实现巴黎协定的目标将需要脱碳全球经济。这包括水泥和钢等重工业领域，共同考虑3％美国温室气体（GHG）排放量和全球排放量的15％（关于7％用于水泥和8％用于钢）。可以使用多种选择来减少每个部门的排放，并进行更多的发展。加速这些脱碳方法的开发和部署将需要一套解决整个供应链的政策。

两篇新论文考虑了低碳产品标准的作用和设计水泥和钢，这将为每种生产的生产设定排放强度基准，并允许在每个行业内部的排放信用额交易。

为什么水泥和钢如此碳含量如此？

产生水泥和钢需要高温，通常来自化石燃料，并且涉及化学反应也释放二氧化碳。结果，能源和工艺排放使两种产品都大量发射。

水泥的产生涉及加热石灰石和少量的其他矿物质来产生熟料，然后将其磨碎成细粉，并带有少量的添加剂（如石膏）形成水泥。传统上，使用焦炭（由煤制成）进行钢矿石生产的钢生产，从而释放二氧化碳。这些燃烧和工艺排放的组合释放到每吨水泥和使用爆炸炉生产的每吨钢的每吨以上的二氧化碳和超过两吨二氧化碳。低碳产品标准可以鼓励部署选项来脱碳这些部门。

低碳产品标准如何工作？

低碳产品标准通过设置排放强度基准来降低产品的碳强度，从而激发了制造商的碳强度，从而降低了随着时间的推移并允许公司交易排放信用。出售或进口覆盖产品的公司必须遵守该标准，并且根据其产品相对于基准的排放强度，他们要么获得或投降信用。具有信用额的公司可以出售它们，这为他们提供了经济动机，以继续降低其产品的排放强度。

低碳产品标准促进采用可用的脱碳技术，并可以推动创新。通过降低基准，政府向公司发出信号，这些公司投资于创新的减排技术和流程将获得回报。此外，标准是技术中立，使公司可以使用他们认为适合的任何方法来减少排放。

该标准将与其他政策一起使用，例如研究和开发的投资，其他财务激励措施，技术援助和采购政策。

低碳产品标准的设计考虑因素是什么？

设计低碳产品标准，包括水泥和钢，需要考虑以下六个设计选择：

1.选择产品

低碳标准的设计过程始于确定要调节的产品。对于水泥行业，主要决定是调节水泥还是混凝土。由于在美国，与数千种混凝土植物相比，一百个水泥厂少于一百个水泥植物，而且水泥厂已经拥有适当的系统来报告其排放量，因此管理水泥的管理要容易得多。水泥也比混凝土更均匀，这简化了基准测试过程。另一方面，可以在混凝土制造阶段合并其他排放选项。总而言之，我们建议联邦标准规范水泥。

对于钢铁而言，关键选择是沿生产链的关注点。鉴于生产路线的多样性和明天的创新生产技术以及包含钢的最终产品的多样性，该研究建议着重于中间的钢铁产品，例如床单，板，板，棒，梁，梁，管道和管。这些是将其塑造成汽车零件，电器和其他产品的建筑公司或制造商的中间产品。

2.信贷和监管点

产品标准将适用于生产商和进口商在美国首次出售水泥或钢铁。当每年出售产品的平均排放强度低于标准设定的基准时，生产商或进口商会获得积分。当排放强度高于基准时，公司必须放弃信用。这样，只有超过基准的排放份额才能受到排放价格。积分是可交易的，这意味着具有信用额的生产者或进口商可以将其出售给需要投降的人。

3.定义排放强度度量

由于标准基于排放强度度量（每单位产品的排放量），因此决策者必须选择要包括哪些排放。对于水泥和钢，这些指标应包括生产的直接排放和与购买的电力相关的间接排放。直接排放已经报告，并包括大多数设施的绝大多数排放。包括电力购买的排放量激发了对有效的电气流程的投资以及可用的零碳电力的使用。钢制指标还应包括与上游生产可乐，石灰和直接降低铁有关的排放，因为它们是总排放量的重要贡献者。

4.基准测试和严格性

在定义了排放强度度量之后，决策者应收集来自行业的数据，以确定在监管实体中的排放强度的分布。严格度通常会参考这些值定义，例如，为平均排放强度的百分比。最初，基准应略低于当前平均排放强度，以激励在短期内对可用的，具有成本效益的减排选项的投资。基准应随着时间的推移而下降，决策者应根据减排选择和减排目标，例如实现Net-Zero CO，定期审查该轨迹2到2050年的排放。

5.建立成本控制措施

监管机构将需要分析当前的排放强度和减排方案，以确定排放强度下降的基准，并且该分析将为估计信贷的未来供应和需求提供基础。但是，供求不匹配可能会导致信用的价格很高或非常低。建立成本控制措施可以通过限制此类尖峰和平息来产生经济利益。因此，我们建议建立一个价格上限和信用额度。这些水平应根据该计划的理想严格性设置，并应考虑关键减排技术和后台碳去除技术的当前和预期的未来成本。

6.解决泄漏和竞争力

当一个司法管辖区的缓解政策导致该司法管辖区以外的排放量增加时，例如通过对位于不受监管的司法管辖区中的外国竞争对手的市场份额损失，就会发生泄漏。水泥和钢均均匀且易于交易。为了解决泄漏的可能性，除国内生产商外，绩效标准还应适用于外国水泥和钢的进口商。

如何实施低碳产品标准？

联邦低碳产品标准可以通过通过新立法或通过《清洁空气法》中包含的现有法律权威实施。首选新立法，因为它将提供一个机会，可以全面设计低碳产品标准，该标准纳入了上述所有设计注意事项。尽管《清洁空气法》允许从新设施和现有设施进行空气污染法规，但它不能涵盖进口产品，与购买的电力或其他上游排放有关的排放。除了水泥和钢铁外，新的立法可能还会涵盖工业部门的更多制造业领域，因此它也需要解决跨部门问题。

哪些选择可以降低钢和水泥的排放强度？

多种减排选项（无论是现有的还是在开发的各个阶段）都可以减少水泥和钢生产的排放：

  • 燃料转换可以通过将废料和废物生物量等燃料代替碳密集型化石燃料来减少排放，从而提供工业供暖。
  • 碳捕获，使用和存储（CCUS）可以捕获钢和水泥厂的过程和燃料燃烧的大部分。CCUS系统尚未在商业规模的水泥厂中证明，但是少数这样的项目正在进行中。
  • 能源效率是水泥和钢厂的另一个机会。根据美国能源部研究，通过对现有最佳实践进行的升级和改造，美国钢铁设施有能力将能源消耗降低39％，如果创新技术大规模部署，则能够降低能源消耗。
  • 如今，可以扩大使用混合水泥的使用来降低熟料水泥的比率。氧气燃烧或在高氧环境中燃烧燃料以捕获排气CO2更容易开发。此外，新颖的水泥使用与常规水泥不同的化学作用可以帮助减少工艺排放，燃料燃烧排放或两者兼而有之。
  • 创新的钢生产过程电解过程，，，，氢或者生物质可以减少铁矿石，大大降低工艺排放。

在水泥和钢铁领域驾驶创新

尽管有时将行业视为“难以放松”的部门，但随着全球对这些产品的需求的增长，更大的政策和投资重点可以帮助减少其排放。在这种情况下，美国有机会制定雄心勃勃的政策，并成为开发必要技术以解决这些相当大的排放的领导者。低碳产品标准，再加上一系列其他政策，这些策略以不同的方式针对水泥和钢供应链中的不同步骤，将是朝这个方向迈出的强大一步。