?互通,推???制造?向低?服???型。


再次,要逐步建立??循????系。 相?于以??石?原料的高??流程,以???原料的??短流程可以降低?65%的?位?排放量,?可以通??力????“零?”排放,使得??成?全球??工?重要的“???源”。然而,在??需求迅速增?的背景下,由于???源相?有限和回收不足,全球??短流程占比由1995年的35%持?下降到2015年的21%,而中?的短流程占比??10%。?究?果表明,?着??社?存量不?累?和?放,全球??迎?????高峰。其中,中?自2030年起?超越美?成?全球最大的???生?,2040年起就可以建立以??短流程主的??生?流程?系,???源??中?和全球??巨大的???利。因此,?需加大???的智能?解回收技?、?量??技?、先?冶?技?及高品????和制?技?的??力度,加快??循?利用的科?、技?和政策?系的建?,?化??布局,逐步推???流程?能置?,充分?放??短流程的???能。


最后,要注重??????的市???。 ??是???易量?社?流通量最大的金??源。?了有效?避?泄露,??境???和?交易市??成?部分?家施加?易壁?和??本土?企利益的重要手段。在此背景下,??技?、?能?源、高品???、???源、?色??等“????”?和???品价格、?量、服?一?,成???企???全球市???的重要要素。?掌握了?些??工?“????”,?就?有了低?市???的主??。因此,各???企?要??高?排放?品和??,依托信息技?和市?工具,加强?字化支撑和低??准???系建?,加快低?技??新和市???,提升“????”??和利用能力,????全球低?合作和??,重塑??工?形象和?展格局,推???生?和消??重革命。


??究作者包括城市?境所助理?究?汪?(?立第一作者)、丹?理工大?助理?授Morten Ryberg(共同通?作者)、丹?理工大??授Michael Hauschild、重?大??授?易、新南威?士大??授Sami Kara(共同通?作者)、山?大??授?奎?和城市?境所?究???强(共同通?作者)。城市?境所??文第一完成?位。?成果在中科院前沿科?重点?究?目和?家自然科?基金?目的支持下完成,得到新南威?士大?博士后?文基金、中科院特??究助理?目、中?科??年托?人才???目的支持。

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